《路基路面工程》 课件 张军辉 第1、2章 概述、路基设计

《路基路面工程》

SubgradeandPavementEngineering1主要内容(Contents)本课程的设置及其重要性第一章

概述(Introduction)2本课程的设置及其重要性本课程在专业教学体系中的位置公共课程—数学、英语、人文

等基础课程—工程力学、结构力学、弹性力学

等专业基础—土木工程材料、测量学、土力学与土质学、水力学、交通工程基础、

结构设计原理、基础工程等；专业核心—道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、城市道路设计等；提高课程—众多选修课程本课程在专业工程实践中的重要性实践环节—室内试验，确定路面结构设计的主要参数

等；野外试验—确定交通参数、路面结构参数

等；结构设计—进行路面结构设计、施工组织设计3本课程的设置及其重要性路基路面工程与其他课程的关系4本课程的设置及其重要性路基土的特性及设计参数(CharacteristicsandDesignParameters)路基设计

(EmbankmentDesign)路基防护与支挡设计

(RetainingWallDesign)路基施工

(Construction)

路基工程部分5本课程的设置及其重要性

路面工程部分交通荷载及路面设计参数(ESALandStructuralParameters)路面基层(BaseCourse)沥青路面设计(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面设计(CementConcretePavementDesign)路面排水设计

（DrainageDesign）路面施工(Construction)路基路面养护与管理

(Maintenanceand

Rehabilitations)6第一章概论7第一章

概论(Introduction)8第一节道路工程的发展(Development)第二节路基路面工程的特点及功能要求(Characteristics)第三节路基路面结构与层位功能(Pavementlayers)第四节路基路面结构的影响因素(Factors)第五节

公路自然区划(NatureCategories)第一节

道路工程发展概况核心内容：道路的历史进程道路工程的科技发展路基路面工程与各学科的关联性9道路的发展可粗分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其他兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道(CartWay)阶段。在中国，有“康衢”、“路”、“驰道”、“驿道”等名称；在欧洲，罗马道路非常发达，有“条条大道通罗马”之说。1、道路的历史进程10古罗马道路和结构

1、道路的衍变11第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是德国在1886年由高特列希

戴姆勒发明，我国在1902年从国外引进汽车，1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。1、道路的衍变通向柏林的A9公路(东德)，使用时间超过50年，图中为第一阶段的水泥路面12第四阶段：以高速度分车道行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway或Expressway。1、道路的衍变13

道路是供各种车辆、行人等通行的工程设施，按其使用范围分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。

机场Airport

分类

干线公路：

国家干线

省干线

公路

县公路

乡公路

支线公路

分级

高速公路、一级公路

二级、三级、四级公路Highway公路

城市道路

快速路

主干道

次干道

支路及街道

其他道路2、道路工程的科技发展厂矿道路林区道路147条北京放射线9条纵向路线18条横向路线截至2021年年底，全国公路通车总里程达519.81万公里,其中高速公路通车里程16.10万公里,稳居世界第一;高速公路对20万以上人口城市覆盖率超过98%2、道路工程的科技发展——高速公路“7918”网152、道路工程的科技发展规划中的“71118”高速公路网162、道路工程的科技发展普通国道网（2013年-2030年）

