《路基路面工程》第二版 课件 谢军 第1-3章 绪论、路基设计与施工、路基防护与加固

《路基路面工程》（第二版）主要内容1.1道路工程的历史和发展1.2路基路面工程特点、要求及影响因素1.3公路自然区划1.4路面结构与分类1.5行车荷载道路：是供各种车辆(无轨车辆)和行人通行的工程设施的总称。

公路：连接城市、乡村和厂矿地区之间，主要供汽车行驶并具备一定技术标准和设施的道路，主要为区间交通联系服务。包括：城市道路、公路、厂矿道路、林区道路及乡村道路等。“路基路面工程”为公路工程组成部分——本课程的主要研究对象。1.1道路工程的历史和发展古代道路步行道路：由人践踏而形成的小径；驮运道路：公元前4000年左右，出现车轮，动物牵引轮式车辆；马车道路：马车；东汉训诂书《释名》：道，蹈也，路，露也，人所践蹈而露见也；《古史考》:黄帝作车,任重致远。少昊时略加牛,禹时奚仲驾马（造车）；“周道如砥，其直如矢”（道路质量）；“匠人营国，方九里，旁三门。国中九经九纬，环涂七轨，野涂五轨”―《周礼》（道路规划）；“司空视途”，“列树以表道，立鄙食以守路”，“雨毕而除道，水涸而成梁”－《周语》（道路管理）；商朝（公元前16～前11世纪）：已懂得夯土筑路，并利用石灰稳定土壤。从商朝殷墟的发掘，发现有碎陶片和砾石铺筑的路面。近代道路（解放前）1908年，苏元春驻守广西南部边防时的那坎—镇南关—龙州公路，长55km，但因工程艰巨，只修通龙州至鸭水滩一段，长17公里；1913年，湖南采用新式筑路法，修筑了长沙—湘潭的军用公路，1921年竣工，长50.11公里，成为我国新式筑路法之始；抗战公路：远在地理与自然条件均较恶劣的边陲地区，多服务于军事（前线补给、百姓撤离）。现代道路创建时期（1949年～1957年）：青藏、康藏、青新、川黔、昆洛（打洛）等；曲折发展时期（1958～1978年11月）：

开创新局面时期（1978年12月～至今）：1988年，全国公路总里程首次突破100万公里；同年，沪嘉高速公路通车，我国第一条高速公路，1984年开工、1990年通车的沈大高速标志着我国进入高速公路时代。至2022年底，全国公路总里程达535万km；全国高速公路里程达17.7万km。1.2路基路面工程特点、要求及影响因素路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，它是按照路线位置、设计横断面和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。路面是在路基顶面用各种材料铺筑而成的层状结构。路面是直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构。应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度，其表面还应满足平整、抗滑和排水的要求。相辅相成路基：在天然地表面按照道路的设计线形（位置）和设计断面（几何尺寸）要求开挖或堆填而成的岩石结构物。路面：在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。承载能力

：是结构承受荷载的能力，有相应的指标和标准。路面各个部位的各种应力在容许的范围内保证路面结构不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏，承载能力一般包括强度和刚度。稳定性：

是路基路面结构在行车荷载、降水、温度环境变化等条件下仍能保持其原有特性的能力(工程设计要求的几何形态及物理力学性质)，包括路面路基整体稳定性、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性。耐久性

：是在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的重复作用下的性能变化特性。道路工程有较长的使用年限，因此，路基路面工程要求有很好的耐久性能。表面平整度：是路面表面纵向凹凸量的偏差值，是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要指标。表面抗滑性能

：是指路面表面抗滑能力的大小。与宏观纹理及微观纹理有关，是保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力的条件，可以增加行车安全。气候交通材料结构破坏反应Time`损伤累积路基路面稳定性影响因素路基路面稳定性影响因素地理条件：地形、地貌、海拔高度（平原、山区）……地质条件：岩石种类、成因、岩石走向、岩层厚度、有无断层……气候条件：气温、降水、湿度、风力风向、日照……水文和水文地质条件：地表水、地下水位……土的类别：砂性土、黏性土……1.3公路自然区划应体现不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，以便于在路基路面结构类型选择，以及设计、施工和养护中采取适合的设计参数和技术措施，保证路基路面的强度和稳定性。公路自然区划目的道路工程特性相似性原则：同一区划内，在同样自然因素下筑路具有相似性；地表气候区划差异性原则：地表气候是地带性差异（纬度）与非地带性差异（高程）的结果；自然气候因素既有综合又有主导作用的原则：自然气候变化是多种因素作用结果，但其中又有某些因素起着主导作用。公路自然区划原则首先分三级进行划分，首先划分为多年冻土、季节冻土、全年不冻土三大地带；然后根据水热平衡和地理位置，以全年均温-2℃等值线，一月份均温0℃等值线及1000m和3000m两条等高线作标准，又考虑到黄土地区筑路的特殊性，划分为7个一级自然大区；二级区划：在一级区划的基础上，以潮湿系数K（年降雨量R/年蒸发量Z）为主要指标（分6个等级），还考虑气候特征、地貌类型、自然病害等因素，将全国划分为33个二级区划和19个副区，共52个二级区划；三级区划：在二级区划基础上，由各地区根据当地具体情况再自行划定。公路自然区划划分方法不同地区自然条件的差异同公路建设关系密切；路基路面与地势地貌、地质、水文、水热及土质等不同区划特征紧密相关；各区划有各自不同的设计注意点。公路自然区划与公路设计相关性Ⅰ区—北部多年冻土区：保温、排干水分；Ⅱ区—东部温润季冻区：防冻胀与翻浆；Ⅲ区—黄土高原干湿过渡区：防止黄土冲蚀与遇水湿陷；Ⅳ区—东南湿热区：水毁、冲刷和滑坡、路面高温稳定性能；Ⅴ区—西南潮暖区：土基软湿，路基整体稳定性；Ⅵ区—西北干旱区：气候干燥，沙漠地区风蚀和沙埋；Ⅶ区—青藏高寒区：多年冻土，注意保温设计，沥青路面老化。面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响；因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度；材料：沥青混合料、水泥混凝土、沥青碎石等；分层铺筑。路面结构分层及层位功能1.4路面结构与分类基层承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含功能层及土基）；因此，应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故应具有足够的水稳定性；为保证面层平整，还应具有较好的平整度；材料：各种结合类稳定土类材料、贫混凝土、工业废渣、砂砾、碎石等；分层铺筑。功能层定义：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态必要时设置功能层。主要功能是加强路面结构层之间的联接、改善路基的湿度和温度状况。功能层可分为：防水层、排水层、防冻层等；路基处于下列状况的路段应设置功能层：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；排水不良的土质路堑；有裂隙水，泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段；季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；路拱形式：一次式：直线形、折线形；二次式：2次抛物线形；三次式：3次方程线形；目的：为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。柔性基层沥青路面：刚度较小，需通过合理设计保证承载能力；半刚性基层沥青路面：刚度处于柔性与刚性之间，强度可逐渐增长；组合式基层沥青路面：防止半刚性基层产生反射裂缝；复合式基层沥青路面：在半刚性或柔性基层上设有刚性材料下面层；水泥混凝土路面：抗弯拉强度高、刚度大。路面分类1.5行车荷载汽车是路基路面的服务对象；汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要因素。车辆是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载；汽车荷载的特性包括：汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的类型、汽车轴载的时间分布特性、汽车静态与动态荷载特性等。车辆的种类道路上通行的汽车车辆主要分为乘用车与商用车两大类：乘用车：在设计、制造和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位的汽车。一般其载重较轻、车速较高。商用车：在设计、制造和技术特性上用于运送人员（乘用车除外）和/或货物，或进行专用作业的汽车。包括客车、货车、专用作业车、挂车及汽车列车5类。汽车的重量通过车轴上的车轮作用于路面。因此，路面结构设计而言，应特别重视轴或轮重和其作用次数，而不是汽车种类和数量。汽车的轴型通常，整车型式的客、货车车轴分前轴和后轴。前轴：单轴单轮；后轴：单轴双轮、双轴、三轴。汽车对道路的作用可分为停驻状态和行驶状态。当汽车处于停驻状态下，对路面的作用力为静态压力，主要是由轮胎传给路面的垂直压力p，它的大小受下述因素的影响。汽车轮胎的内压力pi（假定轮胎内压等于接触压力）；轮胎的刚度、轮胎与路面接触的形状；轮载的大小。汽车对道路静态的压力双圆图示单圆图示运动状态方向大小汽车等速行驶与汽车行驶方向相反较小加速和上坡行驶与汽车行驶方向相反最大减速和下坡行驶与汽车行驶方向相同最大在弯道上行驶与汽车行驶方向垂直较大运动车辆对道路的动态影响汽车不同的行驶状态：车轮施加于路面的各种水平力Q值与车轮的垂直压力P，以及路面与车轮之间的附着系数φ有关，其最大值Qmax不会超过P与φ的乘积，即：若以q和p分别表示接触面上的单位水平力和单位垂直接触压力，则最大水平力qmax应满足：运动车辆对道路的动态影响由于车身自身的振动和路面的不平整，车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动。轮载的这种波动，可近似看作呈正态分布，其变异系数主要随下述3个因素而变化：行车速度：车速越高，变异系数越大。路面的平整度：平整度越差，变异系数越大。车辆的振动特性：轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数越小。振动作用可冲击系数来衡量：

