道路工程第二篇路基工程

1、 通过本次课的学习，学生通过本次课的学习，学生应重点应重点掌握：路基干湿类型的划分，土基回掌握：路基干湿类型的划分，土基回弹模量的确定弹模量的确定；熟悉路基的常见病害；熟悉路基的常见病害；了解路基病害产生的原因。了解路基病害产生的原因。本次授课的重点：本次授课的重点：路基干湿类型的路基干湿类型的划分、土基回弹模量的确定，路基划分、土基回弹模量的确定，路基的常见病害的常见病害。难点：土基回弹模量的确定。难点：土基回弹模量的确定。目的要求目的要求重点、难点重点、难点本次授课的目的、重点本次授课的目的、重点 、难点、难点道路路基修筑在地面之上，暴露于大气之中，受道路路基修筑在地面之上，暴露于大气之中

2、，受地形、地质、水文和气候等自然因素的影响极大，地形、地质、水文和气候等自然因素的影响极大，容易产生各种各样的病害。容易产生各种各样的病害。 根据设计内容与设计要求的不同，路基设计分为根据设计内容与设计要求的不同，路基设计分为一般路基设计一般路基设计和和特殊路基设计特殊路基设计。 在在正常的地质和水文条件下正常的地质和水文条件下，路基，路基填挖高度填挖高度不超过设不超过设计规范或技术手册所允许的范围，它可以结合当地的计规范或技术手册所允许的范围，它可以结合当地的地形、地质情况，直接参照规范规定或标准图设计，地形、地质情况，直接参照规范规定或标准图设计，而不必进行个别的详细论证和验算。而不必进行

3、个别的详细论证和验算。 对于工程地质、水文条件对于工程地质、水文条件，路基填挖高度，路基填挖高度规范规定，或规范规定，或等各种特殊条件下等各种特殊条件下的路基，则必须进行特殊设计。主要包括的路基，则必须进行特殊设计。主要包括等内容。等内容。2-1 2-1 路基破坏的现象和原因路基破坏的现象和原因一、路基的常见病害一、路基的常见病害 路基常见的病害有下列几种类型：路基常见的病害有下列几种类型：next 路堤沉陷的主要成因有：路堤沉陷的主要成因有： （1）由于路基）由于路基填料选择不当填料选择不当、填筑方法不合理填筑方法不合理、压压实不足实不足等原因，在荷载、水和温度等的综合作用下，等原因，在荷载

4、、水和温度等的综合作用下，堤身向下沉陷。图堤身向下沉陷。图2-2-1 a） （2）由于）由于原地面软弱原地面软弱，而填筑前未经换填或压实，而填筑前未经换填或压实处理，发生的地基下沉。图处理，发生的地基下沉。图2-2-1 b） （3）另外，）另外，冻融作用冻融作用也常引起路基的不均匀变形。也常引起路基的不均匀变形。 路基边坡坍方是路基最常见的病害，也是水毁的普遍路基边坡坍方是路基最常见的病害，也是水毁的普遍现象，按其破坏的规模与成因的不同，可分为现象，按其破坏的规模与成因的不同，可分为等。等。 （1）：指边坡表层土或风化岩层的表面，在大气：指边坡表层土或风化岩层的表面，在大气的干湿或冷热循环下，

5、发生胀缩现象，使零碎薄层成片的干湿或冷热循环下，发生胀缩现象，使零碎薄层成片状或带状从坡面上脱落下来，老的脱落后，新的又不断状或带状从坡面上脱落下来，老的脱落后，新的又不断产生。产生。 （1）：填土不均匀和易溶盐含量大的土层及泥质岩、绿填土不均匀和易溶盐含量大的土层及泥质岩、绿泥岩等松软岩层较易发生此种破坏现象。泥岩等松软岩层较易发生此种破坏现象。路堑边坡剥落的碎屑堆积在坡脚下，将堵塞边沟，路堑边坡剥落的碎屑堆积在坡脚下，将堵塞边沟，并妨碍交通。，并妨碍交通。（2）： 指软弱岩石经风化而成碎块，沿较陡的路堑边坡指软弱岩石经风化而成碎块，沿较陡的路堑边坡向下滚落，向下滚落，。 （2）：碎落产生的

6、主要原因是路堑边坡较陡（大于碎落产生的主要原因是路堑边坡较陡（大于45），岩石破碎和风化严重，在胀缩、震动及水），岩石破碎和风化严重，在胀缩、震动及水的浸蚀与冲刷作用下，块状碎屑沿坡面向下滚落。的浸蚀与冲刷作用下，块状碎屑沿坡面向下滚落。如果落下的岩块较大（一般直径在如果落下的岩块较大（一般直径在40cm以上），以上），以单个或多块落下，这种现象称为落石（或坠落）。以单个或多块落下，这种现象称为落石（或坠落）。落石的石块较大，降落速度极快，所产生的冲击力落石的石块较大，降落速度极快，所产生的冲击力可使路基结构物遭到破坏，也会威胁到行车和行人可使路基结构物遭到破坏，也会威胁到行车和行人的安全，有

7、时还会引起其他病害。的安全，有时还会引起其他病害。 （3）：指路基边坡上的土体或岩石，：指路基边坡上的土体或岩石，沿着一定的滑动面成整体向下滑动。沿着一定的滑动面成整体向下滑动。 路堑滑坍（3），有时活，有时活动体可达数百万方以上，造成严重阻车。动体可达数百万方以上，造成严重阻车。产生滑坍的主要原因是边坡较高（大于产生滑坍的主要原因是边坡较高（大于10m），），坡度较陡（大于坡度较陡（大于50），填方不密实，缺少应有的），填方不密实，缺少应有的支撑与加固。挖方的岩层对公路成顺向坡，岩层倾支撑与加固。挖方的岩层对公路成顺向坡，岩层倾角在角在5075之间，夹有软弱和透水的薄层或岩之间，夹有软弱和透