172、道路工程的科技发展7条：北京－哈尔滨（G1）、北京－上海（G2）、北京－台北（G3）、北京－港澳（G4）、北京－昆明（G5）、北京－拉萨（G6）、北京－乌鲁木齐（G7）9条：鹤岗－大连（G11)、沈阳－海口(G15)、长春－深圳(G25)、济南－广州(G35)、大庆－广州（G45）、二连浩特－广州(G55)、包头－茂名(G65)、兰州－海口(G75)、重庆－昆明(G85)18条：绥芬河－满洲里（G10）、珲春－乌兰浩特(G12)、丹东－锡林浩特(G16)、荣成－乌海(G18)、青岛－银川(G20)、青岛－兰州(G22)、连云港－霍尔果斯(G30)、南京－洛阳(G36)、上海－西安(G40)、上海－成都(G42)、上海－重庆(G50)、杭州－瑞丽(G56)、上海－昆明(G60)、福州－银川(G70)、泉州－南宁(G72)、厦门－成都(G76)、汕头－昆明(G78)、广州－昆明(G80)此外，国家高速公路网还包括辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线等共5条地区环线，2段并行线和37段联络线。——高速公路“7918”网182、道路工程的科技发展192、道路工程的科技发展202、道路工程的科技发展212020年全国公路里程分技术等级构成2020年末国道里程37.07万公里省道里程38.27万公里。农村公路里程438.23万公里，其中县道里程66.14万公里、乡道里程123.85万公里、村道里程248.24万公里。2、道路工程的科技发展222021年全国高速公路通车里程情况2、道路工程的科技发展数字及数字与字母编号①首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方向升序编排，编号区间为1~9。②纵向路线编号为2位奇数，由东向西升序编排，编号区间为11~89。③横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编号区间为10~90。④并行路线的编号采用主线编号后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”组合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并行路线在主线的东、西、南、北方位。⑤地区环线的编号按照由北向南的顺序排列，编号区间为91~99。232、道路工程的科技发展公路自然区划土的工程分类路基强度与稳定性高路堤修筑技术与支挡结构软土地基稳定技术岩石路基爆破技术沥青路面结构水泥混凝土路面结构沥青路面设计理论与方法水泥混凝土路面设计理论与方法半刚性基层沥青路面结构沥青路面材料组成设计路面使用性能与表面特性绿色道路路面建设技术路面养护管理243、路基路面工程与各学科的关联性材料科学岩土工程学结构分析理论机电工程自动控制与量测技术现代管理科学节尾25第二节

路基路面的工程特点及功能要求核心内容路基路面工程的特点路基路面工程的功能要求路线长、工程量大；

沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；

沿线经济程度和交通特点不一样。

……1、路基路面工程的特点27全天候畅通高速安全舒适经济即：结构与功能两个方面要求2、路基路面工程的功能要求28

公路路基是路面的基础，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(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程2、路基路面工程的功能要求一般路基冻土区通风管路基29（1）路基工程-冻土冻土区路基冻土区冻土区冻土区30（1）路基工程-防护与加固冻土区铁路路基路基防护31（1）路基工程-防护与加固32

公路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。因此，公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。

各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面。（2）路面工程2、路基路面工程的功能要求332、路基路面工程的功能要求2.稳定性(Stability)是路基路面结构的稳定性是在降水、气温、环境变化等条件下仍能保持其原有特性的能力。包括路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定性。3.耐久性(Durability)

路基路面的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。4.表面平整度(SurfaceSmoothnessorRoughness)路面表面平整度是路面表面纵向凹凸量的偏差值“。他是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要指标。5.表面抗滑性能(SkidResistance)路面抗滑性是指路面表面抗滑能力的大小。他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。节尾1.承载能力(BearingCapacity)是结构承受荷载的能力，应满足相应的指标和标准要求。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。第三节

路基路面结构与层位功能核心内容路基横断面路面横断面路拱横坡度路面结构分层及层位功能路面面层类型及适用范围路面分类351、路基横断面361、路基横断面371、路基横断面图1－4d城市道路典型路基横断面381、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成391、路基横断面路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成401、路基横断面路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成411、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成421、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成431、路基横断面路基横断面示意图挡土墙（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成441、路基横断面路基横断面示意图-挡土墙（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成452、路面横断面槽式横断面全铺式横断面463、路拱横坡度形式：一次式：直线形、折线形二次式：2次抛物线形，三次式：3次线形方程目的：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。

要求：474、路基路面结构与层位功能面层基层垫层（必要时）路基沥青混凝土路面沥青混凝土路面水泥混凝土路面（1）路基路面分层48面层：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，同其他层次相比，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。基层（含底基层）：主要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（含垫层及土基），因此，它也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，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。（2）路基路面各层的要求494、路基路面结构与层位功能垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度状况、使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；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层：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；基层可能受污染的路段。（2）路基路面各层的要求504、路基路面结构与层位功能4、路基路面结构与层位功能（2）路基路面各层的要求51面

