路基工程基本理论施工管理与质量标准图文并茂

路基工程许琼鹤南京市市政工程质量安全监督站城镇道路工程的基本理论、施工管理与质量标准1总体框架01道路工程基本理论02路基沉降和地基处理03路基承载力和边坡稳定性04路基施工和质量控制要点05路基施工常见质量问题防治01道路工程的基本理论路基路面工程基本概念假设你是一名道路工程师，将如何考虑设计一条道路？在设计阶段，必须回答以下几个问题：1汽车的荷载如何确定？2路基路面的承载能力如何确定？3汽车荷载在道路中如何传递，产生何效应？1汽车荷载：车辆的吨位数、轴数、轴重和交通量等。2承载能力：材料的容许应力、容许变形和疲劳强度等。3荷载效应：力的扩散、弹性力学、层状弹性体系、塑性力学、粘弹性力学、断裂力学等。无论路基路面工程理论多复杂，一般都不会超出上述研究范围。设计师最简单的解决思路步骤一：假设道路上行驶的最大汽车荷载30T，一根车轴10T，轮胎接地面积经测量为0.072m2，接地压力为0.7MPa。步骤二：按照一定的扩散角（例如450），将车轮荷载扩散到路面结构和路基各层，从而得到各路面和路基层顶的压应力σm。步骤三：在道路各层取芯，芯样进行无侧限抗压强度试验（土进行三轴试验），得到各结构层材料的抗压强度σR。路面路基会压坏吗？会压坏吗？将各层的承受的车轮荷载应力，与材料抗压强度比较，若σm≤σR，则计算通过，否则应加大结构层厚度或提高材料强度，直到满足设计为止。路基路面理论的发展史20世纪初，美国麻省道路委员会发表了第一个路面计算公式。假定汽车是集中荷载，并以450扩散角通过h厚碎石基层，作用在边长为2h的正方形路基范围内：1933年，Downs认为荷载作用范围是圆形而非正方形，扩散角也并非450，而是某个与材料有关的角度θ：1934年，Gary认为汽车并非集中力，而是半径为a的圆形均布荷载：邓学钧《路面设计原理与方法》P107存在的缺陷：1力的扩散理论过于简单，对深层土体受力分析尚可，浅层路基路面精度太差。2公式仅考虑了压应力和抗压强度均衡，未考虑材料抗拉、抗剪等其他受力情形。3在20世纪初汽车尚不普及条件下，该公式有其合理性，但现代大、重交通下，不考虑材料疲劳特性有较大局限性。问题一路基路面力学行为汽车荷载在路基路面中如何传递，会产生哪些效应，会导致哪些破坏模式？问题二交通荷载汽车荷载的分类，车轮荷载与路面接触形式和作用力，交通量如何体现累计、重复作用？问题三路用材料的疲劳现代大交通量、重载交通下，路用材料应具有哪些性能，如何考虑材料的抗疲劳？路基路面理论的发展史以上简化计算，基本反映了路基路面设计理论全过程。但缺点是模型比较粗糙、计算分析过于简单，而且忽略了很多因素，难以适应现代交通、材料、施工等方面的要求。因此，路基路面理论真正得以发展，仍有待于对以下三个问题进行必要的修正和完善。汽车交通荷载反复作用基层路基沥青面层基层底拉应力σ2面层底拉应力σ1路基压应变μ疲劳裂缝疲劳裂缝路基路面力学行为特征汽车荷载作用下，路基路面存在两种破坏模式：一种反复作用下路基压应变过大，塑性变形不断累积；另一种基层或面层底拉应力过大，层底开裂。（这两种模式之间存在一体两面的联系，路基压应变增大，带动基层、面层底拉应力增大。所以设计单位对弯沉控制后，层底拉应力一般都也就不会超标了，很多时候没再去验算。）实际应力分布1885年布辛尼斯克(Boussinesq)弹性半空间体垂直集中力作用下的应力和位移解析解弹性力学理论考虑车轮荷载在匀质地基内的传递集中力正下方垂直压力抛物线（深度平方关系）衰减集中力附近垂直压力随深度先增大后衰减不同深度垂直压力1逐渐扩散衰减2趋于平均（范围增大）弹性力学理论地面荷载在土体内的传递规律竖直集中力－布辛内斯克解PP作用线上在某一水平面上在r﹥0的竖直线上z等值线-应力泡0.1P0.05P0.02P0.01P应力泡（竖向压应力等值线）σz与α无关，呈轴对称分布弹性力学理论地面荷载在土体内的传递规律p（较小力）P（较大力）0.1P0.05P0.02P0.01P0.1P0.05P0.02P0.01P软弱土层（假设承载力0.01P）不同大小地面荷载将产生不同“应力泡”，土是分层结构，大荷载“应力泡”可能深入下卧软弱层，引起较大的地面沉降。故沿江、沿海等下卧深厚软土地区，应控制填土高度（即减小荷载）来减少地基处理的费用。硬壳层上述弹性力学分析方法仅适用于路基部分，因为路基工程是各向同性的（各个方面性质都是一样的）半无限空间体。但对路面结构层来说，12%灰土底基层、水泥稳定碎石基层、沥青面层，每一层性质都不一样（回弹模量、抗拉强度、抗压强度等），而且每一层之间也可能不连续，因此必须采用更为复杂的层状弹性体系，并考虑适当的假设条件。层状弹性体系E0弹性半无限空间体系沥青路面属于分层结构，不满足弹性半空间理论中各向同性匀质体假设，所以采用层状体系理论更符合实际情况。目前，中国、美国设计规范，壳牌法等设计方法都是采用该理论。层状体系理论仍然属于弹性力学范畴，只是增加两个假设竖直方向各向异性和层间接触面连续、无滑移。沥青面层层状体系理论层状体系理论解一般采用简化图解法(诺谟图)。缺点是层数多时，无法绘制诺谟图，故一般通过模量换算，把多层体系简化成最多三层体系（分别代表面层、基层、路基），再采用图解法。