土质路基的施工、填筑方法、步骤及施工要点

1、土质路基的施工、填筑方法、步骤及施工要点本情境所学内容 任务1 土质路堤填筑 任务2 土质路堑开挖 任务3 土质路基压实本情境的知识目标和能力目标 1.掌握土质路堤的填筑方法、步骤及施工要点；2.掌握土质路堑的开挖方法及施工要点；3.掌握路基压实的影响因素及压实原则。知识目标1.能够进行路基填筑的技术方案选择及技术指导；2.能够进行土质路堑开挖的技术指导。3.能够正确选择施工机械进行路基压实的能力。能力目标路基施工的方法 路基工程施工通常主要为土石方工程。路基施工的方法主要分为四种： 1.人工和半机械化施工 主要依靠人力，并辅以手工工具和简易的机械设备。 适用：缺乏机械的工程、工程量小而分散的

2、工程、辅助性工作。 2.水力机械施工 运用水力机械，将土泵送到指定位置。 适用：松散的土层或软土。 3.爆破施工 运用钻岩机钻孔，爆破后清理运渣。 适用：石质路堑开挖，开挖后的石方移做填方。 4.机械化施工 运用各种机械进行路基施工。 适用：大工程量的工程。 任务1 土质路堤填筑 土质路堤的填筑主要包括两个方面：路堤填土的选择和路堤填筑施工。一、路堤填土的选择1.漂石和卵石2.碎(砾)石土 3.砂土 4.砂性土 5.粘性土 6.粉性土 7.膨胀性重粘土 8.易风化的软石质岩石 路基用土以砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料。 土 的 工 程 性 质 变 化 (一) 路基土的工程性质 200

3、 60 20 5 2 0.5 0.25 0.075 0.002(mm)巨粒组粗粒组细粒组漂石 (块石)卵石 (小块石)砾(角砾)砂粉粒黏粒粗中细粗中细不同土质在路基填筑中的使用 1.淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为路基填料。种植土可用于路堤边坡表层。2.盐渍土、黄土、膨胀性土 不得直接用于填筑路基；确需使用，必须采取技术措施进行处理合格。3.液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路堤填料（处理检验合格）。4.钢渣、粉煤灰等材料，可用做路堤填料，但工业废渣在使用前应检测有害物质含量。公路路基施工技术规范（JTG F10-

4、2006)中对路基用土有以下规定：(二) 规范中对路基用土的规定 项目分类 (路面底面以下深度m)填料最小强度(CBR)(%)填料最大粒径(mm)高速、一级二级公路三、四级公路填方路堤上路床(00.3)865100下路床(0.30.8)543100上路堤(0.81.5)433150下路堤(1.5)322150零填及挖方路基00.38651000.30.8543100注：1.表列强度按公路土工试验规程2007规定的浸水96h的CBR试验测定。 2.三四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定。 3.表中上、下路堤填料最大粒径150mm的规定，不适用于填石路堤和土石路堤。 5.

5、填料强度和粒径应符合下表。CBR试验仪器试料在一定面积的贯入杆作用下，贯入量达和时，单位压力与标准碎石压入相同贯入量时的标准荷载强度的比值。试验项目试验目的试验仪器和方法含水量确定路基土的天然含水量烘干法、酒精法、核子法界限含水量测定土液限和塑限液限、塑限联合测定法标准击实试验确定路基土的最佳含水量和 最大干密度重型标准击实试验CBR试验确定路基土的强度用CBR试验仪测定必要时颗粒分析、相对密度、有机质含量、易溶盐含量、冻胀和膨胀量等试验。环刀法、筛分法等在路堤填筑前，应对来源不同、性质不同的填料取样，按公路土工试验规程(JTG E40-2007)进行试验。(三）路基填料的试验烘干法：土的含水

6、率是试样在105110下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示。烘箱： 可采用电热烘箱，温度能保持100105天平 称量盒 干燥器液限、塑限联合测定法：根据圆锥仪在三个不同含水率土样中的入土深度， 由含水率与圆锥入土深度关系曲线查得粘性土的液限和塑限含水率。光电式液限、塑限联合测定仪 标准击实试验(测最佳含水量和最大干密度)：土体能够通过振动、夯实和碾压等方法调整土粒排列，进而增加密实度的性质称为土的压实性。 土的含水量是影响填土压实性的主要因素之一。在低含水量时， 土粒在受到夯击等冲击作用下容易分散而难于获得较高的密实度。在高含水量时，夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮

7、土”现象，失去夯击效果。最佳含水量和最大干密度土的干密度d是反映土的密实度的重要指标 环刀法：采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。 筛分法：将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。标准筛：孔径10、5、2、；灌砂法：利用粒径或清洁干净的均匀砂，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。对于含水量大、塑性高的土或强度不足的填料，可掺加一定比例的石灰、水泥、工业废料或其它稳定剂，对土的性质进行改良，达到填土要求。含水量

8、不符合要求的，可调节含水量。含水量过高的土应予以翻晒，含水量过低的土应洒水翻拌。（1）二级及二级以上公路路堤；填石路堤、土石路堤；特殊地段路堤；特殊填料路堤；拟采用新技术、新工艺、新材料的应进行试验段施工。（2）试验路段地点选择选有代表性地段，试验段的长度不小于100m。1）填料试验、检测报告等；2）压实工艺主要参数：机械组合、机械规格、松铺厚度、碾压遍数、碾压速度，最佳含水量及允许偏差等；3）过程质量控制方法、指标；4）质量评价指标、标准；5）优化后的施工组织方案及工艺；6）原始记录、过程记录；7）对施工图的修改建议等。路基试验段施工主要解决的问题?（四）铺筑试验路段施工准 备 基底处 理

9、分层填 筑 摊铺平整洒水晾 晒 碾压夯 实 路基整 修 检验签证准备阶段 施工阶段 整修验收阶段填筑区段 平整区段 碾压区段 检验区段 四区段八流程二、路堤填筑施工(一) 路堤填筑的工艺流程（1）伐树、除根及表层土处理（2）坡面基底处理1.料场选择2.基底处理料场选择：路堤填筑材料应选用强度高、变形小、稳定性好、运距短、经济性好的材料。(二) 路堤填筑的主要工序：料场选择、基底处理、填筑方法、填筑要求二级及二级以上和填方高度小于1m的公路路堤应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填平夯实；取土坑范围内的树根应全部挖除。填方高度大于1m的二级以下公路允许保留树根，但树根不能露出露出地面。（1）伐树

10、、除根及表层土处理路堤修筑范围内，原地面的坑、洞、墓穴等，应用原地土或砂性土回填，并按规定进行压实。路基填筑前清淤 如基底的表层土系腐殖土（强度不符合要求）或者当路堤通过耕地时，应如何处理？清除有机土，种植土压实填筑深耕地（30 cm）：翻松，打碎整平压实水田：排水，疏干换填土（基底处理）（1）伐树、除根及表层土处理清 表土体严禁作为路基填料当在斜坡上进行路基填筑时，应如何处理？（1）地面横坡在1:10-1:5之间时，清楚坡面上的杂物，翻松表层土并压实。（2）地面横坡时，将原地面斜坡挖成阶梯，阶梯顶面做成向内倾斜2%-4%的坡度，宽度不小于1米。（3）横坡大于时：下滑力不大时，台阶宽度1-2m

11、，坡脚处台阶更宽些，通常为2-3m。下滑力过大时，降低横坡坡度不陡于，再在缓坡上挖宽1-2m台阶，最下台阶更宽些。（2）坡面基底处理水平分层填筑法横向填筑法纵向分层填筑法混合填筑法从路基一端按各横断面的全部高度,逐步推进填筑 适用于无法自下而上,分层填土的陡坡、断岩或泥沼地区。当公路路线穿过深谷陡坡,尤其是要求上部的压实度标准较高时,施工时下层采用横向填筑,上层采用水平分层填筑。按照横断面全宽分成水平层次,逐层向上填筑。施工操作方便、安全、压实质量容易保证。 纵向分层填筑适用于推土机或铲运机从路堑取土填筑运距较短的路堤。 原地面纵坡小于20的地段可用此法施工。填筑方式3.填筑方法 公路建设有两

12、种情况，一类是新建道路，一类是旧路拓宽。 （1）新建道路填筑方法。 （1）与旧路堤相同或相近的土；或透水性好的土（2）除草，挖台阶（1m）、分层填、分层压旧路单面加宽法 为使新、老路基结合紧密，加宽路基之前，须将老路加宽一侧挖成阶梯形，然后分层填筑，分层夯实。加宽宽度较大时，用压路机压实。旧路双面加宽法 原有路基为两面加宽时，应将路基两侧边坡均挖成阶梯式，然后分层填筑，分层碾压，以利于新、老路基紧密结合。旧路加宽加高法 当原路基既要加宽，同时还要加高时，除阶梯式，分层填压外，在新、老路已达到相同高度，加高部分应按断面全宽度分层填筑。拓宽填料选择要求（2）旧路拓宽路基填筑方法 不同土质填筑透水性