层基

层路

基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）上面层（表面层）中面层下面层30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm（3）沥青路面分层4、路基路面结构与层位功能52面

层基

层路

基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）砂石材料改良土或改善土水泥混凝土级配碎石CTB、LFTB…改良土或改善土（4）水泥路面分层4、路基路面结构与层位功能53沪宁高速拓宽铣刨断面4、路基路面结构与层位功能545、路面面层类型及适用范围面层类型适用范围沥青混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路水泥混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路沥青贯入路面沥青碎石路面沥青表面处治路面三级公路、四级公路砂石路面四级公路556、路面分类柔性基层沥青路面半刚性基层沥青路面组合式基层沥青路面复合式路面（或刚性基层沥青路面）水泥混凝土路面节尾56第四节

路基路面结构的影响因素核心内容路基路面稳定性影响因素路基路面工程的环境因素影响57地理条件地质条件气候条件水文和水文地质条件土的类别1、路基路面稳定性影响因素58地形地貌

海拔高度

路线与地势地貌的结合程度（1）地理条件59岩石或土的种类与成因地质走向与层理有无软弱层或软弱夹层有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况（2）地质条件60气温（季节性与地形性）

降水

日照

风力风向（3）气候条件61地表水的水文条件

1）地表积水水位与存水时间2）地表水的排泄

3）河流的常水位与洪水水位

4）河流的河岸及河床的淤积地下水的水文条件

1）地下水的移动规律

2）地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况（4）水文条件621）土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理2）不同类别的土受水温影响的程度不同2）不同的土类有不同的工程特征与性质（5）土的类别632、路基路面工程的环境因素影响路基路面结构的温度和湿度状况变化642、路基路面工程的环境因素影响大气温度的年周期变化和日周期变化652、路基路面工程的环境因素影响大气温度的年周期变化和日周期变化662、路基路面工程的环境因素影响路面结构内温度随深度的分布状况672、路基路面工程的环境因素影响路面结构内温度随深度的分布状况682、路基路面工程的环境因素影响路面结构内温度随深度的分布状况692、路基路面工程的环境因素影响分析方法：路面结构内的温度和湿度状况，可通过在外部和内部影响因素之间建立联系的方法来预估。这种方法有两类，即统计方法和理论方法。统计方法（公式）Tmax=a+bTa·max+cQ理论方法采用有限元技术进行分析与计算热传导理论分析法节尾70第五节

公路自然区划道路工程特征相似的原则

地表气候区划差异性原则

自然气候因素既有综合又有主导作用的原则1、公路区划的意义2、公路区划依据的原则713、一级区划指标1、全年均温-2℃等值线。

在一般情况下，地面大气温度达到-2℃时，地面土开始冻结。因此，它是区分多年冻土和季节冻土的界线。2、一月份均温0℃等值线。

是区分季节冻土和全年不冻的界线。3、我国地势的三级阶梯的两条等高线。724、二级区划指标二级区划仍以气候和地形为主导因素，但具体标志与一级区划有显著差别。二级区划因区而异，将一级区划指标具体化或加以补充，分为六个等级，主要指标是潮湿系数K。结合各个大区的地理、气候特征(如雨季、冰冻深度)地貌类型，自然病害等因素。