冲击系数=振动轮载的最大峰值∕静载以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。正常情况下，变异系数一般小于0.3。应力传递是通过相邻颗粒来完成，若应力出现的时间很短，则应力还来不及传递分布，其应力源就消失；瞬时性表现为路面变形的减小，可理解为路面刚度和强度相对增大。车辆荷载作用的瞬时性道路承受一次轮载作用的效果和多次轮载作用的效果不一样；弹性材料：表现出疲劳性质；弹塑性材料（如土基和柔性路面）：产生变形累积现象。道路上的车辆荷载具有随机性；可比性：不同车型、轴型之间的换算关系。首先获取不同车辆类型的混合交通量；分别确定车辆轴型和轴载组成；确定标准轴载：单轴双轮100KN；按照一定的原则将非标准轴载换算为标准轴载。道路上的行车荷载具有不同的类型和不同的轴重，而且数目也是变化的；在路面结构设计时要考虑设计年限内车辆对路面的综合累计损伤作用，因而要对现有的交通量、轴载组成以及增长规律进行调查和预估，并把它们换算成当量标准轴载的累计作用次数。交通分析定义：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量（双向）。不仅要收集交通总量，还要对车型进行分类；轴载谱调查；对于路面结构设计，还应确定轴型和轴载大小，同时应估计货车的满载程度，确定空车率。交通调查：交通量：设计道路初始年的平均日交通量（双向）：我国路面设计规范：将AADT剔除2轴4轮以下的客车、货车交通量，作为设计初期双向年平均日交通量AADTT，考虑方向系数DDF、车道系数LDF，得到设计车道的年平均日交通量：方向系数DDF：实测、或取值0.5~0.6；车道系数LDF：标准轴载作用在路面的车辆荷载千变万化，一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载，其他各种轴载按照一定原则换算成标准轴载。要能反映本国公路运输营运车辆的总体轴载水平；我国：以100KN单轴双轮荷载作为标准轴载；属于设计层面的概念；轴载换算原则等破坏：换算后，可以达到相同的临界破坏状态；等厚度：不论采取哪种标准轴载，利用通过换算后的轴载作用次数设计的路面结构厚度应该相同。通过室内或道路现场的重复作用试验，可以建立荷载量级与达到相同程度损伤的作用次数之间的关系。轮迹横向分布由于轮迹的宽度远小于车道的宽度，因而总的轴载通行次数既不会集中在横断面上某一固定位置，也不可能平均分配到每一点上，而是按一定规律分布在车道横断面上，因此将某点的通行次数与总的通行次数的比值称为轮迹的横向分布。图中：条带频率＝条带上受到车轮的作用次数/车道上受到的作用次数。影响因素：交通量、交通组成、车道宽度、交通管制规则等。在路面结构设计中，用轮迹横向分布系数η来反映轮迹横向分布频率的影响。通常取两个条带的宽度50cm（因为双轮组每个轮宽为20cm，轮隙宽10cm）的条带频率之和作为轮迹横向分布系数。一般仅在水泥路面设计时使用（设计位置不同）。《路基路面工程》（第二版）主要内容2.1路基设计的一般要求2.2路基力学强度特性、承载能力与平衡湿度2.3路基的主要病害及防治2.4路基类型与构造2.5一般路基设计2.6特殊路基设计2.7路基附属设施2.8路基压实2.9路基施工2.1路基设计的一般要求公路路基:按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。路床的定义：轻、中及重交通条件下，路面底面以下0.8m为路床，在结构上分为上路床（0~0.30m）及下路床（0.30~0.80m）两层。特重、极重交通条件下，路面底面以下1.2m为路床，在结构上分为上路床（0~0.30m）及下路床（0.30~1.20m）两层。一般路基：在良好的地质与水文等条件下，填方高度（不大于20m）和挖方深度(土质不大于20m，石质不大于30m)不大的路基。特殊路基：位于特殊土（岩）地段、不良地质地段及受水、气候等自然因素影响强烈，需要进行特殊设计的路基。

★路基设计宜避免高路堤与深路堑，对于超过规定的高填、深挖路基，以及地质和水文等条件特殊的路基，为确保路基具有足够的强度与稳定性，需要进行单独的设计和验算。路基设计之前，应做好全面调查研究，充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料；路基设计应兼顾当地农田基本建设的要求；山岭、重丘区的路基设计，应根据当地自然条件，特别是工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡率；陡坡上的填挖结合路基，可根据地形、地质条件，采取护肩、砌石或挡土墙；沿河路基设计，应注意路基不被洪水淹没或冲刷。路基设计一般要求：2.2路基力学强度特性、承载能力与平衡湿度路基承受着路基自重和汽车轮重两种荷载，在路基上部靠近路面结构的一定深度范围内，路基主要承受车辆荷载的影响。式中：K—系数，一般取0.5；Z—荷载中心下应力作用点的深度，m。路基受力状况

式中：γ—土的容重，kN/m3；

Z—应力作用点深度，m。

路基工作区内土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区深度范围内的土质选择以及路基的压实度应提出较高的要求。计算示例：教材例2.1路基工作区建议：由于简化公式误差很大，建议采用层弹性体系程序计算荷载应力。

