道路与桥梁工程施工技术课件路基路面工程第1-5章

路基路面工程

SubgradeandPavementEngineering

公路是一种带状的三维空间构造物，其基本组成部分有：路基、路面、桥梁、涵洞、防护与加固工程、排水设备、其他特殊构造物、沿线交通设施（管理、服务、环保设施等）。其中路基、路面是道路的主要工程结构物。

路基——在地表按照道路的线型（位置）和断面（几何尺寸）的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物。

路面——使用各种筑路材料铺筑在路基上的供车辆行驶的层状结构物。第一章绪论1、承载能力路基承受路面传来的荷载，在其内部产生应力和应变，外部表现为位移和变形。

要求：路基应具有足够的强度和抗变形能力，即强度和刚度要求。

承载能力不够：导致路面开裂、出现波浪或车辙路基路面结构出现沦陷。

路基是路面的支撑结构物，对路面的使用性能有重要影响。

一、对路基的要求

二、对路面的要求路面提供汽车在道路上全天候地行驶安全、舒适、快速、经济。路面的好坏直接影响车速、成本、行车安全和舒适性。

1.强度和刚度路面受力：摩阻力、车轮水平力、垂直力、震动力、冲击力。

强度：抵抗行车作用下产生的各种应力，避免破坏。刚度：防止产生过量的变形而形成车辙、沉陷、波浪等破坏。

2.稳定性温度、水分变化情况下相对稳定。沥青路面：高温稳定性和低温抗裂性需要提高。水泥混凝土：高温拱胀、低温缩裂需要避免。3.耐久性重复荷载作用下产生疲劳破坏和变形累积。需要足够的抗疲劳强度，抗老化，抗变形累积。4.表面平整度（宏观）不平整路面会增大行车阻力、行车颠簸、增大油耗等，影响速度和安全性。5.表面抗滑性能（粗糙度）（微观）安全性能指标：摩擦系数沥青路面：耐磨石料水泥混凝土路面：刷毛刻槽。

第二节路基路面的构造一、路基的断面形式常用横断面图案表示：路堤、路堑、半填半挖三种。1、路堤：路基顶面高于原地面的填高路基称为路堤。2、路堑：全部由地面开挖出的路基称为路堑。

二、路面的构造（一）路面结构层划分：1、面层：

1)特点：直接承受行车荷载作用大气降水和温度变化。要求：足够的结构强度、温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。

2)结构：面层由一层或数层组成，顶面可加铺磨耗层，底面可增设联结层。

3)材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料。2、基层

1）特点：主要起承重作用（承受由面层传递来的车辆荷载垂直力，并把它扩散到垫层和土基中）。

2）要求：足够的强度、刚度

3）结构：有时需要设两层：上基层，底基层。

4）材料：各种结合料（石灰、水泥、沥青）。3、垫层

1）路基土质较差，水温状况不良时候宜设置垫层。

2）作用：起排水（砂垫层）、防冻、防污或扩散荷载应力（软基）等作用。

3）材料：水稳性和隔热性要好。松散材料：砂、砾石、炉渣、片石（透水性垫层）。整体性材料：石灰土、炉渣石灰土。（二）路拱路拱作用：迅速排除降落在路面上的水。形式：直线型或抛物线形，其横坡随路面透水性增大而增大。（三）路肩

1、作用：1）承受车辆的偶然停留作用。

2）对路面基层和垫层起到支撑作用。

2、路肩的横坡应略大于路面横坡，以利于迅速排水。一、路基和路面的内容包括：规划、设计、施工、养护、监测和管理等方面。

第三节路基路面工程的内容和特点※设计方面1、路基设计：

1）根据路线设计确定的路基填挖高度和顶宽，结合沿线岩质或土质情况，设计路基横断面形状和边坡坡度。2）根据沿线地形、地表径流和地下水情况，进行道路排水系统的布置以及地面和地下排水系统构造物的设计。

3）分析路基稳定性：需要时采取坡面防护、支撑结构或地基加固措施设计。

2、路面设计主要内容：

1）提出路面结构层的选择和组合方案。

2）进行各结构层材料的组成设计。

3）设计各结构层尺寸。

4）若干个方案进行经济分析、比较、选定实施方案。※施工方面1、准备工作：图纸、测量2、修筑路基路面。3、施工管理：对施工质量进行控制、检查和验收。第四节路基土的工程性质一、路基土的分类：依据现行的《公路土工试验规程》将土分为4大类11种。2、土的工程性质巨粒土：

1）漂石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料，不常用于路基填筑；

2）卵石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料，是强度和稳定性都好的路基填料，但不常用于路基上层填筑。

粗粒土

1）砾类土——是强度和稳定性都好的路基填料，但是不建议用于路基上层填筑；级配和强度等性质优良的砾石或砂砾常用作混合集料等（水泥混凝土）。

2）砂类土（1）砂——纯粹的砂透水性强，具有较大的摩擦系数，是强度和稳定性都好的路基填料，但同时也用于其他混合材集料，细砂或粉砂容易产生被动水携带、砂土液化或管涌，不适用于高路堤、沿河路堤和堤坝且压实困难；（2）砂性土（细粒土质砂）——是强度和稳定性都好的优良路基填料。

细粒土

1）粉质土——强度低，干缩，毛细作用强，是不良路基填料；

2）粘质土——透水性小，干缩湿胀，不适用于水湿状况剧烈变化地区，可用于干旱地区路堤填筑或某些特殊部位，也可以用来与砂土拌合后形成砂性土使用。

特殊土——不宜用作路基填料（教材）。

3、路基土的工程分级：在施工中，路基土石按其开挖难易程度，分为六级即松土、普通土、硬土、软石、次坚石、坚石。第五节路基干湿类型判定二、湿度的来源路基的干湿状态由土体的含水量决定的，含水量取决于湿度的来源及作用的延续时间，导致路基湿度变化的来源如下图：一、湿度对路基的影响

路基的湿度状况变化是影响路基路面结构强度、刚度与稳定性的重要因素之一，可分为干燥、中湿、潮湿和过湿四种。应该尽量使路基湿度趋于较干燥或稳定的状态，使路基保持稳定。渗入路面渗入路肩由路肩由边沟由较高处渗入地下水位由下层土水汽移动由地下水地下水位变动1.分类2.指标三、路基干湿状况评估1）根据土的平均稠度评估（老路改造，见表1-1，1-2）