8、水的薄层或岩石严重风化等，在水的浸蚀和冲刷作用下形成滑动石严重风化等，在水的浸蚀和冲刷作用下形成滑动面，致使土石失去平衡而产生滑坍。面，致使土石失去平衡而产生滑坍。 （4）： 崩坍指岩块整体在重力作用下倾倒、崩落。崩坍指岩块整体在重力作用下倾倒、崩落。 它与滑坍的它与滑坍的主要区别主要区别在于：在于：，坡脚线以下的坡脚线以下的地基无移动现象地基无移动现象，崩坍的各部分相对位，崩坍的各部分相对位置在崩坍的过程中完全被打乱，其中较大石块翻滚较置在崩坍的过程中完全被打乱，其中较大石块翻滚较远，边坡下形成倒石堆或岩堆。远，边坡下形成倒石堆或岩堆。 （5）：指土体（或土石混杂的堆积物）遇水软：指土体（或

9、土石混杂的堆积物）遇水软化，在化，在4560之间的较陡边坡、无支撑情况下，之间的较陡边坡、无支撑情况下，当自身的重量所产生的当自身的重量所产生的剪切力剪切力粘结力和摩阻力粘结力和摩阻力所构成的所构成的抗剪力抗剪力时，土体沿松动面坠落散开。时，土体沿松动面坠落散开。 其特点是：其特点是：变形速度慢、少翻滚变形速度慢、少翻滚。3 （1） 在在季节性冰冻地区季节性冰冻地区，处于水温条件不利的土质路，处于水温条件不利的土质路基，在负温度坡差的影响下出现基，在负温度坡差的影响下出现“湿度积聚湿度积聚”现象。现象。即冬季开始时，土基即冬季开始时，土基由上而下由上而下逐渐冻结，在负温度逐渐冻结，在负温度坡差

10、的作用下，水分以坡差的作用下，水分以薄膜水薄膜水和和毛细作用毛细作用的移动方的移动方式，不断向上积聚，使聚冰层增厚，由于水冻结后式，不断向上积聚，使聚冰层增厚，由于水冻结后的体积增大，使路基隆起，即为冻胀现象。的体积增大，使路基隆起，即为冻胀现象。（2） 到了春融季节，气温回升，此时路基路面结构到了春融季节，气温回升，此时路基路面结构由上由上而下而下逐渐解冻，聚积在土基上层的冰体先解冻，但是逐渐解冻，聚积在土基上层的冰体先解冻，但是无法下渗，而滞留于土基的上部，导致土基湿度增大、无法下渗，而滞留于土基的上部，导致土基湿度增大、强度下降，在行车荷载的作用下，路基路面结构产生强度下降，在行车荷载的

11、作用下，路基路面结构产生较大的变形较大的变形。湿度大的路基土会以泥浆的形式从冻胀。湿度大的路基土会以泥浆的形式从冻胀后开裂的路面裂缝中冒出，形成后开裂的路面裂缝中冒出，形成翻浆翻浆。路基翻浆路基翻浆4 在较陡的山坡上填筑路基，由于原地面在较陡的山坡上填筑路基，由于原地面，而在施工中又未作相应的技术处理（如挖台阶等），而在施工中又未作相应的技术处理（如挖台阶等），当受水浸润后，填方与原地面之间接触面上的抗剪能当受水浸润后，填方与原地面之间接触面上的抗剪能力降低，此时填方在自重和荷载作用下，有可能造成力降低，此时填方在自重和荷载作用下，有可能造成路基整体或局部路基整体或局部面向下滑动，使面向下滑动

12、，使路基丧失整体路基丧失整体稳定性稳定性。5 道路通过道路通过地带，或遇到较大的地带，或遇到较大的自然自然灾害灾害，均有可能造成路基结构的大量破坏。如：泥石，均有可能造成路基结构的大量破坏。如：泥石流、雪崩、地震、岩溶等自然灾害下的破坏。流、雪崩、地震、岩溶等自然灾害下的破坏。泥石流泥石流雪崩雪崩地震对公路的破坏地震对公路的破坏岩溶岩溶二、路基病害产生的原因二、路基病害产生的原因 产生路基病害的原因是多方面的。往往既具有各自产生路基病害的原因是多方面的。往往既具有各自的特点，又有共同的原因，大致可归纳为以下几个方的特点，又有共同的原因，大致可归纳为以下几个方面：面：1 如：地质构造复杂，岩层的

13、走向与倾角不利，岩石如：地质构造复杂，岩层的走向与倾角不利，岩石风化严重、岩性松软，土质较差，地下水位较高等。风化严重、岩性松软，土质较差，地下水位较高等。2 如：降雨量大、洪水猛烈，干旱、冰冻、积雪或温如：降雨量大、洪水猛烈，干旱、冰冻、积雪或温差过大等。差过大等。3 如：填筑材料选择不当、断面形式及尺寸不符合要如：填筑材料选择不当、断面形式及尺寸不符合要求，或者是排水、防护与加固等设施未能根据实际需求，或者是排水、防护与加固等设施未能根据实际需要予以设置等。要予以设置等。4 如：填筑顺序不当、土基压实不足、盲目采用大爆如：填筑顺序不当、土基压实不足、盲目采用大爆破等。破等。 结论：结论：

14、沿线的沿线的地质条件地质条件是影响路基工程质量和产生病害是影响路基工程质量和产生病害的的基本前提基本前提，则往往是造成病害的则往往是造成病害的直接原因直接原因。 因此，在设计前应对因此，在设计前应对、及及进行进行详细调查，据此合理选择路基的详细调查，据此合理选择路基的；同时在施；同时在施工中，采用正确的工中，采用正确的方案与方法，尽可能消除和减方案与方法，尽可能消除和减轻由于施工不当所带来的路基病害，在使用年限内确轻由于施工不当所带来的路基病害，在使用年限内确保路基的强度与稳定性。保路基的强度与稳定性。2-2 2-2 路基湿度状况和土基干湿类型路基湿度状况和土基干湿类型 路基的湿度对路基的强度

