浅谈公路工程路基稳定性

1、毕业论文题 目： 系 别： 专 业： 学生姓名： 学 号： 年级： 级 指导教师： 职称： 毕业论文评议意见书专业道路桥梁工程技术姓 名题目浅谈公路工程路基稳定性指导教师评阅意见成绩评定：指导教师： 年 月 日答辩组意见答辩组负责人： 年 月 日年备注开题报告题目：浅谈公路工程路基稳定性一、选题的目的和意义 目的：作为公路主体工程的路基，其综合稳定技术的研究，也取得了新的进展。公路路基施工过程中的施工不当或者用料不合理对路基的稳定会产生严重的影响，路基在使用过程中极易出现路基沉陷、边坡滑塌等问题。意义：研究解决路基不稳定问题，具有极大的经济、技术价值和较好的社会效益。说明公路施工过程中路基的稳

2、定性对于整个公路施工过程具有重要的意义。 二、研究的重点内容影响路稳基定性的自然因素；路基填土与压实、路基路面排水、路基防护；不稳定路基的处理以及路基施工质量检查。 三、进度计划2015.7.10-7.11 选择课题 2015.7.11-7.25 收集资料、查找参考文献；编写论文开题报告 2015.8.10-8.24 整理资料、起草论文正文 2015.8.25-8.30 编写论文、完成论文初稿 2015.9.01-9.24 检查整理论文初稿、完成全部论文全部内容 四、教师指导意见指导教师： 年 月 日中 文 摘 要近年来，随着我国公路建设步伐的加快，各地高等级公路在设计与施工方面都取

3、得了很大的进步。作为公路主体工程的路基，其综合稳定技术的研究，也取得了新的进展。公路路基综合稳定性及整体强度是路面工程质量的重要保证。公路路基施工过程中的施工不当或者用料不合理对路基的稳定会产生严重的影响，路基在使用过程中极易出现路基沉陷、边坡滑塌等问题。因此对于公路路基稳定性的研究对公路的养护维修费用以及交通运输的正常运行具有重要的意义。研究解决路基不稳定问题，具有极大的经济、技术价值和较好的社会效益。本文针对在公路路基施工过程中影响路基稳定性的主要因素主要包括影响路稳基定性的自然因素；路基填土与压实、路基路面排水、路基防护；不稳定路基的处理以及路基施工质量检查四个方面加以讨论。运用比较研究

4、法、文献资料分析法等对公路路基稳定性技术处理问题进行分析。说明公路施工过程中路基的稳定性对于整个公路施工过程具有重要的意义。   关键词：公路工程；路基；稳定性目 录第一章 公路路基及作用11.1路基的概念1第二章 影响公路路基稳定性的自然因素32.1地理条件32.2地质条件32.3气候条件32.4水文和水文地质条件4第三章 影响公路路基稳定性的人为因素53.1 路基填土与压实53.1.1路基填土与选用土质53.1.2路基压实63.2 路基路面排水73.2.1地面排水73.2.2地下排水83.3 路基防护83.3.1坡面防护

5、83.3.2冲刷防护93.3.3支挡防护9第四章 公路特殊路基的处理方案104.1挖方基底的处理104.2高填方路基的稳定性处理104.3 软土路基处理10第五章 路基常见病害分析125.1路基病害产生原因125.1.1公路路基沉陷125.1.2路基边坡坍塌125.1.3公路路基沿山坡滑动135.2路基常见病害处理135.2.1边坡病害的预防与治理135.2.2路基水毁的防治措施135.2.3路基沙毁的防治措施135.2.4黄土陷穴处理14第六章 结论15参考文献16致谢！16浅谈公路工程路基稳定性第一章 公路路基及作用1.1路基的概念 路基是指在天然地面上按道路的设计线性

6、（位置）和设计横断面（集合尺寸）的要求开挖或堆积而成的岩土结构物。为使路线平顺，在自然地面低于路基设计标高处要填筑成路堤，在自然地面高于路基设计标高处要开挖路堑。路基是一种线性结构物，具有路线长，与大自然接触面广的特点，其稳定性，在很大程度上由当地条件所决定。合理选择线位，可以避开地质不良地段和工程艰巨路段，保证路基稳定，减少工程数量，节约工程投资。路基工程的特点是：工艺较简单，工程数量大，耗费劳力多，涉及面广，耗资亦较多。路基施工改变了沿线原有自然状态，挖填借弃土石方涉及当地生态平衡、水土保持和农田水利。土石方相对集中或条件比较复杂的路段，路基工程往往是施工期限的关键之一。1.2路基设计的一