换算原则按照转换成三层体系后，计算点处弯沉或拉应力相等的原则，进行换算。路表弯沉：第1层作为三层体系上层，最下层半空间体作为下层，第2至第n-1层换算成模量为第2层模量的等效厚度。层底拉应力：以计算层底位置为界，其上各层采用该计算层模量代换，其下采用计算层下面一层模量代换，换算为三层体系；计算层是底基层时，底基层其上各层全部采用底基层上那一层的模量代换，底基层保持原模量，换算成三层体系。（原则是计算层的模量不变，其他层按与计算层最接近那层的模量换算。）三层体系表面弯沉系数诺谟图三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）（一）路表计算弯沉计算：其中αL通过图解法求得：αL代入路表计算弯沉：（承载能力问题）主图梅花图扇形图三层体系表面弯沉系数诺谟图三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图（上层中层层间连续）（二）层底计算拉应力：主图梅花图扇形图图解法原理同计算弯沉，从略！线性和非线性数值分析方法计算弯沉和应力随着近代计算机运算能力的提高和数值分析技术的发展，目前一些科研院校也采用数值分析的方法来计算路基路面的力学行为。一种是线弹性有限单元法：路基路面本质上是非线性、弹塑性材料，表现为不同荷载水平下的不同刚度、材料塑性等特征。但为了保证长期使用，路基路面受力一般不会大，一般情况下非线性特征并不显著，而且线弹性模型计算简单且容易收敛，故此方法运用较广泛。设计规范中如采用回弹模量、回弹模量试验荷载水平接近实际状态等措施修正，来保证模型精度。另一种是非线性有限元法：主要考虑材料非线性，通过建立土基弹塑性、基层弹塑性、沥青面层粘弹性（高温）等本构模型进行数值模拟。以及用断裂力学考虑带裂缝工作、用接触理论考虑层间粘结失效等高度非线性问题。总之，数值分析方法能够解决复杂情况下的受力问题，能够进行实际状态下路基路面的仿真计算，潜力巨大，是将来研究的重要方向。交通荷载和材料疲劳一交通量和轴载<300万300~1200万1200~2500万>2500万根据国家强制性标准《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB1589-2004）与交通部《超限车辆行驶公路管理规定》，我国道路上行驶的各类载重车辆的轴载最大限值，双轮组单轴允许最大轴重100KN；双轮组双联轴允许最大轴重180KN。交通荷载和材料疲劳渣土车超载问题一般渣土车核载质量12t（6-8方土），整备质量12t，总质量24t，车辆后双联轴应在18t以内。由于超载，渣土车实载一般20t（11方土），甚至多达40t（22方土），后双联轴超载达200%以上。车辆超载不仅带来很大安全隐患，也给城市道路带来很大损害，尤其低等级道路由于超载渣土车频繁行驶，很快就发生荷载型结构性损坏。交通荷载和材料疲劳二轴载的转换作用在路面上的车辆轴载等级不同，一般将各种不同轴载按照等效原理（等破坏、等厚度）转换成标准轴载（我国为10吨，即BZZ-100）。问题：某专门供运输特种设备的100吨大型平板运输车行驶的厂区道路，路基路面结构层该如何加固？答案：不需要加固！100吨平板车，单根轴载仍为10吨，相当于10辆10吨标准轴载汽车驶过，换算成标准轴载当量次数为10次；但若100吨为超载，即全部由1根车轴来承担，则换算成标注轴载当量次数分别为104.35=22387次、108=1亿次（分别对沥青和半刚性基层）

结论：超载对道路路面危害巨大！Pi(KN)(Pi/P)4.35(Pi/P)8101/223871/100000000201/10981/390625501/201/256801/31/6901/21/21001/11/11101.5/12.1/11303.1/18.1/11505.8/126/120020/1256/1300119/16561/15001098/1390625/1半刚性材料抗疲劳能力差，超载危害性更大交通荷载和材料疲劳南京三进出三城主三通道三日交三通量数据三来源三：《南京三交通三发展三年度三报告三（20三14）》城市三道路三交通三的特三点是三次数三多，三但轴三载等三级小三，以三小客三车为三主，三故换三算成三标准三轴载三次数三远小三于公三路重三交通三等级三，其三对路三面性三能的三要求三低于三公路三。但对三不限三制货三车的三快速三路、三公交三专用三道、三公交三港湾三停靠三站等三较大三荷载三部位三，标三准不三宜低三于公三路。南京三快速三内环三高峰三小时三交通三量交通三荷载三和材三料疲三劳几条三推论三：1汽车三轴载三等级三对沥三青面三层和三半刚三性基三层底三拉应三力控三制的三设计三影响三很大三，一三般呈三指数三关系三。轴三载增三加为2倍，三相当三于交三通量三分别三增加三到20倍和25三6倍；汽三车超三载对三道路三危害三极大三，根三据测三算，三一辆超载2.三5倍渣三土车，分三别相三当于54辆和15三26辆标准三渣土三车对三沥青三层底三、半三刚性三基层三底造三成的三损伤三。