15、、刚度与稳定性有着非常路基的湿度对路基的强度、刚度与稳定性有着非常密切的关系。密切的关系。一、路基湿度的来源和变迁一、路基湿度的来源和变迁1 降水通过路面、路肩和边沟渗入路基；蒸发使水分降水通过路面、路肩和边沟渗入路基；蒸发使水分逸出而促使土基干燥。逸出而促使土基干燥。2 沿边沟流动或地表径流的水流，因排水不畅而积聚沿边沟流动或地表径流的水流，因排水不畅而积聚于路基两旁，慢慢渗入到路基内。于路基两旁，慢慢渗入到路基内。3 因地下水的流动或上升，同时借助土的毛细作用，因地下水的流动或上升，同时借助土的毛细作用，由地下上升而浸湿路基的上部土体。由地下上升而浸湿路基的上部土体。4 大气温度的变化，造

16、成路基内不同深度处的温度差大气温度的变化，造成路基内不同深度处的温度差异，在温差的影响下，土中的水分以液态异，在温差的影响下，土中的水分以液态由热处向冷由热处向冷处移动处移动，并聚集在该处，从而使路基内的湿度分布发，并聚集在该处，从而使路基内的湿度分布发生变化。生变化。二、路基干湿类型的划分二、路基干湿类型的划分 在路基路面设计中，路基干湿类型可划分为四类：在路基路面设计中，路基干湿类型可划分为四类：，通常用路基土的，通常用路基土的来区分。来区分。 c1路基土稠度计算公式：路基土稠度计算公式：LcLP 路床顶面以下路床顶面以下80cm深度内的平均稠度。深度内的平均稠度。 在不利季节，路床顶面以

17、下在不利季节，路床顶面以下80cm深度内，每深度内，每10cm测测1组含水量，共测组含水量，共测8组，取其平均值，为土基组，取其平均值，为土基的平均含水量的平均含水量 （%）；）； 100g平衡锥所测土的液限含水量（平衡锥所测土的液限含水量（%）；）； 土的塑限含水量（土的塑限含水量（%）。）。cpL 对于对于，判断某路段的路基干湿类型可根据实测不利，判断某路段的路基干湿类型可根据实测不利季节路床顶面以下季节路床顶面以下80cm深度内土的平均含水量深度内土的平均含水量 ，计算出相计算出相应的平均稠度应的平均稠度 。然后，利用表。然后，利用表2-2-l确定该路段的干湿类型。确定该路段的干湿类型。

18、c公路自然区划不同土组的分界稠度，见表公路自然区划不同土组的分界稠度，见表2-2-l。 2 路基干湿类型的划分，见表路基干湿类型的划分，见表2-2-2。 对于对于，路基尚未建成，得不到路床顶面以下，路基尚未建成，得不到路床顶面以下80cm深度内的平均含水量深度内的平均含水量 ，也就无法利用公式直接计，也就无法利用公式直接计算平均稠度算平均稠度 ，不能以此区分路基干湿类型。，不能以此区分路基干湿类型。 此时利用地下水或地表长期积水水位至路床顶面的高度此时利用地下水或地表长期积水水位至路床顶面的高度H，与路基临界高度，与路基临界高度(H1、H2、H3)进行比较，来判断路基进行比较，来判断路基干湿类

19、型。干湿类型。c ：是指保证路基上部土层（路床顶面以：是指保证路基上部土层（路床顶面以下下80cm），在不利季节，处于某种湿度状态（干燥，），在不利季节，处于某种湿度状态（干燥，中湿、潮湿）时，中湿、潮湿）时，路床顶面距地下水位或地表长期积水路床顶面距地下水位或地表长期积水水位的最小高度水位的最小高度。 路基临界高度可根据土质、气候等因素，结合当地的路基临界高度可根据土质、气候等因素，结合当地的经验予以确定。当缺乏实际资料时，干燥、中湿、潮经验予以确定。当缺乏实际资料时，干燥、中湿、潮湿状态的路基临界高度（湿状态的路基临界高度（H1、H2、H3）可参照表）可参照表2-2-3选用。选用。 填土高

20、度：指路肩边缘距原地面的高度。为利于排填土高度：指路肩边缘距原地面的高度。为利于排水，干燥路基最小填土高度规定为：水，干燥路基最小填土高度规定为： 砂性土砂性土:0.30.5m 粘性土粘性土:0.40.7m 粉性土粉性土:0.50.8m 例例2-2-12-2-1： 现有一段位于苏州市郊区的粉质中液限粘现有一段位于苏州市郊区的粉质中液限粘性土路基，最高地下水位离地面性土路基，最高地下水位离地面0.8m，路床，路床顶面高出地面顶面高出地面1.0m，试确定该段路基的干湿，试确定该段路基的干湿类型、并预测路基的稠度。类型、并预测路基的稠度。1.0m0.8m解：解：（1）计算该路段路床顶面距地下水位的最

21、小高度计算该路段路床顶面距地下水位的最小高度 H = 0.8 + 1.0 = 1.8（m）（2）判断该路段路基的干湿类型判断该路段路基的干湿类型所以，该路段的路基处于中湿状态。所以，该路段的路基处于中湿状态。 1.8Hm1H2H因为因为查表查表2-2-3得：得：1区粉质土的区粉质土的)(0 . 221 . 29 . 11mH)(35. 124 . 13 . 12mH（3）路基稠度预测）路基稠度预测 查表查表2-2-1得：粉质土处于中湿时：得：粉质土处于中湿时：1.05 0.90c采用采用内插法内插法： 1.8Hm1H2H结合结合 解得：解得： =1.004，取，取 =1.00。cc（2.0-1

22、.8） （1.8-1.35）=（1.05- ） （ -0.90）ccHc2.01.351.050.91.8? 通过本次课的学习，学生应通过本次课的学习，学生应重点掌握：重点掌握：土基抗变形能力的评定方法，土基回弹模土基抗变形能力的评定方法，土基回弹模量的确定，土基水温状况的改善措施，施量的确定，土基水温状况的改善措施，施工压实度的概念工压实度的概念；熟悉土基填料的选择与熟悉土基填料的选择与压实压实；了解边坡坡度的选用及其防护措施。；了解边坡坡度的选用及其防护措施。重点：重点：土基抗变形能力的评定，土基土基抗变形能力的评定，土基回弹模量的确定，土基水温状况的改善回弹模量的确定，土基水温状况的改善

