《道路与桥隧工程》课件：第三章 路基工程.ppt

1、第三章 路基工程,熟悉路基的类型、组成及相关概念,能够担负路基施工任务,学习要求,了解路基的类型、特点与组成,掌握路基填方和挖方的施工工艺与要求,熟悉路基排水工程和防护支挡工程,3.1 路基工程概述,路基概念,路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分,路基主要包括路基体、边坡、边沟及其它附属设施等几个部分,3.1 路基工程概述,填方路基,路基的主要形式,挖方路基,半填半挖路基,3.1 路基工程概述,路基的特点与地位,特点：工艺简单、工程数量大、耗费劳力多、涉及面广、耗资巨大 地位：1、因为动用土石方数量巨

2、大，因此路基施工改变了公路沿线原有的自然状态，挖填及借弃土石方涉及沿线的生态平衡、水土保持和农田水利。 2、路基的强度及稳定与否，直接关系到公路的正常使用，因此做好路基工程的设计、施工与养护，直接关系到公路的使用质量，不容忽视,3.1 路基工程概述,路基的基本要求,路基横断面形式及尺寸，应符合标准的有关规定、要求,路基应具有足够的整休稳定性：为了防止路基结构在行车荷载及自然因素 作用下，不致发生不允许的变形或破坏，必须因地制宜地采取一定的措施， 以保证路基整体结构的稳定性,路基应具有足够的强度，即路基抵抗变形与破坏的能力,路基应具有足够的水温稳定性 路基的水温稳定性主要是指路基在水和温度变化的

3、作用下保待其强度的能力,3.2 公路施工方法与特点,施工程序,公路工程施工的基本程序主要是完成从投标 开工 施工 验收,施工方法,机械施工主导机械,3.2 公路施工方法与特点,3.2 公路施工方法与特点,机械施工现场,施工基本特点,公路施工系野外作业,受水文、气候、地质、地形地貌等自然条件的影响很大,公路工程是线形建筑物,施工面狭长,流动性大,临时工程多,施工易受到其它工程和外界的干扰,施工管理工作量大,3.2 公路施工方法与特点,施工对比,高等级公路工程的施工与一般公路工程的施工对比,填挖高度增加、深挖或高填地段多 工程地质情况复杂,特殊地质条件的路基较多 在特殊工程施工中就要求采取特殊的施

4、工工艺 路线中的桥涵和通道等结构工程多 施工机械化程度高 征地、拆迁工作量大 配套设施多,基底施工,路基填土与碾压,边坡与路基修整,填筑材料选择,基底的处理,水平分层填筑法,纵向分层填筑法,混合填筑法,路基压实,路基填土,路基压实标准,压实工序控制,机械选择,边坡施工,路基整修,3.3 路基填方工程,说明：填方路基施工是在原地面上进行路基填筑，它的质量好坏直接影响着道路工程的整体质量。因此，只有掌握了正确的施工工序，掌握了基底处理方法及填筑材料的选择，掌握了正确的填筑、碾压方法，掌握了路基填筑的各种不同施工工艺及质量控制方法，才能顺利的完成填方路基施工任务，保证填方路基的施工质量，保证道路整体

5、的强度和稳定性，为路面基层和面层的施工打好基础,3.3 路基填方工程,基底处理,基底土密实,且地面横坡不陡于1:10时,经碾压符合要求后,可直接在地面上修筑路堤，但在不填不挖或路堤高度小于1m的地段,应采用先人工后机械方法清除树根、草皮等杂物,地面横坡陡于1:5时,原地面应挖成台阶,台阶宽度不小于2m,高度不小于1m。 若地面横坡超过1:2.5时,外坡脚应进行特殊处理,如修护墙和护脚。如下图。 基底土为腐植土，必须用人工或机械将其表层土清除换填，厚度视具体情况而定，一般不小于30cm为宜。并予以分层压实，压实度符合规范要求。 路堤修筑范围内,原地面的坑、洞、基穴等,应用原地的土或砂性土回填,并

6、按规定进行压实。 路基受到地下水影响时,应予以拦截或排除,引地下水至路堤基础范围之外,3.3 路基填方工程,填筑材料,公路路基施工技术规范规定： 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,应遵照有关规定执行。 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处理,经检查合格后方可使用。 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。 捣碎后的种植土,可用于路堤边坡表层,3.3 路

7、基填方工程,路基填料中最稳定的填料主要有石质土、砂性土和钢渣、粉煤灰等材料，这几类材料摩擦系数大，不宜压缩，透水性好，其强度受水的影响很小，是填筑路堤的最佳材料,路基填方材料最小强度和最大粒径,3.3 路基填方工程,3.3 路基填方工程,不同土质混填时的方法 对于不同性质的土混合填筑时,应视土的透水能力的大小,进行分层填筑压实,并采取有利于排水和路基稳定的方式。一般应遵循以下原则： 以透水性较小的土填筑路堤下层时,其面应做成4%的双向横坡。如用以填筑上层时，除干旱地区外，不应覆盖在透水性较大的土所填的下层边坡上。 不同性质的土应分别填筑,不得混填。每种填料层累计总厚度不宜小于0.5m。不因潮湿