7、般要求公路路基是路面的基础，它承受着本身土体的自重和路面结构的重量，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是公路的承载主体。公路路基属于带状结构，随着天然地面的不同高度而高低起伏。路基设计需要根据线平、纵、横、设计，精心布置，确定高程，为路面结构提供具有足够宽度的平顺路面。路基承受行车荷载作用，主要在应力作用区的范围之内，其深度一般在路基顶面一下0.8m范围以内。此部分路基按其作用可视为路面结构的路床，其强度和稳定性要求，可根据路基面综合设计的原则确定。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至关重要。为了确保路基的强度和

8、稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生不允许的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。由于路基高程与原地面高程有差异，且各路段岩石性质的变化，各处附属设施的布置不尽相同，因此各路段的路基横断面形状差别很大。路基横断面形成的选定和各项附属设施的设计，都是路基设计的基本内容。一般路基通畅指在良好的地质与水文等条件下，填方高度和挖方高度深度不大的路基。通常认为一般路基可以结合当地的地形、地质情况和水文等条件特殊的路基，为确保路基具有足够的强度和稳定性，需要进行个别设计和验算。第

9、二章 影响公路路基稳定性的自然因素 影响路基稳定性的因素主要包括自然因素主要是地形、气候、水文与水文地质、地质条件、植物覆盖等。因此应深入调查公路沿线的自然条件，从整体到局部，从大区域到具体地段的自然情况，分析研究，掌握其规律对路基稳定性的影响，因地制宜地采取工程措施，以确保路基具有足够的强度和稳定性。 2.1地理条件公路沿线的地形、地貌和海拔高度不仅影响路线的选定，也影响路基与路面的设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同，路基的水温状况也不同。平原区地势平坦，排水困难，地表易积水，地下水位相应较高，因而路基需要保持一定的最小填土高度，路面结构层应选择水稳定良好的材料，并采用一

10、定的结构排水设施，地势起伏较大，路基路面排水设计至关重要，否则会导致稳定性下降，出现破坏现象，影响路基的稳定性。 2.2地质条件 沿线的地质条件，如岩石的种类、成因、节理，风化程度和裂隙情况，岩石走向，倾向、倾角、层里和岩层厚度，有无夹层或遇水软化的夹层，以及有无断层或其他不良地质现象（岩溶、冰川、泥石流、地震等）都对路基的稳定性有一定的影响。 2.3气候条件气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、蒸发量、风向、风力等都会影响公路沿线地面水和地下水的状况，并且影响到路基路面的水温状况。在一年之中，气候有季节性的变化，因此路基的水温状况也随之变化。气候还受地形的

11、影响，例如山顶与山脚，山南坡与山北坡气候有很大差别，这些因素都会严重影响路基的稳定性。 2.4水文和水文地质条件 水文条件如公路沿线地表水的排泄，河流洪水位，常水位，有无地表积水和积水时期的长短，河岸的淤积情况等。水文地质条件如地下水位，地下水移动的规律，有无层间水、裂隙水、泉水等。所有这些地面水及地下水都会影响路基的稳定性，如果处理不当，常会引起各种病害。 第三章 影响公路路基稳定性的人为因素 影响路基稳定性的人为因素主要指路基的填土与压实、路基路面排水、路基防护等。人为因素是公路在施工和使用过程中影响路基稳定性的重要因素。 3.1路基填土与

12、压实 公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发，改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和最经济的方法。 3.1.1路基填土与选用土质 土是建筑路基和路面的材料，并影响路基的形状和尺寸。土的性质，随其类别而定，过去填筑路基所用土质始终没有把它当成主要的筑路材料加以选用，一般只是采用就地挖边沟和土坑取土的做法。在群众筑路中甚至有时违背规定，对泥炭、淤泥、冻结土都曾使用过，对于粉性土的使用也很少控制。因此，曾发生不少路基失稳的问题。施工前应通过对沿线做细致调查，从设计上就明确哪些土壤可用，哪些土壤不可用，以及使用的部位；对于可

