路基路面工程(幻燈片)

1、圖片1圖片2圖片3圖片4圖片5北京道路風(fēng)光 圖片6北京道路風(fēng)光 圖片7圖片8圖片9圖片10圖片11圖片12路基是路面的支撐結(jié)構(gòu)物，對(duì)路面的使用性能有重要影響。路堤的幾種常見(jiàn)形式矮路堤一般路堤浸水路堤挖溝填筑路堤2、路塹：全部由地面開(kāi)挖出的路基稱為路塹。 分為全路塹、半路塹和半山洞三種。注： 挖方邊坡的坡腳設(shè)置邊溝，匯集和排除路基范圍內(nèi)地表徑流。上方設(shè)置截水溝攔截和排除流向路基的地表徑流。 挖方棄土堆在路塹的下方。 坡體因開(kāi)挖而可能失去穩(wěn)定性時(shí)必須采用支擋結(jié)構(gòu)物。 邊坡坡面易風(fēng)化或有碎落物時(shí)，可設(shè)置碎落臺(tái)也可坡面防護(hù)。第三節(jié) 路基路面工程的內(nèi)容和特點(diǎn)： 雙輪組車軸： 每一側(cè)雙輪用一個(gè)圓表示，稱為

2、單圓荷載。 每一側(cè)雙輪用兩個(gè)圓表示，稱為雙圓荷載。 雙圓當(dāng)量圓直徑P作用在車輪 上的荷載,KN；p 輪胎接觸壓力,kPa;-接觸面當(dāng)量圓半徑,m.單圓當(dāng)量圓直徑C1軸載系數(shù)， C1=1+2（m-1),m是軸數(shù)。C2輪組系數(shù)，單輪組為1.85，雙輪組為1.0，四輪組為0.093、輪跡橫向分布： 1） 車輛在道路上行駛時(shí)候，車輪的輪跡總是在橫斷面中心線附近一定范圍內(nèi)左右搖擺，并按一定的頻率分布在車道橫斷面上，稱為車輪的橫向分布。 2）輪跡橫向分布頻率曲線影響因素： 交通量、交通組成、車輛高度、交通管制。4、累計(jì)當(dāng)量軸次Ne在設(shè)計(jì)年限內(nèi)考慮車道系數(shù)后，一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次之和。1）瀝青路面： r

3、設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年均增長(zhǎng)率 N1路面竣工后第一年雙向日交通量的當(dāng)量軸次，次/日； Nt設(shè)計(jì)年限內(nèi)末年的雙向日交通量的軸載作用次數(shù)，次/日； t設(shè)計(jì)年限。 車道系數(shù)rtNNtse3651)1 (2）剛性 二、土基的強(qiáng)度和剛度指標(biāo)：回彈模量、地基反映模量、加州荷載比1、回彈模量：反映地基瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì)。 測(cè)定方法： 1）查表法：無(wú)實(shí)測(cè)條件是時(shí)采用。 2）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法： 大型承載板法：測(cè)定土基在00.5mm的變形壓力曲線. 用彎沉儀測(cè)定.2、地基反應(yīng)模量根據(jù)文克勒地基假定，土基頂面的沉降僅同該點(diǎn)的壓力大小成正比，而同相臨點(diǎn)處的壓力無(wú)關(guān)，此時(shí)壓力與沉降的比成為地基反映模量。rtNNtse

4、3651)1 (文克勒地基模型一.土基的力學(xué)強(qiáng)度特性 （一）路基工作區(qū)：1、路基受力：自重 車輛荷載 P車輪荷載換算的均布荷載 KN/D圓形均布荷載作用面積的直徑。Z應(yīng)力作用點(diǎn)深度。r土的容重。2、正確的設(shè)計(jì)：應(yīng)使路基所受的力在路基彈性限度范圍內(nèi)，即當(dāng)車輛駛過(guò)后，路基能恢復(fù)變形。保證路基相對(duì)穩(wěn)定，路面不致引起破壞。3、路基受力計(jì)算：車輛荷載為均布垂直荷載，路基為彈性均質(zhì)半空間體。 路基工作區(qū)：在路基某一深度處，當(dāng)車輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小，僅為10%20%時(shí)候，該深度范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。 4、要求： 1 ）對(duì)工作區(qū)深度范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇，路基壓實(shí)度提

5、出較高要求。 2 ）當(dāng)工作區(qū)深度大于填土高度時(shí)，荷載不僅施加于路堤而且施加于天然地基上，所以天然地基也應(yīng)充分壓實(shí)。 （二）路基土的應(yīng)力應(yīng)變特性 彈性變形和塑性變形 提高路基土的抗變形能力是提高路基路面整體強(qiáng)度和剛度重要方面。 壓入承載板試驗(yàn)三軸壓縮試驗(yàn)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線 非線性變形局部線性體 即在曲線的一個(gè)微小線段內(nèi)近似視為直線，以其斜率為模量1、初始切線模量 應(yīng)力值為零應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率2、切線模量 某一應(yīng)力處應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率，反映該應(yīng)力處變化3、割線模量 某一應(yīng)力對(duì)應(yīng)點(diǎn)與起點(diǎn)相連割線模量，反應(yīng)該范圍內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變平均狀態(tài)4、 回彈模量 應(yīng)力卸除階段，應(yīng)力應(yīng)變曲線的割線模量 總結(jié)：前三種應(yīng)變包含

