道路路基特点和施工要求

1、道路路基特点和施工要求路基的工作特点与对路基的基本要求路基土的分类路基的湿度状况与干湿类型道路的自然区划路基的结构组成路基的破坏及其稳定措施路基的抗变形能力土质路基施工81路基的工作特点与对路基的基本要求一、路基工程的特点路基 是路面的基础，是在地面上按路线的平面位置和纵坡要求开挖或堆填成一定断面形状的土质或石质结构物。公路工程：工艺简单、工程量大、耗劳力多、涉及面广城市道路工程：影响因素多 道路与其它土木建筑在考虑气候与环境时的区别道路是露天建筑物道路是线型建筑，涉及的范围较大 气候的影响较大（冰冻作用、降雨等） 二、对路基的基本要求 作为路面基础，路基与路面共同承受汽车和自然因素的作用，其

2、质量好坏直接影响到道路的使用品质。为满足行车通畅、迅速、安全、舒适、经济的要求:、有足够的整体稳定性、有足够的强度、刚度、水温稳定性 路基的设计须根据路线平、纵、横设计的原则及原地面的情况进行布置，确定标高。为了确保路基的强度和稳定性，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其它设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。 82路基土的分类一、路基土的分类按粒径分为三组：巨粒土、粗粒土、细粒土巨粒土60占：漂石土，卵石土粗粒土占：砾类土，砂类土细粒土占50%:粉质土，粘质土， 有机质土特殊土：黄土，膨胀土，红粘土，盐渍土对

3、于中粗粒土和细粒土，根据土的粒度成分、土的塑性指数及液限进一步划分。各土组的颗粒组成均以小于2mm作为100%计；定名时应根据粒径分组由大到小， 最先符合者定名；塑性指数和液限按100g锥重联合试验测得。传统分类：砂土、砂性土、粉性土、粘性土、重粘土路基土类划分表分类依据：土颗粒的粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质含量、土的塑性指标。分类：巨粒土，粗粒土，细粒土，特殊土。土分类的总体系图新老土名对照表二、路基土的工程性质1、砂土：无塑性 ，透水性好，毛细水上升高度小，摩擦系数较大。修筑路基，强度高，水稳定性好。但其粘结性小，易于松散，车辙较深，压实困难，宜掺加一些粘性土，改善路基质量。、砂性

4、土：含有一定数量的粗颗粒，使路基获得足够的内摩擦力，又含一定数量的细颗粒，具有一定的粘聚力，不易松散。遇水干得快，不膨胀，干时又有足够的粘结性，扬尘少。粗、细颗粒适宜，级配良好，是良好的路基筑做材料。3、粉性土：是最差的筑路材料。含有较多的粉颗粒，干时稍有粘结性，但易被压碎，扬尘大，浸水时很快被湿透，成稀泥。因其毛细水上升高度大，季节性冰冻地区路基，冬季易冻胀，春季易翻浆，故又称翻浆土。4、粘性土：透水性很差，粘聚力大，因而干时坚硬，不易挖掘。毛细管现象显著，浸水后，能较长时间保持水分，故承载力很小。若能在最佳含水量下压实，并具有良好的排水设施，也能修筑较稳定的路基。5、重粘土：不透水，膨胀性

5、和塑性大。 同粘性土基本相似。6、特殊性质土：黄土、泥炭、盐渍土等。 应采取适当工程措施进行处理。三、路基土的工程分级分类依据：施工中开挖难易程度。 工程分级：按开挖难易程度，分为六级：松土、普通土、硬土、软石、次坚石、坚石83路基的湿度状况与干湿类型一、路基湿度的来源与变迁大气降水与蒸发地面水地下水温度变化给排水设施渗漏路基的湿度来源翻浆路基水温状况对路基稳定性的影响最不利季节荷载环境因素（水、温）强度路基稳定性南方雨季北方春融季节二、路基的干湿类型1、 根据在最不利季节测定的路基土上部80cm范围内土层的平均相对含水量，分为四类：干燥、中湿、潮湿、过湿。其分界相对含水量分别为w0、w1、w

6、2、w3。2、 按不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度来确定。（已建道路）平均稠度：平均相对含水量：路基临界高度新建道路路基临界高度是指在最不利季节，当路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时，路槽底距地下水位或长期地表积水水位的最小高度。路基填高平均稠度干湿类型路基力学参数（模量）最小填土高度：为保证路基稳定，根据土质、气候和水文地质条件所规定的路肩边缘至原地面的最小高度。采用边沟排水时，填土路肩边缘距原地面的高度不宜低于下表的规定。挖方路线与填土路段不能满足表中规定时，可采用加深边沟的办法，使路肩边缘距边沟底面的高度满足表的规定。路基湿度预估方法 预估方法：1.通过道路沿线的现场调查预