路基土的应力-应变特性及重复荷载影响路基是路面结构的支承体，车轮荷载通过路面结构传至路基，所以路基土的应力-应变特性对路基路面结构的整体强度和刚度有很大影响。路基土的变形塑性变形：过大的塑性变形将导致各种沥青路面产生车辙和纵向不平整；对于水泥混凝土路面，路基土的塑性变形将引起板块断裂。弹性变形：过大的弹性变形将使得沥青面层和水泥混凝土面板产生疲劳开裂。所以提高路基土的抗变形能力是提高路基路面结构整体强度和刚度的关键！压入承载板试验是研究土基受力特性(应力-应变特性)最常用的一种方法，根据弹性力学理论，通过试验测得的回弹变形可以计算土基的回弹模量：根据上式得到的土基回弹模量为静态回弹模量。①初始切线模量：应力值为零的应力—应变曲线的斜率，反映的是加载瞬间的应力、应变状态；②切线模量：某一应力级处应力—应变曲线的斜率，反映的是该级应力—应变变化的精确关系；③割线模量：以某一应力值对应的曲线上的点同起始点的割线的斜率，反映土基在工作应力范围内应力一应变的平均状态；④回弹模量：应力卸除阶段，应力－应变曲线的割线模量，部分反映土的弹性性质。土的性质（类型）和状态（含水率、密实度、结构状态）；重复荷载的大小，以重复荷载同一次静载下达到的极限强度之比来表示，即相对荷载；荷载作用的性质，即重复荷载的施加速度、每次作用的持续时间以及重复作用的频率。在重复应力低于临界值的范围内，总应变的累积规律在半对数（或对数）坐标上一般呈线性关系，可表示为:土基在重复荷载作用下产生的塑性变形积累，主要取决于：回弹模量可以表征土基承载能力可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质，因而可以应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的关系；我国沥青路面、水泥路面设计方法均把回弹模量作为路基的刚度指标；常以圆形承载板压入土基的方法测定回弹模量，以模拟轮胎印迹作用；路基回弹模量荷载-回弹变形曲线图在实际测定中，通常采用刚性承载板（易于测得变形），试验时采用逐级加载-卸载方法可得到荷载-回弹变形曲线（得到结果为静态模量）。通过三轴压缩实验，路基土或粒料的动态回弹模量为：路基土动态回弹模量动载的含义：移动的车轮荷载对路面产生接近于正弦曲线的应力应变效应，间歇时间。————室内试验需和实际受力状态一致！

在初步设计阶段，可由路基土或粒料的CBR（%）值估算：地基反应模量

温克勒地基模型CBR(CaliforniaBearingRatio)，是表征路基土、粒料、稳定土强度的一种指标，即标准试件在贯入量为2.54mm时所施加的试验荷载与标准碎石材料在相同贯入量时所施加的荷载之比值，以百分率表示：加州承载比用一个端部面积为19.35cm2的标准压头，以0.127cm/min的速度压入土中，记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度达到1.27cm时为止。标准压力ps值是用高质量标准碎石由试验求得。常用路基材料的CBR值规范对路基材料CBR要求大气降水：雨水渗入；地面水：边沟流水、地表径流等渗入；地下水：地下水浸入；毛细水：通过毛细作用上升到路基；水蒸气凝结水：水蒸气凝结成水；薄膜移动水：温度较高处向冻结中心周围流动；路基水温状况及干湿类型路基湿度的水源：湿度和温度变化对路基产生的共同影响称为路基的水温状况；地下水与温度共同作用造成路基湿度变化，最典型的是路基冻胀与翻浆现象。温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成水泥砼路面的温度应力及板块断裂；温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。大气温度及其对路基水温状况的影响对于塑性指数为0或接近于0的土，不能全面反映路基土的工作状态；也不能反映非粘性土（如砂等）的湿度状态；单以含水率表征湿度，难以反映对回弹模量的影响。路基土的饱和度与基质吸力旧规范方法弊端：用含水率w、饱和度S、体积含水率来表征；只要测得土的含水率w

、饱和度S

和干密度，就可以得到相对密度Gs、体积含水率；如土在湿度变化过程中，其体积没有变化，则可用三个指标中的任一个就可；大多数情况下，体积会发生变化。即使含水率不变、另外两个指标均会变化，因此不能只考虑含水率；因此，需要考虑土的密度和含水率来衡量湿度；因为饱和度、体积含水率包含了密度和含水率，故选择饱和度（直观）、体积含水率任一个指标来表征土的湿度状况。解决方法：饱和度：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比；基质吸力：孔隙气压力与孔隙水压力的差值；土的孔隙中不但充填有水，而且还有空气，水-气分界面具有表面张力。在非饱和土中，孔隙气压力与孔隙水压力不相等，并且孔隙气压力大于孔隙水压力；基质吸力通常是描述非饱和土的力学性质的重要参数，水土特征曲线（即基质吸力与土壤含水率的关系曲线）——描述基质吸力的重要指标。基质吸力与饱和度之间关系路基土体长期处于非饱和状态，湿度状况主要由基质吸力确定。只要知道土的基质吸力，即可预估路基湿度状况（饱和度）。基质吸力主要和地下水、土组类型、气候等因素相关：气候：降雨量、蒸发量、降雨天数、相对湿度、温度、日照时间、湿度指数TMI等土组类型：P200、塑性指数我国采用湿度指数TMI来描述基质吸力：地下水位控制的基质吸力预估模型气候因素控制的基质吸力预估模型说明：路基相对高度大于1~2m时，路基土基质吸力主要与气候指标相关，包括平均相对湿度、降雨天数和湿度指数TMI。回归参数（α、β、γ、δ）与PIw有关：PIwαβγδ00.300419.07133.4515.00.50.300521.50137.3016.050.300663.50142.5017.5100.300801.00147.6025.0200.300975.00152.5032.0500.3001171.20157.5027.8其中：PIw=P0.075*PI（塑性指数）毛细水上升高度由海森公式预估：由于影响因素复杂，计算结果和实测结果相差较大。因此，实际毛细水上升高度，可结合其他推荐值，综合考虑取值。h0——毛细水上升高度（m）；e——土的空隙比；d10——土的有效粒径；C——系数，一般取1×10-5～5×10-5（m2）；路基平衡湿度状况及其预估方法路基湿度平衡湿度状况竣工2~3年路基实际的设计状态是平衡湿度状况，与回弹模量室内试验条件不完全一致，因此：路基湿度设计状态回弹模量室内试验条件湿度（标准状态）平衡湿度状态下的路基回弹模量=标准条件下的模量×折减系数地下水或地表长期积水的水位高，路基工作区均处于地下水毛细润湿影响范围内，路基平衡湿度由地下水或地表长期积水的水位升降所控制，路基湿度状态可定义为潮湿类路基。地下水位很低，路基工作区处于地下水毛细润湿面之上，路基平衡湿度由气候因素所控制。路基湿度状态定义为干燥类路基。中湿类路基的湿度兼受地下水和气候因素影响，路基工作区被地下水毛细润湿面分为上、下两部分，下部受地下水毛细润湿的影响，上部则受气候因素影响。路基湿度状况受大气降水和蒸发、地下水、温度和路面结构及其透水程度等多种因素的影响：路基平衡湿度(用饱和度表示)状况可依据：路基工作区深度(Za)、路床顶面至地下水位的相对高度(h)、地下水位高度(hw)、毛细水上升高度(h0)及路基填土高度(ht)等确定。调查地下水位高程，确定地下水位到地面的距离hw；确定毛细水的上升高度h0；计算确定路基工作区Za；确定路基填土高度ht；判别毛细湿润面在路基工作区的位置（高、低、内部）:路基干湿类型判别步骤：潮湿类路基直接根据地下水位高度确定：干燥类路基的平衡湿度：可根据所在自然区划的湿度指标TMI和土组类别确定，即：先查表(2-13)得到TMI，再查表(2-14)插值得到路基饱和度。中湿类路基的平衡湿度：先确定路基工作区上部和下部分别确定其平衡湿度，再以厚度加权平均计算路基的平衡湿度。地下水毛细润湿面以上的路基工作区上部，按路基土组类别和TMI值确定其平衡湿度；地下水毛细润湿面以下的路基工作区下部，则按路基土组类别和距地下水位的距离确定其平衡湿度。——毛细湿润面最上部A、路基工作区下部B各自的平衡湿度的平均值，作为路基工作区下部的平衡湿度；AB2.3路基的主要病害及防治地理：沿线的地形、地貌、海拔高度、植被等；地质：如沿线土的种类、成因、含水率等；气候：如该地区的气温、降雨量、雨型、降雪、冰冻等；水文：包括河道的洪水位、常水位、河岸的冲刷和淤积情况、沿线地表水的排泄条件,有无积水等；水文地质：如地下水位、地下水移动的规律、有无泉水、层间水，以及各种水的流量等。路基病害影响因素：路基均匀沉陷：指路基表面在垂直方向产生的沉落，一般沉降量不大；路基不均匀沉陷：由于路基填料选择不当或填筑方法不合理或压实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水温综合作用下引起；土基沉陷：路基下部天然地基承载能力不足、在路基自重的作用下引起下陷或向两侧挤出而造成的。路基沉陷路基下沉导致断面尺寸改变的现象。路基边坡破坏表现：一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。路堤滑坡产生原因：边坡坡率过陡，或坡脚被冲刷淘空，或填土层次安排不当。路堑滑坡产生原因：边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。粘性土层和蓄水的砂石层交替分层，特加是存在倾向于路堑方向的斜坡层理存在。滑坡（滑塌）：边坡丧失其原有稳定性，边坡土体或岩石沿一定的滑动面或成整体向下滑动，其程度更为严重。主要针对土体或土石混合体，有固定滑动面、呈整体移动。剥落、碎落和崩塌剥落：边坡表面由于胀缩导致的零星剥落现象，并且老的脱落后，新的又产生。常见于填土不均匀土层或松软岩层。碎落：是指路堑边坡风化岩层表面在大气温度与湿度的交替作用以及雨水冲刷和动力作用下，表面岩土从坡面上剥落下来。其规模与危害程度比剥落严重。主要危害是碎落的堆积会堵塞边沟和侵占部分路基。崩塌：是指大的石块或土块，在重力作用下脱离原有岩体或土体而沿边坡滚落。主要指岩体、下落过程中岩体位置完全打乱，无固定滑动面。坍塌：与崩塌类似，但其是土体遇水软化，由于自身重力影响导致。路基沿山坡滑动在较陡的山坡路基，若路基底部被雨水渗入浸湿形成滑动面，坡脚未设支撑或支撑不足，在路基自重和行车荷载作用下沿倾斜的原地面向下滑动。不良的地质水文条件造成的路基破坏主要是指不良地质条件（如泥石流、溶洞等）和较大自然灾害（如大暴雨）等引起的路基大规模毁坏。路基病害防治正确设计路基横断面；选择良好的路基用土填筑路基，必要时对路基上层填土作稳定处理；采取正确的填筑方法，充分压实路基，保证达到规定的压实度；适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入路基工作区范围；正确进行排水设计；必要时设置隔离层隔绝毛细水上升，设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积，设置砂垫层以疏干土基；采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加筋等防护技术措施，以提高其整体稳定性。