路基的干湿类型是以不利季节路槽表面以下80厘米深度内土的平均稠度wc来划分，分为干燥、中湿、潮湿、过湿四类。

按照经验，给出wc1<wc2<wc3,,分别对应做为干燥、中湿、潮湿、过湿的分界标准，叫做分界稠度。并通过针对各种土类的试验，确定类似下图的关系确定相应的临界高度H1、H2、H3，如下图。在设计新建道路时，如能确定路基临界高度值，则可以以此作为判别标准，与路基设计高度作比较，由此确定路基的干湿类型。为了保证路基的强度和稳定性不受地下水或地表积水的影响，在设计路基时，要求路基保持干燥或中湿状态，路槽底距地下水或地表积水的距离要大于或等于干燥、中湿状态所对应的临界高度。不同土质和自然区划的路基临界高度见表。2）根据临界高度评估（新建公路）★公路自然区划我国公路自然区划分为三个等级。一级区划：首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带。再进一步根据水热平衡和地理位置划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖、和高寒七个大区（一级自然区），我国7个一级区的代号为：Ⅰ区——北部多年冻土区Ⅱ区——东部温润季冻区Ⅲ区——黄土高原干湿过渡区Ⅳ区——东南湿热区Ⅴ区——西南潮暖区Ⅵ区——西北干旱区Ⅶ区——青藏高寒区二级区划：在一级区划的基础上，以潮湿系数k为主进一步划分为33个二级区和19个副二级区。

K=年降雨量R/年蒸发量Z三级区划：

1、按地貌、水文和土类将二级区进一步划分为若干单元。

2、按地理和地貌等特点将二级区细划为若干区域。《公路自然区划标准》（JTJ003-86）四、各个自然区划内路基路面设计的注意事项北部多年冻土区：冻土、冻土退化（全球气温升高）东部温润季冻区：冻胀翻浆黄土高原干湿过渡区：黄土东南湿热区：排水、湿软地基西南潮暖区：不良地质（喀斯特、滑坡）西北干旱区：缺水、雪害青藏高寒区：高寒、冻土第一节路基设计的一般要求一般路基在正常的水文地质条件下，路基填挖不超过技术规范所允许的范围而修筑而成的结构物。特殊路基

在水文地质特殊条件下，路基的填挖已超过技术规范所允许的范围而修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。设计要求

强度稳定性第二章一般路基设计路基沉陷路基沉缩地基沉落1.若路路堤填筑均匀，但是压密程度不足，产生均匀下沉，叫做路基沉陷；2.若路堤密实程度不足，产生堤身不均匀下陷并且伴有剪切破坏，叫做沉缩；3.若天然地基承载力不足，产生地基下陷，叫做沉落，一般发生在软弱地基上。一、路基常见病害第二节路基的变形、破坏与防治4.路基边坡的坍方（路堑常见病害）1）崩落：软质石质土经风化形成的碎块，大量的沿边坡向下移动所形成的，通常是边坡的上薄表层土的下落。2）滑坡：边坡大量土体位移，即路堤的一部分土体与堤身分离，在重力的作用下沿某滑动面滑动。1）边坡过陡；2）不正确的方法填筑路堤；3）土过于潮湿减低了粘聚力和内摩擦力。5.路基沿地基（山坡）滑动：在陡峭的山坡上，路堤整体或其一部分可能沿地基滑动，滑动也可能仅限于边坡下部一部分路堤土的位移；若路堤底部为水浸湿，并形成滑动面，则整个路基可能沿该斜坡面向下滑动。二、病害原因的综合分析

路基设计前必须充分收集沿线的地质、水文和气象等方面的资料，进行全面分析研究，从而针对具体情况采取正确的设计方案和施工方法，以消除或尽可能地减轻路基病害，确保路基工程达到规定的要求。1.内部因素：不良的岩土体条件；2.外部因素：不利的水、温条件影响；3.人为的因素：不良的设计、不合理的或不合格的施工、养护维修不及时。一、典型横断面路堤：指用岩土填筑而成的结构物；路堑：指全部在原地面开挖而成的结构物；半填半挖横断面：指原地面横坡度较大，且路基较宽，往往需要一侧开挖，一侧填筑而成的结构物。较多适用于山区、丘陵区。第三节路基的类型与构造二、路堤设计的要点依据路堤高度分类矮路堤：h＜1.0～1.5m

一般路堤：h＝1.5～18m

高路堤：土质h≥18m

岩质

h≥20m

适应于平坦地区或者取土困难地区需要设边沟

需对土基作特殊处理：作用区深度压实度排水

砂垫层可在路基两侧设取土坑土方量特别大，占地多；行车条件差

宜采用折线型或梯形边坡

当地面边坡陡于1：5时当地面边坡陡于1：2时注意事项土质地面：须将原地面挖成台阶，台阶宽度大于1m，台阶向内倾斜2％左右坡度。

石质地面：凿毛

宜设置石砌护脚增加稳定性，并可减少填方数量和压缩路基占地宽度。倾斜地面上方坡脚，须采取措施阻止地面水渗入路堤内。路堤常见的横断面形式护脚路堤当原地面的坡度陡于1：2时利用挖沟渠填筑路堤a、应满足路基高出地下水位最小高度要求0.5m；b、在路堤与沟渠之间要设置1～2m护坡道；c、内边坡要求1：2。几种常见的特殊路堤软土路堤a、反压护道的高度h为整个路堤高度H的1/2;b、反压护道的宽度需要通过边坡稳定性验算进行确定；c、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。三、路堑设计的要点

路堑横断面形式全挖路堑

半山洞路堑适用于岩质稳定山坡台口式路堑注意问题

a、地质条件差，不宜修筑路堑；b、水文条件差，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外5m处设置截水沟；c、边坡坡度宜大于0.3％，应尽量大于0.5％；d、当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处理；e、当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层；f、尽量少用深路堑。四、半填半挖路基设计的要点

半填半挖路基

石砌护肩（坡）墙取土坑位置：数量、土质、运输条件、自然环境有关。平坦地区：设在路堤两侧（取土量较小时）；河水淹没桥头引道近旁，不允许设置取土坑。第四节路基附属设施及功能一、取土坑原则：①填补地面坑洞、田洼地②尽量占荒地；1、一般做成梯形断面，边坡不宜陡于1：1.5，高度不宜超过3m；2、当原地面坦于1：0.5，路旁两侧均可设弃土堆；3、当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧；4、对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。二、弃土堆弃土堆

路堑旁弃土堆（d≥3.0m）三、护坡道与碎落台

1.护坡道保护路基边坡稳定性措施之一，其目的是：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。护坡越宽越有利与边坡稳定，但工程量也随之增大。

2.碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。四、堆料坪和错车道

1.路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设，或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。

2.单车道公路，由于双向行车会车和相互避让的需要，通常应每隔200～500m设置错车道一处一、设计基本内容1.选择路基断面形式、确定路基宽度和路基高度

6.附属设施设计

4.路基排水系统布置和排水结构设计

2.选择路堤填料与压实标准5.坡面防护与加固设计3.确定边坡形状及坡度第五节一般路基几何尺寸设计路基的高度－路堤填筑高度或路堑开挖深度，是指原地面标高与路基设计标高之差。

宽度的确定：《公路工程技术标准》。路基高度的确定（线型、地形、水文综合考虑）a、对于平原区，能否满足最小填土高度的要求；b、浸水路堤、沿河路堤，设计水位＋0.5m澭水区：设计水位＋0.5m＋澭水高度有浪区：设计水位＋0.5m＋浪高一般公路：行车道＋硬路肩二、路基的宽度三、路基的高度四、边坡坡度确定1、定义：2、路堤边坡a、型式：直线型、折线型、台阶型直线型：堤顶到堤脚采用同一种坡度，适用于矮、中路堤；折线型：上陡、下缓，较符合受力特点从施工角度，变坡数不宜太多，适用于高路堤。