7、估；2.通过对条件相似的现有道路调查预估；3.按道路所在自然区划、土类及其干湿类型查表预估。查表法及步骤：由路基设计（施工）高度H对比路基临界高度(H1、H2、H3) （P138表88）路基干湿类型（P137表87）路基平均相对含水量（w0、w1、w2、w3）（P136表86）预估路基湿度wX这是确定路基土回弹模量E0的前期工作。例题：上海郊区，粉质亚粘土路基，最高地下水位离地面，低矮填土，路槽底高出原地面，试确定路基干湿类型并预测路基湿度？解：查道路自然区划图，上海位于1区，查临界高度表，H2，H3，最高地下水位离地面，低矮填土，路槽底距地下水位，则路基为潮湿类型，查路基平均相对含水量表，

8、w2、w3相应为和，由此判定该路基上部80cm范围内土层的平均相对含水量为。 例题：现有一段位于苏州郊区的粉质中液限粘土路基，最高地下水位离地面，路槽底高出原地面，试确定路基干湿类型并预测路基湿度？ 解：查道路自然区划图，苏州市属于1区，最高地下水位离地面，路槽底高出原地面，路槽底距地下水位，查临界高度表，H1，H2，则路基为中湿类型，查路基平均相对含水量表， w1、w2相应为和，由此判定该路基上部80cm范围内土层的平均相对含水量为。84 道路的自然区划我国地域辽阔，自然条件复杂，各地气候差异较大，不同地区不同地带的路基水温状况各有特点，对路基强度、稳定性的影响也各不相同。公路自然区划【cl

9、inatic zoning for highway】指的是根据全国各地气候、水文、地质、地形等条件对公路工程的影响而划分的地理区域。为了归纳表征路基水温状况及对路基强度影响的主要特征，交通部制定了公路自然区划标准(JTJ003-86)，根据公路工程的地理，气候差异特点，对自然区的划分，按其重要性和规模的大小分为三个等级。 公路自然区划区划的目的：区分不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，并在路基路面的设计、施工和养护中采取适当的技术措施和采用合适的设计参数，以保证路基、路面的强度和稳定性。区划的原则：道路工程特征相似地表气候区划差异性自然气候因素既有综合考虑又有主导作用区划的方法：自然区

10、划以自然气候因素的综合性和主导性相结合为原则，采用地理相关分析为基础的主导标志法，从分析自然综合情况与公路工程的实际关系出发，选出具有分区意义的主导标志。在确定区界时，还需进行地理相关分析对区界进行修正，以求其同一区内有相似的公路工程自然环境。但综合性或主导因素原则，均应遵循地带性和分地带性理论。区划的分级：我国地域辽阔，各地气候、地形、地貌、工程地质和水文地质等自然条件差异很大，而这些自然条件与公路建设密切相关。为反映不同地区公路设计与施工的特点，交通部制定了公路自然区划标准(JTJ003-86)，将具有相同自然条件的地区归类。一级区划按自然气候，全国轮廓性地理，地貌划分的，一级区划将全国划

11、分为全年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带，再依据水热平衡和地理位置，全国共划分七个一级区。具体划分为冰土、湿润、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒7个大区（一级自然区）。它们是：I北部多年冻土区；东部湿润季冻区；黄土高原干湿过渡区；IV东南湿热区；V西南潮暖区；西北干旱区；青藏高寒区。 二级区划以潮湿系数为主要分区依据，按公路工程的相似性及地表气候的差异，在7个一级区划内进步分为33个二级区和19个副区。潮湿系数K为年降水量(mm)与同年蒸发量(mm)之比（潮湿系数 K=年降雨量R/年蒸发量Z），按区内的K值大小分为6个等级。过湿区（）、中湿区（）、润湿区）、润干区（）、中干区（）、过干区（）

12、沧州属于4区。三级区划三级区划是二级区划的进一步划分。各省、市、自治区可以根据当地的地貌、水文和土质等具体情况，在二级区划的基础上进行细分。由于目前各地区的特点和掌握的调查研究资料不充分，还不具备划分条件，再则，三级区不一定要列入全国性的范围，由个省，自治区自行划分，以便更切合当地的实际情况。 公路自然区划图北部多年冻土区；东部温润季冻区；黄土高原干湿过渡区东南湿热区；西南潮暖区；西北干旱区；青藏高寒区。标准适用范围本标准为在公路规划、设计中考虑不同地理区域的自然条件对公路工程的影响，特别为在路基、路面的设计、施工、养护中确定技术措施和设计参数提供了依据，适用于新建和改建的公路工程。区划的采用