2.4路基类型与构造路基横断面的典型形式可归纳为路堤、路堑和填挖结合3种类型。路堤：全部用土石填筑而成的路基，高于原地面的路基；路堑：全部在原地面开挖而成的路基，低于原地面的路基；填挖结合路基：同一横断面上一侧开挖、一侧填筑而成的路基。路堤设计线高于原地面；排水、通风条件好；施工质量易控制，可控制填料选择、干湿类型、密实度等；受水文地质影响小；

在结构上轻、中、重交通：路面底面下0.80~1.50m范围的填方部分下路堤：上路堤以下的填方部分特重、极重交通：路面底面下1.20~1.90m范围的填方部分上路堤主要特点：路堤边坡低矮的和迎水面的一侧，设置边沟和截水沟等，以防止地面水浸湿和冲刷路堤；路堤侧设置取土坑时，应同排水沟渠或农田水利相结合；路堤堤身遇路侧取土坑或水渠之间、高路堤或浸水路堤的边坡中部，可视需要设置宽度至少1m（并高出设计水位0.5m）的平台，称为护坡道，以保证路堤边坡的稳定；路堤高度需设置两级以上（大于6~8m）和浸水路堤的边坡，按其受力情况采取上陡下缓的边坡形式；容易受到水流侵蚀和淘刷的路堤边坡，应进行适当的防护与加固。设计要点：质量关键：对于低矮路堤，关键是水温状况的调节（严格控制最小填土高度、地面排水、地下排水等）；地基承载力的要求；填料的选择；土基的压实；排水（迎水面设置截水沟和边沟）；防护与加固；全挖路基台口式路基半山洞路基设计线低于原地面；排水通风条件差；行车视距差；破坏了原地层天然平衡，受水文地质条件影响较大，要注意边坡稳定性，路床位于上层时，要注意排水、压实，必要时可换土。路堑深路堑：土质大于20m、石质大于30m。特点：路堑的常见横断面形式：设计要点：挖方边坡坡脚必须设置边沟，以汇集和排除路基基身表面的水；路堑上方应设置截水沟，以拦截上侧山坡的地面水；边坡可按地层构造情况采用直线或折线等形式；易风化或碎落的边坡，宜进行抹面防护或设置碎落台（不宜小于1.0m）；破碎或不稳定时，则可采用护墙或挡土墙以防护和支挡；路侧弃土堆的设置，应不妨碍路基排水，不危及边坡的稳定；一般设置在路堑的下方。如设置在上方，弃土堆内侧坡脚到路堑顶之间的距离应随土质条件和路堑边坡高度而定，一般不小于5m。并应做好排水设施，防止弃土堆被冲刷。质量关键：地质条件与挖方深度，将对边坡稳定性产生影响(边坡坡率的大小或形式)；水文状况，应注意路堑的排水，尤其地质条件不良的深路堑排水（应设置必要的边沟、截水沟及地下排水结构物）；挖方路基的天然地基情况，必要时翻挖、重新分层填筑；防护与加固。填挖结合路基位于山坡上的路基，通常取路中心的标高接近原地面标高，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成填挖结合路基。兼有路堤和路堑两者的特点；土石方数量少，较为经济；要注意填方部分与山坡结合(挖台阶保证稳定)、填挖分界处发生不均匀沉降。兼顾路堤和路堑的设计要点；路基的形式和稳定性同原地面横坡密切相关；填挖分界处的沉降控制。设计要点：2.5一般路基设计选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度；确定边坡形状与坡率；选择路堤填料与压实标准；路基排水系统布置和排水结构设计；坡面防护与加固设计；附属设施设计。路基设计的主要内容：定义：行车道路面及其两侧路肩宽度之和。路基宽度路基宽度的确定：须考虑占用土地及生态平衡问题，应尽可能少占农田、考虑填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失以维护生态平衡。《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)规定：公路等级、设计速度不同，路基各部分宽度的规定也不相同。车道宽度：根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)，车道宽度应符合下表的要求：中间带：由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)，左侧路缘带宽度应符合下表要求：新：规定了各部分要求，然后求总和；旧：给出了路基宽度一般值和最小值，如表所示：路基高度路基高度：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。因为原地面沿横断面方向往往不是水平的，所以在路基宽度范围内的两侧高差常有差别。中心高度：是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。边坡高度：是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。设有中央分隔带的高速公路、一级公路，为中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路，为路基边缘标高；在设置超高、加宽地段，则为设置超高、加宽前的路基边缘标高。；路基设计标高：新建公路：改建公路：可与新建公路相同，也可采用路中线标高。路基宽度、高度实际上为路面宽度、路面高程，但是习惯称为路基宽度、路基设计高程！路基边坡坡率路基边坡坡率对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡率是路基设计的重要任务。公路路基的边坡坡率，可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并取H=1，以1:n（路堑）或1:m（路堤）表示坡率。路基边坡坡率的大小，取决于：边坡的土质、岩石的性质、水文地质条件等自然因素、边坡的高度。选取原则：既要考虑边坡的稳定性，又要考虑工程的经济合理性。一般采用经工程实践检验和规范推荐的数值。路堤边坡形式：直线、折线、台阶形；坡率：根据填料类别、边坡高度确定。可根据《标准》选取；填石路堤：填石路堤的边坡是用石块码砌的，码砌石块应采用不易风化的片石；地震地区：当高速公路和一级公路所处地区的地震烈度大于8度且边坡高度超过一定数值时才考虑地震的影响，此时边坡坡率应参照《公路工程抗震设计规范》确定。当地质条件良好、边坡高度不大于20m时，按《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）的规定，其边坡坡率不宜陡于教材表中的值。土质边坡的坡率应根据边坡高度、土的密实程度、地下水和地表水的情况、土的成因、排水措施、施工方法并结合自然稳定山坡和人工边坡的调查及力学分析确定。影响因素：路堑深度、坡体土石性质、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。土质边坡路堑边坡主要根据岩石种类、风化破碎程度、边坡高度来确定，还应考虑其地质构造(岩层倾角、倾向、节理)、水文地质及地面水条件、施工方法、地震作用等。岩石边坡2.6特殊路基设计在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能因自然平衡条件被破坏或者因边坡过陡，使坡体沿某一滑动面产生滑坡；对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤，因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体（或连同原地面土体）沿某一剪切面产生坍塌。因此，必须对可能出现失稳或已出现失稳的路基进行稳定性分析，保证路基设计既满足稳定性要求，又满足经济性要求。路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一：《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）规定：高路堤、深路堑、陡坡路堤（地面斜坡陡于1∶2.5）及不良地质、特殊岩土路段等特殊路基，应作为独立工点进行勘察设计。失稳土体的滑动面形状：直线、折线、曲线。失稳土体的滑动面：地质构造上的软弱面。以土的抗剪强度为理论基础，按照力的极限平衡原理建立相应的计算式。工程地质比拟法（经验法）：根据不同土类及其所处的状态，经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定边坡稳定值参考数据。在设计时，将影响边坡稳定的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡值。力学分析法：数解方法，获取土体分析参数（γ，φ，c）比采用何种方法更为重要！图解法分析方法

