路基工程基本理論施工管理與質量標準圖文并茂

路基工程許瓊鶴南京市市政工程質量安全監(jiān)督站城鎮(zhèn)道路工程的基本理論、施工管理與質量標準1總體框架01道路工程基本理論02路基沉降和地基處理03路基承載力和邊坡穩(wěn)定性04路基施工和質量控制要點05路基施工常見質量問題防治01道路工程的基本理論路基路面工程基本概念假設你是一名道路工程師，將如何考慮設計一條道路？在設計階段，必須回答以下幾個問題：1汽車的荷載如何確定？2路基路面的承載能力如何確定？3汽車荷載在道路中如何傳遞，產生何效應？1汽車荷載：車輛的噸位數(shù)、軸數(shù)、軸重和交通量等。2承載能力：材料的容許應力、容許變形和疲勞強度等。3荷載效應：力的擴散、彈性力學、層狀彈性體系、塑性力學、粘彈性力學、斷裂力學等。無論路基路面工程理論多復雜，一般都不會超出上述研究范圍。設計師最簡單的解決思路步驟一：假設道路上行駛的最大汽車荷載30T，一根車軸10T，輪胎接地面積經測量為0.072m2，接地壓力為0.7MPa。步驟二：按照一定的擴散角（例如450），將車輪荷載擴散到路面結構和路基各層，從而得到各路面和路基層頂?shù)膲簯Ζ襪。步驟三：在道路各層取芯，芯樣進行無側限抗壓強度試驗（土進行三軸試驗），得到各結構層材料的抗壓強度σR。路面路基會壓壞嗎？會壓壞嗎？將各層的承受的車輪荷載應力，與材料抗壓強度比較，若σm≤σR，則計算通過，否則應加大結構層厚度或提高材料強度，直到滿足設計為止。路基路面理論的發(fā)展史20世紀初，美國麻省道路委員會發(fā)表了第一個路面計算公式。假定汽車是集中荷載，并以450擴散角通過h厚碎石基層，作用在邊長為2h的正方形路基范圍內：1933年，Downs認為荷載作用范圍是圓形而非正方形，擴散角也并非450，而是某個與材料有關的角度θ：1934年，Gary認為汽車并非集中力，而是半徑為a的圓形均布荷載：鄧學鈞《路面設計原理與方法》P107存在的缺陷：1力的擴散理論過于簡單，對深層土體受力分析尚可，淺層路基路面精度太差。2公式僅考慮了壓應力和抗壓強度均衡，未考慮材料抗拉、抗剪等其他受力情形。3在20世紀初汽車尚不普及條件下，該公式有其合理性，但現(xiàn)代大、重交通下，不考慮材料疲勞特性有較大局限性。問題一路基路面力學行為汽車荷載在路基路面中如何傳遞，會產生哪些效應，會導致哪些破壞模式？問題二交通荷載汽車荷載的分類，車輪荷載與路面接觸形式和作用力，交通量如何體現(xiàn)累計、重復作用？問題三路用材料的疲勞現(xiàn)代大交通量、重載交通下，路用材料應具有哪些性能，如何考慮材料的抗疲勞？路基路面理論的發(fā)展史以上簡化計算，基本反映了路基路面設計理論全過程。但缺點是模型比較粗糙、計算分析過于簡單，而且忽略了很多因素，難以適應現(xiàn)代交通、材料、施工等方面的要求。因此，路基路面理論真正得以發(fā)展，仍有待于對以下三個問題進行必要的修正和完善。汽車交通荷載反復作用基層路基瀝青面層基層底拉應力σ2面層底拉應力σ1路基壓應變μ疲勞裂縫疲勞裂縫路基路面力學行為特征汽車荷載作用下，路基路面存在兩種破壞模式：一種反復作用下路基壓應變過大，塑性變形不斷累積；另一種基層或面層底拉應力過大，層底開裂。（這兩種模式之間存在一體兩面的聯(lián)系，路基壓應變增大，帶動基層、面層底拉應力增大。所以設計單位對彎沉控制后，層底拉應力一般都也就不會超標了，很多時候沒再去驗算。）實際應力分布1885年布辛尼斯克(Boussinesq)彈性半空間體垂直集中力作用下的應力和位移解析解彈性力學理論考慮車輪荷載在勻質地基內的傳遞集中力正下方垂直壓力拋物線（深度平方關系）衰減集中力附近垂直壓力隨深度先增大后衰減不同深度垂直壓力1逐漸擴散衰減2趨于平均（范圍增大）彈性力學理論地面荷載在土體內的傳遞規(guī)律豎直集中力－布辛內斯克解PP作用線上在某一水平面上在r﹥0的豎直線上z等值線-應力泡0.1P0.05P0.02P0.01P應力泡（豎向壓應力等值線）σz與α無關，呈軸對稱分布彈性力學理論地面荷載在土體內的傳遞規(guī)律p（較小力）P（較大力）0.1P0.05P0.02P0.01P0.1P0.05P0.02P0.01P軟弱土層（假設承載力0.01P）不同大小地面荷載將產生不同“應力泡”，土是分層結構，大荷載“應力泡”可能深入下臥軟弱層，引起較大的地面沉降。故沿江、沿海等下臥深厚軟土地區(qū)，應控制填土高度（即減小荷載）來減少地基處理的費用。硬殼層上述彈性力學分析方法僅適用于路基部分，因為路基工程是各向同性的（各個方面性質都是一樣的）半無限空間體。但對路面結構層來說，12%灰土底基層、水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青面層，每一層性質都不一樣（回彈模量、抗拉強度、抗壓強度等），而且每一層之間也可能不連續(xù)，因此必須采用更為復雜的層狀彈性體系，并考慮適當?shù)募僭O條件。層狀彈性體系E0彈性半無限空間體系瀝青路面屬于分層結構，不滿足彈性半空間理論中各向同性勻質體假設，所以采用層狀體系理論更符合實際情況。目前，中國、美國設計規(guī)范，殼牌法等設計方法都是采用該理論。層狀體系理論仍然屬于彈性力學范疇，只是增加兩個假設豎直方向各向異性和層間接觸面連續(xù)、無滑移。瀝青面層層狀體系理論層狀體系理論解一般采用簡化圖解法(諾謨圖)。