土方路基施工机械化（28页）

1、第三章土方路基施工机械化1土方路基施工机械化3-1 路基的概念一、断面形式与基本技术要求 路基是路面的基础，它与路面共同承受着运行车辆的荷载，坚实的路基是保证公路（铁路）使用寿命的基本条件。路基按其断面的挖填情况，有路堤、路堑和半挖半填路基。填方路基称为路堤。其填方高度不超过1米时，属于矮路堤。矮路堤应按规定标准严格控制最小填土高度，保证地下水及两侧沟渠积水不致浸湿路基，以免路基、路面受到破坏。填方高度大于68m的一般路基，边坡要相应放缓。填方高度大于12米的高路堤的浸水部分，边坡应进行单独设计并进行稳定性验算。沿河路堤的浸水部分，边坡应放缓或加固，同时还可考虑设置宽度1.0m的平台，称为护坡

2、道，以保证边坡稳定。 挖方路基称为路堑。路堑开挖后破坏了原地层的天然状况，它的稳定性主要取决于地质条件与挖方深度，并且集中表现在边坡稳定性上。地质条件愈差，挖方愈深，则边坡宜愈缓。 2第三章土方路基施工机械化3第三章土方路基施工机械化 路基必须满足强度要求、具有足够的稳定性和水稳性。 路基的强度是指受外荷载后抵抗变形的能力，一般要求路基在行车荷载作用下不发生超过允许的变形。 路基的稳定性是指抵抗外力而不产生位移的能力。 路基的水稳性是指路基在水的作用下，其强度不致显著下降的能力。 二、路基宽度 路基宽度包括路面宽度和两侧路肩的宽度，而路面宽度是根据行车道数和每条道的宽度来定的。车道的宽度主要与

3、车辆的外形尺寸和行车速度有关。车速越高，汽车的横向摆动幅度越宽，行车道也应越宽。考虑到行车安全间隙，单车道路面宽一般为3.5m，双车道路面宽度为67m。路肩是用来保护路面的，又可做停车和错车用。路肩的宽度与道路的等级有关，一般为0.752m。4第三章土方路基施工机械化5第三章土方路基施工机械化6第三章土方路基施工机械化三、路基高度 路基设计标高，通常以路基边缘为准。在平曲线范围内设置超高时，仍以加宽前的路基边缘为准，不计超高和加宽所引起的变动，而在施工标高上予以折算。路中线的标高（横断面图上的设计高程），需加上路肩和路面拱度之高差。 沿河及受水浸淹的路基设计标高，一般应高出按规定设计洪水频率计

4、算水位0.5m，大中桥头引道的路基设计标高，还需考虑壅水及波浪侵袭高度。高等级公路的路基设计洪水频率为1/100。四、路基边坡坡度 公路路基的边坡坡度，习惯上是用边坡高度与边坡宽度之比值来表示，并取1。不同的路基断面，其边坡坡度主要取决于地质、土类与水文等自然因素。7第三章土方路基施工机械化8第三章土方路基施工机械化9第三章土方路基施工机械化五、路基排水系统 水是造成路基各种病害的主要原因。由于水的浸湿，常造成路基边坡失稳，路基沉陷、翻浆、路堑边坡崩塌和滑坡等。为了保证路基经常处于干燥状态，必须有一个完整的排系统，以迅速排除地表水和地下水。 通常地表水的排除多采用边沟、截水沟和排水沟等。 边沟

5、的形式有梯形、三角形和方形。一般多用梯形，沟底宽和沟深不小于0.4m 。路堑沟的内坡为：1 : 1 ，外边坡与路堑边坡相同。边沟的纵向坡度一般不小于0.5 % ，每隔500m左右应设出水口或涵洞，或用排水沟将水引出。为了拦截从山顶上流下来的水，以防冲坏边坡和路基，应设置截水沟。截水沟应距挖方坡口米以外，以免沟内渗水流到边坡，危及边坡安全。一般沟的底宽和沟深不小于0.5m ，沟内应适当加固，以防水流冲刷。10第三章土方路基施工机械化 将边沟和截水沟的水引出的沟称为排水沟。一般每隔500m ，设置一道排水沟，以免水过大而冲坏路基。其尺寸的大小应根据水量的大小来决定。 六、护坡道 护坡道是保证路基边