23、措施，施工压实度的概念。措施，施工压实度的概念。难点：土基抗变形能力的评定方法，难点：土基抗变形能力的评定方法，土基填料的选择。土基填料的选择。目的要求目的要求重点与难点重点与难点本次授课的目的、重点本次授课的目的、重点 、难点、难点2-3 2-3 土基的抗变形能力（刚度）和稳定性土基的抗变形能力（刚度）和稳定性 一、路基受力状况一、路基受力状况 路基承受着路面和路基路基承受着路面和路基自重自重及及行车荷载行车荷载两种荷载。两种荷载。 通过路面传至土基顶面的通过路面传至土基顶面的行车荷载行车荷载，从理论上讲是，从理论上讲是一种重复作用的一种重复作用的，包括，包括水平力、垂直力、水平力、垂直力、

24、撞击力撞击力等。等。 其中的其中的随深度的加大消减得很快，土基顶面随深度的加大消减得很快，土基顶面上实际所受到的水平力很小；上实际所受到的水平力很小；，通过路，通过路面的吸震作用，传至土基时，也已变得很小。面的吸震作用，传至土基时，也已变得很小。 因此，通常把因此，通常把行车荷载行车荷载对土基的影响仅近似看作为对土基的影响仅近似看作为。1、路基土在车轮荷载作用下引起的垂直应力是、路基土在车轮荷载作用下引起的垂直应力是随着深度增加而减小的。随着深度增加而减小的。2、路基土本身自重是随着路基深度增加而增大、路基土本身自重是随着路基深度增加而增大的。的。 再往深处的行车荷载影响与土再往深处的行车荷载

25、影响与土基自重影响相比可以忽略不计，基自重影响相比可以忽略不计，此深度即可看作对于支承路面、此深度即可看作对于支承路面、经受行车荷载作用有较大影响的经受行车荷载作用有较大影响的土基范围，土基范围，。二、路基工作区二、路基工作区 在路基某一深度在路基某一深度Z处，当车轮荷载引起的垂直应力处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，为与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，为1/51/10时，该深度范围的路基称为时，该深度范围的路基称为。传到土基顶面上的垂直压力将使土基或多或少地传到土基顶面上的垂直压力将使土基或多或少地产生产生，而土基的这部分变形必然反映给路，而土

26、基的这部分变形必然反映给路面面，使路面也随之而变形使路面也随之而变形。因此，对土基。因此，对土基抵抗外荷能力的分析应着重于它在垂直压力作用下抵抗外荷能力的分析应着重于它在垂直压力作用下的变形程度。的变形程度。三、土基抗变形能力的评定三、土基抗变形能力的评定（一）土基的刚度指标（一）土基的刚度指标 通常把土基当作是通常把土基当作是均质的半空间弹性体均质的半空间弹性体，从而利用，从而利用来求解荷载与变形之间的关系。传到来求解荷载与变形之间的关系。传到土基顶面上的垂直压力可近似的看作为土基顶面上的垂直压力可近似的看作为。此时，荷载。此时，荷载p与土基顶面上离荷载中心轴的径与土基顶面上离荷载中心轴的径

27、向距离为向距离为r处的弯沉（垂直位移）之间的关系可以表达处的弯沉（垂直位移）之间的关系可以表达为：为：2002(1)rplE式中：式中： p均布荷载的大小（均布荷载的大小（MPa）；）； 0土的泊松比（土的泊松比（0.35）；）； E0土的弹性模量（土的弹性模量（MPa）；）； 圆形均布荷载的作用面积的半径（圆形均布荷载的作用面积的半径（m）；）； 随径向距离而变的弯沉系数。随径向距离而变的弯沉系数。（二）土基刚度的测定（二）土基刚度的测定 确定土基回弹模量的方法有确定土基回弹模量的方法有两种两种: 对于对于已有的道路路基已有的道路路基，可采，可采用压入承载板法现场实测。在用压入承载板法现场实

28、测。在刚性承载板上，采用刚性承载板上，采用逐级加荷逐级加荷-卸荷法卸荷法测出各级荷载作用下测出各级荷载作用下的回弹弯沉值，据此可以的回弹弯沉值，据此可以点绘点绘出土基的出土基的荷载荷载- -回弹弯沉曲线回弹弯沉曲线，如图所示。如图所示。 采用线性归纳法求出土基的回弹模量，并以它作采用线性归纳法求出土基的回弹模量，并以它作为路面设计中的为路面设计中的土基刚度指标土基刚度指标。 土基的回弹模量计算式：土基的回弹模量计算式：iilpDE)1 (4200式中：式中：pi取回弹弯沉取回弹弯沉1mm前的各级荷载（单位前的各级荷载（单位压力）（压力）（MPa）；）； li相应于相应于pi的回弹弯沉（的回弹弯

29、沉（cm）；）； D承载板直径（承载板直径（cm）；）； 0土的泊松比，取土的泊松比，取0.35。 （1）根据道路沿线的水文、地质情况及路基断面形式，将整）根据道路沿线的水文、地质情况及路基断面形式，将整条道路划分为若干个路段。条道路划分为若干个路段。 （2）在各个分段路基中，由路床顶面距地下水位（或地表面）在各个分段路基中，由路床顶面距地下水位（或地表面长期积水水位）的最小高度长期积水水位）的最小高度H、地区所在的自然区划及土质，、地区所在的自然区划及土质，通过查表通过查表2-2-3和表和表2-2-2，。 （3）利用土基的干湿类型、路床顶面距地下水位（或地表长）利用土基的干湿类型、路床顶面距

30、地下水位（或地表长期积水水位）的最小高度及路基临界高度（期积水水位）的最小高度及路基临界高度（H1、H2、H3） ，查表查表2-2-1（P306），）， 。 （4）根据路基土的平均稠度）根据路基土的平均稠度 和土质，查表和土质，查表2-2-5（P313，。cc 当进行新路设计时，由于路基尚未建成，无法现场测定土基当进行新路设计时，由于路基尚未建成，无法现场测定土基的回弹模量。需要通过预估某路段路基修筑后，可能出现的的回弹模量。需要通过预估某路段路基修筑后，可能出现的路基土的路基土的干湿类型干湿类型和和，据此辩证地确定土基的回弹，据此辩证地确定土基的回弹模量值。即采用查表法获取土基的回弹模量。模