13、各级自然区划在具体使用时应结合当地特点，特别在各区的分界处，应根据本标准的有关规定论证确定，三级自然区划由各地按有关规定自行划分。85 路基的结构组成一、路基的断面形式1、路堤2、路堑3、半路堑半路堤（一）路堤 路堤是指全部用岩土填筑而成的路基； 路堤的几种常用横断面形式: 1、矮路堤(填土高度低于者） 2、高路堤(填土高度大于18m（土质）或20m （石质） 3、一般路堤(填土高度介于两者之间） 4、浸水路堤 5、护脚路堤 6、挖沟填筑路堤 矮路堤的设计要点: 1）满足最小填土高度的要求； 2）注意排水； 3）路基工作区深度范围内注意压实。（天然地面也应按规定进行压实，达到与路堤填土相同的压

14、实度。必要时应进行换土或加固处理，以保证路基路面的强度和稳定性） 高路堤的设计要点: 合理选择边坡形状及坡度 。（二）路堑 路堑是指全部在原地面开挖而成的路基。 路堑横断面的几种基本型式：全挖式路基、台口式路基、半山洞式路基。 路堑设计要点: 1）应根据地质及水文条件，选用合适的边坡坡度；2）路堑的排水极为重要 ；3）对路堑以下的天然土基压实至规定的压实度；4）设计时尽量少用很深的长路堑。（三）半填半挖路基 当原地面横坡大，且路基较宽，需一侧开挖另一侧填筑时，为挖填结合路基，也称半填半挖路基。在丘陵或山区公路上，挖填结合是路基横断面的主要形式。半填半挖路基兼有路堤和路堑两者的特点，应参照上述对

15、路堤、路堑的设计要点进行设计。公路路床：路床是路面的基础，是指路面底面（路槽底面）以下80cm范围内的路基部分，承受由路面传来荷载。在结构上分为上路床（030cm）及下路床（3080cm）两层。路面直接铺设在路床上。因此，对路床，特别是上路床的土质、粒径、压实度都有严格要求，必须均匀、密实、强度高，不得有松散和软弹现象。挖方路基的路床，必须平整、密实，用重型压路机压实至规定的压实强度。为了确保路面各结构层厚度均匀和排水需要，路床表面必须做成与路面一致的路拱横坡度。 公路路堤：路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。路床以下的路堤分上、下两层：上路堤：路面底面以下80150cm范围内

16、的填方部分。下路堤：上路堤以下的填方部分。总结：对路堤的基本要求是：结构稳定、沉降量小，为此，路堤设计包括六方面，地基、填料、边坡形状、坡度、堤身压实度、排水和坡面防护。路堑设计的中心问题是结构的整体稳定性，设计内容主要为：路堑边坡、路堑排水和坡面防护。 二、路基的基本构造路基由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。路基宽度：取决于道路技术等级； 路基高度：取决于纵坡设计及地形；路基边坡坡度：取决于地质、水文条件，边坡稳定性和横断面经济性等因素。 1、路基宽度：指路面及其两侧路肩宽度之和。路基宽度取决于道路等级与交通量大小。城市道路一般不作单独的路基设计。技术等级高的公路，设有中间带、路缘带、变速车

17、道、爬坡车道、紧急停车带等设施，这些均应包括在路基宽度范围内。各级公路的车道宽度、中间带宽度、路肩宽度及路基宽度按公路工程技术标准（JTG B012003）的规定进行设计。 路基典型横断面与构造路基宽度：行车道+路肩+中央分隔带 路基典型横断面与构造路基附属设施:取土坑与弃土堆护坡道与碎落台堆料坪与错车道2、路基高度：是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差（路基高度有中心高度与边坡高度之分）。 从路基强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态。路基高度的设计，应使路基边缘高出路基两侧地面积水高度，同时要考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不致影响路基的强度和稳

