第二篇第2章路基工程

1、山东交通学院山东交通学院徐家钰徐家钰 程家驹程家驹同济大学出版社同济大学出版社山东交通学院山东交通学院 通过本次课的学习，通过本次课的学习，应掌握应掌握路基干湿类型路基干湿类型的划分，新建公路土基回弹模量的确定；的划分，新建公路土基回弹模量的确定；熟熟悉悉路基的常见病害；路基的常见病害；了解了解路基病害产生的原路基病害产生的原因。因。 本次授课的重点：路基干湿类型的划分、本次授课的重点：路基干湿类型的划分、土基回弹模量的确定。土基回弹模量的确定。 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与难点重点与难点 山东交通学院山东交通学院2-1 2-1 路基破坏的现象和原

2、因路基破坏的现象和原因 道路路基修筑在地面之上，暴露于大气之中，受地形、道路路基修筑在地面之上，暴露于大气之中，受地形、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。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一般路基设计设计和和特殊路基设计特殊路基设计。 山东交通学院山东交通学院一般路基设计：一般路基设计： 在正常的地质和水文条件下，路基填挖高度不超过设计规范在正常的地质和水文条件下，路基填挖高度不超过设计规范或技术手册所允许的范围，它可以结合当地的地形、地质情况，

3、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，而不必进行个别的详细论证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。和验算。特殊路基设计：特殊路基设计： 对于工程地质、水文条件对于工程地质、水文条件复杂复杂，路基填挖高度，路基填挖高度超过了超过了规范规规范规定，或定，或修筑在陡坡上的路堤修筑在陡坡上的路堤等各种特殊条件下的路基，则必须等各种特殊条件下的路基，则必须进行特殊设计。主要包括路基稳定性的分析与验算、防护加固进行特殊设计。主要包括路基稳定性的分析与验算、防护加固设施的设计等内容。设施的设计等内容。山东交通学院山东交通学院一、路基的

4、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：1路堤沉陷路堤沉陷 路堤沉陷的主要成因有：路堤沉陷的主要成因有： （1）由于路基填料选择不当、填筑方法不合理、压实不足）由于路基填料选择不当、填筑方法不合理、压实不足等原因，在荷载、水和温度等的综合作用下，堤身向下沉陷。等原因，在荷载、水和温度等的综合作用下，堤身向下沉陷。图图2-2-1 a） 山东交通学院山东交通学院 （2）由于原地面软弱，而填筑前未经换填或压实处理，发）由于原地面软弱，而填筑前未经换填或压实处理，发生的地基下沉。图生的地基下沉。图2-2-1 b） （3）另外，冻融作用也常引起路基的不均匀

5、变形。）另外，冻融作用也常引起路基的不均匀变形。山东交通学院山东交通学院2路基边坡坍方路基边坡坍方 路基边坡坍方是路基最常见的病害，也是水毁的普遍现象，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，可分为按其破坏的规模与成因的不同，可分为剥落、碎落、滑坍剥落、碎落、滑坍(滑滑坡坡)、崩坍和坍塌、崩坍和坍塌等。等。 （1）剥落剥落：指边坡表层土或风化岩层的表面，在大气的干：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，发生胀缩现象，使零碎薄层成片状或带状湿或冷热循环下，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，新的又不断产生。从

6、坡面上脱落下来，老的脱落后，新的又不断产生。 山东交通学院山东交通学院（2）碎落：指软弱岩石经风化而成碎块，沿较陡的路堑边）碎落：指软弱岩石经风化而成碎块，沿较陡的路堑边坡向下滚落。坡向下滚落。 注：如果落下的岩块较大注：如果落下的岩块较大(一般直径在一般直径在40cm以上以上)，以单个，以单个或多块落下，这种现象称为落石（或坠落）。或多块落下，这种现象称为落石（或坠落）。山东交通学院山东交通学院 （3）滑坍）滑坍(滑坡滑坡)：指路基边坡上的土体或岩石，沿着一定：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。的滑动面成整体向下滑动。 山东交通学院山东交通学院 （4）崩坍：指岩块整体

