《路基路面工程》第二版 課件全套 謝軍 第1-8章 緒論、路基設(shè)計(jì)與施工-路基路面養(yǎng)護(hù)與管理

《路基路面工程》（第二版）主要內(nèi)容1.1道路工程的歷史和發(fā)展1.2路基路面工程特點(diǎn)、要求及影響因素1.3公路自然區(qū)劃1.4路面結(jié)構(gòu)與分類1.5行車荷載道路：是供各種車輛(無軌車輛)和行人通行的工程設(shè)施的總稱。

公路：連接城市、鄉(xiāng)村和廠礦地區(qū)之間，主要供汽車行駛并具備一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)施的道路，主要為區(qū)間交通聯(lián)系服務(wù)。包括：城市道路、公路、廠礦道路、林區(qū)道路及鄉(xiāng)村道路等?！奥坊访婀こ獭睘楣饭こ探M成部分——本課程的主要研究對(duì)象。1.1道路工程的歷史和發(fā)展古代道路步行道路：由人踐踏而形成的小徑；馱運(yùn)道路：公元前4000年左右，出現(xiàn)車輪，動(dòng)物牽引輪式車輛；馬車道路：馬車；東漢訓(xùn)詁書《釋名》：道，蹈也，路，露也，人所踐蹈而露見也；《古史考》:黃帝作車,任重致遠(yuǎn)。少昊時(shí)略加牛,禹時(shí)奚仲駕馬（造車）；“周道如砥，其直如矢”（道路質(zhì)量）；“匠人營國，方九里，旁三門。國中九經(jīng)九緯，環(huán)涂七軌，野涂五軌”―《周禮》（道路規(guī)劃）；“司空視途”，“列樹以表道，立鄙食以守路”，“雨畢而除道，水涸而成梁”－《周語》（道路管理）；商朝（公元前16～前11世紀(jì)）：已懂得夯土筑路，并利用石灰穩(wěn)定土壤。從商朝殷墟的發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)有碎陶片和礫石鋪筑的路面。近代道路（解放前）1908年，蘇元春駐守廣西南部邊防時(shí)的那坎—鎮(zhèn)南關(guān)—龍州公路，長55km，但因工程艱巨，只修通龍州至鴨水灘一段，長17公里；1913年，湖南采用新式筑路法，修筑了長沙—湘潭的軍用公路，1921年竣工，長50.11公里，成為我國新式筑路法之始；抗戰(zhàn)公路：遠(yuǎn)在地理與自然條件均較惡劣的邊陲地區(qū)，多服務(wù)于軍事（前線補(bǔ)給、百姓撤離）?，F(xiàn)代道路創(chuàng)建時(shí)期（1949年～1957年）：青藏、康藏、青新、川黔、昆洛（打洛）等；曲折發(fā)展時(shí)期（1958～1978年11月）：

開創(chuàng)新局面時(shí)期（1978年12月～至今）：1988年，全國公路總里程首次突破100萬公里；同年，滬嘉高速公路通車，我國第一條高速公路，1984年開工、1990年通車的沈大高速標(biāo)志著我國進(jìn)入高速公路時(shí)代。至2022年底，全國公路總里程達(dá)535萬km；全國高速公路里程達(dá)17.7萬km。1.2路基路面工程特點(diǎn)、要求及影響因素路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分，它是按照路線位置、設(shè)計(jì)橫斷面和一定的技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，與路面共同承受交通荷載的作用。作為路面的支承結(jié)構(gòu)物，路基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。路面是在路基頂面用各種材料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)。路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu)。應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度、剛度，其表面還應(yīng)滿足平整、抗滑和排水的要求。相輔相成路基：在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線形（位置）和設(shè)計(jì)斷面（幾何尺寸）要求開挖或堆填而成的巖石結(jié)構(gòu)物。路面：在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。承載能力

：是結(jié)構(gòu)承受荷載的能力，有相應(yīng)的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。路面各個(gè)部位的各種應(yīng)力在容許的范圍內(nèi)保證路面結(jié)構(gòu)不發(fā)生壓碎、拉斷、剪切等各種破壞，承載能力一般包括強(qiáng)度和剛度。穩(wěn)定性：

是路基路面結(jié)構(gòu)在行車荷載、降水、溫度環(huán)境變化等條件下仍能保持其原有特性的能力(工程設(shè)計(jì)要求的幾何形態(tài)及物理力學(xué)性質(zhì))，包括路面路基整體穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性。耐久性

：是在車輛荷載的反復(fù)作用與大氣水溫周期性的重復(fù)作用下的性能變化特性。道路工程有較長的使用年限，因此，路基路面工程要求有很好的耐久性能。表面平整度：是路面表面縱向凹凸量的偏差值，是影響行車安全、行車舒適性以及運(yùn)輸效益的重要指標(biāo)。表面抗滑性能

：是指路面表面抗滑能力的大小。與宏觀紋理及微觀紋理有關(guān)，是保證車輪與路面之間有足夠的附著力和摩擦力的條件，可以增加行車安全。氣候交通材料結(jié)構(gòu)破壞反應(yīng)Time`損傷累積路基路面穩(wěn)定性影響因素路基路面穩(wěn)定性影響因素地理?xiàng)l件：地形、地貌、海拔高度（平原、山區(qū)）……地質(zhì)條件：巖石種類、成因、巖石走向、巖層厚度、有無斷層……氣候條件：氣溫、降水、濕度、風(fēng)力風(fēng)向、日照……水文和水文地質(zhì)條件：地表水、地下水位……土的類別：砂性土、黏性土……1.3公路自然區(qū)劃應(yīng)體現(xiàn)不同地理區(qū)域自然條件對(duì)公路工程影響的差異性，以便于在路基路面結(jié)構(gòu)類型選擇，以及設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中采取適合的設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)措施，保證路基路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。公路自然區(qū)劃目的道路工程特性相似性原則：同一區(qū)劃內(nèi)，在同樣自然因素下筑路具有相似性；地表氣候區(qū)劃差異性原則：地表氣候是地帶性差異（緯度）與非地帶性差異（高程）的結(jié)果；自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用的原則：自然氣候變化是多種因素作用結(jié)果，但其中又有某些因素起著主導(dǎo)作用。公路自然區(qū)劃原則首先分三級(jí)進(jìn)行劃分，首先劃分為多年凍土、季節(jié)凍土、全年不凍土三大地帶；然后根據(jù)水熱平衡和地理位置，以全年均溫-2℃等值線，一月份均溫0℃等值線及1000m和3000m兩條等高線作標(biāo)準(zhǔn)，又考慮到黃土地區(qū)筑路的特殊性，劃分為7個(gè)一級(jí)自然大區(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（年降雨量R/年蒸發(fā)量Z）為主要指標(biāo)（分6個(gè)等級(jí)），還考慮氣候特征、地貌類型、自然病害等因素，將全國劃分為33個(gè)二級(jí)區(qū)劃和19個(gè)副區(qū)，共52個(gè)二級(jí)區(qū)劃；三級(jí)區(qū)劃：在二級(jí)區(qū)劃基礎(chǔ)上，由各地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況再自行劃定。公路自然區(qū)劃劃分方法不同地區(qū)自然條件的差異同公路建設(shè)關(guān)系密切；路基路面與地勢(shì)地貌、地質(zhì)、水文、水熱及土質(zhì)等不同區(qū)劃特征緊密相關(guān)；各區(qū)劃有各自不同的設(shè)計(jì)注意點(diǎn)。公路自然區(qū)劃與公路設(shè)計(jì)相關(guān)性Ⅰ區(qū)—北部多年凍土區(qū)：保溫、排干水分；Ⅱ區(qū)—東部溫潤季凍區(qū)：防凍脹與翻漿；Ⅲ區(qū)—黃土高原干濕過渡區(qū)：防止黃土沖蝕與遇水濕陷；Ⅳ區(qū)—東南濕熱區(qū)：水毀、沖刷和滑坡、路面高溫穩(wěn)定性能；Ⅴ區(qū)—西南潮暖區(qū)：土基軟濕，路基整體穩(wěn)定性；Ⅵ區(qū)—西北干旱區(qū)：氣候干燥，沙漠地區(qū)風(fēng)蝕和沙埋；Ⅶ區(qū)—青藏高寒區(qū)：多年凍土，注意保溫設(shè)計(jì)，瀝青路面老化。面層是直接同行車及大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時(shí)還受到降雨的浸蝕和氣溫變化的影響；因此，同其它層次相比，它應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力和較好的水穩(wěn)定性與溫度穩(wěn)定性，且應(yīng)耐磨、不透水，表面還應(yīng)有良好的抗滑性與平整度；材料：瀝青混合料、水泥混凝土、瀝青碎石等；分層鋪筑。路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能1.4路面結(jié)構(gòu)與分類基層承受由面層傳來的車輛荷載垂直力并將其擴(kuò)散到下面的路基（含功能層及土基）；因此，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，并應(yīng)具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力；基層受大氣影響較面層小，但仍可能受地下水及面層滲入雨水的浸濕，故應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性；為保證面層平整，還應(yīng)具有較好的平整度；材料：各種結(jié)合類穩(wěn)定土類材料、貧混凝土、工業(yè)廢渣、砂礫、碎石等；分層鋪筑。功能層定義：為保證面層與基層免受土基水溫狀況變化的不良影響或保護(hù)土基處于穩(wěn)定狀態(tài)必要時(shí)設(shè)置功能層。主要功能是加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層之間的聯(lián)接、改善路基的濕度和溫度狀況。功能層可分為：防水層、排水層、防凍層等；路基處于下列狀況的路段應(yīng)設(shè)置功能層：地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)的路段；排水不良的土質(zhì)路塹；有裂隙水，泉眼水等水文不良情況的巖石挖方路段；季節(jié)性冰凍地區(qū)可能產(chǎn)生凍脹的中濕、潮濕路段；路拱形式：一次式：直線形、折線形；二次式：2次拋物線形；三次式：3次方程線形；目的：為了保證路面上雨水及時(shí)排出，減少雨水對(duì)路面的浸潤和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成直線形或拋物線形的路拱。柔性基層瀝青路面：剛度較小，需通過合理設(shè)計(jì)保證承載能力；半剛性基層瀝青路面：剛度處于柔性與剛性之間，強(qiáng)度可逐漸增長；組合式基層瀝青路面：防止半剛性基層產(chǎn)生反射裂縫；復(fù)合式基層瀝青路面：在半剛性或柔性基層上設(shè)有剛性材料下面層；水泥混凝土路面：抗彎拉強(qiáng)度高、剛度大。路面分類1.5行車荷載汽車是路基路面的服務(wù)對(duì)象；汽車荷載又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要因素。車輛是不斷移動(dòng)著的、具有振動(dòng)和沖擊影響的動(dòng)荷載；汽車荷載的特性包括：汽車輪重與軸重的大小與特性、車軸的類型、汽車軸載的時(shí)間分布特性、汽車靜態(tài)與動(dòng)態(tài)荷載特性等。車輛的種類道路上通行的汽車車輛主要分為乘用車與商用車兩大類：乘用車：在設(shè)計(jì)、制造和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行李和/或臨時(shí)物品，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過9個(gè)座位的汽車。一般其載重較輕、車速較高。商用車：在設(shè)計(jì)、制造和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員（乘用車除外）和/或貨物，或進(jìn)行專用作業(yè)的汽車。包括客車、貨車、專用作業(yè)車、掛車及汽車列車5類。汽車的重量通過車軸上的車輪作用于路面。因此，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，應(yīng)特別重視軸或輪重和其作用次數(shù)，而不是汽車種類和數(shù)量。汽車的軸型通常，整車型式的客、貨車車軸分前軸和后軸。前軸：單軸單輪；后軸：單軸雙輪、雙軸、三軸。汽車對(duì)道路的作用可分為停駐狀態(tài)和行駛狀態(tài)。當(dāng)汽車處于停駐狀態(tài)下，對(duì)路面的作用力為靜態(tài)壓力，主要是由輪胎傳給路面的垂直壓力p，它的大小受下述因素的影響。汽車輪胎的內(nèi)壓力pi（假定輪胎內(nèi)壓等于接觸壓力）；輪胎的剛度、輪胎與路面接觸的形狀；輪載的大小。汽車對(duì)道路靜態(tài)的壓力雙圓圖示單圓圖示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)方向大小汽車等速行駛與汽車行駛方向相反較小加速和上坡行駛與汽車行駛方向相反最大減速和下坡行駛與汽車行駛方向相同最大在彎道上行駛與汽車行駛方向垂直較大運(yùn)動(dòng)車輛對(duì)道路的動(dòng)態(tài)影響汽車不同的行駛狀態(tài)：車輪施加于路面的各種水平力Q值與車輪的垂直壓力P，以及路面與車輪之間的附著系數(shù)φ有關(guān)，其最大值Qmax不會(huì)超過P與φ的乘積，即：若以q和p分別表示接觸面上的單位水平力和單位垂直接觸壓力，則最大水平力qmax應(yīng)滿足：運(yùn)動(dòng)車輛對(duì)道路的動(dòng)態(tài)影響由于車身自身的振動(dòng)和路面的不平整，車輪實(shí)際上是以一定的頻率和振幅在路面上跳動(dòng)。輪載的這種波動(dòng)，可近似看作呈正態(tài)分布，其變異系數(shù)主要隨下述3個(gè)因素而變化：行車速度：車速越高，變異系數(shù)越大。路面的平整度：平整度越差，變異系數(shù)越大。車輛的振動(dòng)特性：輪胎的剛度低，減振裝置的效果越好，變異系數(shù)越小。振動(dòng)作用可沖擊系數(shù)來衡量：