台阶型：适用于高路堤，在折线型边坡的某一高度加1～2m的护坡道，可以减缓地表径流对边坡的冲刷。b、路堤边坡坡度表（P198）若某边坡高度大于20m，属于高路堤，应进行单独设计。3、路堑边坡土、石质路堑应根据边坡高度、土的密实程度、土的成因。地下水等情况参照表选定（P199）第二章路基路面排水

第一节路基排水的意义和一般原则一、路基排水的目的及要求：水的危害1)降低路面材料的强度；

2)路基路面承载能力下降。水的来源：地面水和地下水路基路面排水：地面排水和地下排水

排水设计的任务：将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥、中湿状态，确保路基路面具有足够的强度与稳定性。地面水：排除和拦截于路基范围以外，并防止地面水浸流或下渗到结构层和路基。地下水：应隔断，疏干，降低地下水，并引导至路基范围以外的适当地点。二、路基排水设计的一般原则：1.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济；2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利配合；3.做到综合设计和分期施工；4.尽量不破坏天然水渠，选择有利地质条件布设人工沟渠；5.以防为主，讲究经济效益；6.尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水设施。

第二节路基排水设施一、地面排水设施（边沟、截水沟、排水沟等）（一）边沟边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内流向路基的少量地面水。1.边沟的布置（1）横向位置：边沟一般布置在路堑的路肩外侧或较低矮路堤坡脚外侧。（2）边沟的纵坡：边沟的纵坡宜与路线纵坡相一致，并不宜小于0.3％，困难情况下可以减至0.1%。（3）边沟的长度：单向排水长度每200～500米设出水口。2.边沟的横断面三角形边沟石砌矩形边沟蝶形边沟（二）截水沟（天沟）用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。1.截水沟的布置（1）横向位置截水沟一般布置在路堑边坡坡顶外缘或陡坡路堤上侧，垂直于山坡水流方向或基本与等高线平行。填方截水沟

挖方截水沟>5m截水沟边沟（2）截水沟的纵坡与长度截水沟的纵坡一般1％～3％，不宜小于0.3％，长度的考虑以汇水既不造成过大的冲刷，又不淤积为原则。3.截水沟的横断面一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1：1.0～1：1.5。沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不应小于0.5m。土质石质（三）排水沟将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水），引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。

1.排水沟的布置（1）排水沟的布置可以根据需要并结合当地地形条件而定，距离路基坡脚不宜小于3～4m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦应尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10～20m，连续长度宜短，一般不超过300m。

3.排水沟的横断面排水沟的横断面，一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。

（2）排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，不致流速太大而产生冲刷，亦不可流速太小而形成淤积，为此宜通过水文水力计算而择优选定。一般情况下，可取0.5～1.0%，不小于0.3％，亦不宜大于3％。

（四）跌水

在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟槽称作跌水，跌水的作用是在较短的距离内，降低水流流速，消减水流能量，进而防止冲刷（用于坡度大于10％，水头高差大于1.0m的陡坡地段）。1.跌水的布置和运用边沟与涵洞单级跌水连接图1—边沟；2—路基；3—跌水井；4—涵洞多级跌水纵剖面图1—沟顶线； 2—沟底线（五）急流槽1.急流槽的功能

在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽称作急流槽。急流槽的作用是在较短的距离内以沟渠的方式引排水流、降低水头，进而防止冲刷（可用于比跌水更陡的坡度,可达600），图见教材。（六）倒虹吸与渡水槽

当水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，可以采用管道或沟槽，从路基底部或上部架空跨越，前者称倒虹吸，后者为渡水槽，分别相当于涵洞和渡水桥，两者属于路基地面排水的特殊结构物，并且多半是配合农田水利所需而采用。

如图P2083-8、3-9。2.倒虹吸与渡水槽的布置

倒虹吸的设置往往是因路基横跨原有沟渠，且沟渠水位高于路基设计标高，但不能满足行车净高和结构物的要求时，此时采用倒虹吸是可行的方案之一。

原水道与路基设计标高相差较大，如果路基两侧地形有利，或当地确有必要，可设简易桥梁，架设水槽或管道，从路基上部跨越，以勾通路基两侧的水流。漠道沟倒虹吸工程（全长297m）东江－深圳渡水槽京珠高速路段渡水槽东江－深圳渡水槽墨西哥格雷塔罗市的古渡槽南水北调北京永定河倒虹吸工程引大入秦先明峡倒虹吸

第三节路基地面排水沟渠加固

为了防止水流的渗漏和排水沟渠的冲刷，提高公路品质，各种路基排水沟渠予以加固（简易式、干砌式、浆砌式）。常见各种沟渠加固断面如下图：二、地下排水设施（一）暗沟（管）

用于排除泉水和渗沟所拦截、汇集的地下集中水流，设置在地下引导水流的沟渠（无渗水和汇水作用）。1.暗沟的布置（2）市区街道污水管或雨水管，以及公路有中央分隔带时弯道处的排水设计也可采用暗沟或暗管排除积水。（1）当路基范围内遇有个别泉眼，泉水外涌，路线不能绕避时，为将泉水引至填方坡脚以外或挖方边沟，加以排除，可在泉眼与出口之间开挖沟槽，修建暗沟。（3）暗沟造价一般高于明沟，同时，如果一旦淤塞，疏通费事，甚至需开挖重建。因此，设计时必须与修建明沟方案进行经济比较，择优选用。（4）暗沟沟底纵坡建议不小于1%。如出口处为边沟，暗沟底应高出边沟最高水位20cm以上，不允许出现倒灌现象。（5）采用暗管排水时，管底纵坡建议不小于0.5％，出口条件同上。3.暗沟的构造（1）在路基填土之前，或挖出泉眼之后，按照泉眼范围大小，剥除泉眼上层浮土，挖出泉井，砌筑井壁与沟壁，上盖混凝土(或石)盖板。井深应保证盖板顶面的填土厚度不小于50cm，井宽b按泉眼的范围大小决定，高h约20cm，暗沟宽20～30cm。如沟身两侧为石质，盖板可直接放在两侧石壁上。（2）过水暗沟，例如两雨水井之间的水道连接，也可采用混凝土水管。（二）渗沟

采用渗透方式将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点，此种地下排水设备统称为渗沟，它的作用是降低地下水位或拦截地下水。1.渗沟的布置

路线所经地段遇有潜水、路堑顶部出现地下水，或地下水位较高，影响路基或路堑边坡稳定，则需修建渗沟将水排除。渗沟尽可能与地下水流向相互垂直，使之能拦截更多的地下水。填石渗沟（盲沟）的底坡应大于1％，带有沟管的可以放宽道0.5％，渗沟内的最大流速一般不应超过1m/s.