18、定性。路基高度应尽量满足路基临界高度的要求。尽量避免设计矮路堤。 3、路基边坡坡度：指边坡高度H与边坡宽度b之比值，一般取H=1，则：Hb= 1n（路堑）或1m（路堤）m、n表示其坡率，称为边坡坡率。 一般路基的路堤边坡坡度可根据填料种类和边坡高度按公路路基设计规范所列坡度选定。 影响路堑边坡的因素较为复杂，除了路堑深度和坡体土石的性质外，地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、土层的成因类型、地面水和地下水的影响、坡面的朝向以及当地的气候条件等都会影响路堑边坡的稳定性，因此，在路堑边坡设计时必须综合考虑上述因素。 在一般情况下，土质（包括粗粒土）路堑边坡坡度，可参照公路路基设计规范表确定。 岩石

19、路堑边坡参照公路路基设计规范表选定。在地震地区的岩石路堑边坡坡率应参考公路工程抗震设计规范的规定。86 路基的破坏及其稳定措施一、路基的变形与破坏类型（一）路堤的沉陷（二）路基边坡坍方（三）路基沿山坡滑动（四）路基在特殊水文地质条件下的破坏路堤的变形破坏路堤沉陷边坡溜方及滑坡路堤沿山坡滑动路堑的变形破坏边坡碎落、滑塌和崩塌特殊地质水文条件下的破坏滑坡泥石流岩溶地震路基沉陷是路基表面作竖向位移，是路基的变形之一。引起路基沉陷的原因有下列三种情况：1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。2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

20、沉陷，并可能同时引起地基的土从路堤两旁隆起。3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。 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

21、的 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。产生路基沿山坡滑动的原因有：1、路基下的地基为不稳定的天然滑动体；2、边坡过陡；3、不正确地用倾斜层次的方法填筑路堤；4、土过于潮湿，降低了粘聚力和内摩擦力；5、坡脚被水冲刷。常见的防止滑坡的措施有：1、对滑坡体顶面的地表水，应采取截水沟等措施处理，不让地表水漏入滑动面内；2、在滑坡体未处治之前，禁止在滑坡体上增加荷载；3、对于挖方路基上边坡发生的滑坡，应修筑一条或数条环形水沟，以截断流向滑动面的水流； 4、对于填方路堤发生的滑动，可采用反压土方或修建挡土墙等方法处理；5、

22、对于治理路基发生的滑动，可修建河流调治构造物；6、滑坡表面处治可采用整平夯实山坡，填筑积水坑，堵塞裂隙或进行山坡绿化固定表土。 路基在特殊水文地质条件下的破坏。道路穿越不良地质水文地带，或遇较大的自然灾害，如滑坡、雪崩、泥石流、岩溶、地震、严重冰冻及特大暴雨、洪水等，均能造成路基结构物的严重破坏。滑坡道路水毁道路二、路基破坏原因的一般分析、设计不合理（边坡坡度、填高、排水、加固防护等）、工程地质条件不良（地质构造、岩层走向、土质、地下水位等）、不利的水文与气候因素（降雨、洪水、干旱等）、路基土体不稳定、填筑不当、压实不足（填筑顺序、压实、爆破等）、温湿变化造成的路基强度减弱 综上所述，影响路基

23、稳定性的因素主要包括自然因素和人为因素。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。人为因素主要指荷载作用、路基结构设计、施工方法、养护措施。此外还有沿线附近的人为设施如水库、排灌渠道、水田以及人为活动等。路基设计时应掌握沿线的湿度和湿度变化规律，采取相应的调节水温情况的措施，以保证路基具有足够的强度和稳定性。三、保证路基稳定性的措施1、正确设计横断面2、合理选择路基用土3、充分压实，提高水稳性4、适当提高路基高度5、做好路基排水设计6、设置隔水及保温垫层7、采取边坡加固与防护措施路基排水工作非常重要道路的强度和稳定性与水的关系十分密切。路基路面的病害有多种，形成病害的原因

24、亦很多，但水的作用是主要因素之一，因此道路的设计、施工和养护中，必须十分重视排水工程的设计。 道路排水的任务：就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，将路面上的水排除，保持路基路面常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度和稳定性。 根据水分来源的不同，水流分为地面水和地下水，与此相适应的道路排水工程则分为，地面排水和地下排水。 路基设计时必须考虑： 将影响路基稳定性的地面水，排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水漫流、滞积和下渗。 对于影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引导至路基范围以外的适当地点。地面与地下排水设施常用的地面排水设施有：边沟、截水沟、排水沟、