沖擊系數(shù)=振動(dòng)輪載的最大峰值∕靜載以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設(shè)計(jì)荷載。正常情況下，變異系數(shù)一般小于0.3。應(yīng)力傳遞是通過相鄰顆粒來完成，若應(yīng)力出現(xiàn)的時(shí)間很短，則應(yīng)力還來不及傳遞分布，其應(yīng)力源就消失；瞬時(shí)性表現(xiàn)為路面變形的減小，可理解為路面剛度和強(qiáng)度相對(duì)增大。車輛荷載作用的瞬時(shí)性道路承受一次輪載作用的效果和多次輪載作用的效果不一樣；彈性材料：表現(xiàn)出疲勞性質(zhì)；彈塑性材料（如土基和柔性路面）：產(chǎn)生變形累積現(xiàn)象。道路上的車輛荷載具有隨機(jī)性；可比性：不同車型、軸型之間的換算關(guān)系。首先獲取不同車輛類型的混合交通量；分別確定車輛軸型和軸載組成；確定標(biāo)準(zhǔn)軸載：單軸雙輪100KN；按照一定的原則將非標(biāo)準(zhǔn)軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載。道路上的行車荷載具有不同的類型和不同的軸重，而且數(shù)目也是變化的；在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮設(shè)計(jì)年限內(nèi)車輛對(duì)路面的綜合累計(jì)損傷作用，因而要對(duì)現(xiàn)有的交通量、軸載組成以及增長規(guī)律進(jìn)行調(diào)查和預(yù)估，并把它們換算成當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計(jì)作用次數(shù)。交通分析定義：一定時(shí)間間隔內(nèi)各類車輛通過某一道路橫斷面的數(shù)量（雙向）。不僅要收集交通總量，還要對(duì)車型進(jìn)行分類；軸載譜調(diào)查；對(duì)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還應(yīng)確定軸型和軸載大小，同時(shí)應(yīng)估計(jì)貨車的滿載程度，確定空車率。交通調(diào)查：交通量：設(shè)計(jì)道路初始年的平均日交通量（雙向）：我國路面設(shè)計(jì)規(guī)范：將AADT剔除2軸4輪以下的客車、貨車交通量，作為設(shè)計(jì)初期雙向年平均日交通量AADTT，考慮方向系數(shù)DDF、車道系數(shù)LDF，得到設(shè)計(jì)車道的年平均日交通量：方向系數(shù)DDF：實(shí)測(cè)、或取值0.5~0.6；車道系數(shù)LDF：標(biāo)準(zhǔn)軸載作用在路面的車輛荷載千變?nèi)f化，一般選用一種軸載作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸載，其他各種軸載按照一定原則換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載。要能反映本國公路運(yùn)輸營運(yùn)車輛的總體軸載水平；我國：以100KN單軸雙輪荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載；屬于設(shè)計(jì)層面的概念；軸載換算原則等破壞：換算后，可以達(dá)到相同的臨界破壞狀態(tài)；等厚度：不論采取哪種標(biāo)準(zhǔn)軸載，利用通過換算后的軸載作用次數(shù)設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)該相同。通過室內(nèi)或道路現(xiàn)場(chǎng)的重復(fù)作用試驗(yàn)，可以建立荷載量級(jí)與達(dá)到相同程度損傷的作用次數(shù)之間的關(guān)系。輪跡橫向分布由于輪跡的寬度遠(yuǎn)小于車道的寬度，因而總的軸載通行次數(shù)既不會(huì)集中在橫斷面上某一固定位置，也不可能平均分配到每一點(diǎn)上，而是按一定規(guī)律分布在車道橫斷面上，因此將某點(diǎn)的通行次數(shù)與總的通行次數(shù)的比值稱為輪跡的橫向分布。圖中：條帶頻率＝條帶上受到車輪的作用次數(shù)/車道上受到的作用次數(shù)。影響因素：交通量、交通組成、車道寬度、交通管制規(guī)則等。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用輪跡橫向分布系數(shù)η來反映輪跡橫向分布頻率的影響。通常取兩個(gè)條帶的寬度50cm（因?yàn)殡p輪組每個(gè)輪寬為20cm，輪隙寬10cm）的條帶頻率之和作為輪跡橫向分布系數(shù)。一般僅在水泥路面設(shè)計(jì)時(shí)使用（設(shè)計(jì)位置不同）?！堵坊访婀こ獭罚ǖ诙妫┲饕獌?nèi)容2.1路基設(shè)計(jì)的一般要求2.2路基力學(xué)強(qiáng)度特性、承載能力與平衡濕度2.3路基的主要病害及防治2.4路基類型與構(gòu)造2.5一般路基設(shè)計(jì)2.6特殊路基設(shè)計(jì)2.7路基附屬設(shè)施2.8路基壓實(shí)2.9路基施工2.1路基設(shè)計(jì)的一般要求公路路基:按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，是路面的基礎(chǔ)，承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d。路床的定義：輕、中及重交通條件下，路面底面以下0.8m為路床，在結(jié)構(gòu)上分為上路床（0~0.30m）及下路床（0.30~0.80m）兩層。特重、極重交通條件下，路面底面以下1.2m為路床，在結(jié)構(gòu)上分為上路床（0~0.30m）及下路床（0.30~1.20m）兩層。一般路基：在良好的地質(zhì)與水文等條件下，填方高度（不大于20m）和挖方深度(土質(zhì)不大于20m，石質(zhì)不大于30m)不大的路基。特殊路基：位于特殊土（巖）地段、不良地質(zhì)地段及受水、氣候等自然因素影響強(qiáng)烈，需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)的路基。

★路基設(shè)計(jì)宜避免高路堤與深路塹，對(duì)于超過規(guī)定的高填、深挖路基，以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基，為確保路基具有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，需要進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。路基設(shè)計(jì)之前，應(yīng)做好全面調(diào)查研究，充分收集沿線地質(zhì)、水文、地形、地貌、氣象、地震等設(shè)計(jì)資料；路基設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)的要求；山嶺、重丘區(qū)的路基設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，特別是工程地質(zhì)條件，選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面形式和邊坡坡率；陡坡上的填挖結(jié)合路基，可根據(jù)地形、地質(zhì)條件，采取護(hù)肩、砌石或擋土墻；沿河路基設(shè)計(jì)，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖刷。路基設(shè)計(jì)一般要求：2.2路基力學(xué)強(qiáng)度特性、承載能力與平衡濕度路基承受著路基自重和汽車輪重兩種荷載，在路基上部靠近路面結(jié)構(gòu)的一定深度范圍內(nèi)，路基主要承受車輛荷載的影響。式中：K—系數(shù)，一般取0.5；Z—荷載中心下應(yīng)力作用點(diǎn)的深度，m。路基受力狀況

式中：γ—土的容重，kN/m3；

Z—應(yīng)力作用點(diǎn)深度，m。

路基工作區(qū)內(nèi)土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要，對(duì)工作區(qū)深度范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇以及路基的壓實(shí)度應(yīng)提出較高的要求。計(jì)算示例：教材例2.1路基工作區(qū)建議：由于簡化公式誤差很大，建議采用層彈性體系程序計(jì)算荷載應(yīng)力。