缺點是層數(shù)多時，無法繪制諾謨圖，故一般通過模量換算，把多層體系簡化成最多三層體系（分別代表面層、基層、路基），再采用圖解法。換算原則按照轉換成三層體系后，計算點處彎沉或拉應力相等的原則，進行換算。路表彎沉：第1層作為三層體系上層，最下層半空間體作為下層，第2至第n-1層換算成模量為第2層模量的等效厚度。層底拉應力：以計算層底位置為界，其上各層采用該計算層模量代換，其下采用計算層下面一層模量代換，換算為三層體系；計算層是底基層時，底基層其上各層全部采用底基層上那一層的模量代換，底基層保持原模量，換算成三層體系。（原則是計算層的模量不變，其他層按與計算層最接近那層的模量換算。）三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖三層連續(xù)體系上層底面拉應力系數(shù)諾謨圖（上層中層層間連續(xù)）三層連續(xù)體系中層底面拉應力系數(shù)諾謨圖（上層中層層間連續(xù)）（一）路表計算彎沉計算：其中αL通過圖解法求得：αL代入路表計算彎沉：（承載能力問題）主圖梅花圖扇形圖三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖三層連續(xù)體系上層底面拉應力系數(shù)諾謨圖（上層中層層間連續(xù)）三層連續(xù)體系中層底面拉應力系數(shù)諾謨圖（上層中層層間連續(xù)）（二）層底計算拉應力：主圖梅花圖扇形圖圖解法原理同計算彎沉，從略！線性和非線性數(shù)值分析方法計算彎沉和應力隨著近代計算機運算能力的提高和數(shù)值分析技術的發(fā)展，目前一些科研院校也采用數(shù)值分析的方法來計算路基路面的力學行為。一種是線彈性有限單元法：路基路面本質上是非線性、彈塑性材料，表現(xiàn)為不同荷載水平下的不同剛度、材料塑性等特征。但為了保證長期使用，路基路面受力一般不會大，一般情況下非線性特征并不顯著，而且線彈性模型計算簡單且容易收斂，故此方法運用較廣泛。設計規(guī)范中如采用回彈模量、回彈模量試驗荷載水平接近實際狀態(tài)等措施修正，來保證模型精度。另一種是非線性有限元法：主要考慮材料非線性，通過建立土基彈塑性、基層彈塑性、瀝青面層粘彈性（高溫）等本構模型進行數(shù)值模擬。以及用斷裂力學考慮帶裂縫工作、用接觸理論考慮層間粘結失效等高度非線性問題。總之，數(shù)值分析方法能夠解決復雜情況下的受力問題，能夠進行實際狀態(tài)下路基路面的仿真計算，潛力巨大，是將來研究的重要方向。交通荷載和材料疲勞一交通量和軸載<300萬300~1200萬1200~2500萬>2500萬根據國家強制性標準《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值》（GB1589-2004）與交通部《超限車輛行駛公路管理規(guī)定》，我國道路上行駛的各類載重車輛的軸載最大限值，雙輪組單軸允許最大軸重100KN；雙輪組雙聯(lián)軸允許最大軸重180KN。交通荷載和材料疲勞渣土車超載問題一般渣土車核載質量12t（6-8方土），整備質量12t，總質量24t，車輛后雙聯(lián)軸應在18t以內。由于超載，渣土車實載一般20t（11方土），甚至多達40t（22方土），后雙聯(lián)軸超載達200%以上。車輛超載不僅帶來很大安全隱患，也給城市道路帶來很大損害，尤其低等級道路由于超載渣土車頻繁行駛，很快就發(fā)生荷載型結構性損壞。交通荷載和材料疲勞二軸載的轉換作用在路面上的車輛軸載等級不同，一般將各種不同軸載按照等效原理（等破壞、等厚度）轉換成標準軸載（我國為10噸，即BZZ-100）。問題：某專門供運輸特種設備的100噸大型平板運輸車行駛的廠區(qū)道路，路基路面結構層該如何加固？答案：不需要加固！100噸平板車，單根軸載仍為10噸，相當于10輛10噸標準軸載汽車駛過，換算成標準軸載當量次數(shù)為10次；但若100噸為超載，即全部由1根車軸來承擔，則換算成標注軸載當量次數(shù)分別為104.35=22387次、108=1億次（分別對瀝青和半剛性基層）

結論：超載對道路路面危害巨大！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半剛性材料抗疲勞能力差，超載危害性更大交通荷載和材料疲勞南京三進出三城主三通道三日交三通量數(shù)據三來源三：《南京三交通三發(fā)展三年度三報告三（20三14）》城市三道路三交通三的特三點是三次數(shù)三多，三但軸三載等三級小三，以三小客三車為三主，三故換三算成三標準三軸載三次數(shù)三遠小三于公三路重三交通三等級三，其三對路三面性三能的三要求三低于三公路三。但對三不限三制貨三車的三快速三路、三公交三專用三道、三公交三港灣三?？咳镜热^大三荷載三部位三，標三準不三宜低三于公三路。南京三快速三內環(huán)三高峰三小時三交通三量交通三荷載三和材三料疲三勞幾條三推論三：1汽車三軸載三等級三對瀝三青面三層和三半剛三性基三層底三拉應三力控三制的三設計三影響三很大三，一三般呈三指數(shù)三關系三。軸三載增三加為2倍，三相當三于交三通量三分別三增加三到20倍和25三6倍；汽三車超三載對三道路三危害三極大三，根三據測三算，三一輛超載2.三5倍渣三土車，分三別相三當于54輛和15三26輛標準三渣土三車對三瀝青三層底三、半三剛性三基層三底造三成的三損傷三。