7、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。崩坍与滑坍的主要崩坍与滑坍的主要区别区别在于：在于：崩坍没有固定的滑动面，坡脚线以下的地基无移动现象；崩坍没有固定的滑动面，坡脚线以下的地基无移动现象；崩坍的各部分相对位置在崩坍的过程中完全被打乱。崩坍的各部分相对位置在崩坍的过程中完全被打乱。山东交通学院山东交通学院 （5）坍塌：指土体（或土石混杂的堆积物）遇水软化，在）坍塌：指土体（或土石混杂的堆积物）遇水软化，在4560之间的较陡边坡、无支撑情况下，当自身的重量之间的较陡边坡、无支撑情况下，当自身的重量所产生的所产生的剪切力剪切力超过了超过了粘结力和摩阻力所构成的粘结力和摩

8、阻力所构成的抗剪力抗剪力时，时，土体沿松动面坠落散开。土体沿松动面坠落散开。 其特点是：变形速度慢、少翻滚。其特点是：变形速度慢、少翻滚。山东交通学院山东交通学院3路基冻胀与翻浆路基冻胀与翻浆 （1）路基冻胀）路基冻胀 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基，在负，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温度坡差的影响下出现“湿度积聚湿度积聚”现象。即冬季开始时，现象。即冬季开始时，土基土基由上而下由上而下逐渐冻结，在负温度坡差的作用下，水分以逐渐冻结，在负温度坡差的作用下，水分以薄薄膜水膜水和和毛细作用毛细作用的移动方式，不断向上积聚，使聚水层增厚，的移动方

9、式，不断向上积聚，使聚水层增厚，由于水冻结后的体积增大，使路基隆起，即为冻胀现象。由于水冻结后的体积增大，使路基隆起，即为冻胀现象。山东交通学院山东交通学院（2）路基翻浆）路基翻浆 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而下由上而下逐渐逐渐解冻，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。因此，导致土基湿度增大、强度下降，在行车于土基的上部。因此，导致土基湿度增大、强度下降，在行车荷载的作用下，路基路面结构产生荷载的作用下，路基路面结构产生较大的变形较大的变形。湿度大的路基。湿

10、度大的路基土会以土会以泥浆泥浆的形式从冻胀后开裂的路面裂缝中冒出，形成翻浆。的形式从冻胀后开裂的路面裂缝中冒出，形成翻浆。山东交通学院山东交通学院4路基沿山坡滑动路基沿山坡滑动 在较陡的山坡上填筑路基在较陡的山坡上填筑路基时，由于原地面横坡较陡，时，由于原地面横坡较陡，而在施工中又未作相应的技而在施工中又未作相应的技术处理术处理(如挖台阶等如挖台阶等)，当受，当受水浸润后，填方与原地面之水浸润后，填方与原地面之间接触面上的抗剪能力降低，间接触面上的抗剪能力降低，此时填方在自重和荷载作用此时填方在自重和荷载作用下，有可能造成路基整体或下，有可能造成路基整体或局部局部沿原地面沿原地面向下滑动，使向

11、下滑动，使路基丧失整体稳定性。路基丧失整体稳定性。山东交通学院山东交通学院5路基在特殊地质水文条件下的破坏路基在特殊地质水文条件下的破坏 道路通过道路通过不良不良地质和水文地质和水文地带，或遇到较大的地带，或遇到较大的自然灾害自然灾害，均，均有可能造成路基结构的大量破坏。如：泥石流、雪崩、地震、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。岩溶等自然灾害下的破坏。山东交通学院山东交通学院二、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。往往既具有各自的特点，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

12、以下几个方面：又有共同的原因，大致可归纳为以下几个方面：1不良的工程地质和水文地质条件不良的工程地质和水文地质条件 如：地质构造复杂，岩层的走向与倾角不利，岩石风化严重、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。岩性松软，土质较差，地下水位较高等。2不利的水文和气候因素不利的水文和气候因素 如：降雨量大、洪水猛烈，干旱、冰冻、积雪或温差过大等。如：降雨量大、洪水猛烈，干旱、冰冻、积雪或温差过大等。3设计不合理设计不合理 如：填筑材料选择不当、断面形式及尺寸不符合要求，或者如：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

13、未能根据实际需要予以设置等。是排水、防护与加固等设施未能根据实际需要予以设置等。山东交通学院山东交通学院4不按操作规程和设计要求进行施工不按操作规程和设计要求进行施工 如：填筑顺序不当、土基压实不足、盲目采用大爆破等。如：填筑顺序不当、土基压实不足、盲目采用大爆破等。 结论：结论： 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的是影响路基工程质量和产生病害的基本前提基本前提，水水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，在设计前应对路基填料、地质及水文进行详细调查，因此，在设计前应对路基填料、地质及水文进行详细调查，据此合理选择路基的断面形式；同时在施工中，采用