路基土的應(yīng)力-應(yīng)變特性及重復(fù)荷載影響路基是路面結(jié)構(gòu)的支承體，車輪荷載通過路面結(jié)構(gòu)傳至路基，所以路基土的應(yīng)力-應(yīng)變特性對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度有很大影響。路基土的變形塑性變形：過大的塑性變形將導(dǎo)致各種瀝青路面產(chǎn)生車轍和縱向不平整；對(duì)于水泥混凝土路面，路基土的塑性變形將引起板塊斷裂。彈性變形：過大的彈性變形將使得瀝青面層和水泥混凝土面板產(chǎn)生疲勞開裂。所以提高路基土的抗變形能力是提高路基路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和剛度的關(guān)鍵！壓入承載板試驗(yàn)是研究土基受力特性(應(yīng)力-應(yīng)變特性)最常用的一種方法，根據(jù)彈性力學(xué)理論，通過試驗(yàn)測(cè)得的回彈變形可以計(jì)算土基的回彈模量：根據(jù)上式得到的土基回彈模量為靜態(tài)回彈模量。①初始切線模量：應(yīng)力值為零的應(yīng)力—應(yīng)變曲線的斜率，反映的是加載瞬間的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)；②切線模量：某一應(yīng)力級(jí)處應(yīng)力—應(yīng)變曲線的斜率，反映的是該級(jí)應(yīng)力—應(yīng)變變化的精確關(guān)系；③割線模量：以某一應(yīng)力值對(duì)應(yīng)的曲線上的點(diǎn)同起始點(diǎn)的割線的斜率，反映土基在工作應(yīng)力范圍內(nèi)應(yīng)力一應(yīng)變的平均狀態(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，部分反映土的彈性性質(zhì)。土的性質(zhì)（類型）和狀態(tài)（含水率、密實(shí)度、結(jié)構(gòu)狀態(tài)）；重復(fù)荷載的大小，以重復(fù)荷載同一次靜載下達(dá)到的極限強(qiáng)度之比來表示，即相對(duì)荷載；荷載作用的性質(zhì)，即重復(fù)荷載的施加速度、每次作用的持續(xù)時(shí)間以及重復(fù)作用的頻率。在重復(fù)應(yīng)力低于臨界值的范圍內(nèi)，總應(yīng)變的累積規(guī)律在半對(duì)數(shù)（或?qū)?shù)）坐標(biāo)上一般呈線性關(guān)系，可表示為:土基在重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生的塑性變形積累，主要取決于：回彈模量可以表征土基承載能力可以反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì)，因而可以應(yīng)用彈性理論公式描述荷載與變形之間的關(guān)系；我國瀝青路面、水泥路面設(shè)計(jì)方法均把回彈模量作為路基的剛度指標(biāo)；常以圓形承載板壓入土基的方法測(cè)定回彈模量，以模擬輪胎印跡作用；路基回彈模量荷載-回彈變形曲線圖在實(shí)際測(cè)定中，通常采用剛性承載板（易于測(cè)得變形），試驗(yàn)時(shí)采用逐級(jí)加載-卸載方法可得到荷載-回彈變形曲線（得到結(jié)果為靜態(tài)模量）。通過三軸壓縮實(shí)驗(yàn)，路基土或粒料的動(dòng)態(tài)回彈模量為：路基土動(dòng)態(tài)回彈模量動(dòng)載的含義：移動(dòng)的車輪荷載對(duì)路面產(chǎn)生接近于正弦曲線的應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)，間歇時(shí)間?！覂?nèi)試驗(yàn)需和實(shí)際受力狀態(tài)一致！

在初步設(shè)計(jì)階段，可由路基土或粒料的CBR（%）值估算：地基反應(yīng)模量

溫克勒地基模型CBR(CaliforniaBearingRatio)，是表征路基土、粒料、穩(wěn)定土強(qiáng)度的一種指標(biāo)，即標(biāo)準(zhǔn)試件在貫入量為2.54mm時(shí)所施加的試驗(yàn)荷載與標(biāo)準(zhǔn)碎石材料在相同貫入量時(shí)所施加的荷載之比值，以百分率表示：加州承載比用一個(gè)端部面積為19.35cm2的標(biāo)準(zhǔn)壓頭，以0.127cm/min的速度壓入土中，記錄每貫入0.254cm時(shí)的單位壓力，直至壓入深度達(dá)到1.27cm時(shí)為止。標(biāo)準(zhǔn)壓力ps值是用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碎石由試驗(yàn)求得。常用路基材料的CBR值規(guī)范對(duì)路基材料CBR要求大氣降水：雨水滲入；地面水：邊溝流水、地表徑流等滲入；地下水：地下水浸入；毛細(xì)水：通過毛細(xì)作用上升到路基；水蒸氣凝結(jié)水：水蒸氣凝結(jié)成水；薄膜移動(dòng)水：溫度較高處向凍結(jié)中心周圍流動(dòng)；路基水溫狀況及干濕類型路基濕度的水源：濕度和溫度變化對(duì)路基產(chǎn)生的共同影響稱為路基的水溫狀況；地下水與溫度共同作用造成路基濕度變化，最典型的是路基凍脹與翻漿現(xiàn)象。溫度造成路基體的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹；溫度造成水泥砼路面的溫度應(yīng)力及板塊斷裂；溫度造成瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開裂。大氣溫度及其對(duì)路基水溫狀況的影響對(duì)于塑性指數(shù)為0或接近于0的土，不能全面反映路基土的工作狀態(tài)；也不能反映非粘性土（如砂等）的濕度狀態(tài)；單以含水率表征濕度，難以反映對(duì)回彈模量的影響。路基土的飽和度與基質(zhì)吸力舊規(guī)范方法弊端：用含水率w、飽和度S、體積含水率來表征；只要測(cè)得土的含水率w

、飽和度S

和干密度，就可以得到相對(duì)密度Gs、體積含水率；如土在濕度變化過程中，其體積沒有變化，則可用三個(gè)指標(biāo)中的任一個(gè)就可；大多數(shù)情況下，體積會(huì)發(fā)生變化。即使含水率不變、另外兩個(gè)指標(biāo)均會(huì)變化，因此不能只考慮含水率；因此，需要考慮土的密度和含水率來衡量濕度；因?yàn)轱柡投?、體積含水率包含了密度和含水率，故選擇飽和度（直觀）、體積含水率任一個(gè)指標(biāo)來表征土的濕度狀況。解決方法：飽和度：土中孔隙水的體積與孔隙總體積之比；基質(zhì)吸力：孔隙氣壓力與孔隙水壓力的差值；土的孔隙中不但充填有水，而且還有空氣，水-氣分界面具有表面張力。在非飽和土中，孔隙氣壓力與孔隙水壓力不相等，并且孔隙氣壓力大于孔隙水壓力；基質(zhì)吸力通常是描述非飽和土的力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)，水土特征曲線（即基質(zhì)吸力與土壤含水率的關(guān)系曲線）——描述基質(zhì)吸力的重要指標(biāo)?；|(zhì)吸力與飽和度之間關(guān)系路基土體長期處于非飽和狀態(tài)，濕度狀況主要由基質(zhì)吸力確定。只要知道土的基質(zhì)吸力，即可預(yù)估路基濕度狀況（飽和度）。基質(zhì)吸力主要和地下水、土組類型、氣候等因素相關(guān)：氣候：降雨量、蒸發(fā)量、降雨天數(shù)、相對(duì)濕度、溫度、日照時(shí)間、濕度指數(shù)TMI等土組類型：P200、塑性指數(shù)我國采用濕度指數(shù)TMI來描述基質(zhì)吸力：地下水位控制的基質(zhì)吸力預(yù)估模型氣候因素控制的基質(zhì)吸力預(yù)估模型說明：路基相對(duì)高度大于1~2m時(shí)，路基土基質(zhì)吸力主要與氣候指標(biāo)相關(guān)，包括平均相對(duì)濕度、降雨天數(shù)和濕度指數(shù)TMI?；貧w參數(shù)（α、β、γ、δ）與PIw有關(guān)：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（塑性指數(shù)）毛細(xì)水上升高度由海森公式預(yù)估：由于影響因素復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果相差較大。因此，實(shí)際毛細(xì)水上升高度，可結(jié)合其他推薦值，綜合考慮取值。h0——毛細(xì)水上升高度（m）；e——土的空隙比；d10——土的有效粒徑；C——系數(shù)，一般取1×10-5～5×10-5（m2）；路基平衡濕度狀況及其預(yù)估方法路基濕度平衡濕度狀況竣工2~3年路基實(shí)際的設(shè)計(jì)狀態(tài)是平衡濕度狀況，與回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)條件不完全一致，因此：路基濕度設(shè)計(jì)狀態(tài)回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)條件濕度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）平衡濕度狀態(tài)下的路基回彈模量=標(biāo)準(zhǔn)條件下的模量×折減系數(shù)地下水或地表長期積水的水位高，路基工作區(qū)均處于地下水毛細(xì)潤濕影響范圍內(nèi)，路基平衡濕度由地下水或地表長期積水的水位升降所控制，路基濕度狀態(tài)可定義為潮濕類路基。地下水位很低，路基工作區(qū)處于地下水毛細(xì)潤濕面之上，路基平衡濕度由氣候因素所控制。路基濕度狀態(tài)定義為干燥類路基。中濕類路基的濕度兼受地下水和氣候因素影響，路基工作區(qū)被地下水毛細(xì)潤濕面分為上、下兩部分，下部受地下水毛細(xì)潤濕的影響，上部則受氣候因素影響。路基濕度狀況受大氣降水和蒸發(fā)、地下水、溫度和路面結(jié)構(gòu)及其透水程度等多種因素的影響：路基平衡濕度(用飽和度表示)狀況可依據(jù)：路基工作區(qū)深度(Za)、路床頂面至地下水位的相對(duì)高度(h)、地下水位高度(hw)、毛細(xì)水上升高度(h0)及路基填土高度(ht)等確定。調(diào)查地下水位高程，確定地下水位到地面的距離hw；確定毛細(xì)水的上升高度h0；計(jì)算確定路基工作區(qū)Za；確定路基填土高度ht；判別毛細(xì)濕潤面在路基工作區(qū)的位置（高、低、內(nèi)部）:路基干濕類型判別步驟：潮濕類路基直接根據(jù)地下水位高度確定：干燥類路基的平衡濕度：可根據(jù)所在自然區(qū)劃的濕度指標(biāo)TMI和土組類別確定，即：先查表(2-13)得到TMI，再查表(2-14)插值得到路基飽和度。中濕類路基的平衡濕度：先確定路基工作區(qū)上部和下部分別確定其平衡濕度，再以厚度加權(quán)平均計(jì)算路基的平衡濕度。地下水毛細(xì)潤濕面以上的路基工作區(qū)上部，按路基土組類別和TMI值確定其平衡濕度；地下水毛細(xì)潤濕面以下的路基工作區(qū)下部，則按路基土組類別和距地下水位的距離確定其平衡濕度。——毛細(xì)濕潤面最上部A、路基工作區(qū)下部B各自的平衡濕度的平均值，作為路基工作區(qū)下部的平衡濕度；AB2.3路基的主要病害及防治地理：沿線的地形、地貌、海拔高度、植被等；地質(zhì)：如沿線土的種類、成因、含水率等；氣候：如該地區(qū)的氣溫、降雨量、雨型、降雪、冰凍等；水文：包括河道的洪水位、常水位、河岸的沖刷和淤積情況、沿線地表水的排泄條件,有無積水等；水文地質(zhì)：如地下水位、地下水移動(dòng)的規(guī)律、有無泉水、層間水，以及各種水的流量等。路基病害影響因素：路基均勻沉陷：指路基表面在垂直方向產(chǎn)生的沉落，一般沉降量不大；路基不均勻沉陷：由于路基填料選擇不當(dāng)或填筑方法不合理或壓實(shí)度不足，在路基堤身內(nèi)部形成過濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下引起；土基沉陷：路基下部天然地基承載能力不足、在路基自重的作用下引起下陷或向兩側(cè)擠出而造成的。路基沉陷路基下沉導(dǎo)致斷面尺寸改變的現(xiàn)象。路基邊坡破壞表現(xiàn)：一部分土體在重力作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)。路堤滑坡產(chǎn)生原因：邊坡坡率過陡，或坡腳被沖刷淘空，或填土層次安排不當(dāng)。路塹滑坡產(chǎn)生原因：邊坡高度和坡度與天然巖土層次的性質(zhì)不相適應(yīng)。粘性土層和蓄水的砂石層交替分層，特加是存在傾向于路塹方向的斜坡層理存在。滑坡（滑塌）：邊坡喪失其原有穩(wěn)定性，邊坡土體或巖石沿一定的滑動(dòng)面或成整體向下滑動(dòng)，其程度更為嚴(yán)重。主要針對(duì)土體或土石混合體，有固定滑動(dòng)面、呈整體移動(dòng)。剝落、碎落和崩塌剝落：邊坡表面由于脹縮導(dǎo)致的零星剝落現(xiàn)象，并且老的脫落后，新的又產(chǎn)生。常見于填土不均勻土層或松軟巖層。碎落：是指路塹邊坡風(fēng)化巖層表面在大氣溫度與濕度的交替作用以及雨水沖刷和動(dòng)力作用下，表面巖土從坡面上剝落下來。其規(guī)模與危害程度比剝落嚴(yán)重。主要危害是碎落的堆積會(huì)堵塞邊溝和侵占部分路基。崩塌：是指大的石塊或土塊，在重力作用下脫離原有巖體或土體而沿邊坡滾落。主要指巖體、下落過程中巖體位置完全打亂，無固定滑動(dòng)面。坍塌：與崩塌類似，但其是土體遇水軟化，由于自身重力影響導(dǎo)致。路基沿山坡滑動(dòng)在較陡的山坡路基，若路基底部被雨水滲入浸濕形成滑動(dòng)面，坡腳未設(shè)支撐或支撐不足，在路基自重和行車荷載作用下沿傾斜的原地面向下滑動(dòng)。不良的地質(zhì)水文條件造成的路基破壞主要是指不良地質(zhì)條件（如泥石流、溶洞等）和較大自然災(zāi)害（如大暴雨）等引起的路基大規(guī)模毀壞。路基病害防治正確設(shè)計(jì)路基橫斷面；選擇良好的路基用土填筑路基，必要時(shí)對(duì)路基上層填土作穩(wěn)定處理；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；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；正確進(jìn)行排水設(shè)計(jì)；必要時(shí)設(shè)置隔離層隔絕毛細(xì)水上升，設(shè)置隔溫層減少路基冰凍深度和水分累積，設(shè)置砂墊層以疏干土基；采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物、土體加筋等防護(hù)技術(shù)措施，以提高其整體穩(wěn)定性。