13、用的粘性土中含水量过大者，宜采用哪些技术措施方可使用等等，这些都是把住路基稳定性的主要环节，决不可等闲视之。路基稳定问题的解决，就可基本防止路基失稳，影响路面严重破坏情况的出现。 填料是由大小不同、形状各异、成分不一的颗粒组成的集合体。其中，粘性土类填枓的工程性质主要受其自身塑性界限含水量的影响。塑性界限含水量是用以量度粘性土可塑状态含水量变化范围的指标，它综合反映了土的粒度成分、矿物成分对土的可塑性的影响，反映了土的本质。大量的试验证明：液限含水量、塑性指数越小的粘性土其水温稳定性和整体稳定性越好。粗粒土及巨粒土类填料则主要以颗粒的级配组成来反映其性质。 路基填料含水量的

14、控制也是保证路基质量的一道关键工序，含水量控制的越好，越接近最佳含水量路基的碾压效果就会越好，路基的稳定性就会越强。 总之，土作为路基建筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，最容易引起路基病害。重粘土，特别是蒙脱土也是不良的路基土。此外，还有一些特殊土类，如有特殊结构的土，含有有机质的土以及含有溶盐的土等，用以填筑路基时必须采取相应技术措施。 3.1.2路基压实 路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使路基具有足够的强度和稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以路基的压实工作是路基施工过程中一个重要工序，亦是提高路基强度与稳定性

15、的根本措施之一。 土基压实机具的选择，以及合理的操作，是影响土基压实程度的重要因素。当前路基施工普遍采用了大吨位的压路机碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的路堤其压实度必须95%，对其它等级公路当铺筑高级路面时，其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。（1）特殊潮湿地区路基土的压实 在特殊潮湿地区，路基土的压实是相当困难的，规范对此进行了若干调整：一是大于压实度标准可以根据实验资料确定或较表列数值降低2-3个百分点；二是对于天然稠度小与1.1，液限大于40，塑性指数18的粘性土，当用于

16、下路床及其下的路堤填料时，可采用规定的轻型压实标准。三是改善填料的性质，在土中掺假生石灰，通常可以获得预期的效果，也可以采用新型吸水材料加固。（2）黄土路基填筑及压实 黄土路堤施工时，应做好填挖界面的结合（纵向），清除坡面杂草，挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立，无法挖成台阶时，可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性，且容许承载力低于路堤自重压力时，可考虑采用重锤夯实，石灰桩紧密加固。黄金含水量过小，应均匀加水再行碾压，黄金含水量过大，可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压，也可渗入适量石灰处理，降低含水量。掺灰后应将土灰拌匀，其最大干密度应通过击实试验确实。老黄土透水性

17、差，干湿难以调节，大块土料不易粉碎，使用前应通过实验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料，可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑，分层压实，大于10cm的快料必须打碎，并应在接近土的压实最佳含水量时碾压密室。3.2路基路面排水 水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素，许多路基病害是由水的侵蚀造成的。根据水源的不同，影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类，与此相适应的路基排水工程，则分为地面排水和地下排水。 3.2.1地面排水  最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠，一般都

18、要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路和一级公路通过水网地段的路基，过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进，对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置，免去了穿越路线的排灌涵洞，从而提高了路基的工程质量。   路面排水的任务是迅速排除路面范围内的降水，减少水从路面渗入，使之不冲刷路基边坡。路拱横坡应2%。雨水排出路面有二种方式。第一种是集中排水，在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带，以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水，每隔20-50m间距设一泄洪口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。社超高路段的排水通过

19、设在中央带的圆形开口排水沟或雨水进行排除。在西部降水低的地区大多采用在中央分隔带设过水槽排水。第二种是分散排水，多用于西北地区地势平坦，路线纵坡小于0.3%的长路段，除了硬化路肩和加固路基边坡外，在经过地下水位较高的绿洲地带，也要防止边坡上部的植草向上生长挡住横向排水出路造成路表积水，改进的方法是硬化路肩，设置路肩排水沟，增大沟坡排水。3.2.2地下排水  路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等，其特点是以渗透力式排水，当水流量较大，多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物，几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8-30

20、cm，很适用于地下排水。  由于地下排水设备埋置地面以下，不易维修，在路基建成后又难以查明失效情况，因此要求地下排水设备牢固有效。 3.3路基防护 路基的修筑改变了地层的天然平衡状态。路基暴露在空间，不断受到各种错综复杂的自然因素侵蚀。在不利的水温条件下，在车辆荷载的长期作用下，路基可能会产生各种变形和破坏。保证路基的强度与稳定性，路基的防护与加固工程也是不可缺少的主要工程技术措施之一。 3.3.1坡面防护  坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来，随着对环境保护的重视，高等级公路的边