6、坡稳定的一种措施。设置护坡道后，路堤的平均边坡减缓，边坡稳定性有所提高。当路肩边缘与取土坑底的高差2 m 时，取土坑内侧坡顶可与路堤坡脚相衔接，并采用路堤边坡坡度；当高差2m 时，应设置宽lm 的护坡道；当高差6m 时，设置宽2m 的护坡道。在地质和排水良好或经济作物、高产田等地段，若采取一定措施足以保证路基稳定时，可不设护坡道。 七、路基压实度 路基压实度 是指土基压实后的密实度与该种土室内标准试验下最大密实度0之比。即k = / 0（小于1 . 0 ）。各种土的0值是在最佳含水量w0( % ）下，用规定的室内试验方法测出的。11第三章土方路基施工机械化M 2 一2 路堤填筑材料的类型与性质

7、 路堤填筑，目前还是大量地依靠当地的天然材料 土、砂、石等。从地质学的角度来看，土壤是岩石风化而成，因此土壤和岩石在工程上 统称为土。一、土按颗粒组成的分类及其工程特征 2 mm以上的土粒组成，其颗粒间没有粘结、透水性很强、压缩性很小，基本没有毛细力；0 . 05 -2mm的砂粒组成，其颗粒之间基本没有粘结、透水性强、压缩性小、毛细力随颗粒的减小而增加；0 . 005 -0 . 05 mm的粉粒组成，其颗粒间有粘结力、失水后粘结力递减，透水性弱、压缩性较大；小于0 . 005 mm的粘土粒组成，有塑性和粘结力、失水后粘结力递增、透水性极小、压缩性很大。12第三章土方路基施工机械化二、土按开挖难

8、易程度的分类及其工程性质 土分类的另一方法是，按土石开挖的难易程度进行分类。这种分类方法对安排方和确定施工定额，有较大的实用意义。按土、石开挖的难易程度进行分类又有6 级分类和16 级分类法，我国土石分级通常采用6 级分类法，但有时在一些技术文献中也能遇到16级分类法。三、土壤的组成及工程性质 土壤一般由固体颗粒（土粒）、空气、水组成。 与施工有关的物理性质有：空隙率、 含水量。力学性质有：压缩性、松散性 和自然坡度角。1 土的孔隙率（n ) ：孔隙率是土中孔隙 的总体积与土的总体积之比，以百分数表 示，即： n = V2 /V 100%13第三章土方路基施工机械化2 土的含水量，：是指土体中

9、含水的质量与土体固体部分质量之比，以百分数表示，即： w m4/m1100 % 式中：ml 土粒质量； m4 水的质量。根据含水量不同，土可分为： 干燥土：含水量在5 以下，特点是不易压实。湿润土：含水量在5 -30 之间，易开挖且易压实。潮湿土：含水量在30 以上，开挖和压实都不易，且施工机械运行也 较 困难。由以上可知，土的含水量大小对其强度有很大影响，与机械的施工效率和质量都有密切关系。3 土的压缩性：土的压缩性是指土在静荷载的作用下，由于土粒的位移和孔隙中的水和气体被挤出，从而使土的体积变小的性能。14第三章土方路基施工机械化 非粘性土与粘性土的压缩性是不同的。非粘性土压缩性的特点是，

10、在静荷载作用下，压缩性小，压缩过程完成得很快，在振动作用下很易压实；粘性土壤由于它的孔隙多，而每个孔隙又小，因而压缩性大，但压缩过程进行得很缓慢。4 土的自然坡度角：松散的土堆积成堆时，其表面自然形成一个坡面，这个坡面与地平面之间的夹角称为土的自然坡度角。这一角度的大小随土的种类、含水量的多少以及密实程度的不同而异，一般土的坡度约为30 一40 。5 土的松散性：自然状态的土经过开挖后，其体积因土粒间的相互粘结受到了破坏而增大，这一特性称为土的松散性。通常以疏松系数 K s 表示。它是开挖后的土体体积和原土体积之比。15第三章土方路基施工机械化 2 一3 路基施工准备 一、组织准备 组织准备是

