路基路面工程设计 课件全套 丁烈梅 第1-8章 路基路面结构认知- 路基路面新技术

路基路面结构认知路基路面的特点及性能要求引言当我们驾车飞驰在高速公路，或漫步于城市街道时，可曾思考过古代道路是什么样的？脚下的道路是怎么发展而来的？本课程让我们揭开路基路面工程的科学面纱，追溯其发展历程，并探索这一“大地脊梁”如何用合理的结构诠释力与美的平衡。目录content路基路面的概念路基路面工程的特点路基路面的性能要求020304公路及路基路面的发展011公路及路基路面的发展

最原始的道路是由踩踏形成的小径。

距今4000年前新石器晚期，为牛马运输而形成驮运道。

到商朝，有了夯土道。1公路及路基路面的发展周朝：道路规模和水平有很大发展，《诗经·小雅》中记载：“周道如砥，其直如矢”。——周朝道路平坦如魔石，线形如箭一样直。而且也把道路分为市区和郊区，这可以说是现代城市道路和公路划分的先河。周道如砥，其直如矢周代公路遗址1公路及路基路面的发展战国时期：道路随着车战频繁发生，显得尤为重要。秦始皇统一中国后开始修建以咸阳为中心、通向全国的道路网。秦驰道——秦始皇时期修筑的高等级道路。

秦驰道1公路及路基路面的发展元朝：修建了7条通往全国的主干道，形成了道路网。中华民国时期：公路处于萌芽状态，修建了较早的公路。

1公路及路基路面的发展新中国成立后：我国各地，翻山越岭、跨越大江大河、在冻土区、地震带、森林带等各种复杂地形下，开始修建全国的公路网。1公路及路基路面的发展80年代以后：高速公路开始兴建，目前，各地的高速公路干线网络已经形成，为我国的社会发展、一带一路战略的实施提供了坚实的基础。1公路及路基路面的发展截至2024年年底，全国公路总里程549.04万公里，高速公路以19.07万公里的通车里程高居世界之首。1公路及路基路面的发展近几十年来，我国广大道路工程科技工作者，从我国实际和建设需要出发，引进国外先进技术，刻苦钻研，反复实践，在路基路面工程领域，也取得了许多突破性的系列成果。发展趋势：随着时代的发展，各种新型技术也应用于道路工程中，有用于自动驾驶的道路，有可发电的道路，还有彩色道路、音乐公路等等，未来将逐步实现道路的现代化、智能化。2路基路面的概念路基：在天然地表面按照道路的设计线形（位置）和设计横断面（几何尺寸）要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面：在路基顶面用各种混合料铺筑而成的层状结构物。路基是路面结构的基础，坚固、均匀、稳定的路基为路面结构长期承受行车荷载提供了重要的保证；路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长久处于稳定状态。路基和路面相辅相成，是不可分离的整体结构。3路基路面工程的特点公路的路线长、工程量大；沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；沿线经济程度和交通特点不一样。——以上特点决定了路基路面工程“复杂多变”的特点。4路基路面的性能要求目的：使车辆能以一定的速度、安全、舒适而经济地在道路上运行。足够的强度，以抵抗车轮荷载引起的各个部位的各种应力，如压应力、拉应力、剪应力等，使路面各个部位的各种应力在容许的范围内，保证路面结构不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏；（1）承载能力：路基路面结构承受荷载的能力4路基路面的性能要求足够的刚度，以抵抗车轮荷载引起的各个部位的各种应变，如压应变，拉应变、剪应变等，使路面各个部位的各种应变在容许的范围内，在车轮荷载作用下不发生过量的应变或变形，保证不发生车辙、沉陷或波浪等各种病害。（1）承载能力：路基路面结构承受荷载的能力4路基路面的性能要求在降水、高温、低温等恶劣环境作用下仍能保持其原有特性的能力，包括路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定性。（2）稳定性4路基路面的性能要求高温季节，沥青路面容易发生软化，沥青含量高的路段会出现泛油；水泥混凝土路面也容易由于高温引起过大的变形而断裂。（2）稳定性北方冰冻地区，低温冰冻季节时，路面容易由于低温产生大量的裂缝；4路基路面的性能要求在地下水丰富地区，低温会引起路基冻胀，从而造成路面结构的破坏。到了春融季节，交通繁忙的路段，有时会引发翻浆破坏。（2）稳定性4路基路面的性能要求在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的重复作用下的性能变化特性。路基路面在车辆荷载的反复作用与环境因素周期性的重复作用下，使用性能将逐年下降，强度与刚度将逐年衰变，引起路基路面结构的损坏。（3）耐久性4路基路面的性能要求影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要因素。高速公路对平整度的要求更高。路面不平整：会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动作用，造成行车颠簸，影响行车速度、安全性驾驶的平稳性、乘客的舒适性。振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面、汽车机件的损坏和轮胎的磨损，并增大油料的消耗。路面不平整：还会积滞雨水，加速路面破坏。（4）表面平整度：路面表面竖向凹凸量的偏差值4路基路面的性能要求路面表面要求平整，但不宜光滑，应有一定的粗糙度。汽车在光滑的路面上行驶时，车轮与路面之间缺乏足够的附着力或摩擦力，雨天高速行车、紧急制动、突然起动或爬坡、转弯时，车轮易产生空转或打滑，致使行车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。（5）路面抗滑性：路面表面抗滑能力的大小小结1.我国公路及路基路面的发展。2.路基路面工程的概念、特点。3.路基路面工程的性能要求。谢谢观看！路基路面结构认知路基路面结构要求及影响因素主讲人：丁烈梅目录content路拱横坡度要求路面结构层次划分路基路面的影响因素020304路基横断面要求011路基横断面要求路基填挖1路基横断面要求路基横断面包含路基结构和路面结构两部分。1路基横断面要求路基宽度沿横断面方向由行车道、中间带，硬路肩和土路肩所组成。行车道硬路肩土路肩路基各部分的宽度与道路等级、设计行车速度等有关。1路基横断面要求路面以下，路基根据材料和使用要求，自上而下可分为上路床、下路床、上路堤和下路堤。上路床：路面以下0~30cm范围称为。下路床：上路床往下50或90cm。轻、中等及重交通时为50cm，特重或极重交通时为90cm。上路堤：下路床往下70cm；下路堤：上路堤以下的填方部分。路面上路床30cm下路床50cm或90cm上路堤70cm下路堤2路拱横坡度要求为了保证路面上雨水及时排除，减少雨水对路面的浸润和渗透，保持路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。2路拱横坡度要求各种不同类型路面的路拱平均横坡度（参考表格）。路面类型路拱平均橫坡度（%）沥青混凝土、水泥混凝土1-2厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎（砾）石、沥青表面处治、整齐石块1.5-2.5半整齐石块、不整齐石块2-3碎砾石等粒料路面2.5-3.5炉渣土、砾石土、砂砾土等3-4选择路拱横坡度，应充分考虑有利于行车平稳和有利于横向排水两方面的要求。路肩横坡度一般较路面横坡大1%，但是高速公路和一级公路的硬路肩采用与路面行车道相同的结构时，应采用与路面行车道相同的路面横坡度。3路面结构层次划分思考：路面为什么要分层呢？行车荷载和自然因素对路面的影响，随深度的增加而逐渐减弱，因此，对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。3路面结构层次划分分层依据：使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度。（4个）分层结果：通常划分为三个层次，即面层、基层和功能结构层。路面的分层依据、结果路面结构层次划分示意图1-面层；2-基层（有时包括底基层）；3-功能结构层；4-路缘石；5-加固路肩；6-土路肩；i-路拱横坡度砂石路面概念：直接与行车荷载和大气接触的表面层次，承受较大的行车荷载的垂直力，水平力和冲击力作用。同时还受降水的浸蚀和气温变化的影响。3路面结构层次划分沥青碎石路面水泥混凝土路面沥青混凝土路面要求：应具备较高的结构强度，刚度，较好的水稳定性和温度稳定性，且应当耐磨，不透水（透水路面除外）；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。材料：沥青混凝土、水泥混凝土、沥青碎(砾)石混合料、砂石混合料及块石等。块石铺砌路面面层的概念、要求、材料概念：基层是主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将其扩散到下面的垫层和土基中的结构层。沥青稳定碎石基层级配碎石基层贫混凝土基层3路面结构层次划分要求：(1)足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力；(2)足够的水稳定性（抗冲刷能力）；(3)较好的平整度。注：沥青路面中——主要的承重层；