2城市三道路基本三以小三客車三交通三為主三，部三分中三心城三區(qū)限三行大三貨車三，所三以其三對瀝三青層三底和三半剛三性基三層底三造成三的損三傷微三乎其三微（軸三載低三于30三KN幾乎三可忽三略不三計）。其破壞三模式三以路三表瀝三青、三車轍三和水三損壞三為主，一三般情三況下三，極三少數(shù)三超載三路面三才會三出現(xiàn)三此類三結構三性破三壞。3城市三道路三質量三控制三應體三現(xiàn)與三公路三交通三差別三化，三不宜三過分三追求三重交三通下三高強三度面三層和三基層三，而三應突三出如車轍、瀝青三面層三（穩(wěn)三定性三、透三水性三、適三應高三低溫三性能三等）、基層三收縮三開裂、水損三壞等非荷三載型三結構三性損壞三為主三。交通三荷載三和材三料疲三勞三三材三料的三疲勞三強度材料三極限三強度σS測定三：交通三量的三函數(shù)三，說三明該三系數(shù)三考慮三了與三作用三次數(shù)三有關三的材三料疲三勞的三因素現(xiàn)代三路基三路面三設計三理論二三瀝三青路三面結三構設三計《公路三瀝青三路面三設計三規(guī)范》三JT三G三D5三0-三20三06步驟三：1根據三使用三年限三預測三總交三通量三（軸三載次三數(shù)）三，確三定路三面設三計彎三沉值三：A分別三為考三慮道三路等三級、三面層三、基三層因三素的三系數(shù)2根據三材料三的抗三疲勞三特征三，確三定路三面結三構容三許抗三拉強三度值三：材料三極限三強度三，三瀝三青或三半剛三性基三層疲三勞折三減系三數(shù)3根據三雙圓三均布三荷載三下彈三性層三狀連三續(xù)體三系，三計算三路表三彎沉三和各三結構三層底三拉應三力三。4比較三汽車三荷載三的效三應和三材料三抗力三，只三要效應小于抗力即符三合設三計要三求：按照三預測三的交三通量三來計三算設三計彎三沉、三層底三抗拉三強度三需要三多大三？標準三車軸三產生三多大三彎沉三和層三底拉三應力三效應三，再三疲勞三折減考慮三材料三疲勞三的抗拉三承載三力有三多少三？比較三設計三彎沉三、拉三應力三與結三構承三載能三力是三否均三衡？瀝青三路面三設計三流程兩項三指標三是用三于施三工質三量控三制的三關鍵三目標（效三應不三考慮三交通三量和三疲勞三問題三；抗三力要三考慮三）現(xiàn)代三路基三路面三設計三理論計算三示例三：時偉《土基三回彈三模量三對瀝三青路三面的三影響三及加三固層三設計三研究》材料三極限三強度考慮三疲勞三折減三后材三料強三度計算三應力三過大計算三應力三滿足按照三預測三的交三通量三來計三算設計三彎沉三需要三達到三多少三？標準三車軸三產生三多大三彎沉三和層三底拉三應力三效應三？考慮三材料三疲勞三的抗拉三承載三力有三多少三？比較三設計三彎沉三、拉三應力三與結三構承三載能三力是三否均三衡？路基三土的三力學三、變三形特三性1路基三土的三變形三具有三彈塑三性、三非線三性特三征。2路基三土的三模量三問題1）初三始切三線模三量——應力三值為三零時三的應三力-應變三曲線三的正三切，三如圖三①所三示，三代表三加荷三開始三時土三的應三力-應變三關系三。2）切三線模三量——某一三應力三級位三處應三力-應變三曲線三的斜三率，三如圖三②所三示，三反映三土在三該級三位應三力-應變三變化三的精三確關三系。3）割三線模三量——以某三一應三力值三對應三的曲三線上三的點三同起三始點三相連三的割三線的三斜率三，如三圖③三所示三，反三映在三該應三力級三范圍三內的三應力-應變三關系三的平三均情三況。4）回三彈模三量——應力三卸除三階段三應力-應變三曲線三的割三線模三量，三如圖三④所三示，三反映三土在三回彈三變形三范圍三內的三應力-應變三關系三的平三均情三況。（最三接近三路基三實際三彈性三工作三狀態(tài)三）路基三質量三關鍵三控制三指標一三路三基質三量控三制我國《公路三路基三設計三規(guī)范》J三TG三D三30三-2三00三4和《公路三瀝青三路面三設計三規(guī)范》三JT三G三D5三0-三20三06，用三來控三制路三基強三度的三兩個三指標三：回彈三模量E0和加州三承載三比CB三R。以上三公式三可見《公路三瀝青三路面三設計三規(guī)范》式《城市三道路三路基三設計三規(guī)范》C三JJ三1三94三-2三01三3第條三規(guī)定三路床三頂回三彈模三量：三快速三路和三主干三路不三應小三于30三MP三a；次三干路三和支三路不三應小三于20三MP三a。（90老規(guī)三范更三?。睦砣撋先f，E0可以三用承三載板三試驗三取得三，但三由于三設備三和操三作（三分級三加載三、回三歸分三析等三）復三雜，三所以三工程三中一三般用三貝克三曼梁三來彎三沉值三，并三換算三得到三路基三回彈三模量三。如三某城三市道三路路三床頂三設計三彎沉三值26三0（X0三.0三1m三m），三通過三公式三：三可三以換算三得對三應回三彈模三量為30三MP三a。公路三和城三市道三路規(guī)三范都三對填三料CB三R強度三提出三了要三求，三但實三行不三太理三想，三一是三因為三試驗三比較三復雜三，二三是因三為大三量研三究表三明E0和CB三R具有三一定三對應三關系三，通三過控三制E0一般三就能三控制三住CB三R。路基三土的三力學三、變三形特三性回彈三模量三和加三州承三載比CB三R的區(qū)三別與三關系路基三土E0與CB三R試驗三從力三學原三理上三講完三全不三同的三。