25、跌水和急流槽等。分别设于路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或构造形式，均有所差异。 常用的地下排水设施有：盲沟、渗沟和渗井等，主要是以渗流的方式汇集水流，并就近排出路基范围以外，其特点是排水量不大。对于路基及边坡土体中的上层滞水，或埋藏很浅的潜水，当其影响路基路面强度或边坡稳定时，可设置盲沟、渗沟和渗井等地下排水设备予以排除和拦截。对于流量较大的地下水，应设置专用地下管道予以排除。 路基边坡防护与加固设计坡面防护植物防护：种草、铺草皮、植树矿料防护：抹面、喷浆、勾缝、灌浆砌石防护：护坡、护面墙冲刷防护直接防护：抛石、石笼间接防护：丁坝、顺坝、格坝支挡工程挡土墙种树：低等级公路也可在路两侧

26、进行植树，以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等作用。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固、路基的支挡工程，此外也包括路肩加固，以及湿弱地基的加固处治。 干砌片石护坡和浆砌片石护坡是冲刷防护的直接措施。 植物防护是对坡面进行防护，是在整体稳定情况下进行的防护。植物防护，可美化路容、协调环境、调节边坡土的湿温，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 冲刷防护是路基防护的设施之一，它主要是对沿河及滨海路堤防护，以及有关海河堤坝护岸，都是为了防止流水直接危害岸堤，其防护重点是边坡和坡脚。冲刷防护分为直接措施和间接措施。直接

27、措施包括植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡。间接措施主要是指改变水流方向，消除或减缓水流对堤岸直接破坏，同时可促使堤岸近旁，减缓淤积，起到安全保护作用，为此可设置导治结构物，或改变河道。 路基边坡防护与加固设计挡土墙的类型1.按墙的位置分类：山坡墙、路堤墙、路堑墙、路肩墙2.按墙的墙体材料分类：石砌、混凝土、钢筋混凝土、砖砌、木质、钢板墙3.按墙的结构形式分类：重力式、半重力式、衡重式、锚杆式、薄壁式、加筋土、垛式挡土墙的构造: 墙身、基础、排水设施与伸缩缝构成不同用途的挡土墙87 路基的抗变形能力一、路基的强度、刚度指标路基土特性道路上行车荷载的特点路基的受力分析路基荷

28、载应力工作区路基行车荷载与变形之间的关系1、路基土的应力应变特性土基的受力特性是由构成土基用土的物理性质决定的。土基用土的种类很多，但不论何种土都是由固态矿物颗粒、孔隙中的水以及气体三大部分组成的。因此，土是一种由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。土作为一种工程材料，由于其内部结构上的这种特殊性，使得它在工程力学性质上与其它工程材料，诸如钢材、水泥混凝土等，有较大差别，其中最突出的是土在受力时的非线性变形特性。土基在受力时的非线性变形特性是由土的非线性性质决定的。室内三轴试验表明，土的应力-应变关系曲线，一般没有直线段，应力消失后恢复不到原先的形状。这是因为土在受力后，三相结构改变了原来的状态

29、，作为土的骨架的矿物颗粒发生相对移动，而这种移动引起的变形，有一部分是属于不可恢复的残余变形。由此说明，土除了具有非线性变形性质外，还有塑性变形性质。试验表明，土不是理想的弹性材料，土基也不是理想的弹性体。因此，按弹性力学原理推求而得的三轴试验的应力-应变关系式不能确切地反映试验的实际变形状态。弹性模量是表征弹性材料或弹性体在受力时应力-应变关系的比例常数，但由于土的应力-应变关系呈非线性，因此，只能认为土的弹性模量E是一个条件变量，它是随应力-应变关系的改变而变化的。 在路面设计中，如果完全按照土基的非线性、塑性变形等特性决定它的计算参数(主要是土的弹性模量E)，则会使设计方法复杂化，甚至需

30、改变路面设计的理论体系。因此，必须根据土基在路面结构中的实际工作状态，对其非线性性质作相应的修正或简化处理。 修正或简化的原则是表征土基应力-应变特性的参数在理论计算中应与实际状况吻合。对土的应力-应变关系曲线进行线性处理的最简单的方法是切线法和割线法，即将土的应力-应变关系曲线上某点的切线斜率或某一范围的割线斜率作为土基的模量。 几种模量的取值示意用切线法和割线法确定的模量有以下几种：初始切线模量：应力值为零时的应力-应变曲线的正切，代表加荷开始时土的应力-应变关系。切线模量：某一应力级位处应力-应变曲线的斜率，反映土在该级位应力-应变变化的精确关系。割线模量：以某一应力值对应的曲线上的点同