2城市三道路基本三以小三客车三交通三为主三，部三分中三心城三区限三行大三货车三，所三以其三对沥三青层三底和三半刚三性基三层底三造成三的损三伤微三乎其三微（轴三载低三于30三KN几乎三可忽三略不三计）。其破坏三模式三以路三表沥三青、三车辙三和水三损坏三为主，一三般情三况下三，极三少数三超载三路面三才会三出现三此类三结构三性破三坏。3城市三道路三质量三控制三应体三现与三公路三交通三差别三化，三不宜三过分三追求三重交三通下三高强三度面三层和三基层三，而三应突三出如车辙、沥青三面层三（稳三定性三、透三水性三、适三应高三低温三性能三等）、基层三收缩三开裂、水损三坏等非荷三载型三结构三性损坏三为主三。交通三荷载三和材三料疲三劳三三材三料的三疲劳三强度材料三极限三强度σS测定三：交通三量的三函数三，说三明该三系数三考虑三了与三作用三次数三有关三的材三料疲三劳的三因素现代三路基三路面三设计三理论二三沥三青路三面结三构设三计《公路三沥青三路面三设计三规范》三JT三G三D5三0-三20三06步骤三：1根据三使用三年限三预测三总交三通量三（轴三载次三数）三，确三定路三面设三计弯三沉值三：A分别三为考三虑道三路等三级、三面层三、基三层因三素的三系数2根据三材料三的抗三疲劳三特征三，确三定路三面结三构容三许抗三拉强三度值三：材料三极限三强度三，三沥三青或三半刚三性基三层疲三劳折三减系三数3根据三双圆三均布三荷载三下弹三性层三状连三续体三系，三计算三路表三弯沉三和各三结构三层底三拉应三力三。4比较三汽车三荷载三的效三应和三材料三抗力三，只三要效应小于抗力即符三合设三计要三求：按照三预测三的交三通量三来计三算设三计弯三沉、三层底三抗拉三强度三需要三多大三？标准三车轴三产生三多大三弯沉三和层三底拉三应力三效应三，再三疲劳三折减考虑三材料三疲劳三的抗拉三承载三力有三多少三？比较三设计三弯沉三、拉三应力三与结三构承三载能三力是三否均三衡？沥青三路面三设计三流程两项三指标三是用三于施三工质三量控三制的三关键三目标（效三应不三考虑三交通三量和三疲劳三问题三；抗三力要三考虑三）现代三路基三路面三设计三理论计算三示例三：时伟《土基三回弹三模量三对沥三青路三面的三影响三及加三固层三设计三研究》材料三极限三强度考虑三疲劳三折减三后材三料强三度计算三应力三过大计算三应力三满足按照三预测三的交三通量三来计三算设计三弯沉三需要三达到三多少三？标准三车轴三产生三多大三弯沉三和层三底拉三应力三效应三？考虑三材料三疲劳三的抗拉三承载三力有三多少三？比较三设计三弯沉三、拉三应力三与结三构承三载能三力是三否均三衡？路基三土的三力学三、变三形特三性1路基三土的三变形三具有三弹塑三性、三非线三性特三征。2路基三土的三模量三问题1）初三始切三线模三量——应力三值为三零时三的应三力-应变三曲线三的正三切，三如图三①所三示，三代表三加荷三开始三时土三的应三力-应变三关系三。2）切三线模三量——某一三应力三级位三处应三力-应变三曲线三的斜三率，三如图三②所三示，三反映三土在三该级三位应三力-应变三变化三的精三确关三系。3）割三线模三量——以某三一应三力值三对应三的曲三线上三的点三同起三始点三相连三的割三线的三斜率三，如三图③三所示三，反三映在三该应三力级三范围三内的三应力-应变三关系三的平三均情三况。4）回三弹模三量——应力三卸除三阶段三应力-应变三曲线三的割三线模三量，三如图三④所三示，三反映三土在三回弹三变形三范围三内的三应力-应变三关系三的平三均情三况。（最三接近三路基三实际三弹性三工作三状态三）路基三质量三关键三控制三指标一三路三基质三量控三制我国《公路三路基三设计三规范》J三TG三D三30三-2三00三4和《公路三沥青三路面三设计三规范》三JT三G三D5三0-三20三06，用三来控三制路三基强三度的三两个三指标三：回弹三模量E0和加州三承载三比CB三R。以上三公式三可见《公路三沥青三路面三设计三规范》式《城市三道路三路基三设计三规范》C三JJ三1三94三-2三01三3第条三规定三路床三顶回三弹模三量：三快速三路和三主干三路不三应小三于30三MP三a；次三干路三和支三路不三应小三于20三MP三a。（90老规三范更三小）从理三论上三说，E0可以三用承三载板三试验三取得三，但三由于三设备三和操三作（三分级三加载三、回三归分三析等三）复三杂，三所以三工程三中一三般用三贝克三曼梁三来弯三沉值三，并三换算三得到三路基三回弹三模量三。如三某城三市道三路路三床顶三设计三弯沉三值26三0（X0三.0三1m三m），三通过三公式三：三可三以换算三得对三应回三弹模三量为30三MP三a。公路三和城三市道三路规三范都三对填三料CB三R强度三提出三了要三求，三但实三行不三太理三想，三一是三因为三试验三比较三复杂三，二三是因三为大三量研三究表三明E0和CB三R具有三一定三对应三关系三，通三过控三制E0一般三就能三控制三住CB三R。路基三土的三力学三、变三形特三性回弹三模量三和加三州承三载比CB三R的区三别与三关系路基三土E0与CB三R试验三从力三学原三理上三讲完三全不三同的三。E0试验三主要三是根三据压三力P与相三应的三回弹三变形三计算三得到三的,在变三形中三不含三塑性三变形三的成三分；CB三R则反三映了三路基三土主三要抵三抗塑三性变三形的三能力,在贯三入深三度中三有时三也会三含有三极少三量的三回弹三变形,但与三总变三形2.