土工织物做公路排水盲沟反滤层（1）渗沟的槽宽(人工开挖)视沟深而定，一般深度在2m时，宽度为0.6~0.8m深度在3~4m时，宽度不小于1m。沟内用作排水和渗水的砂石填料，应经过筛选和清洗。（2）封闭层是为了防止土粒落进填充石料的孔隙，以免造成渗沟堵塞而设置的，同时也能起到防止地面水渗入沟内的作用。（3）反滤层是为了汇集水流，并用以防止含水层中土粒堵塞排水层而设置的。反滤层应尽可能选用颗粒大小均匀的砂石材料，分层填埋，相邻两层颗粒直径之比不小于1:4，设计时填料的颗粒应为含水层土的最大粒径的8～10倍。（一）渗井1.（排水）渗井的功能渗井的作用是局部降低路基范围内地下水位（竖直方向排水设施）。2.渗井的构造

上部构造为集水结构，下部为排水结构。

上部构造:渗水井面积的大小，取决于路基表面的流量，一般可采用直径为0.7m的圆井，或0.6m×0.6m~1.0m×1.0m的方井。渗水井的顶部四周(进口部分除外)用粘土筑堤围护。顶上也可加筑混凝土盖，严防渗井淤塞。下部构造:渗水井的下部，必须穿过不透水层而深达渗透层。井内填充材料用碎石或卵石，上部不透水土层内填充砂和砾石。透水性土层离地面较深时，可用钻井机钻孔，但钻井的直径不应小于15cm，有时可达50－60cm。

第四节路面排水一、路面表面排水

路面表面排水的主要目的是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。（一）路面表面排水的方式1.在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在路拱和路堤边坡上横向漫流的方式排除路面表面水。2.在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水改为纵向流水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤，如图3-15。泄水口拦水带设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。拦水带汇集的水流应以20～50m间距的急流槽排离路基。二、中央分隔带排水（一）中央分隔带排水的方式1.宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道的集水管中，其坡度与路面的横坡度相同；在超高路段上，可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口，或者在分隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟和泄水口（如图），以拦截和排泄上侧半幅路面的表面水。

3.表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带，降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排水设施（渗沟）排除。2.宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。三、路面内部排水（一）路面内部排水的目的（1）浸湿各结构层材料和路基土，造成路面基层材料和地基土的强度降低；（2）使水泥混凝土路面产生基层唧泥，随之出现脱空、错台、开裂和整个路肩破坏；（3）与水经常接触将使沥青混合料的沥青剥落，影响沥青混合料的耐久；（4）下渗的水使路基土产生不均匀冻胀；进而造成翻浆。1.水对路面结构的影响了解“基层唧泥”——基层在荷载和水的综合作用下，容易出现软化，并导致基层的细颗粒材料在接缝中喷出。随着时间的延长和唧泥量的增加，基层将出现脱空。计算结果表明：随着基层脱空量的增加，在荷载的作用下的附加应力明显增加，由此导致路面板的断裂。

透水性差土质的路基常常使渗入到路面内部的水长时间不能排除，停滞在路槽内，使路面材料长期饱水。路面结构内部排水的目的是：保证路面材料处于正常湿度状态，正常行使其使用功能，达到其应有的使用寿命。2.路面内部排水的目的（三）路面内部排水方式1.路面边缘排水系统（适合旧路改善）2.排水基层排水系统（排水效果较好）全宽式排水基层设纵向集水沟（管）的排水基层排水系统第四章路基防护与加固第一节概述一、防护与加固的意义1.边坡坡面防护设施；2.沿河堤岸冲刷防护设施；3.路基支挡与加固建筑物；4.湿软地基加固措施。防止路基病害、保证路基强度与稳定性，使公路与周围环境相协调。二、防护与加固工程分类第二节坡面防护一、植物防护

美化路容，协调环境，调节边坡土温湿，起到固结和稳定边坡作用。

边坡较缓，坡度小，土质种草、铺草皮、植树

优点：

适用条件：

方法：（一）植被防护1.植草草种根据防护目的、气候、土质、施工季节确定，宜于选用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种。宜于选择便于局部生态系统平衡的草种混播方式。鼠尾草2.铺草皮平铺草皮叠铺草皮适用于需要快速绿化，且坡率缓于1：1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。不宜采用喜水、生长在泥沼地的草皮。方格草皮蜈蚣草适用于坡率缓于1：1.5的边坡或再边坡以外的河岸及漫滩地。应选用根深叶密的低矮灌木。注意视距和风沙、风雪流问题。3.植树带状植树连续植树紫穗槐护坡（二）三维植被网防护适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。二、骨架植物防护

（一）浆砌片石或水泥混凝土骨架植物防护人字形骨架防护适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受水冲刷严重或潮湿时，坡度应缓于1：1。（二）多边形水泥混凝土空心块植物防护1.适用于缓于1：0.75的土质和全风化、强风化岩石边坡。并视情况设置浆砌片石或水泥混凝土骨架。2.多边形水泥混凝土空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。（三）锚杆混凝土框架植物防护1.适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。2.锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25。适用于坡面较干燥、未经严重风化的各种易风化岩石边坡，但不适用于由煤系岩层以及成岩作用很差的红色粘土岩组成的边坡。高速公路边坡不宜使用适用于边坡坡率缓于1：0.5、易受冲刷的土质边坡或易风化剥落的岩石边坡。高速公路边坡不宜使用。（一）砂浆（混凝土）抹面（二）捶面三、污工防护适于坡面未碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。（三）喷浆（混凝土）防护适用于坡率缓于1：0.5、易风化但未遭强风化的岩石边坡，喷浆的厚度不宜小于50mm，强度不低于M10;喷混凝土的厚度不宜小于80mm，强度不低于C15。（四）锚杆挂网喷浆锚杆挂网喷浆适用于易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，边坡不宜陡于1：0.5。墙顶厚度一般大于40mm，需要考虑基础、沉降伸缩缝以及排水孔问题。干砌片石护坡适用于坡度缓于1：1.25土（石）质路堑边坡。厚度不宜小于250mm；浆砌片石护坡适用于坡度缓于1:1的易风化岩石和土质路堑边坡。厚度不宜小于250mm。

（五）砌石或混凝土预制块护坡（六）混凝土护面墙浆砌片石护面墙护面墙沿河路堤，因河道变迁与水位涨落，经常受到冲刷作用，因此路基必须防护，才能确保其稳定。防止冲刷的方法有多种。各种方法大致可以归纳为直接防护和间接防护两大类。直接防护措施：植物防护、砌石防护—流速较小抛石、石笼—流速较大、浸水部分。间接防护措施有：丁坝、顺坝、格坝等。第三节沿河路基防护

直接防护措施中的植物防护与石砌防护，同坡面防护所述基本类同，但堤岸的防冲刷主要原因是洪水急流、水位变迁不定、水流速度较大，相应的要求更高。

抛石防护：类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石垛。抛石不受气候条件限制。路基沉实以前均可施工。季节性浸水或长期浸水亦均可用。