14、正确的据此合理选择路基的断面形式；同时在施工中，采用正确的施工方案与方法，尽可能消除和减轻由于施工不当所带来的施工方案与方法，尽可能消除和减轻由于施工不当所带来的路基病害，在使用年限内确保路基的强度与稳定性。路基病害，在使用年限内确保路基的强度与稳定性。山东交通学院山东交通学院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、刚度与稳定性有着非常密切的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。关系。一、路基湿度的来源和变迁一、路基湿度的来源和变迁山东交通学院山东交通学院1大气降水与蒸发大气降水与蒸发 降水通过路面、路肩和边沟渗入路基；蒸

15、发使水分逸出而促降水通过路面、路肩和边沟渗入路基；蒸发使水分逸出而促使土基干燥。使土基干燥。2地面水地面水 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。旁，慢慢渗入到路基内。3地下水地下水 因地下水的流动或上升，同时借助土的毛细作用，由地下上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。升而浸湿路基的上部土体。4温度变化温度变化 大气温度的变化，造成路基内不同深度处的温度差异，在温大气温度的变化，造成路基内不同深度处的温度差异，在温差的影响下，土中的水分以液态差的影响下，土中的水分以

16、液态由热处向冷处移动由热处向冷处移动，并聚集在，并聚集在该处，从而使路基内的湿度分布发生变化。该处，从而使路基内的湿度分布发生变化。山东交通学院山东交通学院二、路基干湿类型的划分二、路基干湿类型的划分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，路床顶面以下在不利季节，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 （%） 100g平衡锥所测土的液限平衡锥所测土的液限(%)； 土的塑限土的塑限(%)。cLp 路基的干湿类型通常用路基土的平均稠度来区分。路基的干湿类型通常用路基土的平均稠度来区分。 路基土稠度计算公式：路基土稠度计算公式：c

17、1路基土稠度路基土稠度沿竖向每沿竖向每10cm测测1组含水量，组含水量，共测共测8组，取其平均值。组，取其平均值。 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：干燥、干燥、中湿、潮湿、过湿。中湿、潮湿、过湿。山东交通学院山东交通学院 对于已建公路：对于已建公路：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。c公路自

18、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。 LcLP山东交通学院山东交通学院2路基临界高度路基临界高度 对于新建公路：对于新建公路：路基尚未建成，路基尚未建成，得不到得不到路床顶面以下路床顶面以下80cm深度内的平均含水量深度内的平均含水量 ，也就，也就无法无法利用公式直接计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。此时可利用，不能以此区分路基干湿类型。此时可利用地下水或地表长期积水水位至路床顶面的高度地下水或地表长期积水水位至路床顶面的高度H，与路基，与路基临界高度临界高度(H1、H2、H3)进行比较，来判断路基干湿类型。进行比较，来

19、判断路基干湿类型。c 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。山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院 路基临界高度路基临界高度：是指保证路基上部土层（路床顶面以下：是指保证路基上部土层（路床顶面以下80cm），），在不利季节在不利季节，处于某种湿度状态（干燥，中湿、潮湿），处于某种湿度状态（干燥，中湿、潮湿）时，路床顶面距地下水位或地表长期积水水位的时，路床顶面距地下水位或地表长期积水水位的最小高度最小高度。 路基临界高度可根据土质、气候等因素，结合当地的经验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、潮湿状态的路予以

20、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。 填土高度：指路肩边缘距原地面的高度。为利于排水，干燥填土高度：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一般规定为：路基最小填土高度一般规定为： 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。山东交通学院山东交通学院例例2-2-1： 现有一段位于苏州市郊区的粉质中液限粘性土路基，最高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地下水位离地面0.8m，路床顶面高出地面，路床顶面高出地面1.0

21、m。试确定该段。试确定该段路基的干湿类型，并预测路基的稠度。路基的干湿类型，并预测路基的稠度。1.0m0.8m山东交通学院山东交通学院解：解：（1）计算该路段路床顶面距地下水位的）计算该路段路床顶面距地下水位的最小高度最小高度 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查表查表2-2-3得：得：1区粉质土的区粉质土的 11.92.12.02H（m） 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。 21.3 1.41.352H（m） 1.8Hm1H2H因为因为山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院（3）路基稠度