水泥混凝土路面中——次要的承重层材料：稳定类：无机结合料稳定类——半刚性；

有机结合料稳定类——柔性嵌挤类：各种粒料材料——柔性混凝土类：如贫混凝土——刚性基层的概念、要求、材料水泥稳定碎石基层二灰碎石基层3路面结构层次划分山西省太原至长治高速公路某潮湿路段的路面结构设计图

干湿类型层位潮湿路段面层上面层4厘米SBS改性沥青砼AC-16中面层5厘米沥青砼AC-20下面层7厘米沥青砼AC-25基层上基层15厘米水泥稳定碎石下基层18厘米二灰稳定碎石底基层（整平层）20厘米二灰土功能层（排水层）15厘米天然砂砾总厚度（厘米）843路面结构层次划分3路面结构层次划分功能结构层概念、分类、材料概念：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态而设置的结构层，以及加强路面层间结合设置的结构层。功能：改善路基的湿度和温度状况；加强路面结构层之间的联结。分类及材料：①排水层、防冻层：松散粒料为主②处治层（透层、黏层、封层、应力吸收层等）山西省太原至长治高速公路某潮湿路段的路面结构设计图

干湿类型层位潮湿路段面层上面层4厘米SBS改性沥青砼AC-16中面层5厘米沥青砼AC-20下面层7厘米沥青砼AC-25基层上基层15厘米水泥稳定碎石下基层18厘米二灰稳定碎石底基层（整平层）20厘米二灰土功能层（排水层）15厘米天然砂砾总厚度（厘米）843路面结构层次划分透层下封层黏层黏层3路面结构层次划分4路基路面的影响因素交通荷载

路基路面结构的温度和湿度状况随周围环境的变化而变化，路基路面体系的性质与状态也随之发生变化。环境影响因素——温度和湿度4路基路面的影响因素路基土和路面材料的强度与刚度随路面结构内部温度和湿度的变化，有时会有大幅度的增减。环境影响因素——温度和湿度4路基路面的影响因素路基土和路面材料的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起不均匀的膨胀和收缩。这种不均匀的胀缩因某种原因受到约束时，路基和路面结构内便会产生附加应力，即温度应力和湿度应力。环境影响因素——温度和湿度4路基路面的影响因素环境影响因素——温度和湿度4路基路面的影响因素路基土和路面材料的几何性质和物理性质随温度与湿度产生变化，因此，在分析和设计路基路面结构时，还应考虑自然因素的影响。尤其要注意北方的季节性冰冻地区

，南方的雨季期等特殊时期、特殊区域。小结1.路基横断面要求、路拱横坡度要求。2.路面结构层次划分要求。3.路基路面工程的影响因素。谢谢观看！路基路面结构认知山西工程科技职业大学公路自然区划的确定及应用主讲人：丁烈梅目录content公路自然区划的方法及结果02公路自然区划的意义及原则01各公路自然区划的特点03公路自然区划的应用04引言这么大的疆域，这么丰富的地貌，怎么才能区分不同区域的公路特性呢?1公路自然区划的意义及原则目的、意义：为了区分不同区域自然条件对公路工程影响的差异性，体现各地公路设计施工的特点及侧重解决的问题。区划原则道路工程特征相似的原则地表气候区划差异性原则自然气候因素既有综合又有主导作用的原则三个等级一级区划：按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分7个一级区划。二级区划：在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、润湿、润干、中干和过干等六个等级，结合各区地理、气候特征等因素进行二级区划分。33个二级区划+19个二级副区=52个三级区划：是二级区划的具体化，各省自定2公路自然区划方法及结果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——西南潮湿区；Ⅵ区——西北干旱区；

Ⅶ区——青藏高寒区Ⅲ黄土高原干湿过渡区

Ⅲ1山西山地、盆地中冻区

Ⅲ1a雁北张宣副区

Ⅲ2陕北典型黄土高原中冻区

Ⅲ2a榆林副区

Ⅲ3甘东黄土山地区

Ⅲ4黄渭间山地、盆地轻冻区例：山西省大部分地区属于Ⅲ1区，雁北地区属于Ⅲ1a区2公路自然区划方法及结果2公路自然区划方法及结果Ⅰ区－北部多年冻土区：对于多年冻土层，道路设计原则是保温，不可轻易挖去覆盖层，使路堤下保持冻结状态。该区主要是林区道路，路面结构多为中级路面，因表土湿度大，地面径流大，最易翻浆，应采取换土、稳定土、砂垫层等处理方法。3各公路自然区划的特点Ⅱ区-东部温润季冻区：突出问题是翻浆和冻胀。可根据不同的路基潮湿状态采取不同措施。该区缺乏砂石材料，采用稳定土基层已取得一定经验。3各公路自然区划的特点Ⅲ区-黄土高原干湿过渡区:黄土对水比较敏感，干燥土基强度高、稳定性好。河谷盆地的潮湿路段及灌区耕地，土基稳定性差，强度低，需认真处理。选择不透水的面层，防止雨水下渗造成湿陷。潮湿地段注意排水。3各公路自然区划的特点Ⅳ区－东南湿热区:雨量充沛集中，雨型季节性强，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路基结构应结合排水系统进行设计。该区水稻田多，土基湿软、强度低，另外，由于气温高、热季长，应注意路面材料的热稳定性和防透水性。3各公路自然区划的特点Ⅴ区－西南潮暖区:该区山多，筑路材料丰富，应充分利用，对于水稳不良路段，必须采取措施，稳定路基。3各公路自然区划的特点Ⅵ区－西北干旱区：该区大部分地下水位很低，虽然冻深在1～1.5米以上，但一般冻害较轻。丘陵区1.5米以上的深路堑冬季积雪厚，雪水浸入路面造成危害，故沥青路面材料应具有良好的防透水性。3各公路自然区划的特点Ⅶ区－青藏高原区:该区是我国唯一多年冻土区，须按保温原则设计，由于地处高原，气候寒冷，昼夜温差大，日照时间长，沥青老化很快，又年平均气温相对偏低，路面易遭受冬季雪水渗入而破坏。3各公路自然区划的特点公路设计：公路路面设计人员通过查“公路自然区划图”，可以确定所设计的公路位于哪个二级区划中；再通过查表的方式获取所设计的公路路面主要病害形式、着重解决的问题以及相关设计参数等。3公路自然区划的应用小结1.公路自然区划的意义、原则。2.公路自然区划的方法及结果。3.结合当地的筑路特点，提出路基路面设计侧重点。