6、回彈應(yīng)變和殘余應(yīng)變 回彈模量則僅包含回彈應(yīng)變，部分反映了土的彈性性質(zhì)。 直接暴露于大氣中，受溫度、濕度影響大 溫度濕度變化體積變化脹縮應(yīng)力破壞瀝青面層日溫度變化曲線大于氣溫 水泥混凝土面層溫度日變化一 、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度變化可通過(guò)外部和內(nèi)部影響因素之間聯(lián)系來(lái)預(yù)估。 方法1： 統(tǒng)計(jì)方法 路面結(jié)構(gòu)層不同深處埋設(shè)測(cè)溫元件連續(xù)觀測(cè)，收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料（氣溫、輻射熱），對(duì)記錄的路面溫度和氣象因素進(jìn)行逐年回歸分析。 特點(diǎn)：不包含所有復(fù)雜因素，精度有地區(qū)局限性，只可在條件相似的地區(qū)參考使用。方法2： 理論法 應(yīng)用熱傳導(dǎo)理論方程式推導(dǎo)出。 各種氣象資料和路面材料熱物理特性參數(shù)組成的溫度預(yù)估方程。 特點(diǎn)：參數(shù)確定難

7、度大，理論假設(shè)理想化，結(jié)果與實(shí)測(cè)有一定的誤差。溫度對(duì)路基的影響：北方 凍脹翻漿2 南方雨季積水濕軟路基 Tmax 路面某一深度處的最高溫度，； Ta.max相應(yīng)的日最高氣溫， ； Q相應(yīng)的太陽(yáng)日輻射熱，J/； a.b.c回歸常數(shù)。路面材料按形態(tài)和成型性質(zhì)分為三類： 1、松散顆粒型材料及塊料 密實(shí)型 2、 瀝青結(jié)合料類 嵌擠型 3、無(wú)機(jī)結(jié)合料類 穩(wěn)定型一、力學(xué)強(qiáng)度特性1、抗剪強(qiáng)度： 剪切破壞 ： 路面結(jié)構(gòu)層厚度較薄總體剛度不足 無(wú)機(jī)結(jié)合料基層層位不合理內(nèi)部剪力過(guò)大 面層結(jié)構(gòu)的材料抗剪強(qiáng)度較低高溫條件下瀝青面層 瀝青材料抗剪：瀝青的粘度、用量多下降。 試驗(yàn)溫度、加荷的速率有關(guān)。2、抗拉強(qiáng)度： 氣溫

8、變化收縮， 濕度變化干縮產(chǎn)生拉應(yīng)力 抗拉強(qiáng)度主要由混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力提供試驗(yàn) ： 直接拉伸試驗(yàn)圓柱型試件、變形傳感器、應(yīng)力應(yīng)變值。 劈裂試驗(yàn)（間接拉伸）圓柱型試件、壓條、試件開(kāi)裂破壞。 水泥混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度采用邊長(zhǎng)150mm的立方體試件。 3 、抗彎拉強(qiáng)度 水泥混凝土、瀝青混合料及半剛性路面材料修筑的結(jié)構(gòu)層。車輛的荷載作用下處于受彎曲工作狀態(tài)。 試驗(yàn)：簡(jiǎn)支小梁試驗(yàn)評(píng)定 三分點(diǎn)加載混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150mm150mm550mm 集料粒徑不大于40mm4應(yīng)力應(yīng)變特性：用于基層和底基層的碎礫石材料無(wú)法作成試件，但可由三軸試驗(yàn)可得到應(yīng)力應(yīng)變的非線性。、水泥混凝土、無(wú)機(jī)結(jié)合料處治的混合料。

9、 采用規(guī)則試件進(jìn)行測(cè)定：三軸試驗(yàn)、單軸試驗(yàn)、小梁試驗(yàn)。、瀝青混合料 ：低溫（單軸或小梁試驗(yàn)） 高溫（溫度敏感性強(qiáng)用三軸壓縮試驗(yàn)） 應(yīng)力應(yīng)變特性：隨溫度和加載時(shí)間變化的粘彈性體，用勁度模量來(lái)表示。 瀝青混合料勁度模量是在給定溫度和加載條件下的應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系參數(shù)。試驗(yàn)表明：加載時(shí)間短或溫度較低時(shí)（材料處于彈性狀態(tài)） 中間過(guò)程（彈粘性狀態(tài)） 加載時(shí)間很長(zhǎng)或溫度較高時(shí)（粘滯性狀態(tài)）二、路面材料的累積變形與疲勞特性路面結(jié)構(gòu)在荷載重復(fù)應(yīng)力作用下，可能出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)有兩類第一類：彈塑性工作狀態(tài)：塑性變形累積到一定限度累積變形。第二類：彈性工作狀態(tài)：內(nèi)部微量損傷累積擴(kuò)大，導(dǎo)致疲勞斷裂破壞疲勞破壞。 共同點(diǎn)：

10、破壞極限的發(fā)生不僅同荷載應(yīng)力大小有關(guān)，而且同荷載應(yīng)力作用次數(shù)有關(guān)。 水泥混凝土路面：彈性工作狀態(tài)（疲勞破壞）瀝青路面：低溫彈性狀態(tài)（疲勞破壞） 高溫彈塑性狀態(tài)（累積變形形成車轍、沉陷等）半剛性路面（無(wú)機(jī)結(jié)合料）：早期彈塑性 后期彈性（疲勞破壞）以黏土為結(jié)合料的碎礫石路面：彈塑性狀態(tài)（累積變形）第一節(jié) 路基土的分類和干濕類型、公路自然區(qū)劃一、路基土的分類 1、基本類型：按土的粒徑分為巨粒組、粗粒組和細(xì)粒組（特殊土）。分類總體系如下： 粒粒 組組 劃劃 分分 表表 （單位：mm） 3、路基土的工程分級(jí)： 在施工中，路基土石按其開(kāi)挖難易程度，分為六級(jí)即松土、普通土、硬土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石。 1、