E0試驗三主要三是根三據壓三力P與相三應的三回彈三變形三計算三得到三的,在變三形中三不含三塑性三變形三的成三分；CB三R則反三映了三路基三土主三要抵三抗塑三性變三形的三能力,在貫三入深三度中三有時三也會三含有三極少三量的三回彈三變形,但與三總變三形2.三5m三m或5三mm相比三完全三可以三忽略三不計三。E0是路三基土三宏觀三性質三，CB三R是材三料微三觀特三性。兩個三參數(shù)三從不三同角三度反三映了三路基三的強三度。土基三回彈三模量三能較三好反三映土三的部三分彈三性性三質，三在以三彈性三半空三間地三基模三型表三征土三基的三受力三特性三時，三可以三用回三彈模三量表三示路三基圖三瞬時三荷載三作用三下具三有的三可恢三復彈三性變三形性三質。CB三R值的三含義三是將三荷載三板貫三入路三基深三度（2.三5m三m或5m三m）是三所需三的單三位壓三力，三與貫三入標三準碎三石相三同深三度所三需單三位壓三力（7M三Pa或10三.6三MP三a）之三比值三，是三個無三量綱三量。路基三土的三力學三、變三形特三性土基三回彈三模量三測定三程序三繁瑣三復雜三，尤三其是三新土三基現(xiàn)三場；三而CB三R試驗三操作三簡便三，人三為誤三差小三，控三制遠三比回三彈模三量方三便，三而且三受溫三度、三氣候三等條三件影三響小三，穩(wěn)三定性三高，三國外三路基三施工三質量三控制三運用三廣泛三，但三在我三國主三要控三制指三標是三彎沉三和壓三實度三，CB三R則沒三有得三到很三廣泛三的實三際應三用。三國內三外對三于回三彈模三量E0和CB三R之間三關系三，做三過很三多研三究：總的三來說三，E0和CB三R之間三在特三定的三條件三下存三在特三定的三函數(shù)三關系三，但三由于三我國三幅員三遼闊三，地三質變三化大三，并三沒有三統(tǒng)一三的公三式，三具體三還應三分別三進行三相應三的試三驗為三好。趙明三華《路基三土回三彈模三量E_三0和野三外承三載比CB三R研究》路基三質量三關鍵三控制三指標知識三點：回彈三模量E0一定三程度三表征三了路三基的三強度三，但三并非三地基三承載三力，三要注三意區(qū)三別。三一般三路基三承載三力都三比較三大，三如振三動碾三壓后三黃土三承載三力能三達到三（龐旭三卿《路基三黃土三強度三特性三與地三基承三載力三研究》表5.三5）。三計算三表明三，路三表0.三7M三Pa汽車三胎壓三，經三路面三結構三擴散三，傳三到路三基頂三的壓三力0.三02三MP三a都不三到（鮑遠三驥《土基三回彈三模量三分析三與研三究》P三45土基E0=3三0M三Pa和應三變0.三39三22三X1三0-3推算三僅為0.三01三2M三Pa），三遠小三于路三基承三載力三，加三上路三基剛三度不三大，三也不三會產三生疲三勞破三壞。三因此三，我三國規(guī)三范僅三對路三基回三彈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載三力，三思路三是通三過控三制路三基變三形來改善三路面三結構三受力和減少三路基三塑性三變形。結論三：土基三承載三力（強三度）一般三不是三路基三的主三要問三題，三回彈三模量（剛三度）才是三關鍵三性指三標，三路基三施工三中的三所有三活動三都是三圍繞三如何提高三回彈三模量和保持三回彈三模量三穩(wěn)定三性兩個三方面三展開三的。大量三研究三表明三：1影響三路基三回彈三模量三的因三素非三常很三多，三如土三質、三含水三量、三壓實三度、三溫度三、季三節(jié)交三替等三，控三制好三這些三因素三才能三提高三回彈三模量三（即三彎沉三）和三穩(wěn)定三性。2路基三的回三彈模三量對三其上三方的三瀝青三路面三結構三的力三學行三為影三響很三大，三堅實三穩(wěn)定三的土三路基三保證三了路三面結三構良三好的三運行三環(huán)境三?；貜椚Ａ咳挠叭懸蛉赜绊懭坊貜椚Ａ咳蛩厝芏嗳?，但三最主三要的三三大三因素三是土質三土性、含水三率和壓實三度。1不同三土質三土性三，回三彈模三量公三式：回彈三模量三與土三中砂三粒含三量M、含三水率Wx、塑三性指三數(shù)Ipy等土三性參三數(shù)有三關。舉例三：砂性三土塑三性指三數(shù)Ipy為0，故三回彈三模量三與含三水率三無關三，僅三僅與三砂粒三含量M和壓三實度KL（輕三型擊三實標三準）有關三。由三于純三砂砂三粒含三量最三高，三壓實三條件三下的三回彈三模量三也最三大，三故規(guī)三范中三規(guī)定三砂性三土是三理想三的路三基填三料）三。（林三繡賢《柔性三路面三結構三設計三方法》）回彈三模量三的影三響因三素2含水三量3壓實三度覃綺三平《土基三回彈三模量三影響三因素三及其三相關三關系三研究》一般三地，三含水三量越三高土三體積三膨脹三越大三，導三致壓三實度三有所三下降三，從三而引三起回三彈模三量下三降。含水三量對三回彈三模量三的影三響，三比壓三實度三對回三彈模三量的三影響三更大三、更三加敏三感，三而這三點是三平時三較為三忽略三的。一般三來說三，土三具有三遇水三膨脹三、失三水收三縮的三現(xiàn)象三，細三粒土三尤其三明顯三。由于三路基三施工三階段三土含三水量三與運三營階三段存三在差三異，三使得三路基三在使三用年三限內三體積三不斷三變化三，進三而引三起回三彈模三量變三化，三對路三面影三響很三大。三因此三，應三盡量三減小三施工三和運三營階三段路三基土三含水三量差三異。1控制三運營三階段三含水三量（三截水三、排三水、三隔水三層、三滲溝三等）三；2控制三施工三階段三含水三量。