路基土的特性分析及参数确定路基土的工程特性分析及选用主讲人：雒志利目录content路基土的分类路基土的工程特性分析0203引

言01路基填料的选择与处理041引言我国不同地区的自然环境不同，公路沿线的土质情况也有较大差异。为了保证路基的强度与稳定性，必须根据土的工程特性选择合适的路基填料。本节我们将聚焦路基土的工程特性，从路基土的分类、工程特性分析以及路基填料的选择与处理三个方面展开详细阐述。2路基土的分类根据《公路土工试验规程》（JTG3430-2020），我国公路用土依据土的颗粒组成特征、土的塑性指标、土中有机质含量，将一般土分为巨粒土、粗粒土、细粒土，特殊土。特殊土分为黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土、冻土、软土。土分类总体系2路基土的分类土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示。不同粒组的划分界限及范围如下。粒组划分图其中：以60mm作为粗粒组与巨粒组的分界；

以0.075mm作为细粒组与粗粒组的分界；

2mm是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限；

0.002mm是黏粒与粉粒的区分界限。2路基土的分类土的基本代号表名称代号名称代号名称代号漂石B粉土质砾GM含砂低液限粉土MLS块石Ba黏土质砾GC高液限黏土CH卵石Cb级配良好砂SW低液限黏土CL小块石Cba级配不良砂SP含砾高液限黏土CHG漂石夹土BS1粉土质砂SM含砾低液限黏土CLG卵石夹土CbS1黏土质砂SC含砂高液限黏土CHS漂石质土S1B高液限粉土MH含砂低液限黏土CLS卵石质土S1Cb低液限粉土ML有机质高液限黏土CHO级配良好砾GW含砾高液限粉土MHG有机质低液限黏土CLO级配不良砾GP含砾低液限粉土MLG有机质高液限粉土MHO含细粒土砾GF含砂高液限粉土MHS有机质低液限粉土MLO2路基土的分类土颗粒组成特征应以土的级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）表示。

Cu为土粒大小的均匀程度，

Cc反映粒径级配连续程度。不均匀系数Cu曲率系数Cc定义为：式中：d10、d30、d60——土的特征粒径（mm），在土的粒径分布（级配）曲线上，分别表示小于某粒径的土粒质量占总土质量的10%、30%、60%所对应的粒径。2路基土的分类细粒土应根据塑性图分类，如下图所示。土的塑性图以土的液限（wL）为横坐标、塑性指数（IP）为纵坐标构成。塑性图3路基土的工程特性分析巨粒土巨粒土有很高的强度及稳定性，是填筑路基的良好材料。对于漂石土，在砌筑边坡时，应正确选用边坡坡度值，以保证路基稳定。对于卵石土，填筑时应保证足够的密实度。3路基土的工程特性分析粗粒土砾类土：粒径较大，内摩擦力也大，强度和稳定性均能满足要求。级配良好的：密实度好。级配不良的：填筑时应保证密实度，防止由于空隙大而造成路基积水、不均匀沉陷或表面松散等病害。砂类土：分为砂、含细粒土砂（或称砂土）和细粒土质砂（或称砂性土）三种。砂和砂土：无塑性，透水性强，毛细水上升高度很小，具有较大的摩擦系数，强度和水稳定性均较好。但由于其黏性小，易松散，压实困难，需要振动法或灌水法才能压实。为克服这一缺点，可添加一些黏质土，以改善其使用质量。砂性土：既含有一定数量的粗颗粒，使路基具有足够的强度和水稳定性，又含有一定数量的细粒土，使其具有一定的黏性，不致过分松散，是修筑路基的良好材料。3路基土的工程特性分析细粒土粉质土：最差的筑路材料。含有较多的粉土粒，稍有黏性，扬尘性大，浸水时很快被湿透，易成稀泥。毛细作用强烈，上升高度大，毛细水上升高度一般可达0.9~l.5m，在季节性冰冻地区，水分积聚现象严重，造成严重的冬季冻胀，春融期间出现翻浆，故又称翻浆土。如遇粉质土，特别是在水文条件不良时，应采取一定的措施，改善其工程性质。黏质土：透水性很差，黏聚力大，因而干时坚硬，不易挖掘。它具有较大的可塑性、黏结性和膨胀性，毛细管现象也很显著，用来填筑路基比粉质土好，但不如砂性土。浸水后黏质土能较长时间保持水分，因而承载能力小。有机质土（如泥炭、腐殖土等）不宜作路基填料，如遇有机质土均应在设计和施工上采取适当的措施。3路基土的工程特性分析特殊土黄土属大孔和多孔结构，具有湿陷性；膨胀土受水浸湿发生膨胀，失水则收缩；红黏土失水后体积收缩量较大；盐渍土潮湿时承载力很低。特殊土也不宜作路基填料。4路基填料的选择与处理路基填料定义：路堤施工中符合要求的填方筑路材料。来源：经检测合格的路线纵向土石方调配土、半填半挖横断面上的挖方土，也可以是取土坑内获取的土。天然土不合适的，改性方法：掺配粗颗粒土改善物理级配；掺入石灰等无机结合料，甚至是专用的改性剂进行化学改性。填料选择要求：应选择强度高、水稳性好、压缩性小，且运输便利、施工方便的天然土源。4路基填料的选择与处理特点：渗水性很强，水稳定性较好，强度高。施工不受季节限制，用于填石路堤时残余下沉量小，荷载作用下塑性变形小，但一般不用于路床的填筑。评定：使用性能评定为优，施工性评定为中。（1）漂石、卵石与粗粒土4路基填料的选择与处理（2）土石混合料：特点：由石块（粒径大于40mm，含量小于70%）与土混合在一起形成的混合料。力学性质与土、石含量有关。石块和砾含量高时，其渗水性、水稳定性和强度好；在土石级配合理的情况下，土石混合料填筑的路堤强度优良稳定性好。评定：使用性能评定为优，施工性评定为良。4路基填料的选择与处理（3）砾类土、砂类土特点：渗水性强、水稳定性好，且施工方便。但其中黏质土含量过多时，水稳定性将下降很多，且细砂土易松散，对流水冲刷、风蚀的抵抗能力差，可能需要掺配黏质土，以加强稳定性。评定：使用性能评定为优，施工性评定为优。4路基填料的选择与处理（4）粉质土特点：粉质土含较多的粉粒，毛细现象严重，干时易被风蚀，漫水后很快湿透，强度急剧下降，是稳定性最差的填料；在季节性冰冻地区用粉质土填筑路基会引起冻胀、翻浆、唧泥，不得已要用时，应掺配其他填料，并加强排水，采取隔离措施。评定：使用性能评定为差，施工性评定为良。4路基填料的选择与处理（5）黏质土特点：黏质土渗水性差，干燥时较硬而不易挖掘，浸水后水稳性差，强度低，变形大。如在适当含水率时充分压实，并有良好排水的条件下，筑成的路堤也较稳定。高液限黏土不宜作路基填料。评定：使用性能评定为良，施工性评定为良。4路基填料的选择与处理（6）生活垃圾及工业废渣特点：生活垃圾中含有较多的有机质成分，在路基填方高度很大时，在填方下部可酌情使用，但应利用特殊设备充分压实。工业废渣特别是矿渣在粒径上属于巨粒土，且级配较好，在保证压实的情况下可以使用，且性能较好。评定：这类土的成分及特性往往不具有一般性，需要特殊问题特殊对待，如果用矿渣填筑路堤，需进行相应试验研究。4路基填料的选择与处理（7）特殊土特殊土如膨胀土、黄土、盐渍土、石膏土、泥炭、腐殖土等应限制使用；有机质含量较高的细粒土也要慎用。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路堤；季节冻土地区路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。结束语我们既要尊重材料的本性，也要善于运用科技手段引导和改良它。希望这节课能让大家深刻认识到，脚下平凡的泥土，也蕴含着如此不平凡的工程智慧。每一段平稳舒适的道路背后，都凝聚着工程技术人员对土壤特性深刻的理解和科学的运用。小结1.路基土的分类。2.路基土的工程特性分析。3.路基填料的选择与处理。谢谢观看！