21、坡，多采用种草防护边坡较高时，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)种草防护。由于西部干旱缺水，边坡种草防护类型的选择很重要，现大多采用草坪植生带，即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内，当草籽发芽也长成草起到固土作用后，无纺布纤维自然腐烂，不会污染环境，效果很好。石砌圬工防护扔较普遍使用，混凝土预制块护坡多用在路堤边坡，连片的及带墙孔的护面墙；用于路堑边坡。破裂的或易于风化破裂的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝土防护也有较好的效果。破损等诸多问题，从保护环境的角度但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题，从保护环境的角度出发，建议大力推广既

22、能改善生态环境，美化景观，又一劳永逸的种草防护。3.3.2冲刷防护  防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进，用高强土工格栅代替铁丝做石笼，用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡，很能适应土体不均匀沉降。  3.3.3支挡防护  挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合；钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理，墙身圬工体积小，也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的

23、高度，并采用预制构件拼装，是一种特殊型式的挡土墙。  第四章 公路特殊路基的处理方案4.1挖方基底的处理 已建公路路面中，平原微丘地区的挖方路段，完工后经常出现弹软、翻浆，从而导致路面的整体破坏。旧路的翻浆多数出现在土基失稳地段。所以对于这种情况，宜从加强地质调查入手，一要查明其潜流水的实际情况，做出妥善处理的设计，二要查明地基土的承载力及其含水量的情况，对其稳定性要做出补强设计，决不可按以往经验乘平均数办理，而要因地制宜具体问题具体分析。 4.2高填方路基的稳定性处理公路因受桥涵、立交等构造物及纵坡的限制，高填方路基越来越多，故对于高填方路基的稳定，除

24、做稳定性计算外，一是要对高填方路基下面的构造物排水问题做妥善处理；二是填方不要扩大边沟取土，以挖作填，即不要采取前进式弃土法；三是填土要压实密室，达到规范要求的压实度，还要针对不同的情况采取不同的技术措施，以保证路基稳定性的要求。4.3软土路基处理近年来，随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展，针对软土路基，在防止路堤失稳、沉降观测控制、软土路基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土路基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制，使得在软路地基上一次建成高级路面(而不是前期铺筑过渡路面)的关键技术问题得到了解决。  当软土地层含水量过大或过小时，采取灰土挤密桩。含水率

25、过大可往孔内填干土粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管。含水率过小，应预先受水侵蚀，且应当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵寒，应打一孔，填一孔。当桩孔较密，土质疏松，应采取间隔跳打夯实，或填料应拌合均匀，并控制其含水量，每个孔填料用量应于计算用量基本符合。夯锤重不宜小于100k g，锤形以梨形或枣形较合适，有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m。如地下水位较高，应降低水位后再往填夯实。已出现疏松、断裂货夹层，应用洛阳铲全部取出来，按规定重新填夯灰土，达到设计要求。认真按操作规程施工，灰土要按配合比称重，搅拌要均匀，干湿要适度。每次下会厚度、数量、落

26、锤高度、实际次数要按试验规定做到前后一致，施工严格按质量评定标准进行抽样检验。第五章 路基常见病害分析 公路路基的各种病害及破损都是由路基的强度和稳定性不足引起的，因此对公路路基病害的分析防治与处理是公路路基保持稳定性的重要保证。路基常见的病害有：路基沉陷、边坡滑塌、路基沿山坡滑动等。 5.1路基病害产生原因 公路病害防治的根本途径在于提高公路质量，增强抗御自然灾害的能力。高级公路在一般情况下病害很少发生。标准低、质量差、设备不完善的公路则病害往往十分频繁。 5.1.1公路路基沉陷 路基沉陷是路基表面作竖向位移，是路基的变形之一。引起路基沉陷的