11、路基潮濕來(lái)源： 大氣降水通過(guò)路面、路肩和邊溝滲入路基。 地面水邊溝及排水不良時(shí)的地面積水滲入路基。 地下水路基下面一定范圍內(nèi)的地下水浸入路基。根據(jù)不同水溫狀況采取不同措施 地下水位高的路段，適當(dāng)提高路基。 平原稻田地區(qū)，保持最小填土高度。 地下水位深處，山嶺重丘設(shè)為淺路塹 2、 判斷方法 分界稠度法 實(shí)測(cè)不利季節(jié)路床表面以下80cm深度內(nèi)土的平均稠度。 方法2：根據(jù)自然區(qū)劃、土質(zhì)類型、排水條件及路床表面距地下水位或地面積水位高低等特征確定，即臨界高度法。新建公路路基干濕類型確定新建公路路基干濕類型確定： 可根據(jù)當(dāng)?shù)胤€(wěn)定的平均天然含水量、液限、塑限計(jì)算平均稠度，并考慮路基填土高度、有無(wú)地下水。地

12、表積水的影響，論證地確定路基土的干濕類型。土基干濕類型0 為不利季節(jié)路床表面距地下或地表積水位的高度，地表積水指不利季節(jié)積水20天以上1，2，3分別為干燥、中濕、潮濕狀態(tài)的路基臨界高度，具體可查表劃分土基干濕類型以平均稠度c為主，缺少資料時(shí)，可參考表中一般特征確定設(shè)計(jì)路基時(shí)，要求路基保持干燥和中濕狀態(tài)設(shè)計(jì)路基時(shí)，要求路基保持干燥和中濕狀態(tài) 公路自然區(qū)劃我國(guó)公路自然區(qū)劃分為三個(gè)等級(jí)。 一級(jí)區(qū)劃：首先將全國(guó)劃分為多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土三大地帶。 一級(jí)自然區(qū)根據(jù)不同地理、氣候、地貌界限的交錯(cuò)和疊合，我國(guó)7個(gè)一級(jí)區(qū)的代號(hào)為：區(qū)北部多年凍土區(qū)區(qū)東部溫潤(rùn)季凍區(qū)區(qū)黃土高原干濕過(guò)渡區(qū)區(qū)東南濕熱區(qū)區(qū)西南

13、潮暖區(qū)區(qū)西北干旱區(qū)區(qū)青藏高寒區(qū)二級(jí)區(qū)劃： 在一級(jí)區(qū)劃的基礎(chǔ)上，以潮濕系數(shù)k為主進(jìn)一步劃分為33個(gè)二級(jí)區(qū)和19個(gè)副區(qū)共52個(gè)二級(jí)自然區(qū)。 K= 年降雨量 R/年蒸發(fā)量Z三級(jí)區(qū)劃： 1 、按地貌、水文和土類將二級(jí)區(qū)進(jìn)一步劃分為若干單元。 2 、另一種是地理和地貌等特點(diǎn)將二級(jí)區(qū)細(xì)劃為若干區(qū)域。 第二節(jié) 路基的變形及破壞 一、 路基的主要變形破壞 荷載因素：自重、行車荷載、自然因素 影響穩(wěn)定性的因素：水分、溫度變化（正溫度、負(fù)溫度）、風(fēng)蝕作用。 變形：彈性的、殘留的（不能恢復(fù)的） 1、 路堤沉陷：垂直方向產(chǎn)生較大的沉落 原因： 1）填料不當(dāng) 2）填筑方法不合理 ： 不同土混雜； 未分層填筑、壓實(shí)； 土

14、中有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土塊； 荷載、 水和溫度綜合變化； 原地面軟弱，如泥沼、流沙、 垃圾堆積 未做處理等； 凍脹、翻漿。 2、路基邊坡的滑塌（滑坡）常見(jiàn)的路基病害，也是水毀的普遍現(xiàn)象溜方：少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)而形成。 邊坡上表面薄層土體下溜。 原因：流動(dòng)水沖刷邊坡、施工不當(dāng)引起。滑坡：一不分土體在重力作用下沿某一滑動(dòng)層滑動(dòng)。 原因：土體穩(wěn)定性不足引起。3 、碎落和崩塌 剝落和碎落： 路塹邊坡風(fēng)化巖層表面，大氣溫度與濕度交替作用以及雨水沖刷和動(dòng)力作用之下，表面巖石從坡面上剝落下來(lái)，向下滾落。 大塊巖石脫離坡面沿邊坡滾落稱為崩塌。崩塌：整體巖塊在重力作用下傾倒、崩落。原因：巖體風(fēng)化破碎，

15、邊坡較高。影響：危害較大的病害之一。比較： 崩塌無(wú)固定滑動(dòng)面。 崩塌體各部分相對(duì)位置在移動(dòng)過(guò)程中完全打亂。碎落 滑坡4、路基沿山坡滑動(dòng) 原因：山坡較陡； 原地面未清除雜草或人工挖臺(tái)階； 坡腳未進(jìn)行必要的支撐。5、不良地質(zhì)和水文條件造成路基破壞 不良地質(zhì)條件：泥石流、溶洞等。 較大自然災(zāi)害：大暴雨地區(qū)。二、路基病害防治 提高路基穩(wěn)定性，防止各種病害產(chǎn)生，采取措施： 1、正確設(shè)計(jì)路基橫斷面。 2、選擇良好的路基用土填筑路基，必要時(shí)對(duì)填土作穩(wěn)定處理。 3、采取正確的填筑方法，充分壓實(shí)路基，保證達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。 4、適當(dāng)提高路基，防止水分從側(cè)面滲入或從地下水位上升進(jìn)入路基工作區(qū)范圍。 5、正確進(jìn)行排