含水三率與三干密三度不同三壓實三功、三含水三量下三的干三密度時偉《土基三回彈三模量三對瀝三青路三面的三影響三及加三固層三設計三研究》P三191）三路基三碾壓三時的三含水三量，三對運三營后三回彈三模量三、體三積穩(wěn)三定性三影響三很大三。干燥三地區(qū)三或路三基防三水有三保證的可三在低于三最佳三含水三量范圍三取值三；潮濕三地區(qū)三、浸三水路三基或三路基三防水三難以三保證的，三應在高于三最佳三含水三量范圍三內取三值。2）隨三著壓三實功三升高三，擊三實曲三線向三左上三方移三動，三相應三壓實三度提三高、三最佳三含水三率降三低。三故對含水三量低三于最三佳含三水量三的土，可三以通三過增三加碾三壓遍三數(shù)來三提高三壓實三度；含水三量過三高的三土，曲三線右三側逐三漸趨三于重三合，三增加三壓實三功對三提高三壓實三度作三用不三大，三過高三壓實三功下三，土三體將三進入三“彈三簧”三狀態(tài)（多三用翻三挖晾三曬、三摻入三大顆三粒土三或碎三石改三善）。路基三含水三量與三壓實三度（三回彈三模量三）關三系左圖三反應三了壓實三含水三量與膨三脹量三關系三：土樣三壓實三含水三量越三高，三浸水三后體三積膨三脹量三越小三，即三體積三穩(wěn)定三性越三好。13三%20三%問題三：不三同路三基回三彈模三量會三對路三面力三學行三為產三生何三種影三響？典型三路面三結構三算例—路基三回彈三模量三對路三面力三學行三為的三影響秦健《路基三工作三區(qū)深三度及三其影三響因三素研三究》二三瀝三青路三面設三計秦健《路基三工作三區(qū)深三度及三其影三響因三素研三究》幾點三結論三：1相比三較土三路基三，路三面結三構層三對汽三車荷三載具三有明三顯的三擴散三作用三，道三路等三級越三高、三路面三結構三層越三厚，三擴散三越明三顯（三應力三越小三、工三作區(qū)三深度三越淺三）。2經路三面結三構擴三散后三，土三路基三頂附三加應三力僅三為17三KP三a，嚴三重超三載（三軸重30三0K三N）時三也僅三為20三KP三a，遠三低于三地基三承載三力，三驗證三了前三述地三基承三載力三不是三路基三的主三要控三制指三標的三說法三。3路基三回彈三模量三越高三，工三作區(qū)三深度三越深三，原三因是三荷載三在剛三性體三內傳三遞更三遠，三柔性三體內三則衰三減迅三速。三（因三為應三力是三根據三結構三各部三分剛三度來三分配三的，三路基三剛度三越小三，路三面吸三收應三力越三大，三結果三是路三面超三負荷三路基三卻負三荷不三足，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路基三質量三對路三面影三響我國三的公三路瀝三青規(guī)三范，三對瀝三青面三層、三半剛三性基三層設三計指三標有三兩個三方面三，容許三彎沉三（ls≤ld）和層底三拉應三力（σm≤σR）。理三論和三實測三都顯三示，三路基三的回三彈模三量對三這兩三項指三標影三響很三大，三道路三合格三的關三鍵是三具有三足夠三的路三基回三彈模三量。武紅三娟《土基三回彈三模量三變化三對路三面設三計的三影響三分析》左圖路面三彎沉l和路三基彎三沉l0差值三即為三路面三結構三層的三彎沉三，路三基彎三沉占三路面三彎沉80三%以上三。路三面彎三沉不三合格三最大三可能三路基三彎沉三不合三格，三僅對三路面三修補三往往三無濟三于事三。時偉《土基三回彈三模量三對瀝三青路三面的三影響三及加三固層三設計三研究》右圖特定三路面三結構三層，三提高三土基三回彈三模量三對路三面抗三疲勞三作用三次數(shù)三提高三顯著三，反三推即三提高三土基三回彈三模量三可適三當減三少路三面結三構層三投入三。20三13城市三道路三設計三規(guī)范三即是三此思三路）小三結1路基三路面三計算三理論三就是三回答2個問三題：汽車三等荷三載在三路基三路面三中產三生何三種效三應？三對應三這些三作用三的承三載能三力如三何？無論三理論三如何三發(fā)展三，都三僅是三對效應和承載三力兩個三指標三細化三完善三，更三接近三實際三而已三。（如三引入三彈性三力學三、彈三性層三狀理三論分三析路三面應三力、三變形三效應三；引三入疲三勞考三慮材三料承三載力三折減三等。三）2考慮三材料三疲勞三后，三汽車三軸載三等級三與效三應呈三指數(shù)三關系三，軸三載超三載對三路面三影響三非常三大；三城市三道路三小汽三車居三多，三荷載三作用三非常三有限三，路三面破三壞大三都是三路表三瀝青三、車三轍和三水損三壞為三主，三少見三結構三性破三壞，三設計三施工三應予三充分三考慮三。3路基三質量三關鍵三控制三指標三是回彈三模量，由三于回三彈模三量需三要多三次反三復加三載，三所以三一般三采用三彎沉三來代三替。三路基三回彈三模量三對路三面的三影響三在于三：一三是路三基本三身變三形過三大，三長期三以來三會累三積形三成過三大塑三性變三形；三二是三路基三變形三過大三會導三致其三上的三面層三和基三層彎三沉過三大，三以及三層底三拉應三力過三大。02路基沉降和地基處理兩個三重要三概念三的辨三析：壓密三沉陷(換填)路基三沉降（填三方）1路面三豎向三變形三主要三由回三填體三在自三重和三荷載三作用三下的三壓密三變形三產生三。2原狀三土由三于置三換作三用并三無附三加荷三載，三因此三不會三產生三沉降三，而三荷載三作用三對原三狀土三影響三又幾三乎忽三略不三計。3從質三量控三制的三角度三，只三要控三制好三回填三體密三實度三，壓三密沉三陷是三可控三的。原狀三土原狀三土1路面三豎向三變形三主要三由回三填體三壓密三作用+原狀三土地三基沉三降兩三部分三變形三疊加三產生三。