2.4路基類型與構(gòu)造路基橫斷面的典型形式可歸納為路堤、路塹和填挖結(jié)合3種類型。路堤：全部用土石填筑而成的路基，高于原地面的路基；路塹：全部在原地面開挖而成的路基，低于原地面的路基；填挖結(jié)合路基：同一橫斷面上一側(cè)開挖、一側(cè)填筑而成的路基。路堤設(shè)計(jì)線高于原地面；排水、通風(fēng)條件好；施工質(zhì)量易控制，可控制填料選擇、干濕類型、密實(shí)度等；受水文地質(zhì)影響??；

在結(jié)構(gòu)上輕、中、重交通：路面底面下0.80~1.50m范圍的填方部分下路堤：上路堤以下的填方部分特重、極重交通：路面底面下1.20~1.90m范圍的填方部分上路堤主要特點(diǎn)：路堤邊坡低矮的和迎水面的一側(cè)，設(shè)置邊溝和截水溝等，以防止地面水浸濕和沖刷路堤；路堤側(cè)設(shè)置取土坑時(shí)，應(yīng)同排水溝渠或農(nóng)田水利相結(jié)合；路堤堤身遇路側(cè)取土坑或水渠之間、高路堤或浸水路堤的邊坡中部，可視需要設(shè)置寬度至少1m（并高出設(shè)計(jì)水位0.5m）的平臺(tái)，稱為護(hù)坡道，以保證路堤邊坡的穩(wěn)定；路堤高度需設(shè)置兩級(jí)以上（大于6~8m）和浸水路堤的邊坡，按其受力情況采取上陡下緩的邊坡形式；容易受到水流侵蝕和淘刷的路堤邊坡，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)與加固。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：質(zhì)量關(guān)鍵：對(duì)于低矮路堤，關(guān)鍵是水溫狀況的調(diào)節(jié)（嚴(yán)格控制最小填土高度、地面排水、地下排水等）；地基承載力的要求；填料的選擇；土基的壓實(shí)；排水（迎水面設(shè)置截水溝和邊溝）；防護(hù)與加固；全挖路基臺(tái)口式路基半山洞路基設(shè)計(jì)線低于原地面；排水通風(fēng)條件差；行車視距差；破壞了原地層天然平衡，受水文地質(zhì)條件影響較大，要注意邊坡穩(wěn)定性，路床位于上層時(shí)，要注意排水、壓實(shí)，必要時(shí)可換土。路塹深路塹：土質(zhì)大于20m、石質(zhì)大于30m。特點(diǎn)：路塹的常見橫斷面形式：設(shè)計(jì)要點(diǎn)：挖方邊坡坡腳必須設(shè)置邊溝，以匯集和排除路基基身表面的水；路塹上方應(yīng)設(shè)置截水溝，以攔截上側(cè)山坡的地面水；邊坡可按地層構(gòu)造情況采用直線或折線等形式；易風(fēng)化或碎落的邊坡，宜進(jìn)行抹面防護(hù)或設(shè)置碎落臺(tái)（不宜小于1.0m）；破碎或不穩(wěn)定時(shí)，則可采用護(hù)墻或擋土墻以防護(hù)和支擋；路側(cè)棄土堆的設(shè)置，應(yīng)不妨礙路基排水，不危及邊坡的穩(wěn)定；一般設(shè)置在路塹的下方。如設(shè)置在上方，棄土堆內(nèi)側(cè)坡腳到路塹頂之間的距離應(yīng)隨土質(zhì)條件和路塹邊坡高度而定，一般不小于5m。并應(yīng)做好排水設(shè)施，防止棄土堆被沖刷。質(zhì)量關(guān)鍵：地質(zhì)條件與挖方深度，將對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響(邊坡坡率的大小或形式)；水文狀況，應(yīng)注意路塹的排水，尤其地質(zhì)條件不良的深路塹排水（應(yīng)設(shè)置必要的邊溝、截水溝及地下排水結(jié)構(gòu)物）；挖方路基的天然地基情況，必要時(shí)翻挖、重新分層填筑；防護(hù)與加固。填挖結(jié)合路基位于山坡上的路基，通常取路中心的標(biāo)高接近原地面標(biāo)高，以便減少土石方數(shù)量，保持土石方數(shù)量橫向平衡，形成填挖結(jié)合路基。兼有路堤和路塹兩者的特點(diǎn)；土石方數(shù)量少，較為經(jīng)濟(jì)；要注意填方部分與山坡結(jié)合(挖臺(tái)階保證穩(wěn)定)、填挖分界處發(fā)生不均勻沉降。兼顧路堤和路塹的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；路基的形式和穩(wěn)定性同原地面橫坡密切相關(guān)；填挖分界處的沉降控制。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：2.5一般路基設(shè)計(jì)選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度；確定邊坡形狀與坡率；選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)；附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：定義：行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。路基寬度路基寬度的確定：須考慮占用土地及生態(tài)平衡問題，應(yīng)盡可能少占農(nóng)田、考慮填挖平衡以減少取土開挖、防止水土流失以維護(hù)生態(tài)平衡?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)規(guī)定：公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度不同，路基各部分寬度的規(guī)定也不相同。車道寬度：根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)，車道寬度應(yīng)符合下表的要求：中間帶：由兩條左側(cè)路緣帶和中央分隔帶組成，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2014)，左側(cè)路緣帶寬度應(yīng)符合下表要求：新：規(guī)定了各部分要求，然后求總和；舊：給出了路基寬度一般值和最小值，如表所示：路基高度路基高度：路堤的填筑高度和路塹的開挖深度，是路基設(shè)計(jì)標(biāo)高和地面標(biāo)高之差。因?yàn)樵孛嫜貦M斷面方向往往不是水平的，所以在路基寬度范圍內(nèi)的兩側(cè)高差常有差別。中心高度：是指路基中心線處設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面標(biāo)高之差。邊坡高度：是指填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對(duì)高差。設(shè)有中央分隔帶的高速公路、一級(jí)公路，為中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高；二、三、四級(jí)公路，為路基邊緣標(biāo)高；在設(shè)置超高、加寬地段，則為設(shè)置超高、加寬前的路基邊緣標(biāo)高。；路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：新建公路：改建公路：可與新建公路相同，也可采用路中線標(biāo)高。路基寬度、高度實(shí)際上為路面寬度、路面高程，但是習(xí)慣稱為路基寬度、路基設(shè)計(jì)高程！路基邊坡坡率路基邊坡坡率對(duì)路基穩(wěn)定十分重要，確定路基邊坡坡率是路基設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。公路路基的邊坡坡率，可用邊坡高度H與邊坡寬度b之比值表示，并取H=1，以1:n（路塹）或1:m（路堤）表示坡率。路基邊坡坡率的大小，取決于：邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)、水文地質(zhì)條件等自然因素、邊坡的高度。選取原則：既要考慮邊坡的穩(wěn)定性，又要考慮工程的經(jīng)濟(jì)合理性。一般采用經(jīng)工程實(shí)踐檢驗(yàn)和規(guī)范推薦的數(shù)值。路堤邊坡形式：直線、折線、臺(tái)階形；坡率：根據(jù)填料類別、邊坡高度確定。可根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》選??；填石路堤：填石路堤的邊坡是用石塊碼砌的，碼砌石塊應(yīng)采用不易風(fēng)化的片石；地震地區(qū)：當(dāng)高速公路和一級(jí)公路所處地區(qū)的地震烈度大于8度且邊坡高度超過一定數(shù)值時(shí)才考慮地震的影響，此時(shí)邊坡坡率應(yīng)參照《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》確定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、邊坡高度不大于20m時(shí)，按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015）的規(guī)定，其邊坡坡率不宜陡于教材表中的值。土質(zhì)邊坡的坡率應(yīng)根據(jù)邊坡高度、土的密實(shí)程度、地下水和地表水的情況、土的成因、排水措施、施工方法并結(jié)合自然穩(wěn)定山坡和人工邊坡的調(diào)查及力學(xué)分析確定。影響因素：路塹深度、坡體土石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風(fēng)化和破碎程度、土層的成因類型、地面水和地下水的影響、坡面的朝向以及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等。土質(zhì)邊坡路塹邊坡主要根據(jù)巖石種類、風(fēng)化破碎程度、邊坡高度來確定，還應(yīng)考慮其地質(zhì)構(gòu)造(巖層傾角、傾向、節(jié)理)、水文地質(zhì)及地面水條件、施工方法、地震作用等。巖石邊坡2.6特殊路基設(shè)計(jì)在巖質(zhì)或土質(zhì)山坡上開挖路塹，有可能因自然平衡條件被破壞或者因邊坡過陡，使坡體沿某一滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡；對(duì)河灘路堤、高路堤或軟弱地基上的路堤，因水流沖刷、邊坡過陡或地基承載力過低而出現(xiàn)填方土體（或連同原地面土體）沿某一剪切面產(chǎn)生坍塌。因此，必須對(duì)可能出現(xiàn)失穩(wěn)或已出現(xiàn)失穩(wěn)的路基進(jìn)行穩(wěn)定性分析，保證路基設(shè)計(jì)既滿足穩(wěn)定性要求，又滿足經(jīng)濟(jì)性要求。路基邊坡滑坍是公路上常見的破壞現(xiàn)象之一：《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015）規(guī)定：高路堤、深路塹、陡坡路堤（地面斜坡陡于1∶2.5）及不良地質(zhì)、特殊巖土路段等特殊路基，應(yīng)作為獨(dú)立工點(diǎn)進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)。失穩(wěn)土體的滑動(dòng)面形狀：直線、折線、曲線。失穩(wěn)土體的滑動(dòng)面：地質(zhì)構(gòu)造上的軟弱面。以土的抗剪強(qiáng)度為理論基礎(chǔ)，按照力的極限平衡原理建立相應(yīng)的計(jì)算式。工程地質(zhì)比擬法（經(jīng)驗(yàn)法）：根據(jù)不同土類及其所處的狀態(tài)，經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和大量的資料調(diào)查，擬定邊坡穩(wěn)定值參考數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，將影響邊坡穩(wěn)定的因素作比擬，采用類似條件下的穩(wěn)定邊坡值。力學(xué)分析法：數(shù)解方法，獲取土體分析參數(shù)（γ，φ，c）比采用何種方法更為重要！圖解法分析方法