16、水設(shè)計(jì)。 6、必要時(shí)設(shè)計(jì)隔離層隔絕毛細(xì)水，設(shè)置隔溫層減少路基冰凍深度和水分累積。 7、采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物、土體加固等防護(hù)技術(shù)措施，以提高其穩(wěn)定性。 第四章：一般路基設(shè)計(jì)一、一般路基： 指在一般地區(qū)，填方高度和挖方深度小于規(guī)范規(guī)定的高度和深度的路基?？梢越Y(jié)合當(dāng)?shù)氐匦危刭|(zhì)情況直接套用典型橫斷面或設(shè)計(jì)規(guī)定。 特殊地質(zhì)路段和高度（深度）超過(guò)規(guī)范規(guī)定的路基應(yīng)進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。二、 一般路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1、結(jié)合路線幾何設(shè)計(jì)要求和當(dāng)?shù)氐匦芜x擇路基斷面形式。2、選擇路堤填料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。3、確定邊坡形狀和坡度。4、路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)。5、坡面防護(hù)和加固設(shè)計(jì)。 第一節(jié)：路堤設(shè)計(jì)路堤是由

17、土石材料在地面上堆填起來(lái)的結(jié)構(gòu)物。要求：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和沉降變形量小。設(shè)計(jì)考慮：地基、填料、邊坡形狀和坡度、堤身壓實(shí)度排水和坡面防護(hù)。一、地基1、要求：地基有足夠的承載力和低壓縮性2、經(jīng)驗(yàn)： 1）基巖、礫石土或一般砂土和粘性土地基，基本上符合支撐路堤的要求。 2）潮濕的粘性土地基，粘結(jié)力小于2040kpa。往往承載力不足。處理：對(duì)地基進(jìn)行鉆探取樣確定軟弱地基的層厚及其物理力學(xué)性質(zhì)，判斷對(duì)路堤的支撐能力和沉降量。3、地基處理情況：頂面酌情處理 除去草根、樹(shù)根、各種耕作物（防止腐爛后形成滑動(dòng)面） 冬季施工時(shí)，除去頂面的雪、冰或凍土（以免接觸面碾壓不實(shí)形成軟弱面）地基頂面有滯水，經(jīng)過(guò)水田、池塘、洼地時(shí)是

18、根據(jù)積水深和水下淤泥厚度等具體情況，采取排水疏干、挖除淤泥、拋填片石或砂、礫石等處理措施。A圖為經(jīng)過(guò)水田地段處理。B圖為經(jīng)過(guò)池塘的地區(qū)處理地基為斜坡：坡度大于1：5時(shí)，原地面開(kāi)挖臺(tái)階以防路堤沿坡下滑，臺(tái)階的高度為路堤分層填土厚度的2倍（4060）坡度大于1：2.5時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算。二、填料 要求：水穩(wěn)定性好，壓縮性小。一方面考慮料源和經(jīng)濟(jì)性，另一 方面顧及填料的性質(zhì)是否適宜。1）礫石、不宜風(fēng)化的石塊滲水性很強(qiáng)，水穩(wěn)性極好，強(qiáng)度高，為最好的填料。石塊空隙用小石塊塞實(shí)時(shí)，塑性變形小。2）碎石土、卵石土、礫石土、粗砂、中砂滲水性很強(qiáng)，水穩(wěn)性好，為施工性能良好的一類優(yōu)質(zhì)填料。 粘土含量多時(shí)，水

19、穩(wěn)性下降。3）砂性土既含一定數(shù)量的粗顆粒，具有足夠的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，又含一定數(shù)量的細(xì)顆粒，把粗顆粒粘結(jié)在一起，為修筑路堤的良好填料。4）粘性土滲水性差，干燥時(shí)不易挖掘，浸水后水穩(wěn)定性差，強(qiáng)度低，變形大，在給予充分壓實(shí)和良好排水設(shè)施的情況下，可做路堤填料。5）不宜作路基填料：極細(xì)砂、粉性土毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重 ，凍脹翻漿現(xiàn)象嚴(yán)重。易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石塊穩(wěn)定性差。1、直線：最常見(jiàn)，適用于矮路堤和中等高度路堤。受力情況是上陡下緩，所以上部偏安全下部偏危險(xiǎn)。路堤高度大時(shí)不經(jīng)濟(jì)。2、折線：上陡下緩，符合路堤的受力情況。變坡不宜多，多了施工不宜控制，坡面也易受水沖刷。3、臺(tái)階形：每隔一定高度設(shè)置寬度不小于1-2米的護(hù)

20、坡道，護(hù)坡道具有3%的外向橫坡。適用于高路堤。設(shè)置護(hù)坡道可以減緩較長(zhǎng)坡面的地面水流速，防止坡面受沖刷。四、壓實(shí)： 1、分層壓實(shí) 2、最佳含水量 3、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 4、壓實(shí)的目的：為了消除路堤在荷載和自然因素作用下可能出現(xiàn)的過(guò)量變形。 路堤：1、矮路堤 填士高度 1.0m 2、高路堤 填士總高度 18m(土質(zhì)) 填石總高度 20m(石質(zhì)) 3、一般路堤 介于兩者之間 路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 邊坡設(shè)計(jì)一、工程地質(zhì)法:比照著當(dāng)?shù)鼐哂邢嗤こ痰刭|(zhì)條件，而處于極限狀態(tài)的自然山坡和穩(wěn)定的已成人工邊坡，來(lái)確定路塹邊坡的形狀和坡度。 1、影響路塹穩(wěn)定性的因素：開(kāi)挖深度、坡體的巖性或土質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風(fēng)化和破碎程度、