73我国的公路自然区划分为三级：一级区划按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分为北部多年冻土区、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、西北干旱区和青藏高寒区等七个大区；二级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、润湿、润干、中干和过干等六个等级，结合各区地理、气候特征等因素进行二级区和二级副区的划分；三级区划则是二级区划的具体化。5、我国的公路自然区划745、我国的公路自然区划75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6、区划与路基路面设计的相关性节尾761.我国道路工程的科技进展怎样？2.路基路面的工程特点主要包括哪几个方面？3.路基路面的性能要求包括哪几个方面？4.路面结构为什么要分层设计？水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何分层设计？5.柔性基层（沥青结合料类基层、粒料类基层）、刚性基层、无机结合料稳定材料基层沥青路面各有何特点?如何选择路面结构类型？6.路面结构稳定性的影响因素有哪些？为什么路面结构十分重视温度的影响？7.我国公路自然区划的原则是什么？各自然区划的道路设计应注重的特点有何差别？练习与讨论77第二章路基设计78主要内容第一节路基类型和构造及设计内容第二节路基横断面设计第三节路基土的分类以及工程特性第四节路基水温状况及干湿类型第五节路基结构回弹模量第六节路基附属设施79第一节路基类型和构造及设计内容核心内容路基的类型与构造路基设计内容801、路基的类型与构造路基的基本概念路基指的是按照路线设计位置和一定技术要求修筑的作为铁路和公路基础的带状构造物。公路路基一般是用土或石料修筑而成从材料上分，路基可分为土质路基，石质路基，土石混合路基三种。811、路基的类型与构造路基的基本概念高于原地面高程的填方路基称为路堤（Embankment），低于原地面的挖方路基称为路堑（Cutting）。路基承受行车荷载和路面自重的作用，深度在路基顶面0-0.8(1.2)m范围称为路床、0.8(1.2)m-1.5(1.9)m称为路堤。0-30cm称为上路床；30-80(1.2)cm称为下路床。坚固的路基是路面强度与稳定性的重要保证。821、路基的类型与构造一般路基的概念通常是指在良好的地质与水文条件下，填方高度（1.5m<h<18m）或挖方深度不大（<20m）的路基，它可结合当地地形、地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算。831、路基的类型与构造路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型

路堤路堑半填半挖路基841、路基的类型与构造路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型◆路堤的类型与构造要求路堤的常见横断面型式（见下图）1）路堤按填高分，有：

矮路堤（H<1.0m~1.5m）

高路堤（H>18m~20m）

一般路堤（H=1.5m~18m）2）路堤按所处条件和加固类型分，有：

浸水路堤

护脚路堤

挖沟填筑路堤

等1、路基的类型与构造861、路基的类型与构造（a）矮路堤（b）一般路堤（c）浸水路堤（d）护脚路堤（e）挖沟填筑路堤路堤断面形式路堤（embankment）

在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物。路堤结构：路基填料的选择与密实度控制在路基设计、施工中最为重要。◆路堤的断面形式871、路基的类型与构造一般路堤和矮路堤的构造要求：1）满足最小填土高度要求；2）因工作区可能涉及到天然地面，除填方路堤须满足施工要求外，天然地基必须压实，必要时须换土或进行加固；3）可结合两侧排水沟进行挖土填筑路基，可在路基侧设置护坡道；4）对地面纵、横坡较陡处必须挖台阶再填筑，从而保证路基不沿坡向有滑动可能性；5）必要时可设置石砌护脚进行路基防护。881、路基的类型与构造高路堤及浸水路堤的构造要求：1）必须进行个别设计；2）边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式；3）边坡表面须采取适当的防护或加固措施。891、路基的类型与构造（a）全挖路堑（b）台口式路堑（c）半山洞路堑路堑断面形式路堑cutting：是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。作用：缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高；危害：破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风；◆路堑的类型与构造要求90路堑的构造要求：1）边坡可设置为直线或折线；2）边坡坡脚处须设置边沟；3）路堑上方应设置截水沟；1、路基的类型与构造91路堑的构造要求：4）坡面易风化时须采取防护措施，并设碎落台；5）挖方路基下天然地基必须人工压实，必要时应翻挖重填、换土或进行加固处理。1、路基的类型与构造921、路基的类型与构造半填半挖断面形式（a）一般填挖路基（b）矮挡土墙路基（c）护肩路基（d）

（e）砌石路基（f）挡土墙路基（g）半山桥路基◆半填半挖式路基指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。

93半填半挖路基的构造要求：1）对路堤和路堑的要求都应满足；2）压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设护坡或护墙，也可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。1、路基的类型与构造941、路基的类型与构造讨论：矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？山区公路美国公路一般采用什么路基？952、路基设计内容96（1）选择路基断面形式，确定路基宽度、高度和边坡坡率；（2）选择路堤填料与压实标准；（3）确定路基干湿状况和结构回弹模量；（4）路基排水系统布置和排水结构设计；（5）路基边坡稳定性分析；（6）路基防护与加固设计；（7）附属设施设计第二节路基横断面设计核心内容路基宽度路基高度路基的边坡坡度（率）97（1）路基宽度的概念：

