路基工程施工52課件

路基工程施工通過本工作任務(wù)的學(xué)習與具體實施，學(xué)生應(yīng)學(xué)會下列知識：（1）掌握路基的三種典型橫斷面形式；（2）了解路基填筑施工的工藝流程圖；（3）了解路基填料最小強度和最大粒徑的要求。應(yīng)掌握下列技能：（1）正確完成給定的具體路基工程的橫斷面形式及填料的選擇，符合標準。路基是在地表按道路的線形（位置）和斷面（幾何尺寸）的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。路基與橋梁、隧道相連，共同構(gòu)成線路。路基依其所處的地形條件不同，有兩種基本形式：路堤和路塹，俗稱填方和挖方。建造路基的材料，不論填或挖，主要是土石類散體材料，所以路基是一種土工結(jié)構(gòu)，經(jīng)常受到地質(zhì)、水、降雨、氣候、地震等自然條件變化的侵襲和破化，抵抗能力差，因此、路基應(yīng)具有足夠的堅固性、穩(wěn)定性和耐久性。一般路基通常是指在良好的地質(zhì)與水文等條件下，填方高度和挖方深度不大的路基，見圖1-4-1。通常認為一般路基可以結(jié)合當?shù)氐牡匦?、地質(zhì)情況，直接選用典型斷面圖或設(shè)計規(guī)定，不必進行個別論證和驗算。對于超過規(guī)范規(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度和穩(wěn)定性，需要進行個別設(shè)計和驗算。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇圖1-4-1路基各部分名稱工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（一）路基類型通常根據(jù)公路路線設(shè)計確定的路基標高與天然地面標高是不同的，路基設(shè)計標高低于天然地面標高時，需進行挖掘；路基設(shè)計標高高于天然地面標高時，需進行填筑。由于填挖情況的不同，路基橫斷面的典型形式，可分為路堤、路塹和填挖結(jié)合等三種類型，如圖1-4-2所示。路堤是指全部用土、石填筑而成的路基，路塹是指全部在天然地面開挖而成的路基，此兩者是路基的基本類型。當天然地面橫坡大，且路基較寬，需要一側(cè)開挖而另一側(cè)填筑時，為填挖結(jié)合路基，也稱為半填半挖路基，在丘陵或山區(qū)公路上，填挖結(jié)合是路基橫斷面的主要形式。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇圖1-4-2路基橫斷面的典型形式工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇1、路堤圖1-4-3所示為路堤的幾種常見橫斷面形式。按路堤的填土高度不同，可劃分為矮路堤、高路堤和一般路堤。當填土高度小于1.5m時，屬于矮路堤；填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）時，屬于高路堤；填土高度在1.5m～18m范圍內(nèi)的路堤屬于一般路堤。此外，隨其所處的條件和加固類型的不同，還有浸水路堤、護腳路堤及挖溝填筑路堤等形式。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（a）矮路堤(b)一般路堤(c)浸水路堤

(d)護腳路堤

(e)挖溝填筑路堤圖1-4-3路堤的幾種常用橫斷面形式工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇2、路塹圖1-4-4所示是路塹的幾種常見橫斷面形式，有全挖路基、臺口式路基及半山洞路基。（a）全挖路基(b)臺口式路基(c)半山洞路基圖1-4-4路塹的幾種常見橫斷面形式工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇挖方邊坡可視高度和巖土層情況設(shè)置成直線或折線。挖方邊坡的坡腳處設(shè)置邊溝，以匯集和排除路基范圍內(nèi)的地表徑流。路塹的上方應(yīng)設(shè)置截水溝，以攔截和排除流向路基的地表徑流。挖方棄方可堆放在路塹的下方。邊坡坡面易風化時，在坡腳處設(shè)置0.5m～1.0m的碎落臺，坡面可采用防護措施。陡峻山坡上的半路塹，路中線宜向內(nèi)側(cè)移到，盡量采用臺口式路基，避免路基外側(cè)的少量填方。遇有整體性的堅硬巖層，為節(jié)省石方工程，可采用半山洞路基。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇對于路塹開挖后形成的路基及地基，要求人工壓實至規(guī)定的壓實程度，必要時還應(yīng)翻開，重新分層填筑分層碾壓。當路塹挖方處土質(zhì)或水文狀況不良時，應(yīng)進行地基加固和設(shè)置必要的排水設(shè)施。3、半填半挖路基圖1-4-5所示是半填半挖路基的幾種常見橫斷面形式。如果處理得當，路基穩(wěn)定可靠，是比較經(jīng)濟的斷面形式。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（a）一般填挖路基(b)矮擋土墻路基(c)護肩路肩(d)砌石護坡路肩（e）砌石護墻路基(f)擋土墻支撐路基(g)半山橋路基圖1-4-5半填半挖路基的幾種常用橫斷面形式工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇半填半挖路基兼有路堤和路塹兩者的特點，上述對路堤和路塹的分別要求均應(yīng)滿足。上述三類路基橫斷面形式，各具特點，分別在一定條件下使用。由于地形、地質(zhì)、水文等自然條件差異性很大，且路基位置、橫斷面尺寸及要求等，亦應(yīng)服從于路線、路面及沿線結(jié)構(gòu)物的要求。所以路基橫斷面類型的選擇，必須因地制宜，綜合設(shè)計。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（二）路基構(gòu)造