22、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采用内插法有：采用内插法有： 1.8Hm1H2H结合结合2.01.81.351.05?0.90CH 解得：解得： =1.004，取，取 =1.00。cc（2.0-1.8） （1.8-1.35）=（1.05- ） （ -0.90）cc山东交通学院山东交通学院 通过本次课的学习，通过本次课的学习，应掌握应掌握土基抗变形能力土基抗变形能力的评定方法，土基水温状况的改善措施，施工的评定方法，土基水温状况的改善措施，施工压实度的概念；压实度的概念；熟悉熟悉土基填料的选择与压实；土基填料的选择与压实；了解

23、了解边坡坡度的选用及其防护。边坡坡度的选用及其防护。 本次授课的重点：土基抗变形能力的评定，本次授课的重点：土基抗变形能力的评定，土基水温状况的改善措施，施工压实度的概土基水温状况的改善措施，施工压实度的概念。念。 难点：土基抗变形能力的评定方法，土基填难点：土基抗变形能力的评定方法，土基填料的选择。料的选择。目的要求目的要求重点与难点重点与难点 山东交通学院山东交通学院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 位于路面之下的路基部分，需要支承位于路面之下的路基部分，需要支承路面的重力路面的重力和和行车行车荷载的作用荷载的作用。若其密实度不足，则会引起路

24、面的。若其密实度不足，则会引起路面的不均匀沉陷不均匀沉陷。 路面产生不均匀沉陷后，将会影响行车速度、增加燃油路面产生不均匀沉陷后，将会影响行车速度、增加燃油消耗和机件损伤，还会导致路面的早期破坏。为此，在路基消耗和机件损伤，还会导致路面的早期破坏。为此，在路基路面设计中必须考虑路基的抗变形能力及其稳定性。路面设计中必须考虑路基的抗变形能力及其稳定性。山东交通学院山东交通学院一、土基抗变形能力的评定一、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 通过路面传至土基顶面的行车通过路面传至土基顶面的行车荷载，从理论上讲是一种重复作荷载，从理论上讲是一种重复作用的用的瞬时动荷载瞬时动荷

25、载，包括，包括水平力、水平力、垂直力、撞击力垂直力、撞击力等。其中的水平等。其中的水平力随深度的加大消减得很快，土力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基顶面上实际所受到的水平力很小；行车的撞击力，由于路面的小；行车的撞击力，由于路面的吸震作用，传至土基时，也将变吸震作用，传至土基时，也将变得很小。得很小。山东交通学院山东交通学院 因此，通常把行车荷载对土基的因此，通常把行车荷载对土基的影响仅近似看作为影响仅近似看作为一种瞬时、重复一种瞬时、重复作用的作用的垂直力垂直力。该垂直力沿土基深。该垂直力沿土基深度的增加也会递减，到达一定深度度的增加也会递减，到达一定深度时，荷载应力

26、将比随深度而增加的时，荷载应力将比随深度而增加的土基自重应力小得多，当其仅为自土基自重应力小得多，当其仅为自重应力的重应力的1/51/10以下以下时，再往深时，再往深处的行车荷载影响与土基自重影响处的行车荷载影响与土基自重影响相比可以相比可以忽略不计忽略不计，此深度此深度即可看即可看作对于支承路面、经受行车荷载作作对于支承路面、经受行车荷载作用有较大影响的土基范围。因此，用有较大影响的土基范围。因此，必须保证这部分土基具有足够的强必须保证这部分土基具有足够的强度和水稳定性，这个深度范围称作度和水稳定性，这个深度范围称作路基工作区路基工作区。山东交通学院山东交通学院 传到土基顶面上的垂直压力将使

27、土基或多或少地产生传到土基顶面上的垂直压力将使土基或多或少地产生竖向变竖向变形形，而土基的这部分变形必然反映给上部的路面，使路面也随，而土基的这部分变形必然反映给上部的路面，使路面也随之也产生竖向变形之也产生竖向变形弯沉弯沉。因此，对土基抵抗外荷能力的分。因此，对土基抵抗外荷能力的分析应析应着重于着重于它在垂直压力作用下的它在垂直压力作用下的竖向变形程度竖向变形程度。 山东交通学院山东交通学院 通常把土基当作是通常把土基当作是均质的均质的半空间弹性体半空间弹性体，从而利用，从而利用“弹性体理论弹性体理论”来求解荷载来求解荷载与变形之间的关系。传到土与变形之间的关系。传到土基顶面上的垂直压力可近