路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和，一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。（2）路基宽度的确定原则

须考虑占用土地及生态问题，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。1、路基宽度981、路基宽度a)高速公路和一级公路b)二、三、四级公路991、路基宽度c）城市道路1001、路基宽度（3）技术标准－1011、路基宽度（3）技术标准－1021、路基宽度路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤ab讨论：路基宽度？a？b？

哪一个是路基宽度？103（1）路基高度：是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，一般为路基设计标高与原地面(中心线)标高之差；由于原地面不平整，因此还有边坡高度。

（2）路基高度的确定：路基高度结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定，同时与路基临界高度结合；应使路肩边缘高出地面积水，并考虑地面水、地下水、毛细水和冰冻作用对路基强度、耐久性和稳定性的影响。

高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据；

沿河及受水浸淹路基的高度应大于：设计洪水位+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m。当路基高度不符合规定时，可采取降低水位、设置毛细水隔断层等措施。

2、路基高度1042、路基高度（3）路基设计标高

新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路宜采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。

改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。1052、路基高度（4）沿河路基高度要求沿河及受水浸淹的路基，其高度应根据技术标准所规定的设计洪水频率，求得设计水位，再增加0.5m的余量。

路基设计洪水频率1062、路基高度讨论：路基高度？a?b?c?,有路拱又怎么办？路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤abc▽▽107（1）路基边坡概念：用边坡高度与边坡宽度之比H:b的形式表示，并取H=1计算为1:m（路堤）或1:n（路堑）的形式表示边坡坡率。边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。

（2）路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度；一般路基的边坡坡度应通过设计验算确定，也可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值进行采用；3、路基边坡坡度（率）路基边坡坡度示意图a)路堑；b)路堤108（3）常用的路堤边坡坡度：

1）一般路堤边坡坡度：1：1.51：1.3巨粒土1：1.751：1.5粗粒土1：1.751：1.5细粒土

下部（H≤12m）上部（H≤8m）边坡坡率填料类别路堤边坡坡度表路基边坡坡度示意图4、路堤边坡1092）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计3）填石路堤：用大于25cm不易风化的石块砌筑，

坡度可用1:1；4）陡坡填方可采用砌石护墙：顶宽0.8m，基底以1:5向内斜，H=2~15m；1：0.751：0.6≤1531：0.671：0.5≤1021：0.51：0.3≤51外坡坡度内坡坡度高度（m）序号砌石边坡坡度表5）地震地区边坡高度极限值3m6m粗粒土（细砂、极细砂除外）10m15m岩块和细粒土（粉性土和有机质土除外）98基本烈度填料路堤高坡高度限制（m)4、路堤边坡110（4）常用的路堑边坡坡度：

1）路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳；2）土质路堑边坡坡度：1：1中密1：0.75胶结和密实卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土1：1.5中密以上的中砂、粗砂、砾砂1：1粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土边坡坡率土的类别土质挖方边坡坡度表细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立胶结试坑坑壁稳定，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状密实天然坡面不易陡立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖中密铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌较松试坑开挖情况分级土的密实程度划分表4、路堑边坡1113）岩石路堑边坡坡度边坡岩体类型风化程度边坡坡率H<15m15m≤H<30mⅠ类未风化、微风化1：0.1～1：0.31：0.1～1：0.3弱风化1：0.1～1：0.31：0.3～1：0.5Ⅱ类未风化、微风化1：0.1～1：0.31：0.3～1：0.5弱风化1：0.3～1：0.51：0.5～1：0.75Ⅲ类未风化、微风化1：0.3～1：0.5弱风化1：0.5～1：0.75Ⅳ类弱风化1：0.5～1：1强风化1：0.75～1：1岩石挖方边坡坡度表4、路堑边坡1124）H≥10m时地震地区岩石路堑边坡坡率岩石种类基本烈度89风化岩石1:0.6~1:1.51:0.75~1:1.5一般岩石1:0.1~1:0.51:0.2~1:0.6坚