路基土的特性分析及参数确定山西工程科技职业大学路基土的力学特性及路基工作区分析主讲人：雒志利目录content路基受力状况分析路基工作区确定0102路基土的受力特性分析重复荷载对路基土的影响0304引言路基在自重、行车荷载及各种自然因素的长期作用下，不仅会产生沉降变形，而且其力学性质也会发生较大的变化。本节将围绕路基受力状况分析、路基工作区确定、路基土的受力特性分析，以及重复荷载作用对路基土的影响展开学习。1路基受力状况分析路基承受着路基自重和车轮荷载这两种荷载。在这两种荷载的共同作用下，在一定深度范围内，路基土处于受压状态。正确的设计应使路基所受的力在弹性限度范围内，当车辆驶过后，路基能恢复原状，以保证路基相对稳定，不致引起路面破坏。土基中应力分布图路基内任一点处的垂直应力：车轮荷载引起的

z+路基自重引起的

B

车轮荷载应力：路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力

z（注：用层状弹性体系理论更加准确）。计算时，假定车轮荷载为一垂直集中荷载。路基为一弹性均质半空间体。路基自重应力：路基土自重在路基内深度为Z处所引起的垂直压应力

B结论：路基土自重引起的应力随深度Z增加而增大，荷载引起的垂直应力随深度Z的增加而减小。2路基工作区确定概念：汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1的应力分布深度范围。路面结构和车轮荷载对工作区范围内的路基影响较大，对工作区范围以外的路基影响较小。路基工作区深度（简化公式）

公路设计标准车：黄河JN150（后轴重100KN，压力0.707MPa）2路基工作区确定由于路基路面不是均质体，路面的刚度和重度较路基土大，路基工作区的实际深度随路面刚度和厚度的增加而减小。因此，如果采用应力简化公式，需要将路面折算为与路基同一性质的整体，得到沥青路面的当量厚度he：式中：hi—沥青路面各结构层的厚度（cm）；

Ei—沥青路面结构层模量（MPa）；

E0—路基顶面的综合模量（MPa）。路基工作区随车轮荷载的增大而加深。

路面刚度越大，分散荷载的能力越强，路基工作区深度越小。几种车型的路基工作区深度此深度是针对路基的，若考虑路面，该深度范围基本上能到路床深度。因此，工程上对路床要提出更高的要求。汽车型号每侧后轮荷载P=1/2(后轴荷载)(kN)工作区深度Za(m)1/n=1/10解放CA-10B载重汽车1/2(60.85)2.0交通SH-141载重汽车1/2(55.10)2.0北京BJ-130载重汽车1/2(27.18)1.6上海SH-130载重汽车1/2(23.00)1.5跃进NJ-130载重汽车1/2(38.30)1.7黄河JN-150载重汽车1/2(101.60)2.4黄河JN-151载重汽车1/2(100.30)2.42路基工作区确定2路基工作区确定在路基工作区内，路基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区深度范围内的土质选择、路基的压实度应提出较高的要求。当工作区深度大于路基填土高度时，如下图b），行车荷载的作用不仅施加于路堤，而且施加于天然地基的上部土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足工作区的要求，均应充分压实。工作区深度和路基高度的关系3路基土的受力特性分析路基土的变形，包括弹性变形和塑性变形两部分。弹性变形过大：沥青面层、水泥混凝土面板产生疲劳开裂。塑性变形过大：沥青路面产生车辙和纵向不平整。水泥混凝土路面引起板块断裂。路面结构总变形中，路基土的变形占很大部分，所以提高路基土的抗变形能力是提高路基路面结构整体强度和刚度的关键。3路基土的受力特性分析土的应力－应变（回弹变形）关系曲线研究方法：压入承载板试验。以一定尺寸的圆形刚性承载板置于路基顶面，逐级加荷卸荷，记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形。根据试验结果，可绘出路基顶面压应力与回弹变形的关系曲线。路基现场承载板试验3路基土的受力特性分析土的流变特性：路基土在车轮荷载作用下产生的应变，不仅与荷载应力的大小有关，而且与荷载作用的待续时间有关。这是由于土颗粒之间力的传递以及土颗粒与土颗粒之间的相对移动都需要一定的时间。通常在施加荷载的初期，变形随荷载持续时间的延长而增大，以后逐渐趋向稳定，称为土的流变特性。汽车在道路上行驶时，车轮对路基土作用的时间很短，在这一瞬间，产生的塑性应变比静荷载长期作用下的塑性应变小得多。因此，一般情况下，行驶中的车辆对路基土的流变影响可不予考虑。4重复荷载对路基土的影响路基土承受着车轮荷载的多次重复作用。每一次荷载作用之后，回弹变形很快消失，而塑性变形则不能消失，残留在路基土之中。随着作用次数的增加，塑性变形不断积累，总变形量逐渐增大。最终会导致两种情况：一种情况：土体逐渐压密，土体颗粒之间进一步靠拢，每一次加载产生的塑性变形量愈来愈小，直至稳定，停止增长，这种情况不致形成路基土的整体性剪切破坏；另一种情况：荷载的重复作用造成了土体的破坏，每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的破裂面，最后达到破坏。小结1.通过路基受力状况分析，引出路基工作区的概念，并明确其工程意义。2.通过承载板试验，得到路基土的应力应变曲线，明确其力学特性。3.了解重复荷载对路基土的影响，塑性变形累积累下的压密和剪切破坏。谢谢观看！

路基土的特性分析及参数确定山西工程科技职业大学路基水温状况及平衡湿度预估主讲人：雒志利目录content路基土的基质吸力与饱和度路基土的毛细水上升高度0203路基的湿度来源01路基平衡湿度状况及分类路基平衡湿度预估方法04050引言路基的强度与稳定性，在很大程度上受其湿度及大气温度引发的水温状况的影响。路基路面设计时，需要确定路基的平衡湿度，为确定路基强度指标奠定基础。本节我们将从路基的湿度来源、路基土的基质吸力与饱和度、毛细水上升高度、路基平衡湿度状况及其预估方法几方面，深入学习路基平衡湿度及其工程应用。1路基的湿度来源路基湿度的主要来源：大气降水：