11、从管理层面为保证路基施工机械化顺利的进行所做的准备，工作内容有： 1路基开工前，施工单位在全面熟悉设计文件和技术交底的基础上，进行现场核对和施工调查核对路线经由地点、调研施工地区的气象、水文、地貌等。 2明确施工期限，确定施工工艺实施方案和施工机械的组配方案，编制实施性的施工组织设计，报请现场监理工程师或业主批准，并及时提出开工报告。重要项目还应编制施工网络计划。 3进行人事构架设计并建立相应的规章制度。其中包括：人力配备各工作岗位所需人数及对各个岗位人员的素质和工作能力的要求；构架设计应明确各单位(或部门)之间的 隶属关系；相应规章制度机械的管理制度( 各类机械设备的调度和操作制度 )，制定

12、施工技术安全措施等。 16第三章土方路基施工机械化 4设计和建立工程质量保证体系。 施工质量一定要绝对保证各道工序完全达到规范标准，绝对杜绝返工现象发生。因此，施工单位要保证施工各个工序实施时，从材料的品质，施工机械作业参数以及该工序结束时应达到技术指标等方面时时处处进行科学的监督、评估和测试。完成这一任务所需的人力、检测技术和仪器设备以及检测规范、标准等，便构成了质量保证体系。二、现场准备 现场准备包括施工人员的生活安排计划和场地准备两方面。其目的是确保施工有序地进行，并在保证质量和降低施工成本的前提下，做到文明生产。 1生活设施方面 修建生活和工程用房。生活用房主要是解决施工人员住宿问题。

13、房舍类型、各类人员宿占房面积、房舍标准（内部是否设置降温、取暖设备）等几个方面是应考虑的具体问题。修生活用房的同时，也应着手建造施工工地办公用房。17第三章土方路基施工机械化 生活方面还应安排施工人员的膳食。其中包括伙食标准、用餐制度及收费办法等。 2解决电力和水的供应问题 电力和水的需要量不要仅仅考虑生活所需，要与各个施工阶段的生产所需结合起来，通盘考虑解决。 3解决通讯、通邮、通勤车辆和生活服务用车 施工单位流动性大，施工单位应到施工所在地的邮政部门办理通邮关系，通过邮政系统获得畅通的邮件、资金、货物邮递。 通常施工单位应配备通勤车辆接送施工人员。，有时工地用午餐或夜班加班用餐也在工地，食

14、堂也需到市场采购蔬菜等原料，因此需 备生活服务用车（ 买菜、送饭 ）。 4场地准备 道路工程用地包括道路用地和施工用地。 道路用地是道路本身所占土地，道路建成后这部分土地已不能再作农田使用；18第三章土方路基施工机械化 施工用地是施工过程中由于工艺的需要临时占用的土地，道路建成后仍可恢复耕作。包括施工单位在施工期间的机械停放场地、保修场地以及修建临时施工道路所占用的土地。 道路用地由业主（代表国家部门）征用。施工单位可根据施工需要提出临时用地计划并绘制平面图及用地划界表，办理拆迁和临时占用土地手续。5修建临时施工道路 临时施工道路修建原则是： (1)以项目经理部为中心，做到内外交通方便，道路能

15、以最短的距离 到达主体工程施工场所并与社会已有的主干道路相连。 (2)充分利用原有道路；若原有道路不能满足施工机械车辆的通行要 求，应尽量在原有道路上改进，以节约土地、资金和时间。 (3)临时施工道路应尽量避开洼塘土地和河流，不建或少建临时桥梁。 19第三章土方路基施工机械化(4)临时施工道路按简易公路技术要求修建，其具体的标准是： 设计车速20kmh； 路基宽度：双车道66.5m，单车道4.45m，困难地段3 .5m： 路面宽度：双车道55.5m，单车道33.5m； 最大纵坡度：平原区6，丘陵区8，重山区11%. 桥面宽度：木桥44.5m； 桥涵载质量等级：木桥涵7.810.4t。三、路基基