石1:0.1~直立1:0.1~直立4、路堑边坡汶川地震113第三节路基土的分类以及工程特性核心内容路基土的分类路基土的工程性质路基土CBR和压实标准114土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积

风化岩石地球土地球形成过程形成条件物理、力学性质影响第三节

路基土的强度和压实标准1151、路基土的分类不同粒组的划分界限及范围其中：以60mm作为粗粒组与巨粒组的分界；

以0.075mm作为细粒组与粗粒组的分界；2mm是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限；

0.002mm是粘粒与粉粒的区分界限。116我国公路用土分类包括巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，计12种。

依据：颗粒组成特征、土的塑性指标和有机质含量1171、路基土的分类土的基本代号1181、路基土的分类不均匀系数Cu

和曲率系数Cc1191、路基土的分类1）巨粒土试样中巨粒组粗颗粒(大于60mm的颗粒)质量多于总质量15%的土称为巨粒土。如果巨粒组土粒质量少于或等于总质量15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。巨粒土1201、路基土的分类2）粗粒土试样中粗粒组含量大于50%的土称为粗粒土，粗粒土分砾类土和砂类土两种；砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量多于砂粒组质量的土称为砾类土。砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量少于或等于砂粒组质量的土称为砂类土。1211、路基土的分类粗粒土122粗粒土1、路基土的分类3）细粒土细粒组(小于0.075mm的颗粒)质量不小于总质量50%的土总称为细粒土。细粒土应按其在塑性图（低液限wL<50%；高液限wL≥50%）中的位置确定土名称。

细粒土塑性图1231、路基土的分类3）细粒土细粒土粉土1241、路基土的分类特殊土塑性图特殊土包括黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土。黄土、膨胀土和红黏土按特殊土塑性图定名。①黄土：低液限黏土（CLY），分布范围大部分在A线以上，且wL<40%；②膨胀土：高液限黏土（CHE），分布范围大部分在A线以上，且wL>50%；③红黏土：高液限粉土（MHR），分布范围大部分在A线以下，且wL>55%。盐渍土分类表

冻土分类表1251、路基土的分类认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同的土类采取不同的工程技术措施：级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料；巨粒土是良好的路基材料；砂性土是施工效果最优的路基建材；粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材；粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害；特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。2、路基土的工程性质126路基填料路基填料是路堤施工中的填方筑路材料。填料选择要求路基填料应选择强度高、水稳性好、压缩性小，且运输便利、施工方便的天然土源。路基填料选择依据的指标是CBR值。

公路工程中常见的填料类型①漂石、卵石（巨粒土）与粗砾石②土石混合料③砾类土、砂类土1272、路基土的工程性质（1）加州承载比CBRCaliforniaBearingRatio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。cm(MPa)1282、路基土的工程性质加州承载比-常用路基土的CBR值

1293、路基土CBR和压实标准加州承载比-路基土的CBR要求值1303、路基土CBR和压实标准路基压实（subgradecompaction）（1）压实的意义（significanceofcompaction）分层压实致密的路基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（deformation），从而确保路面的使用品质和使用寿命（servicequalityandservicelife）。（2）路堑的压实（cuttingcompaction）路堑虽然其路基顶面工作区内土体存在超固结（over-consolidation）情况，但一般天然土体的密实程度（compactiondensity）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，有必要挖开后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。1313、路基土CBR和压实标准

试验设备（equipment）击实筒V=2177cm3；击实锤w=4.5kg

试验条件（condition）土样分层n=3层；落高d=45cm；击数N=98/层

击实能量（compactionenergy）

试验方法

对ω为定值的土；分三层压实；测定击实后的ω、ρ，算定ρd

注意：仅适用于细粒土（fine-grainedsoil）；对粗粒土（coarse-grainedsoil），可用较大尺寸的击实仪（3）公路室内击实试验(laboratorycompactiontest）