8、及冻融而变更其体积的优良土应填在上层,强度较小的土应填在下层。为防止相邻两段用不同土质填筑的路堤在交接处发生不均匀变形，交接处应做成斜面，并将透水性差的土填在斜面的下部,路基压实,作用：提高填料的密实度，减小孔隙率；增强填料颗粒之间的接触面，增大凝聚力或嵌挤力，提高内摩阻力，减少形变,意义： (1) 压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。 (2) 影响压实效果的主要因素：有内因和外因两方面,内因指土质和湿度,外因指压实功能(如机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实时外界自然和人为的其他因素等,3.3 路基填方工程,3

9、.3 路基填方工程,思考 : 1、辨认2个示意图表达的含义 2、总结土基的E、与关系 3、概括不同土质的压实度不同的原因,压实厚度对压实效果的影响,3.3 路基填方工程,右图是钢筒式压路机碾压土时沿垂直方向的压力分布，当深度大于2A时，传至的压力已经很小，不起压实作用。由此可知，随深度增加压力逐渐减小。所以正确控制碾压厚度，对于提高压实机械生产效率和填筑路基质量十分重要,土基压实标准,土基野外施工,受种种条件限制,不能达到室内标准击实试验所得的最大干容重0应予以适当降低。令工地实测干容重为,它与室内标准击实试验得到的0值之比的相对值,称为压实度K,压实度K是现行规范规定的路基压实标准。最大干密

10、度0 是通过标准击实试验所确定的,土质路堤压实度标准,3.3 路基填方工程,边坡与路基修整,路基边坡施工：路基边坡施工是路基施工作业中的重要环节，路基边坡施工应符合公路工程技术标准的规定。在施工中应注意： (1) 放样 (2) 作好坡度式样 (3) 随时测量 (4) 留有余量,路基边坡坡度在1：1.8左右时，坡面要拉线先放粗坡，用3t以上的振动压路机（拖式）从填土坡脚开始往上卷振压实（注意从上往下放下过程中不能振动，否则，坡面上的填料将被振落 ）如左图,另一种方法是填土时适当加大宽度和高度，分层填土、压实，多余部分利用平地机或人工等其它方法铲除休整即可,3.3 路基填方工程,路基整修,路基土石

11、方工程基本完工后，施工单位应会同监理人员，按设计文件要求检查路基中线、高程、宽度、边坡坡度和截（排）水系统。并根据检查结果编制整修计划，进行路基整修,1) 路基表面整修：土质路基表面的整修，可用机械配合人工切土或补土，并配合压路机械碾压，不得有松散、软弹、翻浆及表面不平整现象。石质路基表面应用石屑嵌缝紧密、平整、不得有坑槽和松石。 (2) 路基边坡整修：整修边坡时，应自上而下进行边坡整修。填方路基边坡受雨水冲刷形成冲沟或坍塌缺口时，应自上而下，分层挖台阶加宽补填夯实，再按设计坡面削坡，弯道内侧路肩边缘，应修建路肩拦水带，在整修路堤边坡表面过程中，还应将其两侧的超宽切除。如遇边坡缺土时，亦分层补

12、填夯实,3.3 路基填方工程,3.4 路基挖方工程,路堑开挖施工，应综合考虑开挖段的地形、地质、地貌等自然因素，还应考虑各种施工机械的使用性能，开挖应根据路堑的深度、纵向长度，以及地形、地质、土石方调配情况和机械设备条件等因素确定。在路堑开挖前应作好各种准备工作，并建立一系列的安全保障措施，保证施工的安全、顺利进行，保证施工的工程质量。挖方路基的施工包括土方开挖和石方开挖两个方面,概 述,3.4 路基挖方工程,开挖方式： 土方路堑开挖前，应作好现场伐树除根等清理工作，如果移挖作填时，还需将表层土壤单独掘弃。路堑的开挖根据路堑深度和纵向长度及现场的施工条件，可分为全断面横挖法、纵挖法、混合式开挖

13、法三种,机械化施工： 挖方路基的施工根据不同的施工条件，应采用不同的施工机械作业。 左图所示为路堑机械开挖布置。土方路基开挖经常采用以下两种方式： 推土机、装载机联合作业 挖掘机开挖路堑,3.4 路基挖方工程,1）土方开挖要求：路基开挖前应对沿线土质进行检测试验。土质路堑地段的边坡稳定极为重要。开挖时,不论开挖工程量和开挖深度大小,均应自上而下进行,不得乱挖超挖。一方面,要注意施工方法 ，另一方面,要注意施工顺序 （2）排水设施的开挖：水是造成路重各种病害的主要原因,所以在路整开挖前应作好截水沟,并根据土质情况做好防渗工作。 （3）边坡开挖：路堑挖土边坡施工的基本要求,基本上与填土边坡类似,除