三5m三m或5三mm相比三完全三可以三忽略三不计三。E0是路三基土三宏观三性质三，CB三R是材三料微三观特三性。两个三参数三从不三同角三度反三映了三路基三的强三度。土基三回弹三模量三能较三好反三映土三的部三分弹三性性三质，三在以三弹性三半空三间地三基模三型表三征土三基的三受力三特性三时，三可以三用回三弹模三量表三示路三基图三瞬时三荷载三作用三下具三有的三可恢三复弹三性变三形性三质。CB三R值的三含义三是将三荷载三板贯三入路三基深三度（2.三5m三m或5m三m）是三所需三的单三位压三力，三与贯三入标三准碎三石相三同深三度所三需单三位压三力（7M三Pa或10三.6三MP三a）之三比值三，是三个无三量纲三量。路基三土的三力学三、变三形特三性土基三回弹三模量三测定三程序三繁琐三复杂三，尤三其是三新土三基现三场；三而CB三R试验三操作三简便三，人三为误三差小三，控三制远三比回三弹模三量方三便，三而且三受温三度、三气候三等条三件影三响小三，稳三定性三高，三国外三路基三施工三质量三控制三运用三广泛三，但三在我三国主三要控三制指三标是三弯沉三和压三实度三，CB三R则没三有得三到很三广泛三的实三际应三用。三国内三外对三于回三弹模三量E0和CB三R之间三关系三，做三过很三多研三究：总的三来说三，E0和CB三R之间三在特三定的三条件三下存三在特三定的三函数三关系三，但三由于三我国三幅员三辽阔三，地三质变三化大三，并三没有三统一三的公三式，三具体三还应三分别三进行三相应三的试三验为三好。赵明三华《路基三土回三弹模三量E_三0和野三外承三载比CB三R研究》路基三质量三关键三控制三指标知识三点：回弹三模量E0一定三程度三表征三了路三基的三强度三，但三并非三地基三承载三力，三要注三意区三别。三一般三路基三承载三力都三比较三大，三如振三动碾三压后三黄土三承载三力能三达到三（庞旭三卿《路基三黄土三强度三特性三与地三基承三载力三研究》表5.三5）。三计算三表明三，路三表0.三7M三Pa汽车三胎压三，经三路面三结构三扩散三，传三到路三基顶三的压三力0.三02三MP三a都不三到（鲍远三骥《土基三回弹三模量三分析三与研三究》P三45土基E0=3三0M三Pa和应三变0.三39三22三X1三0-3推算三仅为0.三01三2M三Pa），三远小三于路三基承三载力三，加三上路三基刚三度不三大，三也不三会产三生疲三劳破三坏。三因此三，我三国规三范仅三对路三基回三弹模三量做三了最三低限三制，三并不三需要三校核三地基三承载三力，三思路三是通三过控三制路三基变三形来改善三路面三结构三受力和减少三路基三塑性三变形。结论三：土基三承载三力（强三度）一般三不是三路基三的主三要问三题，三回弹三模量（刚三度）才是三关键三性指三标，三路基三施工三中的三所有三活动三都是三围绕三如何提高三回弹三模量和保持三回弹三模量三稳定三性两个三方面三展开三的。大量三研究三表明三：1影响三路基三回弹三模量三的因三素非三常很三多，三如土三质、三含水三量、三压实三度、三温度三、季三节交三替等三，控三制好三这些三因素三才能三提高三回弹三模量三（即三弯沉三）和三稳定三性。2路基三的回三弹模三量对三其上三方的三沥青三路面三结构三的力三学行三为影三响很三大，三坚实三稳定三的土三路基三保证三了路三面结三构良三好的三运行三环境三。回弹三模量三的影三响因三素影响三路基三回弹三模量三因素三很多三，但三最主三要的三三大三因素三是土质三土性、含水三率和压实三度。1不同三土质三土性三，回三弹模三量公三式：回弹三模量三与土三中砂三粒含三量M、含三水率Wx、塑三性指三数Ipy等土三性参三数有三关。举例三：砂性三土塑三性指三数Ipy为0，故三回弹三模量三与含三水率三无关三，仅三仅与三砂粒三含量M和压三实度KL（轻三型击三实标三准）有关三。由三于纯三砂砂三粒含三量最三高，三压实三条件三下的三回弹三模量三也最三大，三故规三范中三规定三砂性三土是三理想三的路三基填三料）三。（林三绣贤《柔性三路面三结构三设计三方法》）回弹三模量三的影三响因三素2含水三量3压实三度覃绮三平《土基三回弹三模量三影响三因素三及其三相关三关系三研究》一般三地，三含水三量越三高土三体积三膨胀三越大三，导三致压三实度三有所三下降三，从三而引三起回三弹模三量下三降。含水三量对三回弹三模量三的影三响，三比压三实度三对回三弹模三量的三影响三更大三、更三加敏三感，三而这三点是三平时三较为三忽略三的。一般三来说三，土三具有三遇水三膨胀三、失三水收三缩的三现象三，细三粒土三尤其三明显三。由于三路基三施工三阶段三土含三水量三与运三营阶三段存三在差三异，三使得三路基三在使三用年三限内三体积三不断三变化三，进三而引三起回三弹模三量变三化，三对路三面影三响很三大。三因此三，应三尽量三减小三施工三和运三营阶三段路三基土三含水三量差三异。1控制三运营三阶段三含水三量（三截水三、排三水、三隔水三层、三渗沟三等）三；2控制三施工三阶段三含水三量。含水三率与三干密三度不同三压实三功、三含水三量下三的干三密度时伟《土基三回弹三模量三对沥三青路三面的三影响三及加三固层三设计三研究》P三191）三路基三碾压三时的三含水三量，三对运三营后三回弹三模量三、体三积稳三定性三影响三很大三。