1323、路基土CBR和压实标准（4）室内击实国家标准

（nationalstandard）《土工试验方法标准》（国家标准）轻型:d<5mm;V=947cm3,m=2.5kg，

落高30.5cm，分3层,每层25击重型:d<40mm;V=2177cm3,m=4.5kg,

落高45.7cm

，分3层,每层98击。（5）路基土的压实度概念（compactiondensity）：

路基土达到的干密度值（drydensity）与标准击实法得到的最大干密度的比值的百分数表示。（6）要求压实的土层：路堤填土部分、零填及挖方路基。1333、路基土CBR和压实标准（6）要求压实的土层-材料要求1343、路基土CBR和压实标准特点：①具有峰值②位于饱和曲线之下

粘性土K很小，压实过程中含水量几乎不变，不可能击实到饱和状态。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度

d(g/cm3)饱和曲线

dmax=1.86wop=12.1最大干密度maximumdrydensity最佳含水量optimumwatercontent（7）室内击实曲线（compactioncurve）1353、路基土CBR和压实标准a.击实功能compactionworkb.土的级配(soilgradation)、

含水量(watercontent)

c.击实方式(compactionmethod)：夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适

E（8）影响因素（factors）讨论1363、路基土CBR和压实标准1）低于最佳含水量时容易提高密实度，从而增强抗变形能力和强度，高于最佳含水量时则难以获得高的密实度；2）压实土遇水浸湿含水量增长的程度与压实时的含水量及土质有关，压实时低于最佳含水量ω0时压实土的膨胀量比略高者为大，因此在接近或略大于最佳含水量时压实的土，其吸水量与膨胀量最小，最稳定；3）压实土浸湿后的抗变形能力：在ω0时压实的土可望得到最高的浸湿后的抗变形能力，同时，增加压实功、提高密度可以得到较高的浸湿后的抗变形能力。（9）压实土的特性(compactioncharacteristicsofsoil)1373、路基土CBR和压实标准（10）压实度标准(compactionstandard):1383、路基土CBR和压实标准第四节

路基水温状况及干湿类型核心内容路基水温状况路基土的基质吸力与饱和度毛细水上升高度路基湿度状况和平衡湿度预估1391、路基水温状况140路基水的来源原始土具有的自然含水量，路基水的主要来源有：大气降水；地面水；地下水；毛细上升水；水蒸汽凝结水；薄膜移动水

……1411、路基水温状况路基水温状况及其变化路基水温状况是湿度与温度变化对路基产生的共同影响;地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路基冻胀与翻浆现象。冻胀丘Pingo热融thaw路基冻胀1421、路基水温状况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条块分割；温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。路面开裂1431、路基水温状况采用基质吸力指标的原因JTGD30-2004采用平均稠度指标作为路基湿度评价指标，虽然综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，也能反映土的软硬程度，但对于塑性指数为零或接近于零的土组，土的平均稠度不能全面反映路基土的工作状态。JTGD30-2015用路基工作区和地下水位确定湿度。1442、路基土的基质吸力与饱和度路基湿度设计状态路基湿度平衡湿度状况竣工2~3年路基实际的设计状态→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×湿度调整系数(TMI)1452、路基土的基质吸力与饱和度重力含水率(w)、体积含水率(θw)和饱和度(S)Gs和ρd一定时，三者均能有效表征路基湿度状况。湿度变化导致土体体积变化，w不变而S和θw发生变化，S和θw表征路基湿度实际情况，故均可采用，因S直观，采用饱和度S作为路基湿度的评价指标。三者关系式1462、路基土的基质吸力与饱和度土的基质吸力饱和土的孔隙中不但充填有水，而且还有空气，水—气分界面（收缩膜）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，收缩膜承受着大于水压力的空气压力，这个压力差值称为基质吸力。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的曲线是描述基质吸力的重要指标。1472、路基土的基质吸力与饱和度基于非饱和土力学中土－水特性曲线理论预估路基湿度土的基质吸力与饱和度之间关系如何确定基质吸力？1482、路基土的基质吸力与饱和度

◆基质吸力影响因素路基相对高度大于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。1492、路基土的基质吸力与饱和度—建立TMI-wPI基质吸力hm(kPa)预估曲线和预估模型—参数标定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1502、路基土的基质吸力与饱和度基质吸力预估模型回归参数（α、β、γ、δ）与wPI有关wPI