分析失穩(wěn)滑動(dòng)體沿滑動(dòng)面的下滑力T

與抗滑力R，二者比值即為穩(wěn)定系數(shù)，即：K=1時(shí)，邊坡處于極限平衡狀態(tài)；K＜1時(shí)，邊坡不穩(wěn)定；K＞1時(shí)，邊坡穩(wěn)定。行車荷載換算式中：L——前后輪最大軸距，按規(guī)范取12.8m（15m為車輛輪廓長度）；Q——一輛車的重力，取550KN；N——按實(shí)際（滑動(dòng)面寬度）布置的并列車輛數(shù)，雙車道N=2，單車道N=1；B——荷載橫向分布寬度，表示如下：其中：b——后輪輪距，取1.8m；m——相鄰兩輛車后輪的中心間距，取1.3m；d——輪胎著地寬度，取0.6m。對(duì)于作用在路基上的行車荷載，需按最不利情況排列，并將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高（即以相等壓力的土層厚度來代替車輛荷載）：直線滑動(dòng)面砂類土的路堤和路塹（砂類土滲水性強(qiáng)，粘性差，主要依靠內(nèi)摩擦力）；有近似直線地面的斜坡路堤（接觸面摩擦力不足）；BDA1:ma)1:nABDb)ADc)主要適于如下情況：缺點(diǎn)：不能分析下滑體的中的真實(shí)內(nèi)力和反力，不能得到其中的應(yīng)力和變形，只有一個(gè)安全系數(shù)。不考慮滑動(dòng)土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布（滑動(dòng)土體為剛體）；認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動(dòng)面上達(dá)到，滑動(dòng)時(shí)土體成整體下滑（將滑未滑時(shí)）；極限滑動(dòng)面位置要通過試算來確定。假設(shè)：根據(jù)靜力平衡原理：通常選擇4~5個(gè)滑動(dòng)面計(jì)算K，作圖可得到最小穩(wěn)定系數(shù)及相應(yīng)的極限破裂角，滿足最小安全系數(shù)要求，則路基邊坡穩(wěn)定，否則需重新進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。試算法：曲線滑動(dòng)面一般來說，土均具有一定的黏結(jié)力，因此邊坡滑動(dòng)面多數(shù)呈現(xiàn)曲面。通常存在如下難點(diǎn)：滑動(dòng)面的形狀和位置無法預(yù)知；滑動(dòng)土體形狀復(fù)雜、且組成的土體復(fù)雜；土體不是剛體，存在自身變形；土體中不同位置的參數(shù)也不一樣。圓弧滑動(dòng)面及圓心假定；條分法簡化；剛體假定；確定性分析方法。解決辦法：一般情況下，圓心位置是在圓心輔助線EF的延長線上移動(dòng)，E和F點(diǎn)的位置用4.5H方法確定。假定：滑動(dòng)面通過坡腳；圓心位于輔助線上；36°線法：由荷載換算土柱高頂點(diǎn)作與水平線成36°角的線EF，即得圓心輔助線；由坡頂處作與水平線成36°角的線EF，即為圓心輔助線。極限平衡法是巖土力學(xué)中，依據(jù)一定的屈服標(biāo)準(zhǔn)（如：剪切破壞理論）和關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則（塑性變形），分析巖土材料穩(wěn)定性極限狀態(tài)的一類分析方法。圓弧滑動(dòng)極限平衡法指在給定圓弧滑動(dòng)面后，以條分滑動(dòng)土體為基礎(chǔ)，通過分析滑動(dòng)土體的剛體力與力矩平衡，以庫倫強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)，檢驗(yàn)滑動(dòng)面上抗滑力（矩）與滑動(dòng)力（矩）間關(guān)系的分析方法。瑞典法(條分法)：不考慮土條之間的相互作用，即兩側(cè)土條上沒有作用力，Xi=Ei=0，土條間的合力平行于滑動(dòng)面且相等；Bishop法：假定n-1個(gè)Xi值；簡化Bishop法：假定Xi=0，不考慮Ei的力矩作用；Spencer法：假定合力的方向；Janbu法：假定合力作用點(diǎn)位置；Morgenstern-Price法；這些方法主要區(qū)別在于：計(jì)算時(shí)對(duì)于土條及其之間作用力的假定不同，在實(shí)際工程中可以根據(jù)不同行業(yè)的要求選用合適的驗(yàn)算方法。土體自身重力與荷載相關(guān)的力，水平作用力如地震產(chǎn)生的水平慣性力等；相鄰?fù)翖l及滑動(dòng)面上的作用力：水平方向兩側(cè)土條作用力Ei和Ei+1豎直方向作用力Xi和Xi+1滑動(dòng)面支持力Ni（垂直于土條底部滑動(dòng)面中點(diǎn)的切線）抗滑力Ti=cili+Nitanφ，φ為滑動(dòng)面土條的內(nèi)摩擦角由此，未知數(shù)大于方程（力及彎矩）數(shù)，屬于超靜定問題，需要簡化。根據(jù)假定的不同，衍生出多種具體方法。條分法原理：按比例作路基橫斷面圖；確定圓心位置和圓弧的形狀；根據(jù)情況分段：注意滑動(dòng)面的形狀和土質(zhì)變化處作為條塊的界限，土條寬度為2~4m，通常分為10條左右；計(jì)算得到安全系數(shù)K1；重復(fù)上述步驟，選取不同的滑動(dòng)面，得出對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)；作圖求出最小的安全系數(shù)Kmin。Kmin≥[K0]？條分法步驟：曲線滑動(dòng)面——簡化Bishop方法假設(shè)：滑動(dòng)面為圓弧滑動(dòng)面，分為多個(gè)豎向土條，且每個(gè)土條為不變形的剛體；土條間的豎向側(cè)向力為零，且土條兩側(cè)的作用力均為水平方向；忽略成對(duì)條間力（E）產(chǎn)生的力矩。對(duì)每個(gè)土條建立豎向靜力平衡方程：，令：，代入：對(duì)圓心求力矩，得到安全系數(shù)公式：由此可知，計(jì)算時(shí)需要采用試算迭代的方法，先假定K=1，通常迭代3~4次就可滿足精度要求。折線滑動(dòng)面適于：原地面橫坡大于1:2.5的陡坡路堤，或原斜坡地面存在軟弱層，或滑動(dòng)面為基底的多個(gè)坡度的折線傾斜面?；瑒?dòng)形式：路堤沿著基底接觸面滑動(dòng)、路堤連同基底下山坡覆蓋層沿著某一軟弱面滑動(dòng)?；瑒?dòng)原因：原地面橫坡較陡、基底土層軟弱或強(qiáng)度不均勻以及地面水和地下水的影響?；舅悸罚簩⒒瑒?dòng)面上土體按折線段劃分成若干條塊，自上而下分別計(jì)算各土體的剩余下滑力，根據(jù)最后一塊土體的剩余下滑力的正負(fù)值確定整個(gè)路堤的整體穩(wěn)定性?；炯俣ǎ何ｋU(xiǎn)滑動(dòng)面的位置、形狀已知，由一組傾角已知的線段構(gòu)成；沿折線折點(diǎn)將滑動(dòng)土體劃分出的各個(gè)土條具有豎直邊界；當(dāng)前i-1個(gè)土條的總體抗滑力不足時(shí)，第i土條與i-1土條的豎直邊界上受到i-1土條傳遞來的剩余下滑力Ei-1，作用方向與水平線夾角為αi-1，傾斜向下；如果前i-1個(gè)土條的總體抗滑力足夠，則Ei-1=0。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2015），路堤沿斜坡地基或軟弱層帶滑動(dòng)的穩(wěn)定性采用不平衡推力法進(jìn)行分析計(jì)算（所有抗滑力項(xiàng)考慮安全系數(shù)）：