21、地面水和地下水的作用、當(dāng)?shù)貧夂虻?。巖石挖方邊坡坡度分類：1）植物防護(hù)（有生命防護(hù)）： 植草：容許流速0.40.6m/s ，邊坡不陡于1：1。 鋪草皮：容許流速c1.8m/s，邊坡1：11：1.5，沖刷較重，適于長(zhǎng)草 種樹(shù)：容許流速c1.8m/s，坡岸河灘上降低流速，防水直接沖刷路堤2）工程防護(hù)抹石防護(hù)：石質(zhì)挖方坡面防巖石風(fēng)化，表面完整 常用材料：石灰漿（精造）噴漿：適用于易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡。厚10cm 水泥用量較大，重點(diǎn)工程可適用 沙漿：水泥、石灰、河砂、及水3、灌漿、勾縫、嵌補(bǔ) 比較堅(jiān)硬的巖石坡面，為防止水滲入縫隙成害，視縫隙深淺與大小，予以灌漿、勾縫、嵌補(bǔ)4、干砌片面護(hù)面：防

22、止地面水位或河水沖刷浸水路堤或暴雨地區(qū)路堤5、護(hù)石墻：漿砌片石的坡面覆蓋層。用語(yǔ)封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡。 作用：匯集和排除；路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水 3）排水溝 位置：結(jié)合地形、路基坡腳外34m 作用：用來(lái)把截水溝和邊溝內(nèi)匯集的水排引到附近 的橋涵、河谷或遠(yuǎn)離路基的低洼地2、各種蓄水的構(gòu)造物 陽(yáng)水堤： 當(dāng)不宜采用截水溝來(lái)排除上例山坡的地面水時(shí)，可設(shè)置在路基上側(cè)山坡上，用以把水?dāng)r蓄在山坡上，就地滲透和蒸發(fā)。 蓄水池： 當(dāng)截水溝或邊溝內(nèi)匯集的水無(wú)法排引出路基時(shí)，可在路旁設(shè)置蓄水池，用以攔蓄部分水，使之自然滲透和蒸發(fā)。3、各種底下排水構(gòu)造物 明溝：設(shè)置在路基上方，攔截、引排或降低

23、埋藏不深的淺層地下水，并可兼起排地面水的作用。 滲溝、暗溝，設(shè)在邊坡坡體或山坡上，用以疏干及引排坡體內(nèi)的地下水。4、各種泄水構(gòu)造物 穿越路基，將路基上方的水流宣泄到下方，如橋梁、涵洞、滲水路堤和過(guò)水路面等。5、河道整治工程 改善河道水流狀況，防止沖刷路基下方的構(gòu)造物，如導(dǎo)流壩、人工渠道等（二）具體布置步驟 1、把主要流向路基的天然溝和排水溝規(guī)劃成橫向排水系統(tǒng)（垂直路線方向）。 2、攔截山坡水流，作為縱向排水系統(tǒng)，并匯集入橫向排水系統(tǒng)或攔蓄山坡水流作成縱向蓄水系統(tǒng)。 3、在橫向和縱向排水溝渠之間的山坡上，根據(jù)面積大小和地形，確定是否需要設(shè)置邊溝和各種排水系統(tǒng)溝渠，以構(gòu)成排水網(wǎng)絡(luò)。 4、在路基兩側(cè)

24、設(shè)置邊溝、排水溝等或利用取土坑排水，以保證路基經(jīng)常干燥。5、選定橋涵的位置，并使這些溝渠同橋涵聯(lián)成網(wǎng)6、考慮是否需要設(shè)置地下排水系統(tǒng)（三）地面排水設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定位置、設(shè)計(jì)橫斷面和縱斷面1、位置： 溝渠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)上穩(wěn)定和地形上較平緩的地方。 溝渠 ：平面線形力求平順，轉(zhuǎn)折處盡量用較大半徑。 截水溝：應(yīng)距路塹邊坡坡頂邊緣或路堤邊坡坡腳一定距離2、橫斷面常用梯形，邊溝也有三角形和矩形（巖石路塹）溝渠斷面尺寸，應(yīng)能保證排泄設(shè)計(jì)流量。（溝渠端面能排泄的流量，按明渠均勻流的計(jì)算公式）（截水溝 ，排水溝）邊溝不用計(jì)算3、縱坡 溝渠應(yīng)沒(méi)有一定的縱坡，使其中的水流能順暢的流出，不至于淤塞。溝渠最小縱

25、坡通常規(guī)定為0.5%，特殊困難情況下可減小到0.2%4、長(zhǎng)度 為防止沖刷，溝渠單向排水的長(zhǎng)度限制在300500m，土質(zhì)不良縱坡過(guò)大處，此長(zhǎng)度還應(yīng)縮短，溝長(zhǎng)超出范圍時(shí)，應(yīng)增設(shè)出水口，將水引離。5、在縱坡無(wú)法減小而必然引起沖刷時(shí)，應(yīng)對(duì)溝壁進(jìn)行加固加固試（草皮加固）（四）地下排水設(shè)備設(shè)計(jì) 在地下水位及路基穩(wěn)定性或嚴(yán)重降低時(shí)其強(qiáng)度的情況下應(yīng)根據(jù)具體情況采用不同方法來(lái)處理地下水。1、攔截地下水。上側(cè)坡體上有含水層出露時(shí)。2、疏干坡體內(nèi)地下水。3、降低地下水位： 當(dāng)?shù)貏?shì)低洼地下水很高時(shí)，路基上層受地下水的影響而過(guò)分濕軟，可在路基兩側(cè)地面下設(shè)置縱向或橫向滲溝以降低地下水位（疏干路基上層，提高其高度） 明溝適