28、似基顶面上的垂直压力可近似的看作为的看作为圆形均布的局部荷圆形均布的局部荷载载。此时，荷载。此时，荷载p与土基顶与土基顶面上离荷载中心轴的径向距面上离荷载中心轴的径向距离为离为r处的弯沉（垂直位移）处的弯沉（垂直位移）之间的关系可以表达为：之间的关系可以表达为： 传到土基顶面上的垂直压力将使土基或多或少地产生传到土基顶面上的垂直压力将使土基或多或少地产生竖向变竖向变形形，而土基的这部分变形必然反映给上部的路面，使路面也随，而土基的这部分变形必然反映给上部的路面，使路面也随之也产生竖向变形之也产生竖向变形弯沉弯沉。因此，对土基抵抗外荷能力的分。因此，对土基抵抗外荷能力的分析应析应着重于着重于它在

29、垂直压力作用下的它在垂直压力作用下的竖向变形程度竖向变形程度。 山东交通学院山东交通学院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。 r 离荷载中心轴的径向距离。离荷载中心轴的径向距离。山东交通学院山东交通学院（二）土基刚度的测定（二）土基刚度的测定 确定土基刚度（回弹模量）的方确定土基刚度（回弹模量）的方法有两种法有两种: 1承载板现场实

30、测法承载板现场实测法 对于已有的道路路基对于已有的道路路基，可采用，可采用压入承载板法现场实测。在刚性压入承载板法现场实测。在刚性承载板上，采用承载板上，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的回弹弯沉测出各级荷载作用下的回弹弯沉值，据此可以值，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）。采（如图所示）。采用线性归纳法求出土基的回弹模用线性归纳法求出土基的回弹模量。量。山东交通学院山东交通学院（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，将整条道路条道路划分为若干个路段划分为若干个路段。

31、 （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，确定土基的干湿类型确定土基的干湿类型。 （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，查表表2-2-1（P306），），确定路基土的平均稠度确定路基土的平均稠度 。 （4）根据路基土的

32、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，确定土基的回弹模量确定土基的回弹模量E0。cc2查表法查表法 当进行新路设计时当进行新路设计时，由于路基尚未建成，无法现场测定土基，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平均稠度平均稠度，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模量值采用采用查表法查表法获得土基的回弹模量。获得土基的回弹模量。山东交通学院山东交通学院c 例例2-2-22-2-2：在我国的西宁，某一段砂

33、性土路基，若已：在我国的西宁，某一段砂性土路基，若已知知 =1.08，试确定该段路基的回弹模量试确定该段路基的回弹模量E E0 0。c查表查表2-2-52-2-5得：得： 01.0544.CE01.1045.5CE（1.08-1.05） （1.10-1.08）=（E0 0-44.0） （45.5- E0 0）解得：解得：E E0 0=44.9 MPa=44.9 MPa01.08?CE解：由图解：由图2-1-2得，西宁地处得，西宁地处3 3区区山东交通学院山东交通学院二、土基水温状况的改善措施二、土基水温状况的改善措施 土基的刚度受水和温度的影响很大。而土基的湿度有着明显土基的刚度受水和温度的影

34、响很大。而土基的湿度有着明显的季节性和地区差异性，受其影响的季节性和地区差异性，受其影响土基的刚度土基的刚度也随之而发生也随之而发生季季节性的变化节性的变化，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。因而，在确定土基的刚度时，应选择在度时，应选择在不利季节不利季节进行测定。进行测定。 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加强路基和路面排水加强路基和路面排水 正确地正确地布设路基路面的排水系统布设路基路面的排水系统，使地面水和地下水得以迅，使地面水和地下水得以迅速排除，使路基免受水的浸湿。速排除，使路基免受水的浸湿。山东交通学院山东交通学院2压实

35、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分浸湿的水分浸湿的能力，也即保证它能力，也即保证它具有足够的刚度和水稳性具有足够的刚度和水稳性。山东交通学院山东交通学院3保证填土高度保证填土高度 路基有一定的填土高度，可以借以进行路面排水，免受地面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。以保证路基的上部土体处于滞水和地下水的浸润作用。以保证路基的上部土体处于干燥或干燥或中湿中湿状态。状态。4换土换土 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，不良土壤，