分析失稳滑动体沿滑动面的下滑力T

与抗滑力R，二者比值即为稳定系数，即：K=1时，边坡处于极限平衡状态；K＜1时，边坡不稳定；K＞1时，边坡稳定。行车荷载换算式中：L——前后轮最大轴距，按规范取12.8m（15m为车辆轮廓长度）；Q——一辆车的重力，取550KN；N——按实际（滑动面宽度）布置的并列车辆数，双车道N=2，单车道N=1；B——荷载横向分布宽度，表示如下：其中：b——后轮轮距，取1.8m；m——相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m；d——轮胎着地宽度，取0.6m。对于作用在路基上的行车荷载，需按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高（即以相等压力的土层厚度来代替车辆荷载）：直线滑动面砂类土的路堤和路堑（砂类土渗水性强，粘性差，主要依靠内摩擦力）；有近似直线地面的斜坡路堤（接触面摩擦力不足）；BDA1:ma)1:nABDb)ADc)主要适于如下情况：缺点：不能分析下滑体的中的真实内力和反力，不能得到其中的应力和变形，只有一个安全系数。不考虑滑动土体本身内应力的分布（滑动土体为刚体）；认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动时土体成整体下滑（将滑未滑时）；极限滑动面位置要通过试算来确定。假设：根据静力平衡原理：通常选择4~5个滑动面计算K，作图可得到最小稳定系数及相应的极限破裂角，满足最小安全系数要求，则路基边坡稳定，否则需重新进行断面设计和验算。试算法：曲线滑动面一般来说，土均具有一定的黏结力，因此边坡滑动面多数呈现曲面。通常存在如下难点：滑动面的形状和位置无法预知；滑动土体形状复杂、且组成的土体复杂；土体不是刚体，存在自身变形；土体中不同位置的参数也不一样。圆弧滑动面及圆心假定；条分法简化；刚体假定；确定性分析方法。解决办法：一般情况下，圆心位置是在圆心辅助线EF的延长线上移动，E和F点的位置用4.5H方法确定。假定：滑动面通过坡脚；圆心位于辅助线上；36°线法：由荷载换算土柱高顶点作与水平线成36°角的线EF，即得圆心辅助线；由坡顶处作与水平线成36°角的线EF，即为圆心辅助线。极限平衡法是岩土力学中，依据一定的屈服标准（如：剪切破坏理论）和关联流动法则（塑性变形），分析岩土材料稳定性极限状态的一类分析方法。圆弧滑动极限平衡法指在给定圆弧滑动面后，以条分滑动土体为基础，通过分析滑动土体的刚体力与力矩平衡，以库伦强度理论为基础，检验滑动面上抗滑力（矩）与滑动力（矩）间关系的分析方法。瑞典法(条分法)：不考虑土条之间的相互作用，即两侧土条上没有作用力，Xi=Ei=0，土条间的合力平行于滑动面且相等；Bishop法：假定n-1个Xi值；简化Bishop法：假定Xi=0，不考虑Ei的力矩作用；Spencer法：假定合力的方向；Janbu法：假定合力作用点位置；Morgenstern-Price法；这些方法主要区别在于：计算时对于土条及其之间作用力的假定不同，在实际工程中可以根据不同行业的要求选用合适的验算方法。土体自身重力与荷载相关的力，水平作用力如地震产生的水平惯性力等；相邻土条及滑动面上的作用力：水平方向两侧土条作用力Ei和Ei+1竖直方向作用力Xi和Xi+1滑动面支持力Ni（垂直于土条底部滑动面中点的切线）抗滑力Ti=cili+Nitanφ，φ为滑动面土条的内摩擦角由此，未知数大于方程（力及弯矩）数，属于超静定问题，需要简化。根据假定的不同，衍生出多种具体方法。条分法原理：按比例作路基横断面图；确定圆心位置和圆弧的形状；根据情况分段：注意滑动面的形状和土质变化处作为条块的界限，土条宽度为2~4m，通常分为10条左右；计算得到安全系数K1；重复上述步骤，选取不同的滑动面，得出对应的安全系数；作图求出最小的安全系数Kmin。Kmin≥[K0]？条分法步骤：曲线滑动面——简化Bishop方法假设：滑动面为圆弧滑动面，分为多个竖向土条，且每个土条为不变形的刚体；土条间的竖向侧向力为零，且土条两侧的作用力均为水平方向；忽略成对条间力（E）产生的力矩。对每个土条建立竖向静力平衡方程：，令：，代入：对圆心求力矩，得到安全系数公式：由此可知，计算时需要采用试算迭代的方法，先假定K=1，通常迭代3~4次就可满足精度要求。折线滑动面适于：原地面横坡大于1:2.5的陡坡路堤，或原斜坡地面存在软弱层，或滑动面为基底的多个坡度的折线倾斜面。滑动形式：路堤沿着基底接触面滑动、路堤连同基底下山坡覆盖层沿着某一软弱面滑动。滑动原因：原地面横坡较陡、基底土层软弱或强度不均匀以及地面水和地下水的影响。基本思路：将滑动面上土体按折线段划分成若干条块，自上而下分别计算各土体的剩余下滑力，根据最后一块土体的剩余下滑力的正负值确定整个路堤的整体稳定性。基本假定：危险滑动面的位置、形状已知，由一组倾角已知的线段构成；沿折线折点将滑动土体划分出的各个土条具有竖直边界；当前i-1个土条的总体抗滑力不足时，第i土条与i-1土条的竖直边界上受到i-1土条传递来的剩余下滑力Ei-1，作用方向与水平线夹角为αi-1，倾斜向下；如果前i-1个土条的总体抗滑力足够，则Ei-1=0。根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2015），路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性采用不平衡推力法进行分析计算（所有抗滑力项考虑安全系数）：