26、用于地下水埋藏較深處（12m以內(nèi)）可用作攔截、疏導(dǎo)，降低地下水位，也可兼排地下水。斷面形式：矩形、梯形。 滲溝應(yīng)用于地下水埋藏較深處。滲溝內(nèi)用大顆粒透水材料（碎石、礫石）填充以保證它有足夠的孔隙排除地下水通常用兩、三種不同的滲水材料在迎水石處做成反濾層，每層厚度不小于10 15cm滲溝頂部用草皮倒置覆蓋，鋪上密實(shí)的黏土，以防止地面水下滲。底部可用石料砌成排水孔，地下水流較大時(shí)，可采用管壁帶有空的排水管。排水孔或管的底部應(yīng)埋入不透水層內(nèi)。二、路面排水設(shè)計(jì) 原則：沿路面橫向坡度兩側(cè)排水 任務(wù)：迅速把降落在路面和路肩表面的降水排除防止路面積水而影響行車安全。1 、路面排水（路肩排水）路塹：橫向排流的

27、表面水匯集于邊溝內(nèi)路塹：橫向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)路堤：沿路堤邊坡橫向漫流，適用于路線縱坡平緩，匯水量不大，路堤較低且坡面不會(huì)受到?jīng)_刷。路肩外側(cè)邊緣放置攔水帶，然后一定間距設(shè)置泄水口和急流槽集中排放在路堤坡腳外。適用于路堤較高，邊坡坡面易受雨水沖刷，攔水帶可用瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑或水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌而成。 注意：攔水帶過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，1在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道外邊緣。2在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道中心線。攔水帶橫斷面參考. 2、中央分隔帶排水以及中央分隔帶表面排水是高速公路以及一級(jí)公路表面排水的主要內(nèi)容。根據(jù)分隔帶寬度、綠化和交通安全設(shè)施的形式和分隔帶表面處理方式選

28、擇排水方式寬度小于3m，且表面采用鋪石封閉降落在分隔帶上的表面水排向兩側(cè)行車道其坡度與路面的橫坡度相同寬度大于3m，且表面采用鋪石封閉降落在分隔帶上的表面水匯集在分隔帶中央的低洼處，并通過(guò)縱坡排流到泄水口或橫穿河界的橋涵水道中。表面無(wú)鋪石且表面無(wú)排水設(shè)施的中央分隔帶表面水下滲，該縱向排水滲溝，隔一定間距通過(guò)橫向排出管排出河界。 一般路基套用典型橫斷面圖（無(wú)需論證和驗(yàn)算）高路基、深路塹、浸水沿河路堤、特殊地質(zhì)地段的路基個(gè)別設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性驗(yàn)算用以確定合理的路基橫斷面形式 第一節(jié) 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法一、邊坡穩(wěn)定原理破裂面1、用力學(xué)方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，都按平面問(wèn)題處理2、松散的砂

29、性土和礫石內(nèi)摩擦角較大，粘聚力較小，破裂面近似直線破裂面法。3、粘性土粘聚力較大，內(nèi)摩擦角較小，破裂時(shí)滑動(dòng)面為圓柱形、碗形，近似于圓曲面，采用圓弧破裂面法(二）在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，近似方法并假定1、不考慮滑動(dòng)主體本身內(nèi)應(yīng)力的分布2、認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動(dòng)面上達(dá)到，滑動(dòng)主體整體下滑3、極限滑動(dòng)面位置通過(guò)試算來(lái)確定二、邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù) 路塹：天然土層中開(kāi)挖，土類別、性質(zhì)天然生成的路堤：人工填筑物、填料性質(zhì)和類別多為人為因素控制，對(duì)于土的物理力學(xué)數(shù)據(jù)的選用以及可能出現(xiàn)的最不利情況，力求能與路基將來(lái)實(shí)際情況一致 。所需土的試驗(yàn)資料：1、對(duì)于路塹或天然邊坡?。涸瓲钔恋娜葜豶，內(nèi)摩擦角，粘聚力c

30、2、對(duì)路堤邊坡：取與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度一致的壓實(shí)土試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 r 、 、 c 同上 路堤各層填料性質(zhì)不同時(shí)，所采用驗(yàn)算數(shù)據(jù)可按加權(quán)平均法求得。汽車荷載當(dāng)量換算路基承受自重作用、車輛荷載（按車輛最不利情況排列，將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成相當(dāng)于土層厚度0 ）0稱為車輛荷載的當(dāng)量高度或換算高度。 荷載分布寬度：可分布在行車道寬度范圍內(nèi)考慮實(shí)際行車有可能偏移或車輛停放在路肩上，也可認(rèn)為1厚當(dāng)量土層分布于整個(gè)路基寬度上。三、邊坡穩(wěn)定性分析方法：力學(xué)分析法： 1、數(shù)解法假定幾個(gè)滑動(dòng)面力學(xué)平衡原理計(jì)算，找出極限滑動(dòng)面。 2、圖解或表解法在計(jì)算機(jī)或圖解的基礎(chǔ)上，制定圖或表，用查圖或查表來(lái)進(jìn)行，簡(jiǎn)單不精確。力學(xué)分析法： 直