石笼：用铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸也可用来加固河床，防止淘刷。

土工织物软土沉排是在土工织物上以以石块或与之混凝土块体为压重的护坡结构。

土工模袋时一种双层织物袋。袋中充填流动性混凝土或水泥砂浆或稀石混凝土，凝固后形成高强度和高刚度的硬结板块。（一）植物防护（二）砌石或混凝土护坡砌石护坡砌石护坡（三）抛石或石笼抛石石笼石笼石笼石笼铺设（四）土工软体沉排和土工模袋二、间接防护——调治和导流结构物丁坝、顺坝、格坝常用的间接防护措施有：丁坝、顺坝、格坝丁坝（挑水坝）：坝根与河岸相连接，坝头伸向河槽，与水流成一角度；作用：将水流挑离河岸或路基，改善流态；顺坝（导流坝）：坝根与河岸相连接，坝身与导流线基本重合或平行；作用：导流、束水、调整流水曲线，改善流态。格坝：格坝在平面上成网格状，设与顺坝与堤岸之间。作用：防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡或坡脚，并促进格间的淤积。丁坝工程丁坝顺坝群丁坝顺坝群丁坝丁坝群

湿软地基：是指主要由淤泥、淤泥质土、软土泥沼、杂填土等或其他高压缩性土层构成的地基。湿软土地基的特点是：天然含水量过大、强度低、压缩性高、具有湿陷性，通常无法满足建筑物对地基强度和变形条件的要求，因此工程中常需对此类地基进行加固处理。地基加固处理的目的是：提高地基承载力；改善地基土的压缩特性，减小基础的沉降与不均匀沉降；改善其透水性，达到建筑物对地基强度与变形要求的目的。

预备知识第四节湿软地基加固物理处理

化学处理

热学处理置换排水密实加筋

搅拌灌浆

加热冻结

地基处理方法的分类表软弱地基的处理方法如下：1.换土垫层法换土垫层法(也称换填土层法)：是将基础底面以下一定深度范围内的软弱土层挖去，然后分层回填强度较高的砂、碎石、素土或灰土等材料（垫层的材料一般强度较高，透水性强），并加以夯实或振密的一种地基处理方法。适用于软土层较厚，稠度大，路堤高、施工期紧迫。

垫层的作用是：

(1)提高浅基础下的地基承载力；

(2)减小地基的沉降量；

(3)加速软弱土层的排水固结。

换土垫层的设计换土垫层一般应用于处理房屋和水闸基础下的软土地基。设计的基本原则是：既要满足建筑物对地基变形和承载力与稳定性的要求，又要符合技术经济的合理性。设计内容主要是确定垫层的厚度和宽度。下面以砂垫层为例来说明设计的方法和步骤。

1.砂垫层厚度的确定

砂垫层厚度确定的要求是作用于垫层以下软土层顶面的总压力不超过其承载力特征值，即：

z+

cz≤faz对于条形基础：对于矩形基础：设计时，先假设一个垫层厚度，然后用上式验算，如不符合要求，则需加大或减小厚度，重新验算，直到满足为止。砂垫层厚度一般为0.6~2m，过薄（＜0.5m）其作用不显著；太厚(＞3m)则施工较困难，经济上不合理。

2.垫层宽度2.夯实法重锤夯实法

该法是起重机将重15～30kN的夯锤提高到4m以上的高度，让其自由落下，反复击实地基，达到加固的目的。重锤夯实法适用于地下水位低于夯实有效加固深度的粘性土、砂土、杂填土等地基。强夯法

强夯法是用特别重的夯锤（100～300kN）从高处（6~40m）自由落下，对地基进行强有力的夯击，达到深层加固的效果，其影响深度可达10m以上。强夯法适用于处理松散的碎石土、杂填土、砂土，低饱和度的粉土、粘土及湿陷性黄土。

强夯法是法国L·梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法。夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500％，影响深度在10m以上。加固地基的三种机理：动力密实、动力固结、动力置换。

机械碾压法羊足碾压路机3.挤密法（粒料桩加固法）挤密法主要是先将套管打入或振入地基成孔，再将砂、碎石等土料灌入孔中而形成挤密桩，对软土产生横向挤密作用，从而使土的压缩性减小，抗剪强度提高。它适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。目前，我国较成熟的挤密法有以下两种：

(1)土或灰土桩挤密法

该法是在地基中成孔后，向孔内分层填入粘性土或灰土，经分层捣实后，形成土桩或灰土桩。

(2)碎石桩法

该法是由桩间挤密土和锤击（振动）密实的碎石桩体组成的复合地基。4.排水固结法（预压加固法）预压加固法是在修建建筑物之前，在建筑场地堆放土石等预压荷载使地基固结，待地基固结达到要求的程度后，卸除预压荷载再修建建筑物，以提高地基承载力及减少地基沉降量。预压法适用于处理淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基。

1）堆载预压法

堆载预压法是在建筑物建造前，在软土地基表面铺设砂垫层，然后堆放土料进行加载预压，地基因此发生固结沉降，承载力得以提高的地基处理方法。其适用于透水性和自身排水条件较好，施工工期较长，且厚度较薄的饱和软弱地基。

2）砂井堆载预压法

砂井堆载预压法是在软弱地基中用钢管成孔，孔中灌砂并捣实后，形成竖向排水的砂井，砂井顶部设置水平排水的砂垫层，再堆放预压荷载的地基处理方法。

3）真空预压法

为了避免堆卸土、石等笨重预压荷载时费时费力，也可利用大气压力作为预压荷载的真空预压法。若地质条件允许，还可在场地埋设井点系统来降低地下水位，这样既可加速排水，又可使土的自重加大起到预压作用。

先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封，与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。5.化学加固法化学加固法是指通过高压喷射、机械搅拌等方法，将各种化学浆液注入土中，浆液与土粒胶结硬化后，形成加固体，从而改善地基土的物理力学性质，达到加固地基的目的。常用的化学浆液为水泥类浆液，其施工方法分为以下2种：

1）深层搅拌法

深层搅拌法是用水泥粉、石灰粉或水泥浆作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和，固化剂与软土产生物理化学反应后，硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土加固体，加固体与原地基组成复合地基，共同承担上部建筑物的荷载。深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水率较高且地基承载力小于等于120kPa的粘性土地基。

深层搅拌机

2）高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是通过高压喷射的水泥浆与土混合搅拌，来加固地基。施工时先用钻机钻至设计深度，插入带特殊喷嘴的注浆管，借助高压设备，使水泥浆或水以20～40MPa的压力，从喷嘴中喷出，冲击破坏土体，然后注浆管边旋转、边上提，浆液与土粒充分搅拌混合并凝固后，土中即形成一固结体，从而使地基加固。高压喷射注浆法具有施工简便、操作安全、成本低、既可加固地基又可防水止渗等优点，广泛应用于已有建筑物和新建建筑物的地基处理。适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。轻质路堤（粉煤灰)