31、量值。即采用查表法获取土基的回弹模量。练习：练习： 现有一段位于苏州市郊区的粉质中液限粘现有一段位于苏州市郊区的粉质中液限粘性土路基，最高地下水位离地面性土路基，最高地下水位离地面0.8m，路床，路床顶面高出地面顶面高出地面1.0m，试估定该段路基土的回，试估定该段路基土的回弹模量。弹模量。1.0m0.8m由c=1查表得，E0=32MPa四、土基水温状况的改善措施四、土基水温状况的改善措施 土基刚度受水、温的影响很大。土基的湿度有着明显土基刚度受水、温的影响很大。土基的湿度有着明显的季节性变化和地区差异性，受其影响的季节性变化和地区差异性，受其影响土基的刚度土基的刚度也也随之而发生随之而发生季

32、节性的变化季节性的变化，并存在着，并存在着地区性的差异地区性的差异。因而，在确定土基的刚度时，应选择在因而，在确定土基的刚度时，应选择在不利季节不利季节进行进行测定。测定。 改善土基水温状况的措施主要有：改善土基水温状况的措施主要有：1 正确布设路基路面的排水系统，使地面水和地下水得正确布设路基路面的排水系统，使地面水和地下水得以及时迅速排除，使路基免受水的浸湿。以及时迅速排除，使路基免受水的浸湿。2007年年7月月18日日 被淹后的济南被淹后的济南 2压实土基压实土基 对路基土施以对路基土施以充分的压实充分的压实，使之具有一定的，使之具有一定的抵御抵御水水分浸湿的能力，也即保证它分浸湿的能力

33、，也即保证它具有足够的刚度和水稳具有足够的刚度和水稳性性。分层填筑分层填筑 分层压实分层压实 路基有一定的填土高度，可以借以进行路面排水，路基有一定的填土高度，可以借以进行路面排水，免受地面滞水和地下水的浸润作用。以保证路基的上免受地面滞水和地下水的浸润作用。以保证路基的上部处于部处于干燥或中湿干燥或中湿状态。状态。 利用强度高、水稳性好、压缩性小的筑路材料利用强度高、水稳性好、压缩性小的筑路材料换填换填不良土壤，并采取正确的方法进行填筑。不良土壤，并采取正确的方法进行填筑。 用透水性良好的土或不透水的材料，在路基内修筑用透水性良好的土或不透水的材料，在路基内修筑隔离层，以隔离层，以阻断阻断地

34、下毛细水的上升。地下毛细水的上升。 用大空隙的材料建造排水层，以用大空隙的材料建造排水层，以疏干疏干聚集在路基上聚集在路基上层的过多的水分。层的过多的水分。 对于过湿的土基，可掺拌少量的石灰，借石灰的吸对于过湿的土基，可掺拌少量的石灰，借石灰的吸湿作用湿作用疏干疏干土基，并提高路基的水稳性。土基，并提高路基的水稳性。 用导热性较低的材料作隔温层，减小冰冻深度，也用导热性较低的材料作隔温层，减小冰冻深度，也减轻负温差作用下的减轻负温差作用下的“湿度积聚湿度积聚”。设置排水层设置排水层石灰稳定土石灰稳定土2-4 2-4 土基填料的选择与压实土基填料的选择与压实一、填料的选择一、填料的选择1砂土砂土

35、 无塑性，有良好透水性，毛细管水上升高度很小，具无塑性，有良好透水性，毛细管水上升高度很小，具有较大的内摩擦系数。但是有较大的内摩擦系数。但是、，和和，而且，而且。用砂土填筑路堤，经过充分的压实，用砂土填筑路堤，经过充分的压实，2砂性土砂性土 级配良好，既级配良好，既，使之具有一定，使之具有一定的强度和水稳性；又的强度和水稳性；又，使之具，使之具有一定的粘结性，不致过于松散。雨天不泥泞、晴天有一定的粘结性，不致过于松散。雨天不泥泞、晴天不扬尘，而且易于施工，能构成平整坚实的路基表面，不扬尘，而且易于施工，能构成平整坚实的路基表面，是是的路基填筑材料。的路基填筑材料。3粘性土粘性土 细颗粒含量多

36、细颗粒含量多，内摩擦系数小，粘聚力大，内摩擦系数小，粘聚力大，毛细现象毛细现象严重严重，具有较大的可塑性。，具有较大的可塑性。干燥时干燥时坚硬不易挖掘，坚硬不易挖掘，浸浸水后水后强度急剧下降，而且干湿循环所引起的强度急剧下降，而且干湿循环所引起的体积变化体积变化较大较大，过干或过湿时都不便于施工。若给予充分压实，过干或过湿时都不便于施工。若给予充分压实和良好排水，粘性土和良好排水，粘性土作为路堤填料。作为路堤填料。4粉性土粉性土 含有较多的粉粒，含有较多的粉粒，干燥时易风蚀，浸，干燥时易风蚀，浸水后很快被湿透。在季节性冰冻地区常引起冻胀和翻水后很快被湿透。在季节性冰冻地区常引起冻胀和翻浆，遇水

37、饱和时可产生浆，遇水饱和时可产生。 因此因此。在必须使用时，宜。在必须使用时，宜掺配其它材料进行掺配其它材料进行必要的改良必要的改良，同时要采取，同时要采取严格的隔严格的隔水与排水水与排水措施。措施。5碎（砾）石质土：粒径大于碎（砾）石质土：粒径大于2mm的颗粒含量超过的颗粒含量超过50% 颗粒较粗，内摩擦系数高，透水性大。具有足够的颗粒较粗，内摩擦系数高，透水性大。具有足够的抗变形能力和良好的水稳定性，施工压实方便，是一抗变形能力和良好的水稳定性，施工压实方便，是一种种的筑路填料，但是随着细粒的增多，透水性和的筑路填料，但是随着细粒的增多，透水性和水稳性将随之下降。水稳性将随之下降。6砾石、