α

β

γ

δ00.300419.07133.4515.00.50.300521.50137.3016.050.300663.50142.5017.5100.300801.00147.6025.0200.300975.00152.5032.0500.3001171.20157.5027.81512、路基土的基质吸力与饱和度毛细水在不同土质条件下的上升高度可采用海森公式进行计算3、毛细水上升高度土组名称颗粒粒径d10（mm）孔隙比e毛细水（cm）上升高度饱和毛细水头粗砾0.820.275.46砂砾0.200.4528.420细砾0.300.2919.520粉砾0.060.45106.068粗砂0.110.278260中砂0.030.36165.5112细砂0.020.48~0.66239.6120粉土0.0060.93~0.95359.2180路基的平衡湿度状况

路基平衡湿度状况分为三种：

干燥、中湿、潮湿路基平衡湿度状况确定方法潮湿类路基的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。中湿类路基的路基工作区湿度兼受地下水和气候因素影响，即地下水位较高，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。干燥类路基的路基工作区处于地下水毛细润湿面之上，路基平衡湿度完全由气候因素所控制。1534、路基湿度状况和平衡湿度预估路基平衡湿度时的饱和度潮湿类路基直接根据地下水位高度确定1544、路基湿度状况和平衡湿度预估路基平衡湿度时的饱和度干燥类路基根据TMI确定-由区划确定TMI1554、路基湿度状况和平衡湿度预估路基平衡湿度时的饱和度干燥类路基根据TMI确定-由TMI确定饱和度1564、路基湿度状况和平衡湿度预估路基平衡湿度时的饱和度中湿类路基-由干燥和潮湿分别确定再加权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。1）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；2）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。

1574、路基湿度状况和平衡湿度预估第五节

路基结构回弹模量核心内容路基土动态回弹模量路基结构动态回弹模量设计取值路基结构回弹模量现场测试试件荷载传感器活塞杆球座钢球外置LVDTLVDT托架活塞套管三轴室系杆试件底座O形环试件顶盖多孔透水石真空引管重复荷载加载器多孔透水石橡皮膜1581、路基土动态回弹模量（1）路基回弹模量resilientmodulusofsubgrade回弹模量能较好地反映路基所具有的部分弹性性质，可以用回弹模量表示路基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。我国公路水泥混凝土路面、沥青路面设计方法都以回弹模量E作为路基的刚度指标159（1）路基回弹模量测定时宜采用逐级加载——卸载法（直径30.0cm的板）。每一级荷载经过加载和卸载，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。在多数情况下，试验曲线呈非线性。在确定模量时，可以根据路基实际受的压力范围或可能产生的弯沉范围在曲线上取值。路面设计中，按1mm线性归纳法来确定路基的回弹模量。路基回弹模量计算算例1601、路基土动态回弹模量（2）路基土动态回弹模量标准试验方法路基土动态回弹模量是施加于试件的重复应力峰值与试件相应方向回弹应变峰值之比。对最大粒径大于19mm的路基土与粒料，应筛除大于26.5mm的颗粒，采用振动或冲击压实成型，试件尺寸应符合直径150mm±2mm，高300mm±2mm的要求。对最大粒径不超过9.5mm，且0.075mm号筛通过百分率小于10%的路基土，应采用振动压实成型，试件尺寸应符合直径100mm±2mm，高200mm±2mm的要求。对最大粒径不超过9.5mm，且0.075mm号筛通过百分率不小于10%的路基土，应采用冲击或静压压实成型，试件尺寸应符合直径100mm±2mm，高200mm±2mm的要求。

1611、路基土动态回弹模量（2）路基土动态回弹模量标准试验方法应力幅值确定应变幅值确定动态回弹模量试件荷载传感器活塞杆球座钢球外置LVDTLVDT托架活塞套管三轴室系杆试件底座O形环试件顶盖多孔透水石真空引管重复荷载加载器多孔透水石橡皮膜1621、路基土动态回弹模量资料来源关系式附注壳牌石油公司为动弹性模量为静弹性模量英国TRRL为动弹性模量美国地沥青协会法AI为动弹性模量路基的设计参数的确定我国在测定路基回弹模量时，常采用直径30.0cm的刚性承载板用加载－卸载的试验方法。试验通常