14、了边坡坡度符合设计规范外，也应做好放样、布设标准边坡等工作 （4）弃土处理：要求在开挖路堑弃土地段前,提出弃土的施工方案报有关单位批准后实施方案改变时,应报批准单位复查,施工注意事项,3.5 路基排水工程,概 述,在道路工程中，水是引起路基路面及部分结构物损害的一个重要原因，做好路基排水工程的施工也是十分重要的。影响路基的水分为地面水和地下水两大类，因此路基必须具备合适完备的排水系统,保证迅速排泄路基范围内的地面水，并对影响路基稳定的地下水进行截流,降低水位或予以排除,从而保证路基具有足够的强度及稳定性,排 水 工 程,3.5 路基排水工程,地面排水设施主要有边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽

15、等,边沟： 设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤路基的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的小量地面水的沟槽称为边沟。边沟的断面形式一般有梯形、三角形和矩形。如右图,3.5 路基排水工程,3.5 路基排水工程,截水沟,截水沟是设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤的上方,垂直于水流方向,用以截引路基上方流向路基的地面径流的排水设施。截水沟可以防止地表径流冲刷和侵蚀挖方边坡和路堤坡脚,并减轻边沟的泄水负担,3.5 路基排水工程,排水沟,跌水与急流槽,设置排水沟目的 ，在于用来将水流从路基排至路基范围以外的低洼处或排水设施中,设置于需要排水的高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段的阶梯形构筑物,称为

16、跌水。其作用主要是降低流速和消减水的能量。急流槽是具有很陡坡度的水槽,其作用主要是在很短的距离内,水面落差很大的情况下进行排水,地下排水设施有明沟与排水槽、暗沟、渗井和渗沟等,3.5 路基排水工程,暗沟（盲沟,暗沟是引导地下水流的沟渠。其目的是拦截或降低地下水。右图为路基两侧边沟下设置的暗沟，用以拦截流向路基的层间水，同时可以降低地下水位，防止毛细水上升至路基工作区范围内而降低土的强度，引起冻胀翻浆等破坏,当平坦地区如路基附近无河流、沟渠或洼地，地面水或浅层地下水无法排除，影响路基稳定，而距地面不深处又有透水层，地下水背离路基，同时地面水流量不大时，可设置渗井,3.5 路基排水工程,3.6 路

17、基防护、加固与支挡结构工程,公路受自然环境的影响，会发生各种变形、病害甚至破坏。路基防护、支挡工程是防治路基病害，保证路基稳定，改善环境境观和生态平衡的必不可少的工程设施，是路基工程的重要组成部分。路基防护工程主要包括路基边坡的防护冲刷防护，支挡工程主要是指用于支承路基填土或山坡土体，防止路基失稳的挡土墙工程,路基坡面防护,坡面防护,主要是保护路基边坡表面,免受雨水冲刷,减缓温差及湿度变化影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变过程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可兼顾路容美化利协调自然环境。常用的坡面防护设施有植物防护和工程防护,一）、植物防护：植物防护,可美化路容,

18、协调环境,调节边坡土的湿度,起到固结和稳定边坡的作用。它对于坡高不大,边坡比较平缓的土质坡面,是一种简易有效的防护设施,其方法有种草、铺草皮和植树。如图1-3-21,种草：种草适用于边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡。一般要求边坡坡度不陡于1：1,边坡地面水径流速度不超过0.6m/s。 铺草皮：铺草皮适用于各种土质边坡。特别是当坡面冲刷比较严重,边坡较陡,径流速度大于0.6m/s时采用铺草皮防护比较适宜,植树：适用于各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡,边坡坡度不陡于1：1.5,3.6 路基防护、加固与支挡结构工程,3.6 路基防护、加固与支挡结构工程,防护工程,路基冲刷防护,直接防护措施除

19、坡面防护和石砌护坡外,还有抛石、石笼、柔性混凝土块板及浸水挡土墙等,抛石防护：抛石主要用于受水流冲刷和淘刷的路基边坡和坡脚,最适于沿河床路基的防护,且不受气候条件限制,对于季节性浸水和长期浸水的情况均适用。一般在枯水季节施工,附近盛产大块砾石、卵石以及废石方较多的路段,应优先考虑采用此布防护措施。抛石边坡和石料粒径的选择（见表3-3,表 3-3,石笼防护：石笼防护主要用于缺乏大石块的地区,防护沿河路堤坡脚的河岸免受急流和大风浪的破坏,同时也是加固河床、防止冲刷的常用措施,3.6 路基防护、加固与支挡结构工程,重力式混凝土挡土墙:一般是指素混凝土结构,相似于砌石挡土墙。其施工特点是,模板简单,混凝土量大。 扶壁式钢筋混凝土挡土墙：属典型的钢筋混凝土结构,有直墙、斜墙和板等几种的结构,模板、钢筋和混凝土施工工序齐全。 悬臂式钢筋混凝土挡土墙：与扶壁式钢筋混凝土挡土墙相比,结构受力方式虽不同,但其结构形式、施工工艺相似。 组合式钢筋混凝土挡土墙：适用于需要快速施工的挡土墙。开挖前,预制钢筋混凝土挡土板。土方开挖到位,将预制的钢筋混凝土挡板安装到位,作临时支撑,起到土体防护作