不平衡推力法《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)：路堑边坡与基岩间有软弱层、或滑坡地段的稳定性采用传递系数法进行分析计算（下滑力项考虑安全系数）：传递系数法当Ti<0时，取Ti=0，当滑坡体最后一个条块的剩余下滑力小于或等于0时，滑坡稳定，当大于0时，滑坡不稳定。浸水路堤稳定性分析浸水路堤指路堤路堤一侧或两侧长期或短期(季节性)浸水的路堤。浸水路堤除具有与一般路堤的行车荷载及气候等相同的影响外，还要受水位变化(浮力、动水压力)和水流及波浪的冲击作用，有时还会遇到管涌和软弱基底的问题。浸水路堤类型：滨河路堤、河滩路堤、水库路堤、海滩路堤、河塘路堤。浸水路堤的水的浸润曲线：由于土体内渗水速度远慢于河水，因此，当堤外水位升高时，堤内水位的比降曲线（即浸润线）成凹形，当堤外水位下降时，堤内水位的比降曲线成凸形。浸水路堤的受力：自重、行车荷载、浮力、渗透动水压力。渗透动水压力：由于土中含有空隙，在水位变化过程中伴有土中含水率的变化，由此产生水位差引起动水压力。渗透动水压力影响因素：砂性土：渗透性好，动水压力较小；黏性土：渗透性不好，动水压力也不大；亚砂土、亚黏土：具有一定的渗透性，动水压力较大，边坡容易失稳。假想摩擦角法：适当改变填料的内摩擦角，利用非浸水时的常用方法，进行浸水时的路堤稳定性计算(只适用于全浸水路堤）。悬浮法：假想用水的浮力作用间接抵消动水压力对边坡的影响，即在计算抗滑力矩中，用降低后的内摩擦角反映浮力的影响（抗滑力矩减小），而在计算滑动力矩中，不考虑浮力作用（滑动力矩没有减小），用以抵偿动水压力的不利影响。扣除浮力路基边坡抗震稳定性分析地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂。地震的危害：软弱地基沉陷；液化；挡土墙等结构物破坏；边坡路基失稳等；桥梁断落；铁轨变形。对一定地震烈度和路基高度的路基要进行地震验算。地震力的计算：土质路基边坡抗震稳定系数计算：2.7路基附属设施取土坑与弃土堆在公路路线设计中，土石方数量经合理调配以后往往还有部分借方或弃方。对于借方，需选择合适的地点开挖借土；对于弃方，同样应选择合适的地点放置废弃的土石方。地点选择原则：因地制宜，综合考虑，既要维护自然平衡，又要防止水土流失。做到借之有利、弃之无害。路基土石方的借弃，首先要合理选择地点，即确定取土坑或弃土堆的位置。选点时要兼顾土质、数量、用地及运输条件等因素。借土可与路基排水、农田灌溉相结合；弃土要求堆砌平整，顶面具有适当横坡，d与土质有关，最小为3m，也可为d≥H＋5m。护坡道与碎落台设置目的：加宽路基边坡横向距离，减少边坡平均坡度。设置位置：一般设置在边坡的坡脚处，边坡较高时可设在边坡上方或边坡变坡处。对于浸水路基可设在浸水线以上的边坡上。护坡道宽度：护坡道越宽，对边坡稳定性越有利。与边坡高度有关，一般为2.0m，最小应不小于1.0米。护坡道作用：主要供零星土石碎块下落时的临时堆积，以保护边沟不致于阻塞，同时起护坡道的作用；设置位置：设在土质或石质土挖方边坡的坡脚；碎落台宽度：不小于1.0m，如兼护坡道时可适当加宽。碎落台路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用；亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，例如每隔50~100m设一个堆料坪，长5~8m，宽2m；高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设；或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。堆料坪与错车道堆料坪单车道公路，由于双向行车会车和相互避让的需要，通常应每隔200~500m设置错车道一处，长度不小于30m；错车道是单车道路基的一个组成部分，应与路基同时设计施工。错车道2.8路基压实路基压实意义路堤：能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，从而确保路面的使用品质和使用寿命。路堑：虽然路基顶面工作区内土体存在超固结情况，但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，特别是在纵横向存在不均匀，因此，有必要开挖后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。路基压实机理土粒重新组合彼此挤紧，孔隙缩小土的单位重量提高形成密实整体改善：路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等最终：使路基强度增加、稳定性提高通过压实土基的E、γ与ω关系示意图1—γ与ω关系；2—E与ω关系原理：水起到润滑作用，减小土颗粒间阻力，施加外力后土粒易于挤紧，密度得以提高。重要定义：最大干密度(干容重)、最佳含水率。在同等条件下，干密度随含水率的增加而提高，干密度值达到最大后，含水率再继续增大，干密度随之降低。压实功越大，所对应的含水率越小。压实标准压实质量以压实度K表示，即筑路材料压实后的干密度γ与标准最大干密度γ0之比，以百分率表示，即：衡量路基的压实程度是工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值，即压实度或压实系数。考虑到路基工作区及路基应力变化规律，路基压实度应自下而上逐渐提高标准。对于细粒土路基，影响压实效果的因素有内因和外因两方面。路基压实主要影响因素内因指土质和湿度；外因指压实功能（如机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时的外界自然因素和人为的其他因素等。土的性质：不同土质最大干密度和最佳含水率不同。分散性（液性、粘性）较高的土，其最佳含水率较高，最大干密度较低。砂性土的压实效果优于粘性土。土的含水率：在同等条件下，一定含水率之前，干密度随含水率的增加而提高，干密度值达到最大后，含水率再继续增大，干密度随之降低。含水率过大，会使碾压土层起“弹簧”现象。碾压时的温度：在路基碾压过程中，温度升高可使被压土体中的水黏滞度降低，从而在土粒间起润滑作用，易于压实。地基或下承层强度：在填筑路堤时，若地基没有足够的强度，路堤的第一层难以达到较高的压实度，即使采用重型压路机或增加碾压遍数，也只能是事倍功半。压实功能：压实功能是由碾压（或锤击）的次数及其单位压力（或荷重）所决定的。同一种土的最佳含水率随压实功能的增大而减小，最大干密度则随着压实功能的增大而增大。压实土层的厚度：土受压时，有效压实深度近似等于两倍的压模直径或两倍的压模与土接触表面的最小横向尺寸。碾压机具和方法：压实工具不同，压力传布的有效深度不同；在压实过程中，压实机具的作用深度是变化的；荷载作用时间(压实遍数)对压实的影响；碾压速度越高，压实效果越差。土基压实机具的类型：碾压式（又称静力碾压式）：包括光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊角碾和气胎碾等。