不平衡推力法《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2015)：路塹邊坡與基巖間有軟弱層、或滑坡地段的穩(wěn)定性采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行分析計(jì)算（下滑力項(xiàng)考慮安全系數(shù)）：傳遞系數(shù)法當(dāng)Ti<0時(shí)，取Ti=0，當(dāng)滑坡體最后一個(gè)條塊的剩余下滑力小于或等于0時(shí)，滑坡穩(wěn)定，當(dāng)大于0時(shí)，滑坡不穩(wěn)定。浸水路堤穩(wěn)定性分析浸水路堤指路堤路堤一側(cè)或兩側(cè)長期或短期(季節(jié)性)浸水的路堤。浸水路堤除具有與一般路堤的行車荷載及氣候等相同的影響外，還要受水位變化(浮力、動(dòng)水壓力)和水流及波浪的沖擊作用，有時(shí)還會(huì)遇到管涌和軟弱基底的問題。浸水路堤類型：濱河路堤、河灘路堤、水庫路堤、海灘路堤、河塘路堤。浸水路堤的水的浸潤曲線：由于土體內(nèi)滲水速度遠(yuǎn)慢于河水，因此，當(dāng)?shù)掏馑簧邥r(shí)，堤內(nèi)水位的比降曲線（即浸潤線）成凹形，當(dāng)?shù)掏馑幌陆禃r(shí)，堤內(nèi)水位的比降曲線成凸形。浸水路堤的受力：自重、行車荷載、浮力、滲透動(dòng)水壓力。滲透動(dòng)水壓力：由于土中含有空隙，在水位變化過程中伴有土中含水率的變化，由此產(chǎn)生水位差引起動(dòng)水壓力。滲透動(dòng)水壓力影響因素：砂性土：滲透性好，動(dòng)水壓力較小；黏性土：滲透性不好，動(dòng)水壓力也不大；亞砂土、亞黏土：具有一定的滲透性，動(dòng)水壓力較大，邊坡容易失穩(wěn)。假想摩擦角法：適當(dāng)改變填料的內(nèi)摩擦角，利用非浸水時(shí)的常用方法，進(jìn)行浸水時(shí)的路堤穩(wěn)定性計(jì)算(只適用于全浸水路堤）。懸浮法：假想用水的浮力作用間接抵消動(dòng)水壓力對(duì)邊坡的影響，即在計(jì)算抗滑力矩中，用降低后的內(nèi)摩擦角反映浮力的影響（抗滑力矩減小），而在計(jì)算滑動(dòng)力矩中，不考慮浮力作用（滑動(dòng)力矩沒有減?。靡缘謨攧?dòng)水壓力的不利影響?？鄢×β坊吰驴拐鸱€(wěn)定性分析地震是地殼快速釋放能量過程中造成的振動(dòng)，期間會(huì)產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內(nèi)部產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)和破裂。地震的危害：軟弱地基沉陷；液化；擋土墻等結(jié)構(gòu)物破壞；邊坡路基失穩(wěn)等；橋梁斷落；鐵軌變形。對(duì)一定地震烈度和路基高度的路基要進(jìn)行地震驗(yàn)算。地震力的計(jì)算：土質(zhì)路基邊坡抗震穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：2.7路基附屬設(shè)施取土坑與棄土堆在公路路線設(shè)計(jì)中，土石方數(shù)量經(jīng)合理調(diào)配以后往往還有部分借方或棄方。對(duì)于借方，需選擇合適的地點(diǎn)開挖借土；對(duì)于棄方，同樣應(yīng)選擇合適的地點(diǎn)放置廢棄的土石方。地點(diǎn)選擇原則：因地制宜，綜合考慮，既要維護(hù)自然平衡，又要防止水土流失。做到借之有利、棄之無害。路基土石方的借棄，首先要合理選擇地點(diǎn)，即確定取土坑或棄土堆的位置。選點(diǎn)時(shí)要兼顧土質(zhì)、數(shù)量、用地及運(yùn)輸條件等因素。借土可與路基排水、農(nóng)田灌溉相結(jié)合；棄土要求堆砌平整，頂面具有適當(dāng)橫坡，d與土質(zhì)有關(guān)，最小為3m，也可為d≥H＋5m。護(hù)坡道與碎落臺(tái)設(shè)置目的：加寬路基邊坡橫向距離，減少邊坡平均坡度。設(shè)置位置：一般設(shè)置在邊坡的坡腳處，邊坡較高時(shí)可設(shè)在邊坡上方或邊坡變坡處。對(duì)于浸水路基可設(shè)在浸水線以上的邊坡上。護(hù)坡道寬度：護(hù)坡道越寬，對(duì)邊坡穩(wěn)定性越有利。與邊坡高度有關(guān)，一般為2.0m，最小應(yīng)不小于1.0米。護(hù)坡道作用：主要供零星土石碎塊下落時(shí)的臨時(shí)堆積，以保護(hù)邊溝不致于阻塞，同時(shí)起護(hù)坡道的作用；設(shè)置位置：設(shè)在土質(zhì)或石質(zhì)土挖方邊坡的坡腳；碎落臺(tái)寬度：不小于1.0m，如兼護(hù)坡道時(shí)可適當(dāng)加寬。碎落臺(tái)路面養(yǎng)護(hù)用礦質(zhì)材料，可就近選擇路旁合適地點(diǎn)堆置備用；亦可在路肩外緣設(shè)堆料坪，其面積可結(jié)合地形與材料數(shù)量而定，例如每隔50~100m設(shè)一個(gè)堆料坪，長5~8m，寬2m；高級(jí)路面或采用機(jī)械化養(yǎng)路的路段，可以不設(shè)；或另設(shè)集中備用料場(chǎng)，以維護(hù)公路外形的視覺平順和景觀優(yōu)美。堆料坪與錯(cuò)車道堆料坪單車道公路，由于雙向行車會(huì)車和相互避讓的需要，通常應(yīng)每隔200~500m設(shè)置錯(cuò)車道一處，長度不小于30m；錯(cuò)車道是單車道路基的一個(gè)組成部分，應(yīng)與路基同時(shí)設(shè)計(jì)施工。錯(cuò)車道2.8路基壓實(shí)路基壓實(shí)意義路堤：能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形，從而確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命。路塹：雖然路基頂面工作區(qū)內(nèi)土體存在超固結(jié)情況，但一般天然土體的密實(shí)程度都不能滿足路基設(shè)計(jì)要求，特別是在縱橫向存在不均勻，因此，有必要開挖后再分層填筑壓實(shí)，使其達(dá)到一定的均勻密實(shí)要求。路基壓實(shí)機(jī)理土粒重新組合彼此擠緊，孔隙縮小土的單位重量提高形成密實(shí)整體改善：路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等最終：使路基強(qiáng)度增加、穩(wěn)定性提高通過壓實(shí)土基的E、γ與ω關(guān)系示意圖1—γ與ω關(guān)系；2—E與ω關(guān)系原理：水起到潤滑作用，減小土顆粒間阻力，施加外力后土粒易于擠緊，密度得以提高。重要定義：最大干密度(干容重)、最佳含水率。在同等條件下，干密度隨含水率的增加而提高，干密度值達(dá)到最大后，含水率再繼續(xù)增大，干密度隨之降低。壓實(shí)功越大，所對(duì)應(yīng)的含水率越小。壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)質(zhì)量以壓實(shí)度K表示，即筑路材料壓實(shí)后的干密度γ與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度γ0之比，以百分率表示，即：衡量路基的壓實(shí)程度是工地實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值，即壓實(shí)度或壓實(shí)系數(shù)。考慮到路基工作區(qū)及路基應(yīng)力變化規(guī)律，路基壓實(shí)度應(yīng)自下而上逐漸提高標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于細(xì)粒土路基，影響壓實(shí)效果的因素有內(nèi)因和外因兩方面。路基壓實(shí)主要影響因素內(nèi)因指土質(zhì)和濕度；外因指壓實(shí)功能（如機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)的外界自然因素和人為的其他因素等。土的性質(zhì)：不同土質(zhì)最大干密度和最佳含水率不同。分散性（液性、粘性）較高的土，其最佳含水率較高，最大干密度較低。砂性土的壓實(shí)效果優(yōu)于粘性土。土的含水率：在同等條件下，一定含水率之前，干密度隨含水率的增加而提高，干密度值達(dá)到最大后，含水率再繼續(xù)增大，干密度隨之降低。含水率過大，會(huì)使碾壓土層起“彈簧”現(xiàn)象。碾壓時(shí)的溫度：在路基碾壓過程中，溫度升高可使被壓土體中的水黏滯度降低，從而在土粒間起潤滑作用，易于壓實(shí)。地基或下承層強(qiáng)度：在填筑路堤時(shí)，若地基沒有足夠的強(qiáng)度，路堤的第一層難以達(dá)到較高的壓實(shí)度，即使采用重型壓路機(jī)或增加碾壓遍數(shù)，也只能是事倍功半。壓實(shí)功能：壓實(shí)功能是由碾壓（或錘擊）的次數(shù)及其單位壓力（或荷重）所決定的。同一種土的最佳含水率隨壓實(shí)功能的增大而減小，最大干密度則隨著壓實(shí)功能的增大而增大。壓實(shí)土層的厚度：土受壓時(shí)，有效壓實(shí)深度近似等于兩倍的壓模直徑或兩倍的壓模與土接觸表面的最小橫向尺寸。碾壓機(jī)具和方法：壓實(shí)工具不同，壓力傳布的有效深度不同；在壓實(shí)過程中，壓實(shí)機(jī)具的作用深度是變化的；荷載作用時(shí)間(壓實(shí)遍數(shù))對(duì)壓實(shí)的影響；碾壓速度越高，壓實(shí)效果越差。