36、并采取正确的方法进行填筑。并采取正确的方法进行填筑。山东交通学院山东交通学院5设置隔离层（隔水）设置隔离层（隔水） 采用透水性良好的土或不透水的材料，在路基内采用透水性良好的土或不透水的材料，在路基内修筑隔离层修筑隔离层，以以阻断阻断地下毛细水的上升。地下毛细水的上升。6设置排水层或其它排水构造物设置排水层或其它排水构造物 采用大空隙的材料采用大空隙的材料建造排水层建造排水层，以，以疏干疏干聚集在路基上层的过聚集在路基上层的过多的水分。多的水分。山东交通学院山东交通学院7石灰稳定土基石灰稳定土基 对于过湿的土基，可对于过湿的土基，可掺拌少量的石灰掺拌少量的石灰，借石灰的吸湿作用，借石灰的吸湿作

37、用疏疏干土基干土基，并提高路基的水稳性。，并提高路基的水稳性。8设置隔温层设置隔温层 用导热性较低的材料作用导热性较低的材料作隔温层隔温层，减小冰冻深度，也减轻负温，减小冰冻深度，也减轻负温差作用下的差作用下的“湿度积聚湿度积聚”。山东交通学院山东交通学院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 无塑性，有良好透水性，毛细管水上升高度很小，具有较无塑性，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。但是砂土粘结性差、易松散，抗水流冲刷大的内摩擦系数。但是砂土粘结性差、易松散，抗水流冲刷和抵御风蚀的能力很弱，而且压实困难。用砂土填

38、筑的路堤，和抵御风蚀的能力很弱，而且压实困难。用砂土填筑的路堤，经过充分的压实，压缩变形小、稳定性较好。经过充分的压实，压缩变形小、稳定性较好。2砂性土砂性土 级配良好，既级配良好，既含有一定数量的粗颗粒含有一定数量的粗颗粒，使之具有一定的强，使之具有一定的强度和水稳性；又度和水稳性；又含有一定数量的细颗粒含有一定数量的细颗粒，使之具有一定的粘，使之具有一定的粘结性，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，是施工，能构成平整坚实的路基表面，是理想理想的路基填筑材料。的路基填筑材料。山东交通学院山东交通学院

39、3粘性土粘性土 细颗粒含量多，内摩擦系数小，粘聚力大，毛细现象严重，细颗粒含量多，内摩擦系数小，粘聚力大，毛细现象严重，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，浸水后浸水后强度急剧下强度急剧下降，而且干湿循环所引起的降，而且干湿循环所引起的体积变化较大体积变化较大，过干或过湿时都不，过干或过湿时都不便于施工。若给予充分压实和良好排水，粘性土便于施工。若给予充分压实和良好排水，粘性土尚可尚可作为路堤作为路堤填料。填料。4粉性土粉性土 含有较多的粉粒，毛细现象严重，干燥时易风蚀，浸水后很含有较多的粉粒，毛细现象严重，干燥时易风蚀，浸水后很快被湿透。在季节性冰冻地

40、区常引起冻胀和翻浆，遇水饱和时快被湿透。在季节性冰冻地区常引起冻胀和翻浆，遇水饱和时可产生振动液化。可产生振动液化。 因此粉性土属于不良的路基用土。在必须使用时，宜掺配其因此粉性土属于不良的路基用土。在必须使用时，宜掺配其它材料进行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水与排水严格的隔水与排水措施。措施。山东交通学院山东交通学院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。具有足够的抗变形颗粒较粗，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，是一种能力和良好的

41、水稳定性，施工压实方便，是一种良好良好的筑路的筑路填料，但是随着细粒的增多，透水性和水稳性将随之下降。填料，但是随着细粒的增多，透水性和水稳性将随之下降。6砾石、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，使用场合和施工季节均透水性大，强度高，水稳定性好，使用场合和施工季节均不受限制。是一种不受限制。是一种较好的路基下部填料较好的路基下部填料，但是石块之间要嵌，但是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。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

42、挖掘，湿时膨胀性和塑几乎不透水，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较大，膨胀性性都很大。其工程性质受粘土矿物成分的影响较大，膨胀性重粘土重粘土不宜不宜用来填筑路堤。用来填筑路堤。山东交通学院山东交通学院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，浸水后易崩解，强如泥灰岩、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。度显著降低，而且变形量大。 一般一般不宜不宜作为路基填料。作为路基填料。 山东交通学院山东交通学院 除上述路基用土外，尚有一些除上述路基用土外，尚有一些特殊的土类特殊的土类，如含有特殊结构