夯击式：人工使用的石碾、木夯，机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式：有振动器、振动压路机等。路基压实方法不同压实机具，适用于不同土质及不同土层厚度等条件：对于砂性土的压实效果：振动式较好、夯击式次之、碾压式较差；对于粘性土的压实效果：碾压式或夯击式较好，振动式较差甚至无效。压实机具类型的选择随着密实度的增加，所需消耗的压实功也增大；同一密实度，单位压力大的机具所消耗的压实功低于单位压力小的机具；消耗相同的压实功能，使用单位压力大的机具可以收到较高的压实效果。从消耗功能的观点看，单位压力大的机具较经济。然而，选择时还应考虑松土层的极限强度，压应力不能超过土的极限强度，否则反会引起破坏。因而，采用先轻后重、重轻结合的方式，有时可收到较好的效果。选择压实机具时，应首先考虑如下因素：压实效果、压实土层的有效压实深度、压实的均匀。压实机具类型的选择2.9路基施工“精心设计，精心施工”是一个完整的过程，理想的设计需要良好的施工才能实现。施工相对设计而言，更为复杂、重要。路基工程施工的项目主要包括土方、石方及圬工砌体等。土质路基包括路堤与路堑，基本操作是挖、运、填、压，工序简单，但条件复杂，施工方法多样化。路基的隐蔽工程比较多，质量不合标准会给路基路面自身留下隐患，而且后患无穷，难以根治。路基施工的基本方法人力施工：传统方法，使用手工工具、劳动强度大、功效低、进度慢、工程质量难以保证。适于地方道路及辅助性工作。简易机械化施工：加快施工进度，提高劳动生产率，实现高标准高质量施工。综合机械化施工：保证各主要工序的机械协调作业，提高工效，保证施工质量和施工进度。水力机械化施工：运用水泵、水枪等水力机械进行施工，例如采砂或地基加固等。适用于电源和水源充足，挖掘比较松散的土质及地下钻孔等。爆破法：是石质路基开挖的基本方法，还可用于冻土、泥沼等特殊路基施工，以及清除路面、开石取料与石料加工等。路堤基底（地基与堤身的接触部分）的处理；填料选择：填料要求强度高、水稳性好、压缩性小、便于施工压实以及运距短的土、石材料；填土压实：保证质量的关键。路基填筑施工关键水平分层平铺：从原地面逐层向上堆填并分层压实。有利于压实，可以保证强度不同用土按层次填筑；但地形适应能力差，适于纵、横坡度不大的路段。施工方法纵向分层填筑：沿路中心线方向逐步向前深填，适于高差大的路段，也适用于从路堑取土填筑距离较短的路堤，依纵坡方向分层、逐层推土填筑并碾压密实。但厚度不可控，压实度不便控制。横向分层填筑：从路堤的横向，按照全部高度逐步推进填筑。常用于路线跨越深谷或通过陡坡地段及泥沼地区，或填挖交界处路基；但不易压实，沉降不均匀。混合填筑：即下层竖向填筑，上层水平分层，兼具水平和竖向填筑的特点。不正确的做法：未水平分层、反坡积水、夹杂冻土块及大石块、陡坡斜面等。在整个施工过程中、竣工后都必须充分重视路堑地段的排水，设置必要而有效的排水设施。路堑边坡应按设计坡度，由上而下逐层开挖，并适时进行边坡修整（平顺性）和修建必要的防护设施。有效地扩大工作面，提高生产效率。保证施工安全。路堑开挖施工关键施工方法横挖法从路堑的一端或两端按横断面全宽向前开挖，适用于短而深的路堑。【单层横挖法(左)、多层横挖法(右)】纵挖法分段纵挖法：适于路堑较长、运距较远，一侧路堑侧壁有条件挖穿，把长路堑分为几段同时开挖。分层纵挖法：沿路堑全宽度，以深度不大的纵向层逐层挖掘。适用于采用铲运机（较长较宽的路堑）和推土机（在短路堑及大坡度时）施工。通道纵挖法：沿路堑纵向挖一通道，然后向两侧拓宽(视深度也可分层)。适用于长而深的路堑。混合法沿纵向挖出一条通道，再沿横向两侧挖出若干条辅助通道，分别沿纵横的正反方向同时挖掘。药包：是指为了爆破某一岩体，在其中或表面放置一定数量的炸药；临空面：爆破介质与空气的交界面；最小抵抗线：爆破点到临空面最小距离。路基爆破施工爆破作业圈：压缩圈、抛掷圈、松动圈、振动圈。钻孔是实施爆破的第一步，在很大程度上影响着爆破施工的进度和经济效益，同时也是确定炮孔深度、炮孔直径和炮孔方向3个爆破参数的关键。浅眼：深度小于5米，直径在50mm以下的炮孔；深孔：深度5米以上，直径大于50mm的炮孔；钻凿浅孔常用凿岩机；钻凿深孔常用导轨式凿岩机（接杆）、潜孔钻机、钻车和牙轮钻机。《路基路面工程》（第二版）主要内容3.1概述3.2坡面防护3.3沿河路基防护3.4挡土墙3.5软土地基加固3.1概述路基在自然因素的作用下，物理、力学性质会发生变化：路基土浸水后湿度增大，土的强度降低；岩体会产生风化；路基表面在胀缩循环（温差作用）和干湿循环（湿差作用）作用下会导致强度衰减和剥蚀；地表水流冲刷，地下水源浸入，使岩土表层失稳，易造成和加剧路基的水毁病害；沿河路堤在水流冲击、淘刷和浸蚀作用下易遭破坏；湿软地基承载力不足，易导致路基沉陷。因此，进行路基防护与加固，对提高路基的强度和稳定性，确保行车安全，保证公路使用品质，提高投资效益等具有十分重要的意义。坡面防护：保护路基边坡表面，以防自然因素的破坏（雨水、干湿及冷热循环，风化等）。冲刷防护（沿河路堤防护）：不致受到水流的冲刷、淘空和浸软。支挡构造物：防止路基变形或支挡路基本体以保证其稳定性。一般将防止冲刷和风化、主要起隔离作用的措施称为防护工程（自身不受外力、隔离）；将防止路基或山体因重力作用而坍滑，主要起支撑作用的支挡结构物称为加固工程（受力）。路基防护与加固工程，按其作用不同，可以分为：3.2坡面防护用以防护易于冲蚀的土质边坡和易于风化的岩石边坡，保护路基边坡表面免受雨水冲刷。作用：主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。适用范围：坡面防护设施不承受外力作用，要求坡面岩土整体稳定牢固；边坡高度与坡度不宜过大，一般不陡于1:1~1:5；地面水的径流速度以不宜过大（不超过2m/s），水亦不宜集中汇流。植物防护：一般采用种草、铺草皮和种植灌木。骨架植物防护：高等级公路建设中，坡面植物防护往往与砌石或空心混凝土预制块（或煤渣空砖）铺筑的网格工程相结合。植物防护选择耐旱力强、容易生长、蔓面大、根部发达、茎低矮、多年生的草本植物；选择的花草应有观赏价值；坡面防护植树中，乔木不利边坡稳定，一般不宜采用；坡面防护树种应采用根系发达、枝叶茂盛、能迅速生长之低矮的灌木。要求：适宜坡高不大、边坡不陡于1:1.0的土质易种植边坡，其表面水径流速度应低于0.6m/s。边坡坡度在1:1.0~1:2.0时也可种草，但应采取固定草种布或网格固定撒种等方法。种草：铺草皮：表面水径流速度在0.6m/s~1.8m/s之间时不宜种草，应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮，必要时可先浆砌防护，在浆砌内部铺草皮，以减小水流冲刷。客土喷播：将含有植物生长所需营养的基质材料混合胶结材料喷附在岩基坡面上，在岩基坡面上创造出宜于植物生长的硬度的、牢固且透气、与自然表土相近的土板块，种植出可粗放管理的植物群落，最大程度地恢复自然生态。植树（灌木）：主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况。坡面处治：边坡过陡或植物不易生长的坡面，选用勾缝、灌浆、抹面、喷浆、嵌补、锚固、喷射混凝土等坡面处治措施。