大气降水通过路面、路肩和边坡渗入路基；地面水：

边沟水及排水不良时的地表积水，以毛细水的形式渗入；地下水：

靠近地面的地下水，通过毛细管作用上升到路基内部；凝结水：在土颗粒空隙中流动水蒸汽，遇冷凝结为水。1-大气降水；2-地面水；3-毛细水；4-凝结水1路基的湿度来源路基湿度除了水的来源之外，另一个重要因素是受当地大气温度的影响。湿度与温度变化对路基产生的共同影响称为路基的水温状况。冻胀与翻浆：沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动，形成湿度积聚。积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。春融季节，路面和路基结构由上而下逐渐解冻。而积聚在路基上层的水分先融解，水分难以迅速排除，造成路基上层的湿度增加，路面结构的承载能力大大降低。重载交通严重时，严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成翻浆。对于渗透性较高的砂类土以及渗透性很低的黏质土，水分都不容易积聚，因此不易发生冻胀与翻浆，而对于粉质土和极细砂，由于毛细水活动力强，则极易发生冻胀与翻浆。2路基土的基质吸力与饱和度研究表明，采用饱和度或者体积含水率中的任一个来表征土体湿度状态比较合理。路基土的饱和度式中：S—饱和度（%）；w—土的质量含水率（%）；Gs—土的相对密度；

wv

—土的体积含水率（%）;

s，

w—土的干密度和水的密度（kg/m3）。

饱和度不能直接测试，可以通过饱和度和基质吸力关系曲线获得。2路基土的基质吸力与饱和度路基在整个使用期内处于非饱和状态，其湿度状况主要由基质吸力所决定。式中：

hm—基质吸力（kPa）；ua—孔隙气压力（kPa）；uw—孔隙水压力（kPa）。

根据土力学理论，非饱和状态土的含水率与基质吸力的关系就是土—水特性曲线。获得路基土的基质吸力后，就可以由土—水特性曲线预估路基湿度状况（饱和度）。土的基质吸力hm：孔隙气压力与孔隙水压力的差值，即：2路基土的基质吸力与饱和度基质吸力可以直接测试获得，也可以通过预估模型获得。式中：R—某年的水径流量（cm）；

DF—某年的缺水量（cm）；PE

—某年的潜在蒸发量（cm）。

某年度湿度指数TMI2路基土的基质吸力与饱和度不同自然区划的TMI值范围3毛细水上升高度土组名称颗粒粒径d10(mm)孔隙比e毛细水(cm)上升高度饱和毛细水头粗砾0.820.275.46砂砾0.200.4528.420细砾0.300.2919.520粉砾0.060.45106.068粗砂0.110.278260中砂0.030.36165.5112细砂0.020.48~0.66239.6120粉土0.0060.93~0.95359.2180不同土的毛细水上升高度毛细水上升的最大高度与毛细管的直径成反比，不同类型的土由于其颗粒组成的差异，形成的毛细孔径也有较大差别，因而毛细水上升的最大高度与土的类型有密切联系。根据野外观测资料，针对不同土质给出了相应的毛细水上升高度推荐值，其中黏土约为6m，砂质黏土或粉土约为3m，砂土约为0.9m。4路基平衡湿度状况及分类路基平衡湿度状况：公路建成通车后，路基在地下水、降雨、蒸发、冻结和融化等因素作用下，湿度达到相对稳定的平衡状态，此时的湿度称为路基平衡湿度。一般而言，路面完工后2-3年内，路基的湿度变化逐渐趋近某种平衡湿度状态。路基平衡湿度（用饱和度来表示）状况：分为潮湿、中湿、干燥三类。潮湿类路基的湿度由地下水控制，即地下水或地表长期积水的水位高，路基工作区均处于地下水毛细润湿影响范围内，路基平衡湿度由地下水或地表长期积水的水位升降所控制。干燥类路基的湿度由气候因素控制，即地下水位很低，路基工作区处于地下水毛细润湿面之上，路基平衡湿度完全由气候因素所控制。中湿类路基的湿度兼受地下水和气候因素影响，即地下水位较高，路基工作区被地下水毛细润湿面分为上、下两部分，下部受毛细水润湿的影响，上部则受气候因素影响。4路基平衡湿度状况及分类

路堤填土高度毛细水上升高度路基工作区深度路床顶至地下水位的相对高度地下水位高度路基湿度划分示意图4路基平衡湿度状况及分类路基湿度划分示意图毛细润湿面在路基工作区上部：潮湿（蓝）毛细润湿面在路基工作区下部：干燥（绿）毛细润湿面在路基工作区内部：中湿（红）4路基平衡湿度状况及分类工程应用：不同的路基平衡湿度状况下，路面结构设计时采用的结构组合不同。山西省太原至长治高速公路某潮湿路段的路面结构设计图

干湿类型层位潮湿路段面层上面层4厘米SBS改性沥青砼AC-16中面层5厘米沥青砼AC-20下面层7厘米沥青砼AC-25基层上基层15厘米水泥稳定碎石下基层18厘米二灰稳定碎石底基层（整平层）20厘米二灰土排水功能层15厘米天然砂砾总厚度（厘米）84一般要求路基处于干燥或中湿状态，若处于潮湿状态，路面结构设计时应设置排水功能层或用无机结合料稳定处理。4路基平衡湿度状况及分类潮湿类路基的平衡湿度（饱和度）可根据路基土组类别及地下水位高度，按下表确定距地下水位不同高度处的饱和度。土组计算点距地下水位或地表长期积水水位的距离（m）0.31.01.52.02.53.04.0粉土质砾GM69~8455~6950~6549~6245~5943~57——黏土质砾CC79~9664~8360~7956~7554~7352~71——砂S80~9550~70——————————粉土质砂SM79~9364~7760~7256~6854~6652~64——黏土质砂SC90~9977~8772~8368~8066~7864~76——低液限粉土ML94~10080~9076~8673~8371~8169~80——低液限黏土CL93~10080~9376~9073~8870~8668~8566~83高液限粉土MH10090~9586~9283~9081~8980~87——高液限黏土CH10093~9790~9388~9186~9085~8983~87注：1.对于砂（含级配好的砂SW、级配差的砂SP），D60大时，平衡湿度取低值，D60小时，平衡湿度取高值。2.对于其他含细粒的土组，通过0.075mm筛的颗粒含量大和塑性指数高时，取低值，反之，取高值。各路基土组距地下水位不同高度处的饱和度（％）5路基平衡湿度预估方法5路基平衡湿度预估方法干燥类路基的平衡湿度（饱和度）可根据路基所在自然区划的湿度指标TMI和路基土组类别确定。即先根据不同自然区划查取相应的TMI值，再按TMI值和路基土组类别，根据下表插值得到该地区的路基饱和度。各路基土组在不同TMI值时的饱和度（％）土组TMI-50-30-10103050砂S20~5025~5527~6030~6532~6735~70粉土质砂SM45~4862~6873~8080~8684~8987~90黏土质砂SC低液限粉土ML41~4659~6475~7784~8691~9292~935路基平衡湿度预估方法中湿类路基的平衡湿度（饱和度）：可先分路基工作区上部和下部分别确定其平衡湿度，再以厚度加权平均计算路基的平衡湿度。地下水毛细润湿面以上的路基工作区称为路基工作区上部，按路基土组类别和TMI值确定其平衡湿度；地下水毛细润湿面以下的路基工作区称为路基工作区下部，按路基土组类别和距地下水位的距离确定毛细润湿面最上部（图中A点）及毛细润湿面最下部（图中B点）各自平衡湿度的平均值，作为路基工作区下部的平衡湿度。图2-9中湿类路基的湿度状况小结1.路基的湿度来源、基质吸力与饱和度、毛细水上升高度。2.路基平衡湿度状况、分类及判断方法。3.路基平衡湿度（饱和度）的预估方法。【例】：已知某道路路面结构为4cmAC+6cmAC+8cmAC+38cm水泥稳定碎石+20cm二灰土，抗压模量分别为18500MPa、16500MPa、14500MPa、19500MPa和9500MPa，路基模量为90MPa。采用层状体系计算的路基工作区深度结果，路基工作区深度在路床底面下约19.8cm。路基高度为2.5m，填筑材料为细粒砂，地下水位距原地面80cm，请确定路基干湿类型。【分析】：査表得到细粒砂的毛细水上升高度为h0＝239.6cm。由于hw＝80cm，毛细水上升高度距原地面159.6cm。路面厚度为76cm，h1＝250-76＝174cm。因此，路基工作区部分受毛细水润湿的影响，路基属于中湿类。作业谢谢观看！路基主体工程设计路基典型病害分析目录content路基边坡塌方02路基沉陷01其他病害设计施工采取的措施路基沿坡面滑动0405030引言路基长期暴露于大气中，在各种自然因素及行车荷载的作用下，常常会发生变形，最后导致破坏。其破坏形式多种多样，原因也错综复杂。路