31、起始点相连的割线的斜率，反映在该应力级范围内的应力-应变关系的平均情况。回弹模量：应力卸除阶段应力-应变曲线的割线模量，反映土在回弹变形范围内的应力-应变关系的平均情况。前三种模量取值时的应变值是包含残余应变和回弹应变在内的总应变，而回弹模量取值时已扣除残余应变后的回弹应变。因此，将前三种模量笼统地称为土的弹性模量显然是不合适的。而回弹模量能反映土所具有的那部分弹性性质，所以，在以弹性力学为理论基础的路面设计方法中，往往将土的回弹模量视为土的弹性模量，并且作为路面设计中的一项重要计算参数。 土基的力学表征取决于采用何种地基模型表示土基的受力状态和性质。目前，世界各国在路面力学计算中采用的地基模

32、型主要是弹性半空间体地基模型和文克勒地基模型两种。前者用反映土基应力-应变特性的弹性模量E和泊松比作为土基的刚度指标；后者用地基反应模量K表征土基受力后的变形性质，此外，用于表征土基承载能力和进行路面设计的强度指标尚有加州承载比CBR值等。我国道路路面设计中，采用弹性半空间体地基模型进行设计，以回弹模量E作为土基的刚度指标。 路基土变形：弹性、塑性试验：压入承载板和三轴压缩试验应力与回弹变形的关系:非线性应力应变特性：非线性、弹塑性模量：初始切线模量、切线模量、 割线模量、回弹模量总结：土路基强度指标：弹性模量、土基反应模量、加州承载比（CBR）、抗剪强度土基弹性模量路基模型：均质弹性半空间体

33、测定方法：弯沉试验现场承载板试验地基反应模量路基模型：文科勒地基（弹簧地基）测定方法：承载板试验测定（一次加载到位）。以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。加州承载比（CBR）概念：CBR试验：室内和室外试验抗剪强度库仑理论 （ 1）土基回弹模量： 如前所述，回弹模量能较好地反映土基所具有的部分弹性性质，所以，在以弹性半空间体地基模型表征土基的受力特性时，可以用回弹模量表示土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。我国刚性、柔性路面设计中，都以回弹模量E作为土基的刚度指标，为了模拟车轮印迹的作用，通常都以圆形承载板压入土基的方法测定回弹模量

34、。用于测定土基回弹模量的承载板可分为柔性与刚性两种。土基在圆形承载板下的压力与挠度分布曲线 （a）柔性承载板 （b）刚性承载板承载板的挠度l(r)与坐标r有关，在承载板中心处(r=0)，即：在柔性承载板边缘处(r=a)，其挠度可以按下式计算： 柔性承载板当测得承载板中心或边缘处的挠度之后，假如土的泊松比为已知值，即可通过公式反算得到土基回弹模量E值。用刚性承载板测定土基回弹模量时，承载板上土基顶面的挠度为等值，不随坐标r而变化。但是板底接触压力则随r值而变化，成鞍形分布，如图所示。其挠度l值和接触压力p(r)值可分别按式计算。由于水泥混凝土路面有较大的荷载扩散能力，所以土基顶面受到的压力比沥青

35、路面要小得多，显然，水泥混凝土路面下土基更接近于弹性工作状态，其回弹模量值要比沥青路面下土基大得多。 我国现行水泥混凝土路面设计方法，土基回弹模量采用了与沥青路面相同的测定与取值方法，即采用沥青路面下土基的回弹模量值，再提高一定的倍数，使模量取值更符合水泥混凝土路面下土基的实际工作状态，通常是将土基与基层一并考虑，在测得基层顶面的回弹模量后，提高一定的倍数作为水泥混凝土路面下地基(土基+基层)的综合回弹模量值。 （ 2）地基反应模量 土基回弹模量是表征弹性半空间体地基荷载与变形的关系，地基反应模量是表征文克勒地基的变形特性。文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程师文克勒1876年提出的，其基本假定

36、是地基上任一点的弯沉l，仅与作用于该点的压力p成正比，而与相邻点处的压力无关，反映压力与弯沉值关系的比例常数k称为地基反应模量，即：式中 k地基的反应模量(MPa/m 或 MN/m3)； p单位压力(MPa)； l弯沉值(m)（3）加州承载比CBR（California bearing ratio ） 加州承载比CBR是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。这种方法后来也用于评定土基的强度。由于方法简单，设备造价低廉，得到广泛应用。采用CBR法确定沥青路面厚度，有配套