38、不易风化的石块砾石、不易风化的石块 透水性大，强度高，水稳定性好，使用场合和施工透水性大，强度高，水稳定性好，使用场合和施工季节均不受限制。是一种季节均不受限制。是一种，但是，但是石块之间要嵌锁密实，以避免在路基自重和行车荷载石块之间要嵌锁密实，以避免在路基自重和行车荷载的作用下，因石块松动而产生局部沉陷。的作用下，因石块松动而产生局部沉陷。7膨胀性重粘土膨胀性重粘土 几乎不透水，粘结力特强，干时难挖掘，湿时膨胀几乎不透水，粘结力特强，干时难挖掘，湿时膨胀性和塑性都很大。其工程性质受粘土矿物成分的影响性和塑性都很大。其工程性质受粘土矿物成分的影响较大，膨胀性重粘土较大，膨胀性重粘土用来填筑路堤

39、。用来填筑路堤。8易风化的软质岩石易风化的软质岩石 如泥灰岩、硅藻岩等易风化的软质岩石，浸水后易如泥灰岩、硅藻岩等易风化的软质岩石，浸水后易崩解，强度显著降低，而且变形量大。崩解，强度显著降低，而且变形量大。 一般一般作为路基填料。作为路基填料。 除上述路基用土外，尚有一些特殊的土类，如含有除上述路基用土外，尚有一些特殊的土类，如含有（湿陷性黄土），含（湿陷性黄土），含（腐殖（腐殖土）、含土）、含（盐渍土）等，用以填筑路基时（盐渍土）等，用以填筑路基时必须采取相应的必须采取相应的技术措施技术措施；而杂填土（如建筑垃圾、；而杂填土（如建筑垃圾、工业废料等），由于成因不规律，分布不均匀，结构工业废

40、料等），由于成因不规律，分布不均匀，结构松散，必须经由松散，必须经由试验确定试验确定能否采用。能否采用。二、土基的压实二、土基的压实（一）压实的意义（一）压实的意义 未压实的路基未压实的路基在自然因素和行车荷载的作用下，容在自然因素和行车荷载的作用下，容易发生较大的变形或破坏。易发生较大的变形或破坏。经充分压实后经充分压实后，具备了，具备了一定的密实度，使路基的塑性变形显著减小，渗透一定的密实度，使路基的塑性变形显著减小，渗透性、毛细水作用及隔温性能也都得以改善，从而性、毛细水作用及隔温性能也都得以改善，从而明明显的提高了路基的承载能力和水稳性。显的提高了路基的承载能力和水稳性。因此，压实因此

41、，压实是路基填筑施工中是路基填筑施工中最主要的工序最主要的工序，对路基的施工质，对路基的施工质量起着决定性的作用。量起着决定性的作用。（二）土质路基压实影响因素（二）土质路基压实影响因素 影响路基压实的因素很多，主要有影响路基压实的因素很多，主要有、等。等。1含水量含水量 土中的含水量对压实效果的影响比较显著。土中的含水量对压实效果的影响比较显著。 当土中的含水量较小时当土中的含水量较小时，由粒间引力使土保持着比较疏松的，由粒间引力使土保持着比较疏松的状态或凝聚结构，水少而气多，在一定的外部压实功能的作用状态或凝聚结构，水少而气多，在一定的外部压实功能的作用下，虽然孔隙中的气体容易被排出，但由

42、于水膜的润滑作用还下，虽然孔隙中的气体容易被排出，但由于水膜的润滑作用还不够明显，以及外部功也不足以克服粒间引力，土粒间的相对不够明显，以及外部功也不足以克服粒间引力，土粒间的相对移动不容易实现，因而压实效果比较差。移动不容易实现，因而压实效果比较差。随着土中的含水量的随着土中的含水量的逐渐增大逐渐增大，水膜变厚，引力减小，水膜又起到较好的润滑作用。，水膜变厚，引力减小，水膜又起到较好的润滑作用。因此，在这种情况下，外部压实功比较容易使土粒产生移动，因此，在这种情况下，外部压实功比较容易使土粒产生移动，压实效果渐佳。但压实效果渐佳。但如果土中的含水量过大如果土中的含水量过大，孔隙中出现了自由，

43、孔隙中出现了自由水，压实功不能使气体排出，压实功的一部分将被自由水抵消，水，压实功不能使气体排出，压实功的一部分将被自由水抵消，减小了有效压力，压实效果反而会下降。减小了有效压力，压实效果反而会下降。 由击实曲线图（图由击实曲线图（图2-1）可以看出：曲线上有一峰值，该处）可以看出：曲线上有一峰值，该处的干容重为最大，称之为的干容重为最大，称之为最大干容重最大干容重；与之相对应的含水量，；与之相对应的含水量，则被称之为则被称之为最佳含水量最佳含水量，这两个指标对于路基的设计与施工，这两个指标对于路基的设计与施工极其重要。极其重要。图图2-1 干密度与含水量关系曲线干密度与含水量关系曲线 只有在

44、只有在的情况下路基土才最容易被压实，同时也的情况下路基土才最容易被压实，同时也只有在最佳含水量的情况下经过压实的路基土水稳性最好。只有在最佳含水量的情况下经过压实的路基土水稳性最好。2土质土质 由试验（结果图由试验（结果图2-2所示）可知，土所示）可知，土的性质不同，其最大干密度和最佳含的性质不同，其最大干密度和最佳含水量也明显不同。水量也明显不同。 土中的粉粒、粘粒含量越大，土的土中的粉粒、粘粒含量越大，土的塑性指数越大，土的最佳含水量也越塑性指数越大，土的最佳含水量也越大，而最大干密度却越小。所以，一大，而最大干密度却越小。所以，一般情况下，砂性土的最佳含水量小于般情况下，砂性土的最佳含水

45、量小于粘性土的最佳含水量，而砂性土的最粘性土的最佳含水量，而砂性土的最大干密度大于粘性土的最大干密度。大干密度大于粘性土的最大干密度。各种土的最大干密度和最佳含水量虽各种土的最大干密度和最佳含水量虽然不同，但是击实曲线却相类似。然不同，但是击实曲线却相类似。图图2-2 不同土质的关系曲线不同土质的关系曲线 1-亚砂土；亚砂土；2-亚粘土；亚粘土；3-粘土粘土3压实功压实功 同一类土，其最佳含水量随着压同一类土，其最佳含水量随着压实功的加大而减小，而最大干容重实功的加大而减小，而最大干容重则随压实功的加大而增大，如图则随压实功的加大而增大，如图2-3所示。所示。 当土偏干时当土偏干时，增加压实功