31、線法適用于砂土和砂性土（兩者合稱砂性土）破裂面近似為平面。 圓弧法適用于粘性土，破裂近似為圓柱形 1、直線法： 2、圓弧法粘性土滑坍時(shí)破裂面為曲面近似為圓弧滑動(dòng)面條分法：將圓弧滑動(dòng)面上土體劃分為若干豎條 依次計(jì)算每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力 疊加計(jì)算整個(gè)土體的穩(wěn)定性計(jì)算精度與分段數(shù)有關(guān)越大越精確，一般為810段。結(jié)合橫斷面特性，劃分在邊坡或地面坡度變化處以簡(jiǎn)化計(jì)算。假定：1土體均質(zhì)，各向同性 2滑動(dòng)面通過(guò)坡腳 3不計(jì)各土條間側(cè)向力的作用（1）圓弧法基本步驟：通過(guò)坡腳任意選定可能滑動(dòng)面AB，半徑為R，縱向單位長(zhǎng)度，滑動(dòng)土體分條（58）計(jì)算每個(gè)土條重Gi（土重、荷載重）垂直滑動(dòng)面法向分力 計(jì)算

32、每一段滑動(dòng)面抵抗力Nitg（內(nèi)摩擦力）和粘聚力cLi（Li為I小段弧長(zhǎng)）以圓心o為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心，半徑R為力臂。 計(jì)算滑動(dòng)面上各點(diǎn)對(duì)o點(diǎn)的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩。求穩(wěn)定系數(shù)k再假定幾個(gè)可能的滑動(dòng)面，計(jì)算相應(yīng)k值在圓心輔助線MI上繪出，穩(wěn)定系數(shù)k1，k2kn對(duì)應(yīng)于O1,O2On的關(guān)系曲線K=f（O）與曲線f（O）相切即為極限滑動(dòng)面kmin在1.251. 5之間穩(wěn)定系數(shù)k取值k=1.251.50當(dāng)計(jì)算k小于容許值k應(yīng)放緩邊坡，從新擬訂橫斷面，在按下述方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析4.5H法步驟：由坡腳A向下引垂線量取路堤高H c由c沿水平線量取4.5H設(shè)D 在A點(diǎn)作與邊坡夾角1，B點(diǎn)作與水平線夾角2的兩直線AO、B

33、O交與O點(diǎn) 連接DO并向外延伸 4.5H法精確用于分析重要建筑物的穩(wěn)定性36法方法：坡頂B處作與坡頂水平線成36的直線BE 第二節(jié) 陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算 地面橫坡陡于1：2.5，需驗(yàn)算路堤邊坡的穩(wěn)定性以預(yù)防路堤沿地面陡坡下滑?；瑒?dòng)面可分為：路堤沿基底接觸面滑動(dòng) 路堤連同基底下的山坡覆蓋層沿基巖面下滑驗(yàn)算中：應(yīng)采用滑動(dòng)面附近較為軟弱的土的有關(guān)數(shù)據(jù) 假定滑動(dòng)面上土體沿滑動(dòng)面整體滑動(dòng) 1、滑動(dòng)面為單一坡度傾斜面時(shí)（直線滑動(dòng)面穩(wěn)定性驗(yàn)算）整個(gè)路堤沿直線斜坡面滑動(dòng)的下滑力E為 當(dāng)驗(yàn)算設(shè)得下滑力E為零或負(fù)值時(shí)，此路堤可認(rèn)為是穩(wěn)定的即： E0路堤穩(wěn)定 2、折線滑動(dòng)面穩(wěn)定性驗(yàn)算步驟： 將折線劃分為幾個(gè)直線段路堤

34、按各直線劃分為若干塊土體 從上側(cè)山坡到下側(cè)山坡，逐塊計(jì)算每塊沿滑動(dòng)面的下滑力 最后一塊土體下滑力大于零不穩(wěn)定，小于或等于零穩(wěn) 若算得第n塊土體下滑力En為負(fù)值，則可不列入下一塊土體的計(jì)算（保守算法）En平行于各相應(yīng)土塊的滑動(dòng)面，最后一塊土體En為正值時(shí)土體不穩(wěn)定剩余下滑力：En0穩(wěn)定 En0不穩(wěn)定3、穩(wěn)定措施：改善基底狀況，增加滑動(dòng)面的摩擦力或減小滑動(dòng)力清除松軟土層，夯實(shí)基底，使路堤位于堅(jiān)實(shí)的硬層上開(kāi)挖臺(tái)階，放穩(wěn)坡度，減小滑動(dòng)力路堤上方排水，阻止地面水浸濕基底改變填料及斷面形式：采用大顆粒填料，嵌入地面放緩坡腳處邊坡，以增加抗滑力在坡腳處設(shè)支擋結(jié)構(gòu)物石砌護(hù)腳、干砌或漿砌擋土墻 第三節(jié) 浸水路堤

35、穩(wěn)定性一、河灘路堤受力： 普通路堤外力、自重、浮力（受水浸泡產(chǎn)生浮力）、滲透動(dòng)水壓力（路堤兩側(cè)水位高低不同時(shí)，水從高的一側(cè)滲透到低的一側(cè)產(chǎn)生動(dòng)水壓力） 最不利情況：水位降落時(shí)動(dòng)水壓力指向河灘兩側(cè)邊坡，尤其當(dāng)水位緩慢上漲而集聚下降時(shí)，對(duì)路堤最不利。二、滲透動(dòng)水壓力的計(jì)算 三、河灘路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。河灘路堤最不利情況：最高洪水位驟然降落時(shí)通常采用圓弧法（條分法）計(jì)算公式如下： 注意情況：1、礫石、片石等無(wú)粘性透水材料填筑的路堤水位變化時(shí)，不發(fā)生動(dòng)水壓力D=0，C=0，Cb=02、用不透水或透水極小的粘性土填筑的路堤水位變化時(shí)，不發(fā)生動(dòng)水壓力D=03、用一般粘性土（亞粘土、亞砂土）填筑的路堤水位變