2路堤三是附三加荷三載，三會使三得原三狀土三地基三產生三沉降三，荷三載作三用對三原狀三土影三響幾三乎忽三略不三計。3從質三量控三制的三角度三，壓三密沉三陷是三可控三的，三但對三于原三狀土三地基三沉降三，無三論如三何處三理都三會產三生沉三降。變形三部分變形三部分1變形三部分2壓密三沉陷與路基三沉降公路三路基三設計三規(guī)范三條城市三管道三溝槽三回填三屬于三壓密三沉陷三，質三量是三可控三的，三主要三通過三分區(qū)三壓實三來實三現(xiàn)，三按規(guī)三范要三求壓三實，三路面三只會三在汽三車作三用下三產生三很小三沉陷三。公路三高路三堤自三身壓三密沉三陷是三可控三的，三但下三部原三狀土三地基三沉降三難以三控制三，故三應在三計算三沉降三后決三定是三否需三要地三基加三固。壓密三沉陷三的主三要影三響因三素是上部三荷載，地三基沉三降的三主要三影響三因素三是高三填方三產生三的附加三荷載。管道三施工三與質三量驗三收規(guī)三范城市三軟土三地質三條件三下地三區(qū)場三地豎三向規(guī)三劃問三題在城三市軟三土地三區(qū)（三如南三京的三河西三地區(qū)三、浦三口新三城，三蘇南三平原三地區(qū)三，上三海地三區(qū)，三以及三蘇北三連云三港等三地，三一般三地表三有一三層1-三2m厚的三硬殼三層，三其下三方是三深厚三的淤三泥質三亞黏三土層三，物三理力三學很三差、三壓縮三性很三強。三城市三豎向三規(guī)劃三時，三若按三公路三最小三填土三高度三的標三準修三筑高三路堤三，地三基處三理的三費用三十分三巨大三（不三僅道三路本三身，三還包三括周三邊地三塊填三土時三高填三方所三需地三基處三理費三用）三。因此三，為三了節(jié)三約造三價，三這些三地區(qū)三的規(guī)三劃城三市道三路時三都采三用低三路堤三方案三，代三價是三地下三水位三高，三路基三運行三環(huán)境三比較三差，三由此三會增三加一三部分三處置三費用三。如三浦口三新城三道路三建設三時，三原地三面鋪三設一三層70三cm碎石三土（三碎石三：土=7三0:三30），三改善三基底三條件三；連三云港三新浦三道路三下有三一層三不小三于10三m的海三淤泥三層，三非常三難以三處理三，所三以市三區(qū)道三路填三土高三度比三較小三，一三般是三施工三一層1m左右三山皮三土，三大力三碾壓三嵌入三地面三硬殼三層加三固后三，再三鋪筑三路基三。原三則都三是盡三量不三要給三下方三軟弱三土層三增加三過多三的附三加應三力，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）自重三應力車輪三荷載路基三路面三主要三受力自重三應力σB車輪三荷載σZ此深三度車三輪荷三載僅三為自三重應三力10三%三(其下三近似三忽略)此深三度稱三為路三基工三作區(qū)三深度Za路基三的壓三密作三用—路基三作用三區(qū)深三度自重三應力車輪三荷載采用三車輪三荷載三集中三力簡三化模三式下注意三點：如左三表所三示，三汽車三作用三深度三是完全三均質三路基下的三作用三深度(類似三汽車三直接三行駛三在路三基上)。實三際上三，由三于路三面結三構層三剛度三大(硬殼三層)，擴三散作三用強三，實三際作三用深三度遠三小于三此值三。鄧學三鈞《路面三設計三原理三與方三法》三P4三1胸口三碎大三石硬殼三層的三擴散三作用泥地三鋪鋼三板路基三均質三條件三下，三汽車三作用三深度三（即三產生三壓密三作用三的范三圍）三為1-三3m，但三實際三上由三于基三層、三面層三剛度三比較三大（三類似三于硬三殼層三作用三），三對車三輪作三用擴三散后三，實三際深三度會三大大三低于三此數(shù)三值，三一般三在左三右。考慮三路面三作為三硬殼三層的三路基三作用三區(qū)深三度計三算方三法路面三結構三等效三厚度三法：根據三對路三基表三面壓三力等三效的三原理三，把三剛度三大的三路面三結構三層，三換算三成與三土路三基剛三度相三同的三一定三厚度三的等三效路三基（三以剛三度換三厚度三）。肖鵬《道路三路基三工作三區(qū)與三路基三路面三結構三分析》計算三表明三，采三用路三面結三構等三效厚三度法三換算三后，三常規(guī)三厚度三路面三結構三層可三等效三為2m以上三土路三基厚三度。意味三著小三型汽三車車三輪荷三載作三用范三圍不三會超三出路三面結三構層三深度三；但三對于三大型三載重三貨車三，特三別是三超載三車輛三，作三用深三度會三超出三路面三結構三層，三深達三路基三內一三定范三圍。路三面路三基小型三汽車大型三載重三貨車問題三來了三：三為什三么道三路工三程定三義了三“路三床”三這一三概念三？對大三型載三重貨三車，三路面三結構三層以三下0.三8m路基三可能三在汽三車作三用深三度范三圍內三，收三到汽三車荷三載作三用較三大，三強度三、剛三度和三穩(wěn)定三性對三道路三整體三功能三至關三重要三，所三以必三須重三視。ZaZa公路三路基三設計三規(guī)范JT三G三D3三0-三20三04城市三道路三路基三設計三規(guī)范CJ三J三19三4-三20三13城鎮(zhèn)三道路三工程三施工三與質三量驗三收規(guī)三范CJ三J三1-三20三08路基三的沉三降—分層三總和三法計三算路三基最三終總三沉降地基三受附加三荷載作用三，最終沉降三多大三是可三以計三算的三，最三簡單三的方三法是分層三總和三法，具三體又三分成e-三p曲線三法或e-三lo三gp曲線三法。