27、原因有下列三种情况： 高而松软的路堤，未经压实或压实度不够，由于路堤的沉缩达到危险的程度，使路基在局部或者大面积沉陷。 由于路基处于软弱地基上，地基的沉降使路基表面出现大量沉陷，并且可能同时引起地基的土从路堤两旁隆起。 由于路堤内部形成过度饱水区（泥泞）所引起。当用透水性不同的土，乱而无序地堆成路堤，以及冬季填筑路堤采用饱水的冻结土或混有雪的土，均能产生饱水区，使路基沉陷。 5.1.2路基边坡坍塌 路基边坡坍塌是路基的主要病害之一，表现为路堤坍塌和路堑边坡崩塌。路堤坍塌的特征是边坡失去正确的形状，以及边坡表面下沉。路堤坍塌的主要原因是土方施工方

28、法不正确，用斜层法堆填含水量大的土和用各类不同性质的土杂乱堆填。路堑边坡崩塌是大的石块或土块脱离原有岩石或土体而沿边坡倾落下来。崩塌是由于修筑路堑之后，使岩石个别地段的稳定性遭到破坏，特别是各岩层向着路堑的方向倾斜，并随后有水或地震的破坏作用时所引起的。 5.1.3公路路基沿山坡滑动 路基沿山坡滑动，通常是路基的一部分或大部分沿山坡方向产生较大位移，使一部分土体与路基分离，在重力作用下沿某滑动面滑动。产生路基沿山坡滑的原因有：路基下的地基为不稳定的天然滑动体；边坡过陡；不正确地用倾斜层次的方法填筑路堤；土过于潮湿，降低了粘聚力和内摩擦力；坡脚被水冲刷。  

29、; 5.2路基常见病害处理5.2.1边坡病害的预防与治理防治崩塌的主要措施有：路基上方的危岩、危石应及时检查清除，特别在雨季前要细致检查。如有威胁行车安全的路段，可根据地形和岩层情况，采取嵌补、支顶的方法予以加固。在小型崩塌或落石地段，应采取全部清除的办法；如果基岩破坏严重，崩塌、落石的物质来源丰富，则易修建落石平台、落石槽等拦截结构物。由于存在软弱结构面而引起崩塌的高边坡，可根据情况采用支挡墙或支护墙等措施。堆边坡坡脚因受河水冲刷而易形成崩塌时，要对河岸做防护工程。在可能发生崩塌的地段，必须做好地面排水措施。5.2.2路基水毁的防治措施水毁预防是在雨季和洪水来临之前为防止或减轻暴雨

30、和洪水对公路路基的危害而进行的工作，其范围包括：防止漂浮物大量急剧地下冲；疏通各种排水系统；修理、加固和改善各类构造物；检修防洪设备，备足抢护的材料，检查出的隐患，应在雨季、汛期之前处理完毕。5.2.3路基沙毁的防治措施为防治沙质路基风蚀，一般采用柴草、土石、有机结合材料进行固沙防护，以保证路基稳固和行车安全。为防治路基沙埋，在路侧采用的措施可归纳为固沙、阻沙、输沙和岛沙等四种类型。固沙措施可采用草方格网或粘性土埂国方格沙障或直接利用卵石、砺石、粘性土、沥青乳液等，覆盖沙面进行加固。阻沙措施除高立式防沙栅栏外，还可采用档沙沟堤等。档沙沟堤时由当地的砂土或砂砾筑成。输沙措施是通过改变下垫面和加大

31、风速的办法，使风沙顺利通过路基而不致产生沙埋。导沙措施是用导沙堤改变气流方向，使风沙流离开路基。有条件的地区应优先采用植物固沙，并贯彻草、灌、乔相结合的原则，以达到最大的防风固沙效果。对已发生沙埋的公路，需要将积沙清除到路基下风侧20cm以外的地形开阔地，并予整平以免形成新的阻风积沙。5.2.4黄土陷穴处理黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的问题。黄土陷穴处理范围，应视具体情况而定，宜在路基填方或挖方边坡外，上侧50m下侧10-20m。若陷穴倾向路基，虽在50m以外，仍应作适当处理。对串珠状陷穴应彻底进行处治。处理时，采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施，开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。处理好的陷穴，其上层表面均应用石灰与土比例为3:7的石灰土填筑夯实或铺填老黄土等不透水材料加以改善。石灰土厚度应按设计严格执行。如原设计未要求时，其厚度不易小于30cm、。并将流向陷穴的附近地面水引离，防治形成地表积水或水流集中产生冲刷。第六章 结论 (1)保持公路路基的稳定与路基的填土与压实、路基路面排水、路基的防