基本节我们将带领大家一起分析路基典型病害，并提出路基设计和施工时可以采取的措施。0引言路基常见的病害包括路基沉陷、路基边坡塌方、路基沿坡面滑动及其他病害。1路基沉陷定义：路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。路基的沉陷通常有两种情况：（1）路基本身的压缩沉降如图a）、b）所示；（2）由于路基下部天然地面承载能力不足，在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的下沉，如图c）所示。【动画】a）路基均匀沉陷

b）路基不均匀沉缩

c）地基沉陷1路基沉陷原因：(1)路基填料(主要指填土)选择不当。

(2)路基压实不足。(3)填筑方法不合理：包括不同土混杂，未分层填筑压实，土中含有未经打碎的大土块或冻土块等；填石路堤因石料规格不一、性质不匀或就地爆破堆积，乱石中空隙很大，在一定期限内亦可能产生局部的明显下沉。(4)原地面比较软弱：如泥沼、沉沙或垃圾堆积等，填筑前未经换土或压实，或软土地基未经处治或处治不充分等。2路基边坡塌方

定义：指天然或人工的边坡因其本身的构造特点，在受到雨水与地震等外界自然环境因素、挖掘与扰动等工程因素以及交通荷载等外部作用力因素的综合影响时，产生表面风化、侵蚀、冲刷、崩解，并最终导致边坡土(石)方从原边坡上剥离的现象。(a)剥(碎)落;(b)滑塌;(c)崩塌分类：按照破坏规模与原因的不同,可分为剥落、碎落、滑塌、崩塌及坍塌。【动画】2路基边坡塌方

剥落：是指在边坡表土层或风化岩层表面，在大气的干湿或冷热的循环作用下，表面发生胀缩现象，使零碎薄层呈片状从边坡上剥落，且老的脱离，新的又不断产生。剥落易发生于填土不均匀和易溶盐含量大的土层及松软岩层。2路基边坡塌方

碎落：是指边坡上岩石碎块剥落的现象。其规模与危害程度比剥落严重。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、振动及水的侵蚀与冲刷作用下，块状碎屑沿坡面向下滚落。落石或坠落：落下的岩块较大(直径在40cm以上)、以单块或多块落下的碎落现象。落

石碎

落2路基边坡塌方

滑塌：是指路基边坡土体或岩石,沿着一定的滑动面呈整体状向下滑动，其规模与危害程度较碎落更为严重，有时滑动体可达数百立方米以上。主要原因：是原山坡具有倾向公路的软弱构造面，由于施工以及水的侵蚀、冲刷改变了原山坡平衡状态，使山坡在重力作用下沿软弱面整体滑动。滑塌易发生在岩层倾向公路、层间又有软弱夹层或风化层，且地下水影响显著处。2路基边坡塌方

崩塌与坍塌：崩塌是指整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。其产生的主要原因是岩体风化破碎且边坡较高，其危害较大，较常见。坍塌的成因和形态与崩塌相似，但坍塌主要是土体(或土石混杂的堆积物)遇水软化，在45°~60°较陡边坡无支撑的情况下，由自重所产生的剪切力过大而形成。2路基边坡塌方

崩塌与滑塌的主要区别：①崩塌一般针对岩体，而滑塌一般针对土体或土石混合体；②崩塌无固定滑动面，坡脚线以下地基无移动现象，崩塌体的各部分相对位置在移动过程中完全打乱，其中较大石块翻滚较远，边坡下部形成石堆或岩堆；而滑塌一般有固定滑动面，滑动速度较慢，整体移动或翻滚现象较少。3路基沿坡面滑动

较陡的山坡上，如果原地面未清除杂草、凿毛或人工挖台阶，坡脚也未进行必要的支撑,特别是又受水的润湿时，填方与原地面之间的抗剪力很小，填方在自重和荷载作用下，有可能整体或局部沿原地面向下移动。如图所示。4其他病害

在季节性冰冻地区，因路基土质不良、路基高度过小、路面抗冻厚度过小等原因，路基土含水率过大，在冬季负温影响下，路基中的水分不断向上迁移、积聚而冻结，导致路基体积膨胀引起路面开裂，称为冻胀；春季气温升高时，路基上部冻土先融化，因水分无法及时排出而使路基土饱水稀软，在行车荷载作用下，泥浆沿路面裂缝被挤出，称为翻浆。4其他病害

除此之外,公路通过不良地质和水文地带,或遇较大的自然灾害(如滑坡、泥石流、雪崩、岩溶、地震及特大暴雨等)时，均能导致路基结构的严重破坏。5路基设计和施工应采取的措施1234地质构造、岩层走向、土质、地下水位等。不良的工程地质和水文地质条件降雨、洪水、干旱等不利的水文与气候因素边坡坡度、填高、排水、加固防护等设计不合理填筑顺序、压实、爆破等施工不符合规定5路基设计和施工应采取的措施一般路基：正确选择路基横断面特殊路基：稳定性分析，进行个性化设计构造物设计：做好排水设计、防护支挡设计正确的填筑方式、保证一定的压实度选择良好的路基填料路