16、底处理1路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植清理。2. 路堤范围内，原有的坑、洞、墓穴等，应当用原地土回填、并压实或夯实。3. 路基基底为耕地或松土时，应先清除有机土、种植土，平整后压实。20第三章土方路基施工机械化 4. 加宽旧路堤时，所用填土宜与旧路相同或选用透水性较好的土，清 除地基上的杂草，并沿旧路边坡挖成向内倾斜的台阶，台阶宽度应 不小于 l m。 5. 当路堤稳定性受到地下水位影响时，应在路堤底部填以水稳性优 良、不易风化的砂、砂砾、碎石等材料或采用无机结合料（生石 灰、水泥等固化材料）进行加固处理，使基底形成水稳性好，厚约 30cm 的稳定层或设置隔离层。 6 对

17、于淤泥基底（稻田、水坑等），应抽干水，挖除淤泥，露出新 土，或者采用垫石挤淤法，将淤泥挤出路外。 7 遇有路基经由泉眼处，采用砌池，造盖，挖暗沟作为长期水道，将 泉水排出路外。 8 泥沼地带基底处理工作。21第三章土方路基施工机械化四、填筑用土的土源准备 1 填筑用土优先考虑以挖作填，即从路堑处开挖的弃土用于邻近路堤 的填筑用土。少占了农田，这在经济上是合理的。 2 在路线两侧的取土坑取土，取土坑应设计有规定的位置，要根据地 形、土质和施工等，选用合适的方法取土。 3 当设计未规定取土坑位置或规定的取土坑的贮土量不能满足要求需 另寻土源时线外设置集中取土坑（场）取土，但其土质应符合填筑 路堤的

18、技术要求，同时考虑土方运相济合理性 。 4 填筑用土通常不用腐殖土、沼泽淤泥和含盐碱成分过高的盐渍土， 不得已情况下 用淤泥作填料时，应将淤泥晒干并粉碎，然后再分层 夯填。 22第三章土方路基施工机械化 2 一4 路基压实机理与路堤填筑作业规划一、路基压实的机理1 压实的本质和意义 压实是用人工（不是天然）方法，使土体在压力作用下，克服土粒间的内聚力和摩擦力，破坏原有结构，使固体颗粒重新排列， 大颗粒之间的间隙被小颗粒所填充，变成密实状态， 达到新的平衡。 压实的意义在于提高土壤的密实度（干容重），从而增强路基强度和水稳性。 土壤的密实度（干容重）是指单位体积土体内的干土粒的质量（g/cm 时

19、），不包括土中水分的质量。 水稳性是指路基抵御水的侵害的能力。 水对土壤路基的侵害形式有两种：浸泡和冻融。浸泡会使土壤变得松软，强度降低；冻融是指含在颗粒间的水当温度低于0 时结冰，相同质量的水结冰后，固态下体积大于液态的体积，即所谓“冰膨”。冰膨使土体中颗粒间的距离变大。当温度高于0 后，冰变成水，然后会从土体中蒸发掉，因此使土体变成疏松状态，从而降低了强度。 23第三章土方路基施工机械化2 土壤的压实特性 1）压实作用深度 压实土层的密实度随深度递减，通常表面50mm的密实度最高。“分 层填筑、分层压实” a ）压实重量不变时，压实作用深度与土质有关：粘土有效压实深度大 于砂土。 b）同样

20、土质条件下，有效压实深度与压实质量有关：大吨位的压路机 有效压实深度较大。 c ）同吨位的压路机，压实同类型的土壤，有效压实深度与压路机的作 用模式有关，振动状态的有效压实深度大于静力光面滚压。 2）压实土层的密实度与土体的含水量有关 含水量太大或太小都会对压实过程产生不良的影响。 最佳含水量W0： 能使土体在同样压实条件下达到最大密实度的含水量。 自然状态下的土多数接近最佳含水量，要及时碾压。24第三章土方路基施工机械化3）压实遍数的有限性 土壤的含水量一定，压实质量不变的前提下，土体的密实度与压实遍数n的函数关系= f (n) 是一个增函数，但其增长速率越来越小。当n接近10时，不再增加。 用某吨位的压路机对路基碾压，压实遍数接近10遍，压实密实度仍然达不到标准时，要立即换用具有更佳效果的压路机。4）压实作用强度的有限性 土壤在含水量和碾压遍数不变的情况下，压实土层的密实度随压实质量的增加而增加；但作用压强超过土体强度时，密实度不但不会增加，反而由于土体结构将会破坏，使土体变得松散。3、路基压实标