反压护道加筋土法

其他方法

反压护道适用于：a.非耕作区和取土不困难的地区；

b.路堤高度不大于地基稳定性要求的极限高度的2倍；

c.主要用于处理软土，对泥沼有时也可以采用。反压护道加筋土法土工织物砂垫层

第一章路基施工第一节概述一、路基施工的重要性路基是支撑路面的结构物，路基施工质量是路基强度和稳定性的保证，不少公路路基、路面病害的重要原因就是路基施工质量不良，并因此引至大量的养护和维修费用。二、路基施工的基本方法1.人工施工2.简易机械化施工3.机械化施工4.爆破施工二、路基施工的一般程序和内容（一）施工前的准备工作主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面。（二）修建小型人工构筑物

主要是档土墙和地下排水设施等。要求其先完工。（三）路基土石方工程

包括开挖路堑，填路基，压实、整平，建排水沟渠及加固工程。（四）路基工程的检查与验收

包含各个工序、整个建设项目的竣工检查验收第二节施工前的准备工作

一、准备工作内容

（一）组织准备（二）物质准备建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应等。（三）技术准备

包含全面熟悉设计文件、施工现场的勘查、提出修改意见并报请变更设计、编制施工组织计划（选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场、编制施工进度计划、拟订关键工程的技术措施等）、施工测量恢复路线，施工放样（导线、中线、水准点复测，横断面检查，增设水准点等）与清除施工场地等各项前期工作。二、路基施工放样

1.在路中线各中点处标定填挖高度；2.按设计图纸在地面上定出横断面上各点的位置，如路基中心点、边缘点、路堤坡脚及路堑坡顶；3.边坡放样，按设计的路基边坡率，把边坡的位置标出来；4.移桩移点。

（二）路基边桩放样方法（一）内容

在地面上将每一个横断面的路基边坡线与地面的交点，用木桩标定出来。对没有断面图的横断面，只有中桩填挖数字，若地面坡度较缓，便于丈量距离可以假定地面坡度一致，用几何计算的方法放出路基边桩。1.图解法直接按横断面图，在地面上量出路肩、坡脚、排水沟等距中线的距离，定出边线桩。2.计算法ABL1L2路堤坡脚至中桩距离上侧坡脚：下侧坡脚：路堑坡脚至中桩距离上侧坡顶：下侧坡顶：L2L11：mh2h1H1:Sb/2L2L1b1/2（三）路基边坡放样方法1.挂线法2.样板法边坡尺/样板边坡尺/样板第三节路基施工的主要机械

一、挖运主要机械

1.推土机:在拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械。（1）分类：按行走装置分为履带式、轮胎式；

（2）适用范围：适用于50～100m短距离土或软石的挖运作业2.铲运机（1）适用范围：适用于中短距离的土体挖运，不适用于潮湿的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段。3.挖掘机（1）分类按挖土方式分为正铲式、反铲式。（2）适用范围：用于各种场合挖掘各种土体和软石。反铲正铲4.装载机（1）分类按行走方式分轮胎式、履带式。（2）适用范围挖掘松土、铲土、装载、短距离运土4.工程运输车辆适用中、远距离土方和各种设备运输。绞接自卸卡车二、压实主要机械

碾压式：光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾振动式：振动器、振动压路机夯击式：夯锤、夯击压路机振动压路机光面三轮压路机夯锤震动碾羊足碾三、石方施工主要机械

凿岩机（一）填方路堤应注意的问题1.路基基底的处理

第一节路基填筑第二章土质路基施工（1）清底应按设计要求进行，应将路基填土范围内原地面表层的种植土、草皮等予以清除，清除深度一般不小于15cm，有树根时应全部挖除并将坑穴填平夯实。清除出来的含有植物根系的表土，应当存放，以便用来恢复耕地或铺在路堤边坡上，以利草皮生长，起到保护边坡的作用。（2）路堤基底清理后预压前，应再测高程报验认可，然后预压到要求的密实度（通常不小于85％），必要时应先将土翻松打碎，再整平、压实。（3）经过水田、池塘、洼地时，应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土、抛石挤淤等处理措施，确保路堤的基底具有足够的稳定性。（4）

地面横坡陡于1:5时，原地面应挖成台阶，台阶宽度不小于1m;（5）地面横坡度陡于1:2.5时，应作特殊处理，防止路堤沿基底滑动。2.填料的选择1）应尽量选择当地透水性好、摩阻系数大、强度高、水稳性好的碎石土、卵石土、砾石土、中砂、粗砂等填筑材料。2）亚砂土、亚粘土及轻亚粘土等，压实后具有足够的强度，可用来填筑路堤。3）路堤填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。采用盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时，应针对地质和水文环境，经试验后选用。

4）液限大于50%、塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料。需要应用时，必须采取满足设计要求的技术措施，经检查合格方可使用。5）钢渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验，避免有害物质超标，污染环境。6）捣碎后的种植土，可用于路堤边坡表层。7）浸水路堤、桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料。（二）填筑方案与施工方法1.分层填筑法水平分层填筑纵向分层填筑2.竖向填筑法3.混合填筑法（三）不同土质填筑路堤的规定1.不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填，且每种填料累计总厚度不小于0.5m；

2.路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳性、冻稳性好的土填在路堤的上部；3.透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成4%的双向向外横坡，以免积水；

4.沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。

正确方案错误方案弱透水性土透水性土不同土质路堤接头

透水性土弱透水性土（四）填石路堤1.填石路堤的石料强度不应小于15MPa(用于护坡的不应小于20MPa)。填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的2/3。高速及一级公路分层松铺厚度不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。2.高速、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤均应分层填筑，分层压实。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难或大量爆破以挖作填时，可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部，但倾填堤在路床底面下不小于1.0m范围内仍应分层填筑压实。3.逐层填筑时，应按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。

4.人工铺填料径25cm以上石料时，应先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。人工铺填块径25cm以下石料时，可直接分层摊铺，分层碾压。5.

高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不得大于10cm。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内宜填筑符合路床要求的土压实，填料最大粒径不应大于15cm。（五）土石混合物路堤1.天然土石混合材料中所含石料粒度要求。2.土石路堤均应分层填筑，分层铺填厚度不宜超过40cm。3.当混合填料来自不同路段，其混合比相差较大时，应分层或分段填筑。如难以做到，应将含硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺含软质石料混合料，然后整平碾压。4.土石混合填料中，当石料含量超过70%时，应先铺填大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平，然后碾压。二、挖方路基施工（一）路堑开挖应注意的问题1.路堑排水1）在路堑开挖前作好截水沟，并视土质情况作好防渗工作。土方工程施工期间应修建临时排水设施。2）临时排水设施应与永久性排水设施相结合，流水不得排入农田、耕地、污染自然水源，也不得引起淤积和冲刷。2.废方的处理

尽量移挖做填，弃土尽量与环境协调，不影响路基稳定。3.支挡与防护工程

注意边坡的稳定，及时设置必要的支挡与防护工程。（二）挖方路基施工方法1.全断面横挖（纵向全宽掘进）a）单层；b）双层1－横剖面；2－纵剖面；3－平面

从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖，适宜短而深的路堑。2.纵向分层掘进

沿路堑全宽以深度不大的纵向分层挖掘前进的作业方法，通常通过纵向挖掘工作通道再逐渐向两侧横挖（两侧出土）。本法便于安排土方运输和展开工作断面，当开挖深度较大时，可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖，适用于开挖量大、较长的路堑。3.纵向分段掘进