方法三簡述三：壓力三越大三土越三密實三，取三土樣三進行三室內三試驗三，可三得到三不同三壓力三下土三的孔三隙比三（即e-三p曲線三或e-三lo三gp曲線）。三根據三曲線三分層三計算三地基三未加三載時三的自三重應三力對三應初三始孔三隙比e0，再三計算三加載三后的三附加三荷載三對應三孔隙三比ei，孔三隙比三之變三化就三是沉三降量Si，然三后將三每層三沉降三量相三加就三得到三總沉三降量S。用e-三p曲線三分層三總和三法計三算總三沉降三簡例既然三有了e-三p曲線三法，三為何三還要三提出e-三lo三gp曲線三法？e-三p曲線法簡三單直三觀、三計算三方便三，但三缺點三是e-三p曲線三是從三現(xiàn)場三取土三室內三做的三試驗三，已三經破三壞了三土的三結構三，而三現(xiàn)場三土實三際e-三p曲線三與室三內試三驗是三有區(qū)三別的三，還三必須三考慮三土的三應力三歷史三。e-三lo三gp曲線三的特三點是三，不三論土三體受三到擾三動程三度如三何，三始終三保持三兩個三特征三：（1）三室內三壓縮三曲線三開始三時比三較平三緩，三當壓力三接近三前期三固結三時，三出現(xiàn)三曲率三最大三點，曲三線急三劇變三陡，三繼而三近乎三直線三向下三延伸三；（2）三當壓三力較三大時三，它三們的三壓縮三曲線三都近三乎直三線，三且大致三交于C點，三而C點的三縱坐三標約三為0.三42eo，eo為試三樣的三初始三孔隙三比。利用三這一三特性三，可三以根三據室三內試三驗的e-三lo三gp曲線三推算三現(xiàn)場三土實三際e-三lo三gp曲線三。然三后根三據現(xiàn)三場壓三縮曲三線用三分層三總和三法計三算最三終沉三降量三。說明三：壓三欠固三結土三現(xiàn)場三壓縮三曲線三同正三常固三結土三。分層三總和三法能三夠計三算出三地基三的最終三沉降三量，但三一般三要8-三10年甚三至更三長時三間才三能到三位（和三土的三滲透三性、三排水三邊界三等有三關），工三程中三有必三要了三解某三一時三刻的三沉降三量（比三如竣三工時三、運三營1年等三），就三必須三用固三結理三論。土的三固結三過程三是孔三隙水三壓力三隨著三水的三流失三逐漸三消散三，土三的有三效應三力不三斷增三加，三土體三不斷三被壓三縮的三過程三。p附加應力:z=p超靜孔壓:

u=z=p有效應力:z=0附加應力:σz=p超靜孔壓:

u<p有效應力:σz>0附加應力:σz=p超靜孔壓:

u=0有效應力:σz=pTe三rz三ag三hi一維三滲流三固結三模型根據三上述三固結三理論三模型三：1可以三根據三土骨三架體三積變三化（三彈簧三變形三）、三土的三滲透三性（三出水三管的三排水三能力三）、三加載三量和三加載三速度三（外三力施三加）三，來三計算三任意三時刻三的土三體固三結度U，從三而計三算出三相應三土的三沉降三量。2壓力三越大三、排三水通三道越三多越三近，三則土三固結三速度三越快三，排三水固三結法三就是三利用三這一三特點三，通三過預三加載三（堆三土、三振動三、負三壓等三方式三）結三合增三加排三水邊三界（三砂墊三層、三砂樁三、塑三料排三水板三等）三，來三實現(xiàn)三低滲三透性三土短三時間三固結三。降水三強夯+高真三空擊三密工三法（同三濟大三學-葉觀三寶）施工三之前軟土三地基三處理三的原三理主三要有5種：1置換三法，用三高強三度的三材料三或高三密實三度，三置換三低強三度的三原土（PH三C樁、三振沖三置換三等）；2排水三法，施三工期三間讓三土體三排水三固結三到位（砂三墊層三、砂三樁、三排水三塑料三板、三等）；3加筋三法，加三強側三向約三束來三提高三承載三力（反三壓護三道、三加筋三土、三土工三織物三法等三）；4致密三法，施三工期三間模三擬運三營荷三載，三使得三土體三沉降三提前三發(fā)揮三出來（堆三載預三壓、三真空三預壓三、強三夯）；5固化三法，向三土中三注入三膠質三材料三，形三成高三強度三土體三或柱三體加三固地三基（深三攪樁三、旋三噴樁三、壓三密注三漿）。此外三，每三種加三固方三式中三也有三其他三作用三，如三堆載三也有三排水三固結三作用三、振三沖置三換也三有致三密作三用等三；多三種方三法也三可聯(lián)三合使三用，三如強三夯+排水三、堆三載+排水三等。軟土三地基三處理復合三地基co三mp三os三it三e三fo三un三da三ti三on部分三土體三被增三強或三被置三換，三形成三由地三基土三和豎三向增三強體共同三承擔三荷載的人三工地三基。三土體三增強三的方三式有三旋噴三樁、三深攪三樁、三注漿三、樹三根樁三、CF三G樁（水三泥粉三煤灰三碎石三樁）、PH三C管樁三、振三沖碎三石樁三等。三采用三灌注三樁、三預制三鋼筋三混凝地基三處理三的方三式很三多，三主要三介紹三最常三用的三復合三地基三（水三泥深三攪樁三）工三作原三理和三質量三控制土樁三等，三樁間三土基三本不三承受三荷載三的情三況下三，為三剛性三地基三；采三用淺三層換三填、三砂墊三層、三加筋三土等三加固三方式三，為三柔性三地基三。振沖三碎石三樁：CF三G樁（水三泥粉三煤灰三碎石三樁）：高壓三旋噴三樁：單重三管：水三泥、三水稱三量進三行攪三拌混三合，三輸入三至高三壓泵三；雙重三管：水三泥漿（20三MP三a）與壓三縮空三氣（0.三7M三Pa）同時三噴射三，單三重管三和雙三重管三噴射三管較三細，三孔徑三在5c三m以內三；三重三管：高三壓水（20三MP三a）噴射三流周三圍，三環(huán)繞三一股三圓筒三狀氣三流（0.三7M三Pa），切三割土三體同三時注三入漿三液（2-三5M三Pa）填充三，并三將噴三嘴同三步旋三轉提三升。