43、，如含有特殊结构的土（湿陷性黄土），含有机质的土（腐殖土）、含易溶盐的的土（湿陷性黄土），含有机质的土（腐殖土）、含易溶盐的土（盐渍土）等，用以填筑路基时必须采取相应的土（盐渍土）等，用以填筑路基时必须采取相应的技术措施技术措施；而杂填土（如建筑垃圾、工业废料等），由于成因不规律，分而杂填土（如建筑垃圾、工业废料等），由于成因不规律，分布不均匀，结构松散，必须经布不均匀，结构松散，必须经由试验确定由试验确定能否采用。能否采用。山东交通学院山东交通学院二、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，容易发生在自然因素和行车荷载的

44、作用下，容易发生较大的变形或破坏。较大的变形或破坏。经充分压实后经充分压实后，具备了一定的密实度，具备了一定的密实度，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，从而能也都得以改善，从而明显的提高了路基的承载能力和水稳明显的提高了路基的承载能力和水稳性。性。因此，压实是路基填筑施工中因此，压实是路基填筑施工中最主要的工序最主要的工序，对路基的，对路基的施工质量起着决定性的作用。施工质量起着决定性的作用。山东交通学院山东交通学院（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，主要有含水量、土

45、质、压实功等。影响路基压实的因素很多，主要有含水量、土质、压实功等。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

46、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，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

47、而会下降。山东交通学院山东交通学院 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 只有在最佳含水量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

48、的情况下经过压实的路基土水稳性最好。山东交通学院山东交通学院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

49、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。亚然不同，但是击实曲线却相类似。亚砂土和亚粘土的压实性能均较好，都砂土和亚粘土的压实性能均较好，都是理想的筑路用土。是理想的筑路用土。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-粘土粘土山东交通学院山东交通学院3压实功能压实功能 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，

50、增加压实功对提高，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山东交通学院山东交通学院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在路基的碾压过程中，当温度适宜时，容易达到良好的

51、压实效果。效果。如果温度过高如果温度过高，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；如果如果温度低于温度低于0时时，又会因部分水分结冰，润滑作用变差，碾压，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。阻力增大，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，表层值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。这说明土所土所受外力的作用随深度的增加而减弱受外力的作用随深度的增加而减弱，当超出一定深度

52、范围后，当超出一定深度范围后，土的密实度将不再提高。因此，路堤填土施工必须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分层铺筑与碾压碾压，并合理，并合理控制每层的铺筑厚度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，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，传布的深度都将有所差异。另外，碾压的速度碾压的速度不同，压实效果不同，压实效果也会有一定的变化。也会有一定的变化。山东交通学院山东交通学院（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

53、下路床上路堤上路堤下路堤下路堤路面路面030cm3080cm80150cm150cm路床顶面路床顶面山东交通学院山东交通学院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

54、00.300.309696959594940.300.300.800.8096969595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。山东交通学院山东交通学院（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：是指压实度：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

55、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(含土石路堤含土石路堤)的压实度应不低于前表的标准。的压实度应不低于前表的标准。山东交通学院山东交通学院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。 注：注：用灌砂法、灌水（水袋）法检测压实度时，取土样的用灌砂法、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

56、中底面位置为每一压实层底部；用环刀法进行试验时，环刀中部应处于压实层厚的部应处于压实层厚的1/2深度；用核子仪试验时，要认真按照深度；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。仪器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。山东交通学院山东交通学院（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

57、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。山东交通学院山东交通学院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

58、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，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 填方边坡的形式：填方边坡的形式：通常有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：从坡顶到坡脚采用单一坡度；直线形：从坡顶到坡脚采用单一坡度；山东交通学院山东交通学院 填方边坡坡度的大小：填方边坡坡度的大小：应根据填料的物理力学性质、气候条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

59、和水文地质条件进行综合件、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予以确定。考虑予以确定。 2. 折线形：从坡顶到坡脚采用不同的坡度；折线形：从坡顶到坡脚采用不同的坡度；3. 台阶形：在边坡的中部或岩土层的分界处，设一平台。台阶形：在边坡的中部或岩土层的分界处，设一平台。山东交通学院山东交通学院（一）填土路基边坡（一）填土路基边坡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

60、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）对于渗水性土壤，可采用）对于渗水性土壤，可采用直线滑动面法直线滑动面法进行验算；进行验算；山东交通学院山东交通学院（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。山东交通学院山东交通学院路堤边坡坡度路堤边坡坡度 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