若开挖长大的路堑，可以沿路堑纵向选择一个或几个适宜处，将较薄的一侧路堑横向挖穿（打马口），将路堑在纵向分成几段，安排多组开挖断面，同时掘进。4.纵横通道混合掘进

若开挖断面宽，开挖量大，可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道，提高工作效率。了解：反铲挖土机的作业方式有以下两种：

沟端开挖:

挖土机停在基槽(坑)的一端，向后倒退着挖土，汽车停在两旁装车运土，也可直接将土甩在基槽(坑)的两边堆土(如图a)。此法的优点是挖掘宽度不受挖土机械最大挖掘半径的限制，铲臂回转半径小，开挖的深度可达到最大挖土深度。

1-反铲挖土机；2-自卸汽车；3-弃土堆

沟侧开挖:

挖土机沿沟槽一侧直线移动，边走边挖，运输车辆停在机旁装土或直接将土卸在沟槽的一侧(如图b)。卸土时铲臂回转半径小，能将土弃于距沟边较远的地方，但挖土宽度(一般为0.8Ｒ)和深度较小，边坡不易控制。由于机身停在沟边工作，边坡稳定性差。因此只在无法采用沟端开挖方式或挖出的土不需运走时采用。

（三）填挖交界处的处理1.提高对填方部分压实标准，尽量减小填挖间的沉降差异；2.当挖方区为土质时，应优先采用透水性好的材料填筑填方区；也可在填挖交界处路床范围铺设土工格栅。挖方区为岩石时，宜于在填方区使用填石路堤。3.纵向填挖交界处应设置优良路基填料的过渡段。

第二节土路基压实一、路基压实的意义与机理二、影响压实的因素

外部因素：压实功能、压实工具的类型、压实的方法等。内部因素：土的含水量、土的性质。大量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。（一）含水量对压实的影响w0（二）采用密实度做为路基压实控制指标的原理饱水前饱水前饱水后饱水后（三）土质对压实效果的影响亚砂土亚粘土粘土（四）压实功能对压实效果的影响600KN·m1150KN·m2300KN·m3400KN·m三、压实机具的选择与操作(P309)

机具名称最大有效压实厚（m）碾压行程次数适宜的土类粘性土亚粘土粉砂土砂粘土人工夯实0.103～43～42～32～3粘性土与砂性土牵引式光面碾0.15——75粘性土与砂性土羊足碾（2个）0.201086—粘性土自动式光面碾5t0.1512107—粘性土与砂性土自动式光面碾10t0.251086—粘性土与砂性土气胎路碾25t0.455～64～53～42～3粘性土与砂性土气胎路碾50t0.705～64～53～42～3粘性土与砂性土夯击机0.5t0.404321砂性土夯击机1.0t0.605432砂性土夯板1.5t落高2m0.656521砂性土履带式0.256～86～8粘性土与砂性土振动式0.40—2～3砂性土（一）机具选择（碾压式、夯击式、振动式）1.土基压实时，在机具类型、土层厚度及行程遍数已经选定的条件下，压实操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间（超高路段等需要时，则宜先低后高），分层逐次压实。2.压实时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一，保持压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具夯实。3.路堤边缘两侧可采取多填30～50cm，压实完成后再刷坡整平；也可用小型振动压路机从坡脚向上碾压，坡度不陡于1：1.75时，可用履带推土机从下向上压实。（二）机具操作四、压实质量控制1.压实度填挖类型路面底面计起压实度（%）≥深度范围（cm）高速、一级公路其它公路路堤上路床0～309593下路床30～809593上路堤80～1509390下路堤>1509090零填及路堑路床0～30959330～80－－2.压实标准1.表列压实度是以交通部颁发的《公路土工试验规程》重型击实试验法为准；2.三、四级公路铺筑高级路面时，压实度采用二级路标准；3.路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准可根据试验的论证在保证路基强度要求的前提下适当降低。（一）土质路基（二）填石路基分区深度（m）摊铺厚度（mm）最大粒径（mm）干容重（KN/m3）孔隙率（％）硬质石料中硬石料软质石料硬质石料中硬石料软质石料硬质石料中硬石料软质石料硬质石料中硬石料软质石料上路堤0.8～1.5≤400小于层厚2/3小于层厚由试验确定≯23≯22≯20下路堤＞1.5≤600≤500≤400小于层厚2/3小于层厚由试验确定≯25≯24≯22

填石路堤的压实质量控制宜采用施工参数（压实功率、碾压速度、压实变数、铺筑层厚等）与压实质量检测联合控制。填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率（水袋法）进行检测。施工准备填筑前基底处理基底检测填料分层填筑推土机摊平平地机整平洒水或晾晒碾压检测做好记录检查签证路基成型检查摊铺厚度检测下层填土中线和边线填料选定与检测路基分层填筑压实程序山区公路路基石方工程量大，而且集中，据统计一般约占土石方总量的45％～75％。爆破是石方路基施工最有效的方法，爆破还可用于爆松冻土、淤泥，开采石料等等。在公路工程中如能采用综合爆破施工方法，不但能保证功效高，工期短，而且可以取顺直的路线布置方案，是一种值得提倡的方法。

第三章石质路基爆破

作为工程爆破能源的炸药，蕴藏着巨大的能量。1千克普通工业炸药爆炸时释放的能量为3.52×106

焦耳，温度高达

3000℃，经过快速的化学反应所产生的功率为4.72×108千瓦，其气体压力达几千到一万多兆帕，远远超过了一般物质的强度。在这种高温高压作用下，被爆破的介质（如岩石等）呈现为流体或弹塑性体状态，完全破坏了原来的结构。工程炸药一般用雷管才能引爆，比较安全。现代起爆方法有电和非电两种方式：前者由电热点燃电雷管内的灼热桥丝引爆炸药；后者则由导火索的火焰或导爆索、导爆管传递的冲击波引爆雷管，从而起爆药包。

一、爆破方法总述

爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药，放入起爆雷管，然后引爆。根据药包形状和装药方式的不同，爆破方法主要分为三大类：炮孔法

：在介质内部钻出各种孔径的炮孔，经装药、放入起爆雷管、堵塞孔口、联线等工序起爆的，统称炮孔法爆破。

药室法：在山体内开挖坑道、药室，装入大量炸药的爆破方法，一次能爆下的土石方数量几乎是不受限制的，在每个药室里装入的炸药有多达千吨以上的。

裸露药包法：

不需钻孔，直接将炸药包贴放在被爆物体表面进行爆破的方法。它在清扫地基的破碎大孤石和对爆下的大块石作二次爆破等工作方面，具有独特作用，仍然是常用的有效方法。

1.药包在无限介质内的作用

为了爆破某一岩体，在其中或表面放置一定数量的炸药包，药包分为集中药包、延长药包和分集药包三种。凡药包形状接近球形或立方体，高度不超过直径四倍的圆柱体和最长边不超过最短边四倍的直角六面体，均属于集中药包；长度或高度超过上述情况者，属于延长药包；分集药包是为提高炸药有效能量利用率的改进型装药方式它将一集中药包分为两个保持一定距离的集中子药包，如右图所示。