46、对提高，增加压实功对提高土的容重影响较大，但当压实功加土的容重影响较大，但当压实功加大到一定程度后，对于最佳含水量大到一定程度后，对于最佳含水量的减少和最大干密度的提高将变得的减少和最大干密度的提高将变得越来越不明显；越来越不明显；当土偏湿时当土偏湿时，增加，增加压实功对提高土的容重则收效甚微，压实功对提高土的容重则收效甚微，而且还有可能引发路基而且还有可能引发路基“弹簧现弹簧现象象”。图图2-3 不同压实功的关系曲线不同压实功的关系曲线4碾压的温度碾压的温度 在路基的碾压过程中，当温度适宜时，容易达到良好的压实效在路基的碾压过程中，当温度适宜时，容易达到良好的压实效果。果。如果温度过高如果温

47、度过高，将由于水分蒸发太快而难以压实；，将由于水分蒸发太快而难以压实；如果温度如果温度低于低于0时时，又会因部分水分结冰，润滑作用变差，碾压阻力增，又会因部分水分结冰，润滑作用变差，碾压阻力增大，难以达到理想的压实效果。大，难以达到理想的压实效果。5压实土层的厚度压实土层的厚度 在相同的压实条件下，实测土层不同深度的密实度发现，该值在相同的压实条件下，实测土层不同深度的密实度发现，该值随深度的增加而递减，表层随深度的增加而递减，表层5cm的实测值最高。这说明的实测值最高。这说明土所受外土所受外力的作用随深度的增加而减弱力的作用随深度的增加而减弱，当超出一定深度范围后，土的密，当超出一定深度范围

48、后，土的密实度将不再提高。因此，路堤填土施工必须分层铺筑与碾压，并实度将不再提高。因此，路堤填土施工必须分层铺筑与碾压，并合理控制每层的铺筑厚度。合理控制每层的铺筑厚度。6压实的机具与方法压实的机具与方法 不同类型的不同类型的压实机具压实机具，其质量大小、适应的土质类型和压力传，其质量大小、适应的土质类型和压力传布的深度都将有所差异。另外，布的深度都将有所差异。另外，碾压的速度碾压的速度不同，压实效果也会不同，压实效果也会有一定的变化。有一定的变化。（三）土质路基的压实标准（三）土质路基的压实标准路床路床 路堤路堤路面路面上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤路面路面030cm308

49、0cm80150cm150cm路床顶面路床顶面土质路基压实度标准土质路基压实度标准填挖类型填挖类型路床顶面以下路床顶面以下深度深度m m压实度（压实度（% %）高速公路、高速公路、一级公路一级公路二级公路二级公路三、四级三、四级公路公路路路堤堤上路床上路床0 00.300.30969695959494下路床下路床0.300.300.800.80969695959494上路堤上路堤0.800.801.501.50949494949393下路堤下路堤1.501.50939392929090零填及挖方零填及挖方路段路段0 00.300.309696959594940.300.300.800.8096

50、969595注：注：1.1.表中所列压实度以表中所列压实度以公路土工试验规程公路土工试验规程重型击实试验法为准；重型击实试验法为准； 2.三、四级公路铺筑水泥混凝土路面或沥青路面时，其压实度应采用三、四级公路铺筑水泥混凝土路面或沥青路面时，其压实度应采用二级公路的规定值。二级公路的规定值。（四）压实度及其检测（四）压实度及其检测 我国目前以压实度我国目前以压实度K（%）作为控制土基压实的标准。）作为控制土基压实的标准。 1压实度：压实度：是指是指工地上实际达到的干密度工地上实际达到的干密度与与由击实试验所由击实试验所得到的最大干密度得到的最大干密度之比值，之比值，0100%K 路堤、路堑和路面

51、的各个层次均应进行压实。土质路基路堤、路堑和路面的各个层次均应进行压实。土质路基（含土石路堤）的压实度应不低于前表的标准。（含土石路堤）的压实度应不低于前表的标准。2压实度检测压实度检测 （1）压实度）压实度检测方法检测方法主要有：灌砂法、灌水（水袋）法、主要有：灌砂法、灌水（水袋）法、环刀法、核子仪法等。环刀法、核子仪法等。 用灌砂法、灌水（水袋）法检测压实度时，取土样的底面用灌砂法、灌水（水袋）法检测压实度时，取土样的底面位置为每一压实层底部；用环刀法进行试验时，环刀中部应位置为每一压实层底部；用环刀法进行试验时，环刀中部应处于压实层厚的处于压实层厚的1/2深度；用核子仪试验时，要认真按照

52、仪器深度；用核子仪试验时，要认真按照仪器使用说明书的要求进行检测。使用说明书的要求进行检测。 （2）检测频率检测频率：施工过程中，每一压实层均应检验压实度，：施工过程中，每一压实层均应检验压实度，检测频率应符合相应的规定，必要时可根据需要增加检测点。检测频率应符合相应的规定，必要时可根据需要增加检测点。（五）标准击实试验（五）标准击实试验 标准击实试验方法分为标准击实试验方法分为轻型标准轻型标准和和重型标准重型标准两种。两种。 1轻型标准轻型标准 相当于相当于68吨的压路机的碾压效果。吨的压路机的碾压效果。 2重型标准重型标准 相当于相当于1215吨压路机的碾压效果。吨压路机的碾压效果。 采用

53、重型标准测得的最大干密度比轻型标准的约增加采用重型标准测得的最大干密度比轻型标准的约增加6%8%，而最佳含水量一般小，而最佳含水量一般小2%8%。 一般要求土基压实采用重型标准。一般要求土基压实采用重型标准。2-5 2-5 路基边坡路基边坡 路基出现滑坍、崩坍等病害，通常表现为路基出现滑坍、崩坍等病害，通常表现为边坡失稳边坡失稳。 边坡失稳严重影响着行车的安全与畅通，额外增加清方及处边坡失稳严重影响着行车的安全与畅通，额外增加清方及处治的工作量。因此，应根据路基所处的具体条件和环境，合理治的工作量。因此，应根据路基所处的具体条件和环境，合理地地选定路基边坡的形状和坡度选定路基边坡的形状和坡度，