干燥三地区三或路三基防三水有三保证的可三在低于三最佳三含水三量范围三取值三；潮湿三地区三、浸三水路三基或三路基三防水三难以三保证的，三应在高于三最佳三含水三量范围三内取三值。2）随三着压三实功三升高三，击三实曲三线向三左上三方移三动，三相应三压实三度提三高、三最佳三含水三率降三低。三故对含水三量低三于最三佳含三水量三的土，可三以通三过增三加碾三压遍三数来三提高三压实三度；含水三量过三高的三土，曲三线右三侧逐三渐趋三于重三合，三增加三压实三功对三提高三压实三度作三用不三大，三过高三压实三功下三，土三体将三进入三“弹三簧”三状态（多三用翻三挖晾三晒、三掺入三大颗三粒土三或碎三石改三善）。路基三含水三量与三压实三度（三回弹三模量三）关三系左图三反应三了压实三含水三量与膨三胀量三关系三：土样三压实三含水三量越三高，三浸水三后体三积膨三胀量三越小三，即三体积三稳定三性越三好。13三%20三%问题三：不三同路三基回三弹模三量会三对路三面力三学行三为产三生何三种影三响？典型三路面三结构三算例—路基三回弹三模量三对路三面力三学行三为的三影响秦健《路基三工作三区深三度及三其影三响因三素研三究》二三沥三青路三面设三计秦健《路基三工作三区深三度及三其影三响因三素研三究》几点三结论三：1相比三较土三路基三，路三面结三构层三对汽三车荷三载具三有明三显的三扩散三作用三，道三路等三级越三高、三路面三结构三层越三厚，三扩散三越明三显（三应力三越小三、工三作区三深度三越浅三）。2经路三面结三构扩三散后三，土三路基三顶附三加应三力仅三为17三KP三a，严三重超三载（三轴重30三0K三N）时三也仅三为20三KP三a，远三低于三地基三承载三力，三验证三了前三述地三基承三载力三不是三路基三的主三要控三制指三标的三说法三。3路基三回弹三模量三越高三，工三作区三深度三越深三，原三因是三荷载三在刚三性体三内传三递更三远，三柔性三体内三则衰三减迅三速。三（因三为应三力是三根据三结构三各部三分刚三度来三分配三的，三路基三刚度三越小三，路三面吸三收应三力越三大，三结果三是路三面超三负荷三路基三却负三荷不三足，三可靠三度不三均衡)。主干三道三路三面78三cm次干三道三路三面64三cm支三路三路三面50三cm路基三质量三对路三面影三响我国三的公三路沥三青规三范，三对沥三青面三层、三半刚三性基三层设三计指三标有三两个三方面三，容许三弯沉三（ls≤ld）和层底三拉应三力（σm≤σR）。理三论和三实测三都显三示，三路基三的回三弹模三量对三这两三项指三标影三响很三大，三道路三合格三的关三键是三具有三足够三的路三基回三弹模三量。武红三娟《土基三回弹三模量三变化三对路三面设三计的三影响三分析》左图路面三弯沉l和路三基弯三沉l0差值三即为三路面三结构三层的三弯沉三，路三基弯三沉占三路面三弯沉80三%以上三。路三面弯三沉不三合格三最大三可能三路基三弯沉三不合三格，三仅对三路面三修补三往往三无济三于事三。时伟《土基三回弹三模量三对沥三青路三面的三影响三及加三固层三设计三研究》右图特定三路面三结构三层，三提高三土基三回弹三模量三对路三面抗三疲劳三作用三次数三提高三显著三，反三推即三提高三土基三回弹三模量三可适三当减三少路三面结三构层三投入三。20三13城市三道路三设计三规范三即是三此思三路）小三结1路基三路面三计算三理论三就是三回答2个问三题：汽车三等荷三载在三路基三路面三中产三生何三种效三应？三对应三这些三作用三的承三载能三力如三何？无论三理论三如何三发展三，都三仅是三对效应和承载三力两个三指标三细化三完善三，更三接近三实际三而已三。（如三引入三弹性三力学三、弹三性层三状理三论分三析路三面应三力、三变形三效应三；引三入疲三劳考三虑材三料承三载力三折减三等。三）2考虑三材料三疲劳三后，三汽车三轴载三等级三与效三应呈三指数三关系三，轴三载超三载对三路面三影响三非常三大；三城市三道路三小汽三车居三多，三荷载三作用三非常三有限三，路三面破三坏大三都是三路表三沥青三、车三辙和三水损三坏为三主，三少见三结构三性破三坏，三设计三施工三应予三充分三考虑三。3路基三质量三关键三控制三指标三是回弹三模量，由三于回三弹模三量需三要多三次反三复加三载，三所以三一般三采用三弯沉三来代三替。三路基三回弹三模量三对路三面的三影响三在于三：一三是路三基本三身变三形过三大，三长期三以来三会累三积形三成过三大塑三性变三形；三二是三路基三变形三过大三会导三致其三上的三面层三和基三层弯三沉过三大，三以及三层底三拉应三力过三大。02路基沉降和地基处理两个三重要三概念三的辨三析：压密三沉陷(换填)路基三沉降（填三方）1路面三竖向三变形三主要三由回三填体三在自三重和三荷载三作用三下的三压密三变形三产生三。2原状三土由三于置三换作三用并三无附三加荷三载，三因此三不会三产生三沉降三，而三荷载三作用三对原三状土三影响三又几三乎忽三略不三计。3从质三量控三制的三角度三，只三要控三制好三回填三体密三实度三，压三密沉三陷是三可控三的。原状三土原状三土1路面三竖向三变形三主要三由回三填体三压密三作用+原状三土地三基沉三降两三部分三变形三叠加三产生三。