土方路基施工机械化

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6～8m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6～7m。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0.75～2m。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Ｈ与边坡宽度Ｂ之比值来表示，并取Ｈ＝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５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≤2m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δ与该种土室内标准试验下最大密实度δ0之比。即k=δ/δ0（小于1.0）。各种土的δ0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

2mm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；0.005-0.05mm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0.005mm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/m1×100%

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，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

Ks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。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：①设计车速≤20km／h；②路基宽度：双车道6～6.5m，单车道4.4～5m，困难地段3.5m：③路面宽度：双车道5～5.5m，单车道3～3.5m；④最大纵坡度：平原区6％，丘陵区8％，重山区11%.⑤桥面宽度：木桥4～4.5m；⑥桥涵载质量等级：木桥涵7.8～10.4t。三、路基基底处理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lm。

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第三巡寿章翠土方咳路基剖施工拖机械泽化四、鸡填筑宇用土途的土迟源准遍备1．填盗筑用独土优点先考础虑以意挖作猴填，览即从绍路堑尸处开乌挖的弦弃土格用于骂邻近涌路堤的填欧筑用晃土。个少占载了农宿田，帜这在森经济德上是小合理巾的。2．在路胜线两侧冬的取土射坑取土粪，取土馅坑应设着计有规盯定的位振置，要勿根据地形、土备质和施眼工等，勉选用合块适的方残法取土币。3．当设酬计未规煮定取土饲坑位置添或规定恐的取土炕坑的贮羊土量不救能满足胞要求需另寻土明源时线牵外设置戒集中取吩土坑（暮场）取侵土，但顶其土质爪应符合搂填筑路堤忽的技哄术要配求，秆同时图考虑撑土方么运相患济合讯理性迈。4．填筑袖用土通写常不用结腐殖土演、沼泽毕淤泥和雀含盐碱梳成分过提高的盐谋渍土，不得已馋情况下药用淤甚泥作填室料时，汪应将淤悔泥晒干匪并粉碎娘，然后悬再分层夯填笨。22第三瓶章画土方支路基那施工咸机械胸化§振2一4路基压蚁实机理围与路堤洗填筑作球业规划一、镰路基贼压实奖的机六理1．压实备的本质嫌和意义耀压实是岸用人工服（不是甜天然）粮方法，共使土体酷在压力况作用下骗，克服芒土粒间的每内聚槐力和誓摩擦显力，购破坏样原有亭结构凳，使沉固体骄颗粒摊重新富排列页，椒大颗字粒之间的缓间隙傻被小费颗粒滴所填通充，议变成习密实鱼状态树，粒达到以新的饿平衡档。压实的续意义在权于提高怠土壤的输密实度未（干容泽重），越从而增源强路基迟强度和水恰稳性孔。土壤的您密实度天（干容蝇重）是腹指单位东体积土拳体内的息干土粒松的质量（g/c征m³时），功不包括俱土中水校分的质恶量。水稳她性是化指路奔基抵凤御水品的侵把害的补能力突。水对砍土壤忙路基库的侵抬害形柳式有色两种冰：浸朱泡和退冻融竟。浸寄泡会衫使土戴壤变摔得松软，强喷度降低慎；冻融纪是指含吉在颗粒控间的水仗当温度裙低于0℃时结冰扎，相同质量宗的水宋结冰阳后，失固态殖下体萝积大沉于液吸态的冬体积洪，即积所谓“冰膨”。冰镜膨使泉土体中锡颗粒奥间的素距离遥变大剪。当附温度沾高于0℃后，易冰变觉成水悔，然叛后会华从土杀体中蒸发肆掉，因抛此使土拉体变成渡疏松状突态，从绑而降低葬了强度邀。23第三章尿土方再路基施翻工机械导化2．土降壤的致压实范特性1）压研实作尚用深柜度压实况土层贩的密沿实度换随深搭度递浸减，称通常誉表面50妥mm的密实违度最高忧。“分麦层填惭筑、抱分层夕压实”a）压实垦重量不床变时，波压实作志用深度钟与土质估有关：芳粘土有连效压实限深度大于砂饭土。b）同样改土质条期件下，利有效压叼实深度口与压实蔽质量有贩关：大捕吨位的证压路机有效蚊压实肯深度搏较大水。c）同吨士位的压锈路机，碗压实同导类型的庭土壤，肤有效压丈实深度礼与压路俩机的作用模希式有绞关，令振动那状态耽的有争效压咬实深今度大野于静递力光窜面滚咽压。2）压实灯土层的逮密实度拢与土体安的含水躺量有关含水钩量太啊大或膀太小烘都会甚对压往实过腰程产卫生不储良的坝影响垒。最佳熔含水后量W0：能使恐土体卵在同熊样压稠实条缸件下述达到燃最大弟密实椒度的层含水富量。自然饲状态摧下的峰土多员数接勤近最象佳含肝水量伙，要隙及时售碾压拢。24第三门章垫土方唱路基紫施工厚机械躬化3）压缩慧实遍夺数的呀有限墓性土壤针的含巷水量扁一定陆，压喇实质斤量不吃变的矿前提脑下，踩土体泻的密引实度δ与压局实遍窝数n的函魄数关积系δ=厨f(沫n)是一个滑增函数鸣，但其恳增长速豆率越来忘越小。音当n接近10时，δ不再怪增加覆。用某贼吨位它的压萄路机存对路吃基碾茫压，扫压实模遍数骗接近10遍，压漠实密实唉度仍然吩达不到动标准时荒，要立侮即换用毯具有更鸡佳效果秀的压路患机。4）压实悼作用强瓶度的有卡限性土壤在菠含水量赠和碾压蜓遍数不堡变的情辟况下，乱压实土巡寿层的密脂实度随某压实质迟量的增语加而增呆加；但唉作用压绣强超过锄土体强泳度时，备密实度笛不但不狸会增加干，反而些由于土龄体结构蜡将会破握坏，使鄙土体变族得松散醋。3、路基米压实标华准液路基挤压实标慈准用压艇实度K（也叫烫压实系尘数）表畅述。压痛实度K的定义式为K=酸δ/誉δo，其意哥义为路徐基已经馋达到的岁密实度亿占与该威种土在凯实验室条预件下所莲能达到犁的最大扮密实度δo之比纱。25第三章日土方陆路基施冰工机械馋化二、即路堤黑作业剑区段兄规划路堤偶填筑到时，辨通常惯在公遇路延碗伸方碑向规吴划出码相等耕的若径干段浅，称创为作警业区哪段。臣在相粱邻的掏各段晨中进董行着扰不同誉的作育业。A段：检好验区段然，施工蜜人员利躲用检验免仪器设缺备，检宋测路堤诉的质量乔标准。按检迟测的刑内容晋：路记堤几泊何尺傅寸和促压实蚕程度鞋。B段：碾躁压区段乏，压实