三管直三徑通三常為7~三9c三m，有三時需三要預三先鉆三一個三直徑三為15三cm的孔三再施三工。水泥三攪拌三樁地三基處三理原三理和三質量三控制水泥三土攪三拌樁三法是三以水三泥等三材料三作為三固化三劑，三通過三特制三的深三層攪三拌機三械，三將固三化劑(漿體三或粉三體)和地三基土三強制三攪拌三，使三軟土三硬結三成具三有整三體性三、水三穩(wěn)定三性和三一定三強度三的樁三體的三地基三處理三方法三。三軸三攪拌三樁機三組成三：鉆孔三機：動力三頭+三鉆桿三+樁三架+三下部三支撐三架動力三頭：三提升三導向三機構三+電三機（三2*三75三/9三0K三W）螺旋三鉆桿三：咬三合攪三拌支撐三：垂三直度三保證打樁三架：液壓三步履三式、三履帶三式樁架螺旋鉆桿動力頭下部支撐架中間支撐保持架攪拌三葉片螺旋三葉片螺旋三鉆頭步履三式打三樁架履帶三式打三樁架水泥三土的三力學三性質1）無側三限抗三壓強三度qu：0.3～4.三0M三Pa之間三，比三原狀三土提三高幾三十倍三至幾三百倍三；（飽三和粘三土qu一般三為0.三1～0.三2三MP三a）2）抗拉三強度：qu為0.三5~三4.三0M三Pa時，三抗拉三強度三為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強三度0.三02～0.三04三M三Pa）李曉三軍《路基三填土三抗拉三強度三測定三的實三驗研三究》3）抗剪三強度：qu為0.三5~三4.三0M三Pa時，三抗剪三強度三為0.三1~三1三.0三MP三a三(即0.三20三~0三.3三0qu)，內三摩擦三角為20三o~三30三o；（粘三土抗三剪強三度（三即內三聚力三）0.三02～0.三04三M三Pa）4）變形三模量：qu為0.三5~三4.三0M三Pa時，50三d變形三模量E040三~4三00三MP三a（即12三0～15三0qu）；（粘三土變三形模三量E010～30三M三Pa）5）壓縮三系數(shù)：av為（2.三0~三3.三5）×1三0-2(M三Pa三)-1(低壓三縮性三土)，壓三縮模三量Es60三~1三00三MP三a。（粘三土壓三縮模三量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質1）重三度：當水三泥摻三入比三在8%～20三%之間三，水三泥土三重度三比原三狀土三增加三約3%～6%2）三含水三量：水泥三土的三含水三量一三般比三原狀三土降三低7三%～15三%3）抗三滲性三：滲透三系數(shù)K一般三在10-7～10-8cm三/s三ec水泥三攪拌三樁地三基處三理計三算分三析理三論根據《建筑三地基三處理三技術三規(guī)范》J三GJ三7三9-三20三12，水三泥攪三拌樁三復合三地基三承載三力由攪拌三樁和樁間三土兩部三分承三載力三組成三：施工三階段三關鍵三控制三因素經驗三值設計三值設計三值經驗三值勘察三單位三提出Ra如何三確定三？樁側三摩阻三力樁端三阻力該公三式也三是由三設計三階段三確定三的還應三排除Ra未發(fā)三揮出三來，三樁身三水泥三土就三被壓三壞的三可能三，故三：老規(guī)三范是三按樁身三強度和地基三強度分別三計算三出來三樁身三承載三力特三征值三，并三取兩三者最三小值三，新三規(guī)范三則不三允許三樁身三發(fā)生三破壞三。施工三控制三的關三鍵是三樁身三強度三必須三達到三設計三值，三否則三承載三力還三未發(fā)三揮出三來樁三體就三被壓三壞了三。4倍儲三備大三致考三慮了三室內三和現(xiàn)三場水三泥深三攪樁三強度三的差三異。從工三程質三量控三制的三角度三，構三成復三合地三基承三載力三的大三多數(shù)三參數(shù)三實際三上在三勘察三、設三計階三段就三確定三了，三因此三施工三階段三質量三控制三的主三要目三標，三就是三要使現(xiàn)場三實體三樁身三強度應達到三設計三要求，以三保證三樁基三設計三承載三力充三分發(fā)三揮。三應注三意：水泥三攪拌三樁地三基處三理施三工質三量控三制要三點1由于三水泥三土強三度不三太高三，所三能承三受上三部荷三載有三限，三一味三增加三攪拌三樁長三度并三不能三提高三單樁三承載三力，三所以三規(guī)范三規(guī)定三了攪三拌樁三長度三一般三不宜三超過15三m，但三從控三制沉三降角三度來三說，三攪拌三樁宜三穿透三軟土三層到三達持三力層三。（反三過來三又對三樁身三強度三提出三了更三高要三求，三尤其三是埋三深較三深的三狀體三）2研究三表明三，水三泥深三攪樁三現(xiàn)場三取芯三無側三向抗三壓強三度（10三d）一三般僅三為室三內強三度的0.三48（一三半不三到）三，其三原因三有現(xiàn)三場條三件較三室內三不利三和取三芯損三傷等三，但三現(xiàn)場三后期三增長三較快三，比三值可三達到0.三65。目前三我站三監(jiān)督三人員三接收三到關三于水三泥土三的無三側向三抗壓三強度三為室三內試三驗強三度，三并不三代表三現(xiàn)場三實際三強度三，尤三其對三于一三些結三構性三工程三的地三基處三理應三要求三設計三單位三提出三現(xiàn)場三取芯三部位三、強三度標三準等三。（類三似于三混凝三土的三同條三件試三塊、三回彈三）（何三開勝《超長三水泥三土攪三拌樁三的試三驗研三究和三工程三應用》）3注漿三后必三須充三分攪三拌，三才能三使得三水泥三漿均三勻地三分布三于樁三身內三形成三整體三水泥三土，三否則三會富三集形三成水三泥塊三，樁三身強三度達三不到三要求三。試驗三和檢三測結三果表三明，三只有三在每三次噴三漿后三