2路堤三是附三加荷三载，三会使三得原三状土三地基三产生三沉降三，荷三载作三用对三原状三土影三响几三乎忽三略不三计。3从质三量控三制的三角度三，压三密沉三陷是三可控三的，三但对三于原三状土三地基三沉降三，无三论如三何处三理都三会产三生沉三降。变形三部分变形三部分1变形三部分2压密三沉陷与路基三沉降公路三路基三设计三规范三条城市三管道三沟槽三回填三属于三压密三沉陷三，质三量是三可控三的，三主要三通过三分区三压实三来实三现，三按规三范要三求压三实，三路面三只会三在汽三车作三用下三产生三很小三沉陷三。公路三高路三堤自三身压三密沉三陷是三可控三的，三但下三部原三状土三地基三沉降三难以三控制三，故三应在三计算三沉降三后决三定是三否需三要地三基加三固。压密三沉陷三的主三要影三响因三素是上部三荷载，地三基沉三降的三主要三影响三因素三是高三填方三产生三的附加三荷载。管道三施工三与质三量验三收规三范城市三软土三地质三条件三下地三区场三地竖三向规三划问三题在城三市软三土地三区（三如南三京的三河西三地区三、浦三口新三城，三苏南三平原三地区三，上三海地三区，三以及三苏北三连云三港等三地，三一般三地表三有一三层1-三2m厚的三硬壳三层，三其下三方是三深厚三的淤三泥质三亚黏三土层三，物三理力三学很三差、三压缩三性很三强。三城市三竖向三规划三时，三若按三公路三最小三填土三高度三的标三准修三筑高三路堤三，地三基处三理的三费用三十分三巨大三（不三仅道三路本三身，三还包三括周三边地三块填三土时三高填三方所三需地三基处三理费三用）三。因此三，为三了节三约造三价，三这些三地区三的规三划城三市道三路时三都采三用低三路堤三方案三，代三价是三地下三水位三高，三路基三运行三环境三比较三差，三由此三会增三加一三部分三处置三费用三。如三浦口三新城三道路三建设三时，三原地三面铺三设一三层70三cm碎石三土（三碎石三：土=7三0:三30），三改善三基底三条件三；连三云港三新浦三道路三下有三一层三不小三于10三m的海三淤泥三层，三非常三难以三处理三，所三以市三区道三路填三土高三度比三较小三，一三般是三施工三一层1m左右三山皮三土，三大力三碾压三嵌入三地面三硬壳三层加三固后三，再三铺筑三路基三。原三则都三是尽三量不三要给三下方三软弱三土层三增加三过多三的附三加应三力，三控制三地面三沉降三。路三面路三基O深度Z（米三）O深度Z（米三）自重三应力车轮三荷载路基三路面三主要三受力自重三应力σB车轮三荷载σZ此深三度车三轮荷三载仅三为自三重应三力10三%三(其下三近似三忽略)此深三度称三为路三基工三作区三深度Za路基三的压三密作三用—路基三作用三区深三度自重三应力车轮三荷载采用三车轮三荷载三集中三力简三化模三式下注意三点：如左三表所三示，三汽车三作用三深度三是完全三均质三路基下的三作用三深度(类似三汽车三直接三行驶三在路三基上)。实三际上三，由三于路三面结三构层三刚度三大(硬壳三层)，扩三散作三用强三，实三际作三用深三度远三小于三此值三。邓学三钧《路面三设计三原理三与方三法》三P4三1胸口三碎大三石硬壳三层的三扩散三作用泥地三铺钢三板路基三均质三条件三下，三汽车三作用三深度三（即三产生三压密三作用三的范三围）三为1-三3m，但三实际三上由三于基三层、三面层三刚度三比较三大（三类似三于硬三壳层三作用三），三对车三轮作三用扩三散后三，实三际深三度会三大大三低于三此数三值，三一般三在左三右。考虑三路面三作为三硬壳三层的三路基三作用三区深三度计三算方三法路面三结构三等效三厚度三法：根据三对路三基表三面压三力等三效的三原理三，把三刚度三大的三路面三结构三层，三换算三成与三土路三基刚三度相三同的三一定三厚度三的等三效路三基（三以刚三度换三厚度三）。肖鹏《道路三路基三工作三区与三路基三路面三结构三分析》计算三表明三，采三用路三面结三构等三效厚三度法三换算三后，三常规三厚度三路面三结构三层可三等效三为2m以上三土路三基厚三度。意味三着小三型汽三车车三轮荷三载作三用范三围不三会超三出路三面结三构层三深度三；但三对于三大型三载重三货车三，特三别是三超载三车辆三，作三用深三度会三超出三路面三结构三层，三深达三路基三内一三定范三围。路三面路三基小型三汽车大型三载重三货车问题三来了三：三为什三么道三路工三程定三义了三“路三床”三这一三概念三？对大三型载三重货三车，三路面三结构三层以三下0.三8m路基三可能三在汽三车作三用深三度范三围内三，收三到汽三车荷三载作三用较三大，三强度三、刚三度和三稳定三性对三道路三整体三功能三至关三重要三，所三以必三须重三视。ZaZa公路三路基三设计三规范JT三G三D3三0-三20三04城市三道路三路基三设计三规范CJ三J三19三4-三20三13城镇三道路三工程三施工三与质三量验三收规三范CJ三J三1-三20三08路基三的沉三降—分层三总和三法计三算路三基最三终总三沉降地基三受附加三荷载作用三，最终沉降三多大三是可三以计三算的三，最三简单三的方三法是分层三总和三法，具三体又三分成e-三p曲线三法或e-三lo三gp曲线三法。方法三简述三：压力三越大三土越三密实三，取三土样三进行三室内三试验三，可三得到三不同三压力三下土三的孔三隙比三（即e-三p曲线三或e-三lo三gp曲线）。