药包在无限介质内爆炸时，炸药在瞬时间内转化为气态爆炸产物，体积增加数百倍乃至数千倍，而产生静压力，同时产生的高速度冲击波和动压力。这巨大的爆炸能，在爆炸的同时自药包中心按球面等量扩展，传递给周围介质，使介质产生不同程度的破坏和振动现象－药包的球形爆破作用，这种爆炸作用按破坏程度的不同大致分为几个区间，如下图。

药包的球形爆破作用1．压缩圈：在这个作用圈范围内，介质直接承受药包爆炸，产生极其巨大的作用力。如果介质是可塑性的土，便会遭到压缩形成空腔；如果是坚硬的脆性岩石，便会被粉碎。2．抛掷圈：所受的爆破作用力虽较压缩圈内小，但介质原有的结构受到破坏，分裂成为不同尺寸和形状的碎块，而且爆破作用力尚有足以使这些碎块获得运动速度的余力。如果在有限介质内，这个区间的某一部分，处在临空的自由条件下，破坏了的介质碎块便会产生抛掷现象，因而叫做抛掷圈。3．松动圈：爆破的作用力更弱，但能使介质结构受到不同程度的破坏，但没有较大位移。4．振动圈：微弱的爆破作用力不能使介质产生破坏。这时介质只能在应力波的传播下，发生振动现象。2.了解爆破漏斗的三要素及爆破作用指数

药包在有限介质内爆炸形成的球形爆炸作用时，在具有临空面的表面，都会形成漏斗状的爆破坑—爆破漏斗，其形状、数量和大小，不但与药包量大小、炸药性能、介质的性质等有关，同时还与临空面的数量和所处的边界条件有关。当临空面不只是一个，而是数个且最小抵抗线W均相等时，则在各临空面内均形成爆破漏斗，爆能将在各临空面内均匀分布；当药包中心至各临空面的最短距离不相等时，其最小的一个才是药包的最小抵抗线。

最小抵抗线W的确定原则①应尽可能选用大最小抵抗线，以减少装药个数、药孔及药室的开挖工作量。②路堑爆破中，最小抵抗线不得伤害路堑基底或边坡。了解爆破作用指数n＝r/W标准抛掷爆破→n＝１（漏斗顶部夹角为90度）；加强抛掷爆破→１<n<3；减弱抛掷爆破→0.75<n<1;松动爆破→n＝0.75；压缩爆破（减弱松动爆破）→n<0.75（无抛掷现象）。

前三种爆破，用于路堑、平场等工程中;松动爆破适用于隧道掘进爆破;压缩爆破适用预裂爆破。二、讨论影响爆破的主要因素三、炸药的种类（一）起爆炸药

起爆炸药是一种爆炸速度极高的烈性炸药，爆速可达2000～8000m/s，用以制造雷管。起爆炸药又可分为正起炸药和副起炸药。正起炸药对热能和机械冲击能均具有强烈的敏感性，如雷汞、叠氮铅、黑索金、泰安等；副起炸药须由正起炸药起爆，其爆速甚高，可加强雷管的起爆能量，如三硝基甲硝胺，四硝化戊四醇等。（二）主要炸药：敏感性低，需要起爆炸药强力冲击才能爆炸。1.黑色炸药：由硝酸钾（或硝酸钠）、硫磺及木炭所组成的混合物，对火星和碰击极敏感，易燃烧爆炸，怕潮湿，威力低，适用于开采石料。2.TNT炸药：不吸湿，爆炸威力大，爆炸时产生有毒的一氧化碳气体，不宜用于地下作业。3.胶质炸药：由硝化甘油和硝酸铵的混合物，另加入一些木屑和稳定剂制成的。对冲击、摩擦和火星都很敏感，威力大，不吸湿，适合于水下和坚石中使用。4.硝铵炸药：它是硝酸铵、梯和少量木粉的混合物。有吸湿性与结块性，受潮后敏感性和威力显著降低，同时产生毒气。5.铵油炸药：它是硝酸铵和柴油（或加木粉）的混合物，这是一种廉价、安全、制造简单、威力比硝酸铵炸药略低、敏感性低的炸药。6.浆状炸药。它是以硝酸铵、TNT（或铝、镁粉）和水为主混合而成的一种浆糊状炸药，它的威力大，抗水性强，适用于深水爆破，但需烈性炸药起爆。四、起爆材料及其起爆方法1.雷管及电力起爆方法2.导火索及火花起爆法3.传爆线及传爆线起爆方法4.塑料导爆管非电起爆方法四、起爆材料及其起爆方法1.雷管

在爆破工程上是用雷管的爆炸能激起炸药爆炸，并借助于炸药的爆炸威力来破碎岩石。

雷管种类：火雷管、电雷管。

雷管编号：1～10号雷管。火雷管，表4.1。二、综合爆破的内容及特性综合爆破是根据石方的集中程度，地质、地形条件，公路路基断面的形状，结合各种爆破方法的最佳使用特性，因地制宜，综合配套使用的一种比较先进的爆破方法。一般包括小炮和洞室炮两大类。小炮主要包括钢钎炮、深孔爆破等钻孔爆破；洞室炮则随药包性质、断面形状和地形的变化而不同。用药量1t以上为大炮，1t以下为中小炮。现将小炮各种爆破方法分述如下：(一)钢钎炮(眼炮)

在路基工程中，钢钎炮通常指眼炮直径和深度分别小于7cm和5m的爆破方法。一般情况下，单独使用钢钎炮爆破石方是不大经济的，其原因是：(1)炮眼浅，用药少，每次爆破的石方数不多，并全靠人工清除，功效较低。(2)不利于爆破能量的利用。由于眼浅，爆破时爆炸气体很容易冲出，变成不做功的声波，以致响声大而炸下的石方不多，个别石块飞得很远，通常为其它炮型服务的辅助炮型。(二)深孔爆破深孔爆破就是孔径大于75mm、深度5m以上、采用延长药包的一种爆破方法。炮孔需用大型的潜孔凿岩机或穿孔机钻孔，是大量石方(万方以上)快速施工的发展方向之一。其优点是劳动生产率高，一次爆破的方量多，施工进度快，爆破时对路基边坡的影响比大炮小。如图2-2-3-4。(三)微差爆破

两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔(一般为15～75ms)依次起爆，称为微差爆破，亦称毫秒爆破。微差爆破的特点是各药包的起爆时间相差微小，被爆破的岩块在移动过程中互相撞击，形成极其复杂的能量再分配，使岩石破碎均匀，缩短抛掷距离，减弱地震波和空气冲击波的强度，既可改善爆破质量。(四)光面爆破和预裂爆破

是在50年