37、的图表，应用十分方便。CBR试验方法CBR室内试验装置如图所示。在直径、高的金属筒内，放入高的试样。试样按土基施工时的含水量和密实度在试筒内制备。并将试样浸水四昼夜，以模拟土基的最不利工作状态。为模拟路面结构对土基的作用，在试样浸水过程中及压入试验时，在其顶面施加环形砝码，其大小根据路面结构状况确定，但不得小于，通常情况下采用，压入的金属圆柱压头底面积为2。 CBR室内试验装置 标准碎石的承载力表贯入值 （；标准压力（Mpa）；CBR值按下式计算： 式中 p试件材料在一定贯入值情况下的单位压力(MPa)； p0标准碎石要相同贯入值情况下的单位压力(MPa)；计算CBR值的贯入值在一般情况下取，

38、当贯入值为时的CBR值小于贯入值为值时，应当采用后者为准。CBR值还可以直接在野外测定，试验方法基本上与室内试验相同，但其压入试验直接在土基表面进行。试验时，荷载按试件顶面每分钟压入变形的速度施加，记录每压入时的单位压力p值，直至压入变形量达到时为止。标准碎石的承载力由试验测得，列表表示。野外试验所得的CBR值有时与室内试验值不一致，这与试验时两者的侧面限制条件不完全相同有关，这对粗颗粒材料影响大一些。对于粘性土只要含水量和密实度相同，试验结果是一样的。应该注意的是室内试验时试件是饱水的，而野外试验时土基是处于施工时的湿度状态。因此，应对含水量的差别进行修正，才能建立两者的关系。 2、 行车荷

39、载的特点 通过路面传至土基顶面的行车荷载，是一种重复作用的瞬时荷载，而且主要是垂直力的作用。土基承受着车轮荷载的多次重复作用，每一次荷载作用时，土基产生的变形均可分为弹性变形和塑性变形两部分，弹性变形部分随着荷载的消失立即恢复，而塑性变形部分因不能恢复而形成残余变形，这种残余变形会随着荷载重复作用次数的增加而累积。但是，随着荷载重复作用次数的增加，每一次产生的塑性变形则逐渐减小。所以，它的变形累积速度是随作用次数的增加而减缓的。 土基在荷载的重复作用下产生的变形累积，最终可导致两种不同的情况。一种是土体逐渐压密，土的颗粒之间进一步靠拢，但是不会产生引起土体整体破坏的剪切面，土基被压实而稳定，另

40、一种是荷载的重复作用造成土体的剪切变形不断发展，形成整体破坏的剪切面，最后达到破坏阶段，土基失去支承荷载的能力。 路基的受力状况车轮荷载应力： 路基自重应力： 路基任意点： 路基工作区概念：在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为1/101/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。该深度Za随车辆荷载增大而增大，随路面的强度和厚度的增加而减小。 要求：1）工作区内强度、稳定性很重要，压实度提高。2 ）对工作区深度范围内的土质选择，路基压实度提出较高要求。3 ）当工作区深度大于填土高度时，荷载不仅施加于路堤而且施加于天然地基上，所以天然地

41、基也应充分压实。路基应力工作区深度计算公式：二、路基回弹模量的测定方法1、实测法：在实际测定中，刚性承载板用得较多，因为它的挠度较易量测，压力较易控制。承载板直径通常采用标准车辆轮印当量圆直径。测定时宜采用逐级加载卸载法。每一级荷载经过几次循环加载和卸载，取得稳定的回弹弯沉之后，再加下一级荷载，如此施加n级荷载后，即可点绘出荷载-弯沉曲线。在确定模量时，可以根据土基实际受一的压力范围或可能产生的弯沉范围在曲线上取值。沥青路面设计中，土基弯沉变化范围在之间，通常按平均值1mm来确定土基的回弹模量。 现场承载板试验实测荷载弯沉曲线 2、经验法: 大量实测资料表明,土基的回弹模量与路基土的性质和状态

42、(土类、含水量、压实度）有密切关系。不同地区都积累了土基的回弹模量E0与该类土含水量wx、压实度K的经验关系公式。 河北4区，粉土：E0145KWx3、查表法（区划、土类、湿度、弹性模量）： 由路基设计（施工）高度H对比路基临界高度(H1、H2、H3)路基干湿类型路基平均相对含水量（w0、w1、w2、w3）预估路基湿度路基回弹模量E0例题：有一段位于苏州郊区的粉质中液限粘土路基，最高地下水位离地面，路槽底高出原地面，试确定路基干湿类型、预测路基湿度并确定路基的回弹模量？解：查道路自然区划图，苏州位于1区，查临界高度表，H1，H2，路槽底距地下水位，则路基为中湿类型，查路基平均相对含水量表，w1