三根据三曲线三分层三计算三地基三未加三载时三的自三重应三力对三应初三始孔三隙比e0，再三计算三加载三后的三附加三荷载三对应三孔隙三比ei，孔三隙比三之变三化就三是沉三降量Si，然三后将三每层三沉降三量相三加就三得到三总沉三降量S。用e-三p曲线三分层三总和三法计三算总三沉降三简例既然三有了e-三p曲线三法，三为何三还要三提出e-三lo三gp曲线三法？e-三p曲线法简三单直三观、三计算三方便三，但三缺点三是e-三p曲线三是从三现场三取土三室内三做的三试验三，已三经破三坏了三土的三结构三，而三现场三土实三际e-三p曲线三与室三内试三验是三有区三别的三，还三必须三考虑三土的三应力三历史三。e-三lo三gp曲线三的特三点是三，不三论土三体受三到扰三动程三度如三何，三始终三保持三两个三特征三：（1）三室内三压缩三曲线三开始三时比三较平三缓，三当压力三接近三前期三固结三时，三出现三曲率三最大三点，曲三线急三剧变三陡，三继而三近乎三直线三向下三延伸三；（2）三当压三力较三大时三，它三们的三压缩三曲线三都近三乎直三线，三且大致三交于C点，三而C点的三纵坐三标约三为0.三42eo，eo为试三样的三初始三孔隙三比。利用三这一三特性三，可三以根三据室三内试三验的e-三lo三gp曲线三推算三现场三土实三际e-三lo三gp曲线三。然三后根三据现三场压三缩曲三线用三分层三总和三法计三算最三终沉三降量三。说明三：压三欠固三结土三现场三压缩三曲线三同正三常固三结土三。分层三总和三法能三够计三算出三地基三的最终三沉降三量，但三一般三要8-三10年甚三至更三长时三间才三能到三位（和三土的三渗透三性、三排水三边界三等有三关），工三程中三有必三要了三解某三一时三刻的三沉降三量（比三如竣三工时三、运三营1年等三），就三必须三用固三结理三论。土的三固结三过程三是孔三隙水三压力三随着三水的三流失三逐渐三消散三，土三的有三效应三力不三断增三加，三土体三不断三被压三缩的三过程三。p附加应力:z=p超静孔压:

u=z=p有效应力:z=0附加应力:σz=p超静孔压:

u<p有效应力:σz>0附加应力:σz=p超静孔压:

u=0有效应力:σz=pTe三rz三ag三hi一维三渗流三固结三模型根据三上述三固结三理论三模型三：1可以三根据三土骨三架体三积变三化（三弹簧三变形三）、三土的三渗透三性（三出水三管的三排水三能力三）、三加载三量和三加载三速度三（外三力施三加）三，来三计算三任意三时刻三的土三体固三结度U，从三而计三算出三相应三土的三沉降三量。2压力三越大三、排三水通三道越三多越三近，三则土三固结三速度三越快三，排三水固三结法三就是三利用三这一三特点三，通三过预三加载三（堆三土、三振动三、负三压等三方式三）结三合增三加排三水边三界（三砂垫三层、三砂桩三、塑三料排三水板三等）三，来三实现三低渗三透性三土短三时间三固结三。降水三强夯+高真三空击三密工三法（同三济大三学-叶观三宝）施工三之前软土三地基三处理三的原三理主三要有5种：1置换三法，用三高强三度的三材料三或高三密实三度，三置换三低强三度的三原土（PH三C桩、三振冲三置换三等）；2排水三法，施三工期三间让三土体三排水三固结三到位（砂三垫层三、砂三桩、三排水三塑料三板、三等）；3加筋三法，加三强侧三向约三束来三提高三承载三力（反三压护三道、三加筋三土、三土工三织物三法等三）；4致密三法，施三工期三间模三拟运三营荷三载，三使得三土体三沉降三提前三发挥三出来（堆三载预三压、三真空三预压三、强三夯）；5固化三法，向三土中三注入三胶质三材料三，形三成高三强度三土体三或柱三体加三固地三基（深三搅桩三、旋三喷桩三、压三密注三浆）。此外三，每三种加三固方三式中三也有三其他三作用三，如三堆载三也有三排水三固结三作用三、振三冲置三换也三有致三密作三用等三；多三种方三法也三可联三合使三用，三如强三夯+排水三、堆三载+排水三等。软土三地基三处理复合三地基co三mp三os三it三e三fo三un三da三ti三on部分三土体三被增三强或三被置三换，三形成三由地三基土三和竖三向增三强体共同三承担三荷载的人三工地三基。三土体三增强三的方三式有三旋喷三桩、三深搅三桩、三注浆三、树三根桩三、CF三G桩（水三泥粉三煤灰三碎石三桩）、PH三C管桩三、振三冲碎三石桩三等。三采用三灌注三桩、三预制三钢筋三混凝地基三处理三的方三式很三多，三主要三介绍三最常三用的三复合三地基三（水三泥深三搅桩三）工三作原三理和三质量三控制土桩三等，三桩间三土基三本不三承受三荷载三的情三况下三，为三刚性三地基三；采三用浅三层换三填、三砂垫三层、三加筋三土等三加固三方式三，为三柔性三地基三。振冲三碎石三桩：CF三G桩（水三泥粉三煤灰三碎石三桩）：高压三旋喷三桩：单重三管：水三泥、三水称三量进三行搅三拌混三合，三输入三至高三压泵三；双重三管：水三泥浆（20三MP三a）与压三缩空三气（0.三7M三Pa）同时三喷射三，单三重管三和双三重管三喷射三管较三细，三孔径三在5c三m以内三；三重三管：高三压水（20三MP三a）喷射三流周三围，三环绕三一股三圆筒三状气三流（0.三7M三Pa），切三割土三体同三时注三入浆三液（2-三5M三Pa）填充三，并三将喷三嘴同三步旋三转提三升。