土基壓實(shí)機(jī)具的類型：碾壓式（又稱靜力碾壓式）：包括光面碾（普通的兩輪和三輪壓路機(jī)）、羊角碾和氣胎碾等。夯擊式：人工使用的石碾、木夯，機(jī)動(dòng)設(shè)備中有夯錘、夯板、風(fēng)動(dòng)夯及蛙式夯機(jī)等。振動(dòng)式：有振動(dòng)器、振動(dòng)壓路機(jī)等。路基壓實(shí)方法不同壓實(shí)機(jī)具，適用于不同土質(zhì)及不同土層厚度等條件：對(duì)于砂性土的壓實(shí)效果：振動(dòng)式較好、夯擊式次之、碾壓式較差；對(duì)于粘性土的壓實(shí)效果：碾壓式或夯擊式較好，振動(dòng)式較差甚至無效。壓實(shí)機(jī)具類型的選擇隨著密實(shí)度的增加，所需消耗的壓實(shí)功也增大；同一密實(shí)度，單位壓力大的機(jī)具所消耗的壓實(shí)功低于單位壓力小的機(jī)具；消耗相同的壓實(shí)功能，使用單位壓力大的機(jī)具可以收到較高的壓實(shí)效果。從消耗功能的觀點(diǎn)看，單位壓力大的機(jī)具較經(jīng)濟(jì)。然而，選擇時(shí)還應(yīng)考慮松土層的極限強(qiáng)度，壓應(yīng)力不能超過土的極限強(qiáng)度，否則反會(huì)引起破壞。因而，采用先輕后重、重輕結(jié)合的方式，有時(shí)可收到較好的效果。選擇壓實(shí)機(jī)具時(shí)，應(yīng)首先考慮如下因素：壓實(shí)效果、壓實(shí)土層的有效壓實(shí)深度、壓實(shí)的均勻。壓實(shí)機(jī)具類型的選擇2.9路基施工“精心設(shè)計(jì)，精心施工”是一個(gè)完整的過程，理想的設(shè)計(jì)需要良好的施工才能實(shí)現(xiàn)。施工相對(duì)設(shè)計(jì)而言，更為復(fù)雜、重要。路基工程施工的項(xiàng)目主要包括土方、石方及圬工砌體等。土質(zhì)路基包括路堤與路塹，基本操作是挖、運(yùn)、填、壓，工序簡單，但條件復(fù)雜，施工方法多樣化。路基的隱蔽工程比較多，質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)會(huì)給路基路面自身留下隱患，而且后患無窮，難以根治。路基施工的基本方法人力施工：傳統(tǒng)方法，使用手工工具、勞動(dòng)強(qiáng)度大、功效低、進(jìn)度慢、工程質(zhì)量難以保證。適于地方道路及輔助性工作。簡易機(jī)械化施工：加快施工進(jìn)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量施工。綜合機(jī)械化施工：保證各主要工序的機(jī)械協(xié)調(diào)作業(yè)，提高工效，保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。水力機(jī)械化施工：運(yùn)用水泵、水槍等水力機(jī)械進(jìn)行施工，例如采砂或地基加固等。適用于電源和水源充足，挖掘比較松散的土質(zhì)及地下鉆孔等。爆破法：是石質(zhì)路基開挖的基本方法，還可用于凍土、泥沼等特殊路基施工，以及清除路面、開石取料與石料加工等。路堤基底（地基與堤身的接觸部分）的處理；填料選擇：填料要求強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、壓縮性小、便于施工壓實(shí)以及運(yùn)距短的土、石材料；填土壓實(shí)：保證質(zhì)量的關(guān)鍵。路基填筑施工關(guān)鍵水平分層平鋪：從原地面逐層向上堆填并分層壓實(shí)。有利于壓實(shí)，可以保證強(qiáng)度不同用土按層次填筑；但地形適應(yīng)能力差，適于縱、橫坡度不大的路段。施工方法縱向分層填筑：沿路中心線方向逐步向前深填，適于高差大的路段，也適用于從路塹取土填筑距離較短的路堤，依縱坡方向分層、逐層推土填筑并碾壓密實(shí)。但厚度不可控，壓實(shí)度不便控制。橫向分層填筑：從路堤的橫向，按照全部高度逐步推進(jìn)填筑。常用于路線跨越深谷或通過陡坡地段及泥沼地區(qū)，或填挖交界處路基；但不易壓實(shí)，沉降不均勻?；旌咸钪杭聪聦迂Q向填筑，上層水平分層，兼具水平和豎向填筑的特點(diǎn)。不正確的做法：未水平分層、反坡積水、夾雜凍土塊及大石塊、陡坡斜面等。在整個(gè)施工過程中、竣工后都必須充分重視路塹地段的排水，設(shè)置必要而有效的排水設(shè)施。路塹邊坡應(yīng)按設(shè)計(jì)坡度，由上而下逐層開挖，并適時(shí)進(jìn)行邊坡修整（平順性）和修建必要的防護(hù)設(shè)施。有效地?cái)U(kuò)大工作面，提高生產(chǎn)效率。保證施工安全。路塹開挖施工關(guān)鍵施工方法橫挖法從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬向前開挖，適用于短而深的路塹?！締螌訖M挖法(左)、多層橫挖法(右)】縱挖法分段縱挖法：適于路塹較長、運(yùn)距較遠(yuǎn)，一側(cè)路塹側(cè)壁有條件挖穿，把長路塹分為幾段同時(shí)開挖。分層縱挖法：沿路塹全寬度，以深度不大的縱向?qū)又饘油诰?。適用于采用鏟運(yùn)機(jī)（較長較寬的路塹）和推土機(jī)（在短路塹及大坡度時(shí)）施工。通道縱挖法：沿路塹縱向挖一通道，然后向兩側(cè)拓寬(視深度也可分層)。適用于長而深的路塹?；旌戏ㄑ乜v向挖出一條通道，再沿橫向兩側(cè)挖出若干條輔助通道，分別沿縱橫的正反方向同時(shí)挖掘。藥包：是指為了爆破某一巖體，在其中或表面放置一定數(shù)量的炸藥；臨空面：爆破介質(zhì)與空氣的交界面；最小抵抗線：爆破點(diǎn)到臨空面最小距離。路基爆破施工爆破作業(yè)圈：壓縮圈、拋擲圈、松動(dòng)圈、振動(dòng)圈。鉆孔是實(shí)施爆破的第一步，在很大程度上影響著爆破施工的進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是確定炮孔深度、炮孔直徑和炮孔方向3個(gè)爆破參數(shù)的關(guān)鍵。淺眼：深度小于5米，直徑在50mm以下的炮孔；深孔：深度5米以上，直徑大于50mm的炮孔；鉆鑿淺孔常用鑿巖機(jī)；鉆鑿深孔常用導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)（接桿）、潛孔鉆機(jī)、鉆車和牙輪鉆機(jī)?！堵坊访婀こ獭罚ǖ诙妫┲饕獌?nèi)容3.1概述3.2坡面防護(hù)3.3沿河路基防護(hù)3.4擋土墻3.5軟土地基加固3.1概述路基在自然因素的作用下，物理、力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化：路基土浸水后濕度增大，土的強(qiáng)度降低；巖體會(huì)產(chǎn)生風(fēng)化；路基表面在脹縮循環(huán)（溫差作用）和干濕循環(huán)（濕差作用）作用下會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度衰減和剝蝕；地表水流沖刷，地下水源浸入，使巖土表層失穩(wěn)，易造成和加劇路基的水毀病害；沿河路堤在水流沖擊、淘刷和浸蝕作用下易遭破壞；濕軟地基承載力不足，易導(dǎo)致路基沉陷。因此，進(jìn)行路基防護(hù)與加固，對(duì)提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，確保行車安全，保證公路使用品質(zhì)，提高投資效益等具有十分重要的意義。坡面防護(hù)：保護(hù)路基邊坡表面，以防自然因素的破壞（雨水、干濕及冷熱循環(huán)，風(fēng)化等）。沖刷防護(hù)（沿河路堤防護(hù)）：不致受到水流的沖刷、淘空和浸軟。支擋構(gòu)造物：防止路基變形或支擋路基本體以保證其穩(wěn)定性。一般將防止沖刷和風(fēng)化、主要起隔離作用的措施稱為防護(hù)工程（自身不受外力、隔離）；將防止路基或山體因重力作用而坍滑，主要起支撐作用的支擋結(jié)構(gòu)物稱為加固工程（受力）。路基防護(hù)與加固工程，按其作用不同，可以分為：3.2坡面防護(hù)用以防護(hù)易于沖蝕的土質(zhì)邊坡和易于風(fēng)化的巖石邊坡，保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷。作用：主要是保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、碎裂、剝蝕演變進(jìn)程，從而保護(hù)路基邊坡的整體穩(wěn)定性，在一定程度上還可兼顧路基美化和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。適用范圍：坡面防護(hù)設(shè)施不承受外力作用，要求坡面巖土整體穩(wěn)定牢固；邊坡高度與坡度不宜過大，一般不陡于1:1~1:5；地面水的徑流速度以不宜過大（不超過2m/s），水亦不宜集中匯流。植物防護(hù)：一般采用種草、鋪草皮和種植灌木。骨架植物防護(hù)：高等級(jí)公路建設(shè)中，坡面植物防護(hù)往往與砌石或空心混凝土預(yù)制塊（或煤渣空磚）鋪筑的網(wǎng)格工程相結(jié)合。植物防護(hù)選擇耐旱力強(qiáng)、容易生長、蔓面大、根部發(fā)達(dá)、莖低矮、多年生的草本植物；選擇的花草應(yīng)有觀賞價(jià)值；坡面防護(hù)植樹中，喬木不利邊坡穩(wěn)定，一般不宜采用；坡面防護(hù)樹種應(yīng)采用根系發(fā)達(dá)、枝葉茂盛、能迅速生長之低矮的灌木。