43、、w2相应为和，由此判定该路基上部80cm范围内土层的平均相对含水量为。查土基回弹模量E0建议值（表811）得E0约为28Mpa。88 土质路基施工一、基本概述1、路基施工的重要性1）涉及范围广，影响因素多；2）工程数量大，与其它项目互相制约，互相交叉，施工组织的关键；3）作为路面的基础，对道路使用质量影响大，病害难以处治。4）设计与施工的关系，施工阶段会发现新问题尤其城市道路路基施工：工程量不大，但牵扯面广。四难：场地布置难、测设工作难、临时排水难、用土处置难。四多：地面拆迁多、地下管线多、配套工程多、施工干扰多。2、路基工程的施工内容施工前的准备工作：1）组织准备：施工队伍、管理机构、施工

44、任务、规章制度、工程目标。2）技术准备：勘察施工现场、核对设计文件、编制施工组织计划、恢复路线、施工放样、清理现场、临时工程。3）物质准备：各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存，以及生活后勤供应。基本工作：挖、运、填、压、整。3、路基施工的基本方法 人工及简易机械施工、机械化及综合机械化施工等。土方施工机械性能及适用条件：挖掘机1）适用性:挖掘和装载土、石、砂和散粒材料。2）作业方式：正铲法；反铲法。3）特点:效率高、产量大、机动性较好。铲运机1）适用性:、级土，中长距离运土1001500m2）作业方式:一次铲土法；交替铲装法(跨铲法)；波浪式铲土法；下坡铲土法平地机1）适用性:小

45、量取土，路基修整，开挖边沟，场地平整。2）作业方式：选择铲土角；选择刮刀回转角；斜行作业；刮刀侧移；刮刀移土作业。装载机1）基本功能:铲掘、推运、整平、装卸和牵引。2）适用范围：经济运距:不大于3分钟；斗容与汽车车箱容积匹配:24斗为宜；装载机效率:少于20秒钟注意各施工机械配套与效率二、路基施工的一般规定1、路基施工应做好临时排水的总体规划和建设，临时排水设施尽量与永久性排水设施综合考虑。地下水位高影响施工时，应做好降水工作。2、路基填料应符合规定。含草皮、生活垃圾、树根、腐殖质的土严禁作为路基填料；软土、强膨胀土、有机质土不得直接用于填筑路基；液限大于50、塑性指数大于26、含水量不宜直接

46、压实的土，不得直接作为路堤填料；粉质土不宜直接填筑于路床；填料的强度和粒径应符合规范规定。3、科学合理取土、弃土，不污染环境。4、采用新工艺、使用新机械、其他特殊情况等有必要做试验段。 三、路堤的填筑施工要点：1）基底处理：清表，去草皮、浮土，挖台阶，挤淤等；2）填料选择3）填土压实填筑方案：1）分层填筑法2）竖向填筑法3）混合填筑法路基填筑施工主要技术要求1.料场选择:材料质量+经济2.基底处理1)分横坡小于1:10、1:101:5、大于1:5和大于四种情况进行；2)受地下水影响，先拦截或引排；3)表层为耕种或松土，先清表整平，经压实后填筑；4)坑、洞、墓穴，先回填压实；3.填筑方式：水平分

47、层填筑、纵坡分层填筑、横向填筑、混合填筑4、沿横断面一侧填筑的方法：挖台阶（1m）、分层填筑。5、不同土质混填时的方法：应满足透水性、排水和路基稳定要求。透水性较小的土填筑路堤下层，顶面做横坡不同性质土应分别填筑，不得混填优质土在上，强度差的填在下方6、注意不同填土高度处的填土宽度，为利于路基稳定与削坡，应宽出左右。7、道路上不同路基土应有不同的标干，标准试验应作两次平行试验。8、填石路堤的填筑方法及土石路堤的填筑方法：参见施工技术规范。填筑施工工艺流程报批施工方案递交开工报告清表处理填前碾压监理现场签认运输摊铺土方推土机初平稳压平地机精平碾压成型监理工程师验收下一层填筑检验压实度、标高检验含水量、洒水或翻晒临时排水设施施工放样试验段铺筑四、路堑的开挖施工要点：1）排水；2）适时防护；3）扩大作业面。开挖方案：1）横向全宽挖掘法2）纵向挖掘法3）混合法 土方开挖施工主要技术要求1.路基排水：保证施工全过程排水通畅2.废方处理：指定地点堆弃,稳定不流失，还耕或绿化3.设置支挡工程：保证土方路堑边坡稳定石方开挖：1、炸药性能和药包量1）方案申报，