勾缝与灌浆：适用于岩石较坚硬、不易风化的路堑边坡防护，防止水分渗入缝隙；抹面：适用于易风化而表面比较完整，尚未剥落的岩石边坡，防止岩石表面风化。要求岩表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在2~10cm；喷浆：是将砂浆均匀喷射在易风化岩层、且坡面不平整的的坡面上，形成一个保护层，一般厚度在5~10cm；嵌补：适用于补平坡面岩石中较深的局部凹坑；锚固：适用于岩石层理或构造面倾向路基、有顺层滑动的可能时采用；喷射混凝土：与喷浆一样，适用于易风化但尚未严重风化且坡面较干燥的岩石边坡。工程防护护坡一般用于填方路堤坡面，可用砌石或铺砌混凝土预制块、煤渣空心砖等材料构筑。护坡有满铺式、条式及网格式等多种铺筑形式。护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层，一般用于封闭路堑边坡各种软质岩层和较破碎的挖方边坡。要求墙面紧贴坡面，表面砌平。护面墙除自重外不承受其他荷重，亦不承受墙背土压力。护坡及护面墙护面墙高一般不超过10m，若超高10m，可以分级中间设平台，墙背可设耳墙，纵向每10m设一条伸缩缝，墙身应预留泄水孔，基础要求稳固，顶部应封闭。墙基软硬不匀，可设拱跨过软弱地基。坡面常有各种不同地质现象，开挖后形成凹陷，应以石砌圬工填塞平整，称为支补墙。3.3沿河路基防护适用范围：适用于沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引道，以及路基边旁的防护堤岸等。堤岸的冲刷防护与加固，主要针对水流的破坏作用而设，起防水治害和加固堤岸的双重作用。作用：防水治害和加固堤岸。直接防护，以加固岸坡为主；间接防护，以改变水流方向，降低流速，减少冲刷为主。两种类型：直接防护为了防止流水直接危害沿河、滨海路堤以及有关海河堤坝护岸的堤岸边坡和坡脚，必须采取一定的防冲刷的措施。主要措施包括植物防护、石砌防护、抛石或石笼防护，以及必要的支挡结构物（如驳岸等）。盛产石料的地区，当水流速度达到3.0m/s或更高时，可采用抛石防护。当水流速度达到或超过5.0m/s时，则改用石笼防护（就地取材）。抛石防护：类似在坡脚处设置护脚，亦称抛石垛。抛石不受气候条件限制，季节性浸水或长期浸水亦均可用；石笼防护：箱型、圆柱形等。设置导治结构物可改变水流方向，消除和减缓水流对堤岸直接破坏，同时可减轻堤岸近旁淤积，彻底解除水流对局部堤岸的损害作用，起安全保护作用。导治结构物主要是设坝，按其与河道的相对位置，可分为顺坝、格坝和丁坝等。顺坝大致与堤岸平行，主要作用为导流、束水、调整流水曲度、改善流态。顺坝亦称导流坝。格坝在平面上成网格状，设于顺坝与堤岸之间，防止高水位时水流溢入冲刷坝内岸坡和坡脚，并促进格间的淤积。丁坝大致与堤岸垂直或斜交，将水流挑离堤岸，束河归槽，改善流态。丁坝亦称挑水坝。间接防护注意：新开河道的断面一般不应压缩，应比照原河床状态设计河宽，与原河道稳定河宽大致相等。改河工程将直接冲刷路基的水流引向旁处；路基占用河槽后需要拓宽河道；挖滩改河，清除孤石，改移河道，以保护路基；裁弯取直，有利布置路线或桥涵。3.4挡土墙用途：防止路基变形或支挡路基本体以保证其稳定性。定义：用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物，在公路工程中广泛用于支承路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。降低挖方边坡高度，减少挖方数量，避免山体失稳坍滑；收缩路堤坡脚，减少填方数量或减少拆迁和占地面积，保证路堤稳定性；避免沿河路基挤缩河床，防止水流冲刷路基；防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡。挡土墙用途路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边缘地带；为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段；可能产生塌方、滑坡的不良地质路段；水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路堤地段；为节约用地减少拆迁或少占农田的地段；为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要地段；桥梁、隧道与路基连接的路段。下列情况宜修建挡土墙：按挡土墙的设置位置分类，可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙、山坡墙等；按墙体材料分类，可分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、木质挡土墙和钢板墙等；按挡土墙的墙背倾角方向分类，可分为俯斜式挡土墙、仰斜式挡土墙、垂直式墙背挡土墙、折线形墙背挡土墙；按支挡结构形式及作用机理，可分为：重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、锚杆式挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等。挡土墙分类其中，重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力，一般多采用片块石砌筑，在缺乏石料地区有时也用混凝土修建。断面形式简单、施工方便、可就地取材、应用最为广泛。挡土墙构造与布置墙背墙面墙顶护栏墙身挡土墙组成示意图基础排水设施伸缩缝基础类型基础埋深挡土墙靠近回填土的一面称为墙背，根据墙背倾斜方向不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸型折线式、衡重式等。墙背墙身一般为平面，除其坡度与墙背坡度协调外，还应考虑墙趾处地面横坡度；当地面较陡时，墙面可直立或外斜1:0.05~1:0.2；当地面较缓时，墙面可放缓，一般为1:0.2~1:0.35，但不宜缓于1:0.4，以免过多增加墙高。为增加安全感，在地形险峻地段的挡土墙顶部设置；一般墙高大于6m、长度大于20m的路肩墙应设置。最小宽度50~60cm（浆砌、干砌），抹面。墙面墙顶护栏基础实践证明挡土墙的破坏大多是由于基础处理不当引起；主要包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。一般挡土墙采用浅基础，只有在特殊情况下才采用桩基。一般基础：地基承载力足够和挡土墙稳定时采用一般地基；台阶基础：地面陡峻而地基为完整坚硬的岩石（减少开挖）；扩大基础（加宽基础）：地基承载力不足并且墙趾处地势平坦（减小基底应力和增加倾覆稳定）；钢筋混凝土基础：当地基承载力严重不足时，需要加宽值较大时，避免台阶过大时采用；地基换填基础：地基为软弱土层（淤泥、软粘土）时，采用砂砾、碎石、矿渣或灰土等材料予以换填，扩散基底应力；拱式基础：地基有短缺口或挖基困难，可采用拱形基础（平面方向）。类型：埋置深度要求：保证基底土层的承载力（容许）对于基