基病害防

治施工方面设计方面小结1.分析了路基常见的病害，包括路基沉陷、路基边坡塌方、路基沿坡面滑动及其他病害。2.提出路基设计和施工时可以采取的措施。

谢谢观看！路基主体工程设计路基典型横断面认知目录content路

堑02路

堤01零

填

零

挖填

挖

结

合0403

引言路基的典型横断面：不同地形条件下常用的路基横断面形式典型横断面类型：路堤、路堑、填挖结合、零填零挖路堤路堑填挖结合零填零挖一般路基：在正常的地质和水文等条件下，填土高度或挖方深度小于规范规定值的路基。设计方法：可比照当地地形、地质等情况，直接套用标准横断面图，而不必进行个别论证和验算。概念：高于原地面的填方路基。分类：按路堤填土高度划分为低路堤、一般路堤、高路堤。低路堤：路基填土高度小于路基工作区深度的路堤一般路堤：填土高度大于路基工作区深度且小于20m的路堤；高路堤：路基填土边坡高度大于20m的路堤属于。分类：按其所处的条件及加固类型的不同还有沿河路堤、陡坡护脚路堤及挖渠填筑路堤等。（a）低路堤（b）一般路堤（c）沿河路堤（d）护脚路堤（e）挖渠填筑路堤1路堤特点：路堤通风良好，排水方便，且为人工或机械填筑，对填料的性质、状态和密实程度可以按要求加以控制。因此，路堤式路基病害较少，是经常采用的一种型式。低路堤：容易受地下水和地表水的影响，应满足最小填土高度要求，并在路基的两侧设置边沟。施工中，天然地面也应进行压实到规定的压实度。必要时采取清除基底、换土、设隔离层、排除地下水或降低地下水位等措施，以保证路基、路面的强度和稳定性。1路堤一般路堤地面横坡陡于1:5：土质，开挖台阶（宽不小于2m，内倾1-2%坡；石质，凿毛）地面横坡陡于1:2.5：开挖台阶、设护脚，整体稳定性分析（陡坡路堤）一般路堤：高度在2.0～3.0m范围时，填方数量较少，全部填方或部分填方可在两侧设置取土坑，使之与排水沟渠结合。为保护填方坡脚不受流水侵蚀，保证边坡稳定，可在坡脚与填方之间预留1～2m甚至4m以上宽度的护坡道。1路堤高路堤与浸水路堤高路堤填方数量大，占地多，为使路基稳定和断面经济合理，需进行个别设计。边坡可采用上陡下缓的折线式或台阶式，如在边坡中部设置护坡道。为防止水流侵蚀和冲刷坡面，边坡需采取适当的坡面防护和加固措施。1路堤概念：低于原地面的挖方路基。

形式：全挖、台口式、半山洞最典型的路堑为全挖断面，路基两侧均需设置边沟。在陡峭山坡上可挖成台口式路基。三、四级公路在整体坚硬的岩石坡面上，为减少石方工程，有时可采用半山洞路基，但要确保安全可靠，不得滥用。（a）全挖路堑（b）台口式路堑（c）半山洞路堑2路堑路堑开挖后，在一定范围内破坏了原地面的天然平衡状态，其边坡的稳定性主要取决于地质与水文条件，以及边坡坡度和边坡高度。深路堑的设计，需要根据地质及水文条件，选用合适的边坡坡率，并且自下而上逐层放缓而成折线形边坡或台阶形边坡。2路堑路堑必须设置边沟，以排除边坡和路基表面的降水。为防止大量地面水流向路基，造成坡面冲刷或边沟溢流，应在路堑两侧坡面的上方规定的距离以外（不小于5m），设置一道或多道截水沟。2路堑路堑以下的天然土层，要压实至规定的密实程度，必要时还需翻挖重新分层填筑或换土，或采取加铺隔离层，设置必要的地下排水设施等措施予以处理。概念：在一个断面内，部分为路堤，部分为路堑的路基。3填挖结合陡坡上的填挖结合路基，可根据地形、地质条件，采用护肩、砌石或挡土墙；当山坡高陡或稳定性差，不宜多挖时，可采用桥梁等构造物。（a）一般填挖结合路基（b）矮墙路基（c）护肩路基（g）半山桥路基（d）（e）砌石路基（f）挡墙路基3填挖结合3填挖结合护肩路基砌石路基挡土墙路基半山桥路基这种类型断面的工程量小。若处理得当，路基稳定可靠，这种形式是比较经济的。但由于开挖部分路基为原状土，而填方部分为扰动土，往往这两部分密实程度不相同。另外，填方部分与山坡结合不够稳定，若处理不当，会导致路基填挖交界处出现纵向裂缝，填方沿基底滑动等病害。因此，应加强填挖交界面结合处的处理。3填挖结合3填挖结合填方：填料与挖方岩土质相近；增强补压挖方：路床范围进行超挖换填或改良处治交界处：加铺土工格栅、设置渗沟排除地下水v技术要求：需在路基两侧设边沟路槽下天然土层按路床要求处理（密实度、强度）;必要时翻松压实，或换填，或处治优点：节省土石方数量，断面经济；缺点：排水不利4零填零挖B-路基宽度；b-路面宽度；a-路肩宽度概念：原地面标高与路基标高基本一致的路基。通过以上分析，我们了解到路堤、路堑、填挖结合路基和零填零挖路基四类典型路基横断面形式各具特点，分别在一定条件下使用。结束语由于地形、地质、水文等自然条件差异性很大，且路基位置、横断面尺寸，亦应服从于路线、路面及沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必须因地制宜，综合设计。小结1.路堤、路堑断面的特点及技术要求。2.填挖结合断面、零填零挖断面的特点及技术要求。谢谢观看！路基主体工程设计山西工程科技职业大学路基的构造认知主讲人：丁烈梅目录content路基的附属设施02路基的基本构造01

引言一般路基设计可套用路基标准横断面图，而确定路基标准图就需要熟悉路基的构造。本节内容：路基的构造，包括路基的基本构造与路基的附属设施。1路基的基本构造路基高度路基宽度路基边坡路基宽度：是指一个横断面上两路肩外缘之间的宽度。二、三、四级公路路基宽度内一般包括行车道和路肩；高速公路、一级公路的路基宽度内还需设置中间带，中间带由中央分隔带和两条左侧路缘带组成。各组成部分的宽度：根据《公路工程技术标准》的规定取值。1路基的基本构造高速公路、一级公路路基标准横断面图二、三、四级公路路基标准横断面图路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤ab路肩路肩路基Subgrade路面Pavement路基宽度是a？还是b？