54、并，并采取适当的措施采取适当的措施以保证其稳以保证其稳定性。定性。一、填方路基边坡一、填方路基边坡 填方边坡形式通常有：填方边坡形式通常有：直线形直线形、折线形折线形和和台阶形台阶形。1. 直线形：直线形：从坡顶到坡脚采用单一坡度从坡顶到坡脚采用单一坡度 填方边坡坡度大小：填方边坡坡度大小：应根据填料的物理力学性质、气候条件、应根据填料的物理力学性质、气候条件、边坡高度，以及基底的工程地质和水文地质条件进行综合考虑边坡高度，以及基底的工程地质和水文地质条件进行综合考虑予以确定。予以确定。 2. 折线形：采用不同的坡度折线形：采用不同的坡度3. 台阶形：在边坡的中部或岩土层的分界处，设一平台台阶

55、形：在边坡的中部或岩土层的分界处，设一平台（一）填土路基坡度（一）填土路基坡度1普通路堤普通路堤 当路堤的高度不超过规定，而且基底情况良好时，根据长期当路堤的高度不超过规定，而且基底情况良好时，根据长期的工程实践经验，路堤边坡坡度可按表的工程实践经验，路堤边坡坡度可按表2-2-11选用。选用。2高路堤高路堤 对边坡高度超过规定高度的路堤，应进行路堤边坡稳定性验对边坡高度超过规定高度的路堤，应进行路堤边坡稳定性验算。算。（1）对于）对于，可采用，可采用直线滑动面法直线滑动面法进行验算；进行验算；路堤边坡坡度路堤边坡坡度 表表2-2-11填料种类填料种类边坡最大高度（边坡最大高度（m m）边坡坡度

56、边坡坡度全部全部高度高度上部上部高度高度下部下部高度高度全部全部坡度坡度上部上部坡度坡度下部下部坡度坡度粘性土、粉性土、粘性土、粉性土、砂性土砂性土20208 81212- -1:1.51:1.51:1.751:1.75砾石土、粗砂、砾石土、粗砂、中砂中砂1212- - -1:1.51:1.5- - -碎石土、卵石土碎石土、卵石土202012128 8- -1:1.51:1.51:1.751:1.75不易风化的石块不易风化的石块20208 81212- -1:1.31:1.31:1.51:1.5 填方边坡高时，可在边坡中部每隔填方边坡高时，可在边坡中部每隔8 812m12m设一道设一道边坡平台

57、边坡平台护坡道，护坡道，平台宽度为平台宽度为1 12m2m，设成向外侧倾斜，设成向外侧倾斜3%3%左右的横坡度，并用浆砌片石或水泥左右的横坡度，并用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。混凝土预制块防护。（2）对于粘质土，可采用）对于粘质土，可采用圆弧滑动面圆弧滑动面法进行验算。法进行验算。 验算时，稳定系数（抗滑力验算时，稳定系数（抗滑力/下滑力或抗滑力矩下滑力或抗滑力矩/下滑力矩）下滑力矩）不得小于不得小于1.251.5。河道河道设计洪水频率设计洪水频率计算水位计算水位设计水位设计水位常水位常水位壅水高度壅水高度 + 波浪侵波浪侵袭高度袭高度0.5m1:21:3l:1.751:2.0l:1.51

58、:1.75（二）受水浸淹路基的填方边坡（二）受水浸淹路基的填方边坡 填方边坡坡度，在设计水位以下的部分视填料情况可采用填方边坡坡度，在设计水位以下的部分视填料情况可采用l:1.751:2.0，在常水位以下部分可采用，在常水位以下部分可采用1:21:3。设计水位设计水位= =设计洪水频率计算水位设计洪水频率计算水位+ +壅水高度壅水高度+ +波浪侵袭高度波浪侵袭高度+0.5m+0.5m 注：如用渗水性好的土填筑或设置了边坡防护时，可根据实际注：如用渗水性好的土填筑或设置了边坡防护时，可根据实际情况采用较陡的路堤边坡。情况采用较陡的路堤边坡。地面线地面线（三）填石路基边坡（三）填石路基边坡 在开山

59、石料富余的路段或浸水路段可设计为在开山石料富余的路段或浸水路段可设计为填石路基填石路基。 填石路基施工时，应采用填石路基施工时，应采用不易风化不易风化的开山石料填筑，边坡坡的开山石料填筑，边坡坡度可采用度可采用1:1。边坡坡面应选用大于。边坡坡面应选用大于25cm的石块进行的石块进行台阶式码台阶式码砌砌，码砌高度一般为，码砌高度一般为l2m，内部多，内部多以碎石料分层填筑以碎石料分层填筑。 填石路堤的高度填石路堤的高度不宜不宜超过超过20m。 注：当填石路基边坡采用大于注：当填石路基边坡采用大于40cm的开山石砌筑时，称为的开山石砌筑时，称为砌石路基砌石路基。其边坡坡度可根据高度按下表选用。其

60、边坡坡度可根据高度按下表选用。二、路堑边坡二、路堑边坡 路堑边坡的稳定性主要与当地的工程地质、水文条件和地面路堑边坡的稳定性主要与当地的工程地质、水文条件和地面排水条件以及施工方法有关。除此之外，地貌、气候等因素对排水条件以及施工方法有关。除此之外，地貌、气候等因素对其稳定性也有很大的影响。其稳定性也有很大的影响。 路堑边坡的形状主要有：路堑边坡的形状主要有：直线形直线形、折线形折线形和和台阶形台阶形。 （1）当路堑边坡为均质或薄层互层、且高度不大时，宜采）当路堑边坡为均质或薄层互层、且高度不大时，宜采用直线形边坡；用直线形边坡； （2）当路堑边坡较高或由多层土组成时，宜采用折线形）当路堑边坡