36、化時(shí)，堤身產(chǎn)生動(dòng)水壓力必須繪制浸潤(rùn)曲線（假定為直線，坡度為降落曲線的平均坡度）用前式計(jì)算4、河灘路堤的安全系數(shù)，一般規(guī)定不小于1.25，按最大洪水位驗(yàn)算時(shí)，其安全系數(shù)可采用k1.15防止滑坡2、山坡?lián)跬翂Γ?、路肩擋土墻： 路坡穩(wěn)定， 收縮坡角， 路堤擋土墻 4、路堤擋土墻： 收縮坡腳， 防止陡坡堤下滑 擋土墻設(shè)置與否，與同其工程方案比較確定 1，與移改路線位置進(jìn)行比較。 2，與填筑或開(kāi)挖邊坡相比較 3，與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋，河流，水渠）等比較 4，與設(shè)置其分類型的構(gòu)造物（橋，護(hù)墻）等比較 二、類型及使用范圍1，重力擋土墻 適用：地基良好，非地 震和沿河受水沖刷地區(qū) 利用衡重臺(tái)上部

37、填土的下壓作用和全墻重心的后移，增加墻身穩(wěn)定，平均短石尺寸。 適合于山區(qū)，地石橫坡陡峭的路肩墻。路塹墻，路破墻。2，錨定式擋土墻 1）錨桿式分為鋼筋混凝土主栓，擋土板，鋼錨桿 2）錨定板式 ：墻后板壓力由擋土板傳立柱傳鋼錨桿錨固力適用于：構(gòu)件段石小，工程量省 特別適用于地質(zhì)不良時(shí)，石料缺乏，挖基困難，有錨固條件的路基擋土墻3、薄壁式擋土墻1）懸臂式 ：立壁、底板 2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量來(lái)保證。特點(diǎn)：自重輕，做工省，適用于墻高較大，地質(zhì)條件一般，需用一定量的剛材，經(jīng)濟(jì)效果好。4，加筋式擋土墻：填土、填土中布置拉筋條、墻石板 受力：放置拉筋材料，填土壓實(shí)，通過(guò)填土與拉筋間的摩擦作用，把

38、土的側(cè)壓力傳給拉筋。 特點(diǎn)：柔性結(jié)構(gòu)，對(duì)地基變形隨意性大，建筑高度大，適用于填土沙基，節(jié)約投資30%70%，經(jīng)濟(jì)效益大。 第二節(jié) 擋土墻壓力計(jì)算一、作用在擋土墻上的力系 1、一般地區(qū)擋土墻受到的主要力系 1）擋土墻自重G及位于墻上的恒載 2）作用于墻背上的主動(dòng)土壓力Ea 3）基底的法向反力N及摩擦力T 2、浸水地區(qū) 還包括擋土墻及墻后填料的水浮力滲水性土作填料時(shí)，動(dòng)水壓力不予考慮。 3、附加力：季節(jié)性作用于擋土墻上的各種力 如：洪水時(shí)的靜水壓力和浮力，動(dòng)水壓力，波浪沖擊力，凍脹壓力，冰壓力等。4、特殊力：偶然出現(xiàn)的力。 如：地震力、施工荷載、水流漂浮物的撞擊力。 考慮原則：根據(jù)擋土墻所處的具體

39、工作條件、最不利組合 一般地區(qū) 僅考慮主要力系 浸水地區(qū) 考慮附加力 地震區(qū) 考慮地震力 主動(dòng)土壓力：當(dāng)擋土墻向外移動(dòng)，土壓力隨之減少，直到墻后土體沿破裂下滑而處于平衡狀態(tài)時(shí)，作用于墻背的土壓力。 *設(shè)計(jì)中考慮主動(dòng)土壓力二、一般條件下庫(kù)倫主動(dòng)土壓力計(jì)算。（一）各種邊界條件下主動(dòng)土壓力計(jì)算。 庫(kù)侖理論的要點(diǎn)為： 1、假設(shè)墻背填料為均質(zhì)散粒體， 僅有內(nèi)摩擦力，而無(wú)粘聚力。 2、當(dāng)墻背向外移動(dòng)或饒墻趾外傾時(shí)，墻背填料會(huì)出現(xiàn)既一通過(guò)墻踵的破裂面，證為平面。 3、破裂面上的土楔，既為剛性體，根據(jù)靜力平衡條件，確定土楔處于極限平衡狀態(tài)時(shí)給予墻背的主動(dòng)土壓力4、通過(guò)墻鍾，假擬若干個(gè)破裂面，其中使主動(dòng)土壓值最大的破裂面為最危險(xiǎn)破裂面.dE/ds=0 求得破裂面的位置和主動(dòng)土壓力值。5、假設(shè)土壓力沿墻高呈直線分布土壓力作用在墻高的下三分點(diǎn)處（土楔上無(wú)荷載作用時(shí)）與墻背線夾角為(二）庫(kù)侖理論適用范圍： 1、概念簡(jiǎn)單明了，適用范圍廣。 可以解算各種墻背情況。 不同墻后填料表面形狀和荷載作用情況下的主動(dòng)土壓力。 2、適用于砂性土，計(jì)算主動(dòng)土壓力與實(shí)際情況較接近。 粘性土、平面代油面，誤差不大，影響因數(shù)