哪一个是路基宽度？1路基的基本构造1路基的基本构造路基宽度公路路基宽度因技术等级及具体要求的不同，除上述宽度外，必要时还应包括紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道或路用设施（如护栏、照明、绿化）等可能占用的宽度。1路基的基本构造紧急停车带：高速、一级公路上，供车辆临时发生故障或其他原因紧急停车使用的临时停车地带。路基宽度公路路基宽度因技术等级及具体要求的不同，除上述宽度外，必要时还应包括紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道或路用设施（如护栏、照明、绿化）等可能占用的宽度。1路基的基本构造爬坡车道：设置在高速、一级、二级公路的上坡路段，供慢速上坡车辆行驶的车道。路基宽度公路路基宽度因技术等级及具体要求的不同，除上述宽度外，必要时还应包括紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道或路用设施（如护栏、照明、绿化）等可能占用的宽度。1路基的基本构造变速车道（加减速车道）：供车辆驶入(离)高速车流之前(后)加速(减速)用车道。路基宽度公路路基宽度因技术等级及具体要求的不同，除上述宽度外，必要时还应包括紧急停车带、爬坡车道、变速车道、错车道或路用设施（如护栏、照明、绿化）等可能占用的宽度。1路基的基本构造错车道：在单车道公路上，可通视的一定距离内，供车辆交错避让用的一段加宽车道。路基高度：路基设计高程-地面高程分类：分为中心高度和边坡高度路基中心高度：指路基中心线处设计高程与地面高程；图中的b路基边坡高度：指填方坡脚或挖方坡顶标高与路基设计标高之差。图中的a和c中心高度：纵断面设计确定边坡高度：横断面设计确定路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤abc▽▽▽1路基的基本构造路基边坡：边坡高度与边坡宽度之比；表示方法：1：m；决定因素：边坡土质、岩石性质、水文地质条件、边坡高度等；取值：经验、规范推荐值1路基的基本构造土质路堤边坡路堤边坡坡率表（H≤20m）H＞20m：阶梯型边坡。坡率由稳定性分析计算确定，并进行工点设计。浸水路堤设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1:1.5。设计水位以下部分采用1：1.75～1：2，在常水位以下部分可采用1：2～1：3，并使水流情况采取加固措施。1路基的基本构造填料类别边坡坡率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤20m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5土质路堤边坡坡率石质路堤边坡当采用易风化岩石与软质岩石填筑路堤时，应按土质边坡设计。路堤基底良好时，填石路堤边坡坡率不宜陡于此表的规定。1路基的基本构造填料种类边坡高度（m）边坡坡率全部高度上部高度下部高度上部下部硬质岩石208121：1.11：1.3中硬岩石208121：1.31：1.5软质岩石208121：1.51：1.75填石路堤边坡坡率石质路堤边坡陡坡路堤可采用当地不易风化的开山片石砌筑。砌石顶宽采用0.8m，基底以1：5的坡率向内侧倾斜，砌石高度H一般为2～15m，墙的内外坡度依砌石高度，按表选定。1路基的基本构造序号高度（m）内侧坡度外侧坡度1≤51：0.31：0.52≤101：0.51：0.673≤151：0.61：0.75砌石边坡坡度表

土质路堑边坡一般情况下，具有一定黏土质的挖方边坡坡度，取值为1：0.75～1：1.5，个别情况下，可放缓至1：1.75，可参照表确定。路堑边坡：一般为直线形；边坡较高时，挖成折线形或台阶形（加宽度不小于2m的平台）；边沟外侧设碎落台。1路基的基本构造土的类别土的类别边坡坡率粘土、粉质黏土、塑性指数大于3的粉土粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砾砂中密以上的中砂、粗砂、砾砂1：1.5卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土胶结和密实1：0.75中密1：1土质路堑边坡坡率岩质路堑边坡岩石路堑边坡可根据岩石的种类、风化和破碎程度及边坡高度参照表确定。1路基的基本构造边坡岩体类型风化程度边坡坡率H＜15m15m≤H＜30mⅠ类未风化、微风化1：0.1～1：0.31：0.1～1：0.3

弱风化1：0.1～1：0.31：0.3～1：0.5Ⅱ类未风化、微风化1：0.1～1：0.31：0.3～1：0.5

弱风化1：0.3～1：0.51：0.5～1：0.75Ⅲ类未风化、微风化1：0.3～1：0.5

弱风化1：0.5～1：0.75

Ⅳ类弱风化1：0.5～1：1

强风化1：0.75～1：1岩石路堑边坡坡率当土质挖方边坡高度超过20m，岩质挖方边坡高度超过30m时，应通过地质勘察和稳定性分析确定边坡的形式和坡率。1路基的基本构造2路基的附属设施2-3%2-3%护坡平台路堤取土坑概念：路基借方取土留下的规则形状的土坑。技术要求：平原区深度：约1m或稍大些；为防止坑内积水危害路基，堤顶与坑底高差不足2m时，需设1m宽的护坡道；坑底设纵横排水坡。取土坑的边坡：内侧宜为1：1.5,外侧不宜小于1：1。取土坑取土坑应因地制宜，改造利用，恢复生态环境2路基的附属设施案例：取土坑复耕西藏：精选适合高原生长的草种，辅以喷播、复膜等技术，迅速恢复地表植被。安徽：采取“挖大塘、填小坑”方式对取土坑进行规整，做到“塘成、地平、水清、岸绿”。取土坑位置要合理：不得影响路基稳定及斜坡稳定。地面横坡缓于1:5时，可设在路堑两侧；地面较陡时，宜设在路基下方。桥头、桥下不宜弃土。沿河弃土时，应防止加剧下游路基与河岸的冲刷，避免弃土阻塞、污染河道。如图：弃土堆顶面应具有适当的横坡；并设置排水沟；宽度d与地面土质有关，最小3.0m，最大可按路堑深度加5.0m，即d=H+5.0m。定义：路基弃方做成规则形状的土堆。弃土堆2路基的附属设施路旁弃土堆示意图1–弃土堆；2–平台与三角土块；3–路堑弃土堆堆放：应规则，适当碾压，不得任意倾倒；规范施工的弃渣场按设计要求，采取必要的排水、防护措施。弃土堆2路基的附属设施弃土堆应进行绿化设计，使其尽快恢复生态环境，同时避免水土流失。有条件时可复耕；或改造为观景台等。弃土堆2路基的附属设施护坡道高度h护坡道宽度d≤3m1m3~6m2m6~12m2~4m护坡道宽度：越宽，越有利于边坡稳定，但工程量也随之增加。因此，应兼顾路基稳定与经济合理，通常护坡道宽度d视边坡高度h而定。设置目的：加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度，增加边坡整体稳定性。定义：在路堤坡脚（如取土坑与坡脚之间）、高路堤边坡中部的变坡处，纵向做成有一定宽度的平台。护坡道2路基的附属设施设置位置：路堑边沟外侧与边坡坡脚之间；深路堑边坡中部；路堑挡土墙或山坡挡土墙墙顶。设置目的：供风化碎落土石块积聚，防止落入边沟或车道，养护时再作定期清除。同时兼有护坡道和视距台（弯道）的作用。宽度：一般不小于1.0m。路堑高边坡平台：路堑采用台阶形边坡时，边坡中部设置的平台宽度不宜小于2.0m。

碎落台2路基的附属设施定义：四级公路采用4.5m（单车道）路基时，每隔300-500m间距设置的供车辆交错避让的加宽车道。错车道2路基的附属设施长度：不得短于40m，两端各有长为10m的出入过渡段，中间不小于20m供停车用。宽度：设置错车道后的路基宽度不得小于6.5m。定义：山区低等级公路路肩外侧堆放养护材料的地点。3错车道与堆料坪堆料坪面积：可结合地形与材料数量而定，一般每隔50m～100m设置一个，其长为5.0m～8.0m，宽2.0m左右。小结1.路基宽度、路基高度、路基边坡的设计要求。2.路基的附属设施，取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台等的技术要求。谢谢观看！路基主体工程设计山西工程科技职业大学直线法边坡稳定性分析主讲人：丁烈梅目录content边坡稳定性分析的方法边坡稳定性分析的参数0203路基边坡破坏形式01