三管直三径通三常为7~三9c三m，有三时需三要预三先钻三一个三直径三为15三cm的孔三再施三工。水泥三搅拌三桩地三基处三理原三理和三质量三控制水泥三土搅三拌桩三法是三以水三泥等三材料三作为三固化三剂，三通过三特制三的深三层搅三拌机三械，三将固三化剂(浆体三或粉三体)和地三基土三强制三搅拌三，使三软土三硬结三成具三有整三体性三、水三稳定三性和三一定三强度三的桩三体的三地基三处理三方法三。三轴三搅拌三桩机三组成三：钻孔三机：动力三头+三钻杆三+桩三架+三下部三支撑三架动力三头：三提升三导向三机构三+电三机（三2*三75三/9三0K三W）螺旋三钻杆三：咬三合搅三拌支撑三：垂三直度三保证打桩三架：液压三步履三式、三履带三式桩架螺旋钻杆动力头下部支撑架中间支撑保持架搅拌三叶片螺旋三叶片螺旋三钻头步履三式打三桩架履带三式打三桩架水泥三土的三力学三性质1）无侧三限抗三压强三度qu：0.3～4.三0M三Pa之间三，比三原状三土提三高几三十倍三至几三百倍三；（饱三和粘三土qu一般三为0.三1～0.三2三MP三a）2）抗拉三强度：qu为0.三5~三4.三0M三Pa时，三抗拉三强度三为0.三1~三0.三7三MP三a三(即0.三15三~0三.2三5三qu)；（路三基填三土抗三拉强三度0.三02～0.三04三M三Pa）李晓三军《路基三填土三抗拉三强度三测定三的实三验研三究》3）抗剪三强度：qu为0.三5~三4.三0M三Pa时，三抗剪三强度三为0.三1~三1三.0三MP三a三(即0.三20三~0三.3三0qu)，内三摩擦三角为20三º~三30三º；（粘三土抗三剪强三度（三即内三聚力三）0.三02～0.三04三M三Pa）4）变形三模量：qu为0.三5~三4.三0M三Pa时，50三d变形三模量E040三~4三00三MP三a（即12三0～15三0qu）；（粘三土变三形模三量E010～30三M三Pa）5）压缩三系数：av为（2.三0~三3.三5）×1三0-2(M三Pa三)-1(低压三缩性三土)，压三缩模三量Es60三~1三00三MP三a。（粘三土压三缩模三量ES可塑三：4～16三M三Pa半干三硬：16～59三M三Pa）水泥三土的三物理三性质1）重三度：当水三泥掺三入比三在8%～20三%之间三，水三泥土三重度三比原三状土三增加三约3%～6%2）三含水三量：水泥三土的三含水三量一三般比三原状三土降三低7三%～15三%3）抗三渗性三：渗透三系数K一般三在10-7～10-8cm三/s三ec水泥三搅拌三桩地三基处三理计三算分三析理三论根据《建筑三地基三处理三技术三规范》J三GJ三7三9-三20三12，水三泥搅三拌桩三复合三地基三承载三力由搅拌三桩和桩间三土两部三分承三载力三组成三：施工三阶段三关键三控制三因素经验三值设计三值设计三值经验三值勘察三单位三提出Ra如何三确定三？桩侧三摩阻三力桩端三阻力该公三式也三是由三设计三阶段三确定三的还应三排除Ra未发三挥出三来，三桩身三水泥三土就三被压三坏的三可能三，故三：老规三范是三按桩身三强度和地基三强度分别三计算三出来三桩身三承载三力特三征值三，并三取两三者最三小值三，新三规范三则不三允许三桩身三发生三破坏三。施工三控制三的关三键是三桩身三强度三必须三达到三设计三值，三否则三承载三力还三未发三挥出三来桩三体就三被压三坏了三。4倍储三备大三致考三虑了三室内三和现三场水三泥深三搅桩三强度三的差三异。从工三程质三量控三制的三角度三，构三成复三合地三基承三载力三的大三多数三参数三实际三上在三勘察三、设三计阶三段就三确定三了，三因此三施工三阶段三质量三控制三的主三要目三标，三就是三要使现场三实体三桩身三强度应达到三设计三要求，以三保证三桩基三设计三承载三力充三分发三挥。三应注三意：水泥三搅拌三桩地三基处三理施三工质三量控三制要三点1由于三水泥三土强三度不三太高三，所三能承三受上三部荷三载有三限，三一味三增加三搅拌三桩长三度并三不能三提高三单桩三承载三力，三所以三规范三规定三了搅三拌桩三长度三一般三不宜三超过15三m，但三从控三制沉三降角三度来三说，三搅拌三桩宜三穿透三软土三层到三达持三力层三。（反三过来三又对三桩身三强度三提出三了更三高要三求，三尤其三是埋三深较三深的三状体三）2研究三表明三，水三泥深三搅桩三现场三取芯三无侧三向抗三压强三度（10三d）一三般仅三为室三内强三度的0.三48（一三半不三到）三，其三原因三有现三场条三件较三室内三不利三和取三芯损三伤等三，但三现场三后期三增长三较快三，比三值可三达到0.三65。目前三我站三监督三人员三接收三到关三于水三泥土三的无三侧向三抗压三强度三为室三内试三验强三度，三并不三代表三现场三实际三强度三，尤三其对三于一三些结三构性三工程三的地三基处三理应三要求三设计三单位三提出三现场三取芯三部位三、强三度标三准等三。（类三似于三混凝三土的三同条三件试三块、三回弹三）（何三开胜《超长三水泥三土搅三拌桩三的试三验研三究和三工程三应用》）3注浆三后必三须充三分搅三拌，三才能三使得三水泥三浆均三匀地三分布三于桩三身内三形成三整体三水泥三土，三否则三会富三集形三成水三泥块三，桩三身强三度达三不到三要求三。试验三和检三测结三果表三明，三只有三在每三次喷三浆后三