13、有利排水路基稳定 在上述两种填筑路堤的方法中，如果采用不同土质进行填筑该怎么办？ 不同土质混合填筑路堤法（1）性质不同的分层，不得混填;每种填料填筑层厚度50cm.（2）透水性小的土填在下面时，其顶面应做成4%双向横坡;（3）透水性小的土填在上层时，不应完全覆盖在透水性大的土的边坡上。斜面搭接，其搭接长度不得小于2m，并将透水性差的土填在斜面的下部；接头处理如图所示：不同土质混合填筑路堤法分层填筑、分层碾压、分层报检验收（三分法）严格控制松铺厚度分层填筑的压实厚度与压路机的功能相关，松铺厚度一般不超过30cm(高速公路、一级公路）或50cm（其他公路）。如何控制松铺厚度呢？松铺系数的概念 松铺

14、系数=松铺厚度/压实厚度，常精确到小数点后两位。 通过松铺系数可以较为准确地确定松铺厚度和备料数量。4.填筑要求实际施工中采用方格网法对松铺厚度进行均匀控制。即把填筑面用方格划分为一定单位面积的地块。在相同面积的地块上摊铺相同体积的填料。方格网的大小一般根据运输车辆的车厢实际装运体积计算，以车为单位，每个方格内铺上一车填料。再根据松铺厚度反算方格网的大小。严格控制含水量，最佳含水量（2%）条件下碾压。检查方法：烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波炉法（1.5%）等。 严格控制断面几何尺寸和坡度。保证边缘压实度。路堤填土每侧应宽于填层设计宽度3050cm，以保证修整路基边坡后的路基边缘有足够的压实度

15、。 超宽填筑3050cm整修坡面需将超宽路基采用机械粗刷，人工刷坡到位。 路堤须在整个宽度范围内水平分层填筑，在最佳含水量条件下分层碾压。对路基填土压实时，应遵循先轻后重，先静压后振动碾压的原则。 施工过程中，应根据土质的变化、压实度和压实厚度的检测结果及时调整碾压的速度和遍数。 严格控制压实工艺施工程序取土运输推土机初平平地机整平压路机碾压成型后的路基任务2 土质路堑开挖开挖注意问题开挖方式施工机械冬雨季开挖注意问题土质路堑开挖工艺流程场地清理逐层开挖装运土石方路槽整修、碾压、成型测量放样检查验收开挖截水沟边坡修理开挖边沟施工工艺流程开挖方式全断面横挖法纵挖法混合式挖法分层纵挖法通道纵挖法分

16、段纵挖法一、开挖方式1.全断面横挖法较短的路堑：横断面全宽一层横向全宽挖掘法：1.一层横向全宽挖掘法.swf适用：深度小而短的路堑多层横向全宽挖掘法：2.多层横向全宽挖掘法.swf适用：深度大而短的路堑2.纵挖法 1）分层纵挖3(3-3-03-05)分层纵挖法.swf：横断面全宽纵向分层开挖2）通道纵挖4通道纵挖法.swf：沿纵向挖一通道，再开挖两边3）分段纵挖：沿纵向挖通道，再横向挖坡面5分段纵挖法.swf3.混挖法混合挖掘法.swf1.保证开挖过程及竣工后顺利排水（截水沟、排水沟、纵坡）。2.注意边坡的稳定并及时设置支挡工程（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

17、超挖。二、路堑开挖注意问题3.废方处理：按照设计的弃土堆处理，不得妨碍路基排水和路堑边坡稳定；用于改地造田，美化环境。4.挖方路基施工高程应考虑压实的下沉值，不能将路基的施工高程和设计高程混同，造成超挖。1.坡顶2m外挖截水沟；2.分层开挖，每层均应设排水纵横坡；3.挖方边坡预留30cm，雨期过后整修至设计边坡；以挖作填应随挖随运随填。4.设计高程以上30-50cm停挖并设沟，雨期过后再挖；5.土强度不符合要求应处理。1.雨季开挖三、冬雨季开挖注意问题1.连续作业分层开挖，停顿时间长覆雪保温（防再冻）；2.挖方边坡距设计线留30cm（防冻坏）；3.挖至路床面以上1m停，挖沟排水，覆盖待到正常施