要求：適宜坡高不大、邊坡不陡于1:1.0的土質(zhì)易種植邊坡，其表面水徑流速度應(yīng)低于0.6m/s。邊坡坡度在1:1.0~1:2.0時(shí)也可種草，但應(yīng)采取固定草種布或網(wǎng)格固定撒種等方法。種草：鋪草皮：表面水徑流速度在0.6m/s~1.8m/s之間時(shí)不宜種草，應(yīng)根據(jù)情況按平鋪、水平疊置、垂直坡面疊置、斜疊置等不同方法鋪草皮，必要時(shí)可先漿砌防護(hù)，在漿砌內(nèi)部鋪草皮，以減小水流沖刷?？屯羾姴ィ簩⒑兄参锷L所需營養(yǎng)的基質(zhì)材料混合膠結(jié)材料噴附在巖基坡面上，在巖基坡面上創(chuàng)造出宜于植物生長的硬度的、牢固且透氣、與自然表土相近的土板塊，種植出可粗放管理的植物群落，最大程度地恢復(fù)自然生態(tài)。植樹（灌木）：主要用于堤岸邊的河灘、沙漠及雪害地區(qū)的防護(hù)林等情況。坡面處治：邊坡過陡或植物不易生長的坡面，選用勾縫、灌漿、抹面、噴漿、嵌補(bǔ)、錨固、噴射混凝土等坡面處治措施。勾縫與灌漿：適用于巖石較堅(jiān)硬、不易風(fēng)化的路塹邊坡防護(hù)，防止水分滲入縫隙；抹面：適用于易風(fēng)化而表面比較完整，尚未剝落的巖石邊坡，防止巖石表面風(fēng)化。要求巖表完整未剝落、表面較平整，一般抹面的厚度在2~10cm；噴漿：是將砂漿均勻噴射在易風(fēng)化巖層、且坡面不平整的的坡面上，形成一個(gè)保護(hù)層，一般厚度在5~10cm；嵌補(bǔ)：適用于補(bǔ)平坡面巖石中較深的局部凹坑；錨固：適用于巖石層理或構(gòu)造面傾向路基、有順層滑動(dòng)的可能時(shí)采用；噴射混凝土：與噴漿一樣，適用于易風(fēng)化但尚未嚴(yán)重風(fēng)化且坡面較干燥的巖石邊坡。工程防護(hù)護(hù)坡一般用于填方路堤坡面，可用砌石或鋪砌混凝土預(yù)制塊、煤渣空心磚等材料構(gòu)筑。護(hù)坡有滿鋪式、條式及網(wǎng)格式等多種鋪筑形式。護(hù)面墻是漿砌片石的坡面覆蓋層，一般用于封閉路塹邊坡各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡。要求墻面緊貼坡面，表面砌平。護(hù)面墻除自重外不承受其他荷重，亦不承受墻背土壓力。護(hù)坡及護(hù)面墻護(hù)面墻高一般不超過10m，若超高10m，可以分級(jí)中間設(shè)平臺(tái)，墻背可設(shè)耳墻，縱向每10m設(shè)一條伸縮縫，墻身應(yīng)預(yù)留泄水孔，基礎(chǔ)要求穩(wěn)固，頂部應(yīng)封閉。墻基軟硬不勻，可設(shè)拱跨過軟弱地基。坡面常有各種不同地質(zhì)現(xiàn)象，開挖后形成凹陷，應(yīng)以石砌圬工填塞平整，稱為支補(bǔ)墻。3.3沿河路基防護(hù)適用范圍：適用于沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區(qū)路堤，亦包括橋頭引道，以及路基邊旁的防護(hù)堤岸等。堤岸的沖刷防護(hù)與加固，主要針對(duì)水流的破壞作用而設(shè)，起防水治害和加固堤岸的雙重作用。作用：防水治害和加固堤岸。直接防護(hù)，以加固岸坡為主；間接防護(hù)，以改變水流方向，降低流速，減少?zèng)_刷為主。兩種類型：直接防護(hù)為了防止流水直接危害沿河、濱海路堤以及有關(guān)海河堤壩護(hù)岸的堤岸邊坡和坡腳，必須采取一定的防沖刷的措施。主要措施包括植物防護(hù)、石砌防護(hù)、拋石或石籠防護(hù)，以及必要的支擋結(jié)構(gòu)物（如駁岸等）。盛產(chǎn)石料的地區(qū)，當(dāng)水流速度達(dá)到3.0m/s或更高時(shí)，可采用拋石防護(hù)。當(dāng)水流速度達(dá)到或超過5.0m/s時(shí)，則改用石籠防護(hù)（就地取材）。拋石防護(hù)：類似在坡腳處設(shè)置護(hù)腳，亦稱拋石垛。拋石不受氣候條件限制，季節(jié)性浸水或長期浸水亦均可用；石籠防護(hù)：箱型、圓柱形等。設(shè)置導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物可改變水流方向，消除和減緩水流對(duì)堤岸直接破壞，同時(shí)可減輕堤岸近旁淤積，徹底解除水流對(duì)局部堤岸的損害作用，起安全保護(hù)作用。導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物主要是設(shè)壩，按其與河道的相對(duì)位置，可分為順壩、格壩和丁壩等。順壩大致與堤岸平行，主要作用為導(dǎo)流、束水、調(diào)整流水曲度、改善流態(tài)。順壩亦稱導(dǎo)流壩。格壩在平面上成網(wǎng)格狀，設(shè)于順壩與堤岸之間，防止高水位時(shí)水流溢入沖刷壩內(nèi)岸坡和坡腳，并促進(jìn)格間的淤積。丁壩大致與堤岸垂直或斜交，將水流挑離堤岸，束河歸槽，改善流態(tài)。丁壩亦稱挑水壩。間接防護(hù)注意：新開河道的斷面一般不應(yīng)壓縮，應(yīng)比照原河床狀態(tài)設(shè)計(jì)河寬，與原河道穩(wěn)定河寬大致相等。改河工程將直接沖刷路基的水流引向旁處；路基占用河槽后需要拓寬河道；挖灘改河，清除孤石，改移河道，以保護(hù)路基；裁彎取直，有利布置路線或橋涵。3.4擋土墻用途：防止路基變形或支擋路基本體以保證其穩(wěn)定性。定義：用來支撐天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物，在公路工程中廣泛用于支承路堤填土或路塹邊坡，以及橋臺(tái)、隧道洞口及河流堤岸等。降低挖方邊坡高度，減少挖方數(shù)量，避免山體失穩(wěn)坍滑；收縮路堤坡腳，減少填方數(shù)量或減少拆遷和占地面積，保證路堤穩(wěn)定性；避免沿河路基擠縮河床，防止水流沖刷路基；防止山坡覆蓋層下滑和抵抗滑坡。擋土墻用途路基位于陡坡地段或巖石風(fēng)化的路塹邊緣地帶；為避免大量挖方及降低邊坡高度的路塹地段；可能產(chǎn)生塌方、滑坡的不良地質(zhì)路段；水流沖刷嚴(yán)重或長期受水浸泡的沿河路堤地段；為節(jié)約用地減少拆遷或少占農(nóng)田的地段；為保護(hù)重要建筑物、生態(tài)環(huán)境或其他特殊需要地段；橋梁、隧道與路基連接的路段。下列情況宜修建擋土墻：按擋土墻的設(shè)置位置分類，可分為路肩墻、路堤墻、路塹墻、山坡墻等；按墻體材料分類，可分為石砌擋土墻、磚砌擋土墻、混凝土擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻、木質(zhì)擋土墻和鋼板墻等；按擋土墻的墻背傾角方向分類，可分為俯斜式擋土墻、仰斜式擋土墻、垂直式墻背擋土墻、折線形墻背擋土墻；按支擋結(jié)構(gòu)形式及作用機(jī)理，可分為：重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、加筋土擋土墻、錨桿式擋土墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等。擋土墻分類其中，重力式擋土墻依靠墻身自重支撐土壓力，一般多采用片塊石砌筑，在缺乏石料地區(qū)有時(shí)也用混凝土修建。斷面形式簡單、施工方便、可就地取材、應(yīng)用最為廣泛。擋土墻構(gòu)造與布置墻背墻面墻頂護(hù)欄墻身擋土墻組成示意圖基礎(chǔ)排水設(shè)施伸縮縫基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)埋深擋土墻靠近回填土的一面稱為墻背，根據(jù)墻背傾斜方向不同，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸型折線式、衡重式等。墻背墻身一般為平面，除其坡度與墻背坡度協(xié)調(diào)外，還應(yīng)考慮墻趾處地面橫坡度；當(dāng)?shù)孛孑^陡時(shí)，墻面可直立或外斜1:0.05~1:0.2；當(dāng)?shù)孛孑^緩時(shí)，墻面可放緩，一般為1:0.2~1:0.35，但不宜緩于1:0.4，以免過多增加墻高。為增加安全感，在地形險(xiǎn)峻地段的擋土墻頂部設(shè)置；一般墻高大于6m、長度大于20m的路肩墻應(yīng)設(shè)置。最小寬度50~60cm（漿砌、干砌），抹面。墻面墻頂護(hù)欄基礎(chǔ)實(shí)踐證明擋土墻的破壞大多是由于基礎(chǔ)處理不當(dāng)引起；主要包括基礎(chǔ)形式的選擇和基礎(chǔ)埋置深度的確定。一般擋土墻采用淺基礎(chǔ)，只有在特殊情況下才采用樁基。一般基礎(chǔ)：地基承載力足夠和擋土墻穩(wěn)定時(shí)采用一般地基；臺(tái)階基礎(chǔ)：地面陡峻而地基為完整堅(jiān)硬的巖石（減少開挖）；擴(kuò)大基礎(chǔ)（加寬基礎(chǔ)）：地基承載力不足并且墻趾處地勢(shì)平坦（減小基底應(yīng)力和增加傾覆穩(wěn)定）；鋼筋混凝土基礎(chǔ)：當(dāng)?shù)鼗休d力嚴(yán)重不足時(shí)，需要加寬值較大時(shí)，避免臺(tái)階過大時(shí)采用；地基換填基礎(chǔ)：地基為軟弱土層（淤泥、軟粘土）時(shí)，采用砂礫、碎石、礦渣或灰土等材料予以換填，擴(kuò)散基底應(yīng)力；拱式基礎(chǔ)：地基有短缺口或挖基困難，可采用拱形基礎(chǔ)（平面方向）。類型：埋置深度要求：保證基底土層的承載力（容許）對(duì)于基