18、工再挖（防冻坏）。4.自上而下挖（安全）；5.挖阳坡（易挖）；6.弃土远离坡顶，（安全-高度小于3m ,距离大于3m）。2.冬季开挖d最小3米可H+5米四、路基施工机械和设备路基施工机械主要包括两类：土石方机械和压实机械。推土机装载机平地机铲运机挖掘机土石方机械运输车辆推土机的基本作业是：铲土、运土、卸土和空回短距离铲土运输机械。经济运距：50100m。路基填土时利用到推土机所做的平整工作推土机1.推土机路基填土时利用到推土机所做的平整工作1铲运机是一种循环作业式的铲土运输机械，主要用于中等运距土方工程，如填筑路堤、开挖路堑和大面积平整场地等，它本身能完成铲装、运输和卸铺作业，并兼有压实平整能

19、力。经济运距：100200m。斗容量1030m3的自行式铲运机，最小运距不小于800m，最长运距可达1500m以上。 铲运机在工作过程中的图片铲运机2.铲运机平地机是一种装有以铲土刮刀为主，配备其他多种可换作业装置，进行刮平和整型连续作业的工程机械。平地机主要用于路基的平整及整型，路基边坡整理工程的刷坡作业，开挖边沟及路槽，平整场地等；还可用来完成路拌材料，清除杂草以及冬季道路除雪等。平地机用于路基填筑施工时的情况平地机3.平地机 单斗挖掘机是一种周期作业式土方机械。按挖斗的型式分有正铲、反铲、拉铲挖掘机、抓斗挖掘机等形式。公路工程施工中常用正、反铲挖掘机。 可完成开挖路堑和填筑路堤、 开挖桥

20、涵等结构物的基础及排水沟等，一般需自卸车配合完成工作。挖掘机拉铲：后退向下，自重切土 用于开挖大而深的基坑或水下挖土4.挖掘机装载机的用途广泛，它兼有推土机和挖掘机两者的工作能力，可用来完成铲装、搬运、卸载、平整、推土、起重和牵引等多项作业。公路建设中常用于土石方铲装作业。装载机5.装载机取土机械的组合影响压实的因素路基压实的意义压实机具的选择及要求土质路基压实标准任务3 土质路基压实气相固相液相+构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用土体压实原理mSmw1ma1VSVw1Va1e1V mSmw2VS1 1 Vw2e2PP土体压实，其结构和体积均发生变化使路基具有足够的强度与稳定性 改善土

21、基塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能。 一、土基压实的意义填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为： 土的含水量、压实功、土质以及每层铺土厚度。 二、土基压实的影响因素1.含水量的影响对压实效果较显著最大干密度0所对应的含水量最佳含水量0 施工：过大，“弹簧”；过小，压不实含水量干容重00工地简单判断黏土最佳含水量的方法是？土过干应加水，过湿应翻松晒晾。 0 4 8 12 16 20 24 28含水量w(%)干密度d(g/cm3)饱和曲线dmaxwop结论 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大，因而不易压实。当土具有适当含水

22、量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。 各种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，可得到最大干密度。各种土的最佳含水量和所能获得的最大干密度，可由击实试验取得。2520151050 15 16 17 18 19干容重(KN/m3) 含水量(%)14亚砂土亚粘土粘土几种土质的压实曲线图土质类型对压实效果影响很大。土质类型不同，相应的最大干容重和最佳含水量也不同。一般来说，粉粒，粘粒越多，愈大，愈小。如图所示。机理：土颗粒越细，比表面积越大，土颗粒表面水膜所需之湿度就越高加之粘土中含有亲水性较高的胶体物质所致。但砂类土因颗粒粗大成松散状态，水极

23、易散失，最佳含水量的概念对其没有多大意义。 2.土质19 1817161514 510152025 30干容重(KN/m3) 含水量(%)04 03 02 01 600kNm1150kNm2300kNm3400kNm不同压实功能压实曲线图包括压实工具的重量，碾压次数，碾压速度，作业时间等，对压实效果的影响程度仅次于含水量。 用增加压实功能的办法来提高土基强度的效果，有一定限度，当功能增加到一定限度以上，效果趋向缓慢，功能过大会破坏土基结构，效果适得其反。图表显示 1）同一类土压实功 wo Pdmax2）相同含水量的土压实功 Pdmax注意3.压实功夯击式机具的压力传布最深振动式次之碾压式最浅。

24、土在压实功的作用下，压应力随深度增加而逐渐减小。 铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度，但其中还有最优土层厚度问题，铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度。铺得过薄，则也要增加机械的总压实遍数。 恰当的铺土厚度能使土方压实机械的功耗费最小。 4.铺土厚度压实机具每层铺土厚度（mm)每层压实遍数平碾20030068羊足碾200350816蛙式打夯机20025034人工打夯不大于20034填方每层的铺土厚度和压实遍数 在实际施工中，不要盲目过多地增加压实遍数。 碾压遍数越多，土的密实度越高，但其增长有一个极限值。碾压速度越高，压实效果越差。碾压式夯击式 振动式三、压实机具的选择及要求（一）压实

25、机具的选择静作用压实机械用碾轮沿被压实材料表面作往复滚动，靠自身的静作用力，使被压层产生永久变以达到压实的目的。分为光轮、羊足和轮胎。光轮压路机又称钢轮压路机，分为轻型(6-8t)、中型(810t、10-12t)、重型(12-15t以上)。 压路机按作用原理分静作用碾压机械振动碾压机械夯实机械压实深度浅，不适合土坝、河堤、围堰的碾压。适用于碾压较薄的填土路基。一般用于整理性压实工作。“薄填（25-30）、慢驶、多次（8）” 轮胎压实较之刚性压轮，其优越性在于其揉搓作用能使被压实材料得以均匀压实，而物料很少向侧面移动，这就使铺层各处的压实度相一致，且不会出现裂纹。由于柔性压实，不会破坏铺层材料的

26、原有粘度和混合料中的骨科结构，使沥青混凝土路面有很好的封闭性和抗滑性能。轮胎式压路机适用于压实各种土壤，对压实较为潮湿的粘性土最有效，其碾压有效深度可达30cm以上。1.碾压式 碾压式是利用滚轮沿着被压实面往返滚动，借滚轮自重的静压力作用，使被压实层产生永久变形的压实方法。这种滚动静力式的压实机械，在筑路工程中使用很普遍。羊足碾羊足碾单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。 振动压路机用碾轮沿被压实材料表面作往复滚动，并以一定频率、振幅振动，使被压层同时受到碾轮的静作用力和振

27、动力的综合作用，以提高压实效果。 2.振动式小面积修补、桥涵回填等压实作业，则可选用轻型或小型压路机或夯实机械。3.夯击式 要点：压实机械选好型静压机械为常用砂土振压效率高羊足碾压粘土好羊足碾压对土壤的接触面积小，单位面积压力大，压实深度大，可有效压实粘性土，但对于砂性土，由于碾压时土料向上和向侧面移动而得不到压实，因而不适宜于碾压砂性土。轮胎压路机自重大，碾压时轮胎能与土同时变形，压力分布均匀，因而适宜各种土质碾压。振动压路机高频振动使微粒减少摩阻力，微粒在振动力作用下产生相对位移、互相楔紧使填料密实。振动压路机一般用于砂性土碾压。 冲击式压路机一般用于高填土路基，以及碎石和土石混填路基碾压

28、。静力光轮压路机滚轮与土的接触面积大，单位线压小，压实深度浅，适宜于压实较薄填土层。根据土的性质选择压实机械 湿陷性黄土地基较多采取强夯法处理，冲击压路机进行施工。 河北某高速公路路基底层湿陷性黄土地基采用25kJ三边形冲击压路机在地表面冲碾40遍后，地表下110cm内土基平均压实度由72%增加到91%，干密度由提高到，湿陷系数由降为，消除了湿陷性,形成连续、密实的加固硬层。 地表下土基1m内平均弹性模量达到80MPa以上，其技术指标已经完全符合黄土地基加固的质量要求。较强夯法既快又省。工程实例任务3 土质路堤压实压实机具选择在机具类型、土层厚度及碾压形成遍数已经选定的条件下，压实操作时，宜先

29、轻后重、先慢后快、先边缘后中间，超高路段宜先低后高。相邻两次碾压的轮迹应重叠轮宽的三分之一，保持压实均匀，不漏压，对于压实不到的边角，辅以人力或小型机具夯实。路堤边缘两侧可采取多填3050cm，压实完成后再刷坡整平；（二）压实要求土的压实度K现场压实后土的干密度o与室内用重型压实标准仪测定的土的最大干密度max的比值百分数，目前我国控制土基压实的标准。式中o现场压实后土的干密度(kg/m3)； max土的最大干密度(kg/m3) 。若符合P48表3-3-2要求，则压实合格；若不符合，应采取措施，提高填土密实度。四、土基压实标准及应用填挖类型路床顶面以下深度(m)压实度(%)高速、一级二级公路三、四级公路填方 路基上路床00.39695 94 下路床0.30.896 95 94 上路堤0.81.594 94 93 下路堤1.