路基由寬度、高度和邊坡坡度等構(gòu)成。路基寬度取決于公路技術(shù)等級；路基高度取決于路線的縱坡設(shè)計及地形；路基邊坡坡度取決于土質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文條件及邊坡高度，并由邊坡穩(wěn)定性和橫斷面經(jīng)濟性等因素比較確定。下面分別敘述其確定方法。1、路基寬度路基寬度高速公路、一級公路的路基橫斷面分為整體式和分離式兩類。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇整體式分離式二、三、四級公路的路基橫斷面包括車道、路肩以及錯車道等。二級公路位于中、小城市城鄉(xiāng)結(jié)合部、混合交通量大的連接線路段，實行快、慢車道分開行駛時，可根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗設(shè)置車道或加寬右側(cè)硬路肩。各級公路路基寬度應(yīng)符合《標準》中規(guī)定的寬度值，如表1-4-1所示。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇表1-4-1各級公路路基寬度注：①“一般值”為正常情況下的采用值；“最小值”為條件受限制時可采用值；②八車道高速公路路基寬度“一般值”為設(shè)置左側(cè)硬路肩、內(nèi)側(cè)車道采用3.50m時的寬度；八車道高速公路路基寬度“最小值”為不設(shè)置左側(cè)硬路肩、內(nèi)側(cè)車道采用3.75m時的寬度。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇2、路基高度路基高度與路基強度和穩(wěn)定性有關(guān)，也與工程量的大小密切相關(guān)。所以它既是路線縱斷面設(shè)計的重點，也是路基設(shè)計的重點。路基高度是路基設(shè)計標高和中樁地面標高的差值。路堤為填筑高度，路塹為開挖深度。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇路基設(shè)計標高是指：一般公路指路肩外緣的設(shè)計標高；高速公路和一級公路指中央分隔帶外側(cè)邊緣的設(shè)計標高。此外，由于除平原區(qū)外，路基自然橫縱面多為傾斜面，所以路基寬度范圍內(nèi)，兩側(cè)的高差有較大差別。而路基兩側(cè)邊坡高度是指填方坡腳或挖方坡項與路基邊緣的相對高差。這一高差通常稱為邊坡高度。當?shù)孛鏅M坡度較大時，該邊坡高度將嚴重影響路基的穩(wěn)定，所以在路基設(shè)計時應(yīng)引起重視。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇3、路基邊坡坡度確定路基邊坡坡率，是路基設(shè)計的基本任務(wù)。為保證路基穩(wěn)定，路基兩側(cè)應(yīng)做成具有一定坡度的坡面。公路路基邊坡坡率，可用邊坡高度H和邊坡寬度b之比值表示。習慣將高度定為1，一般寫成1:m（路堤），或1：n（路塹）稱為邊坡坡率。如圖1-4-7所示，分別為1:0.5及1:1.5。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（a）路塹；（b）路堤圖1-4-7路基邊坡坡度示意圖工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇路基邊坡坡率的大小，關(guān)系到邊坡穩(wěn)定和路基工程數(shù)量。邊坡愈陡，穩(wěn)定性愈差，若處理不當，易造成坍方等路基病害；邊坡過緩，土石方數(shù)量增大，裸露面積增大，自然影響面加大，如果不能快速恢復(fù)生態(tài)，也會影響路基邊坡穩(wěn)定，所以在確定邊坡坡率時，要根據(jù)實際情況，綜合考慮路基邊坡穩(wěn)定，國家及地方環(huán)保政策，工程造價等因素后合理確定。影響路基邊坡穩(wěn)定性因素工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（1）路堤邊坡一般路堤邊坡，當?shù)刭|(zhì)條件良好，邊坡高度不大于20m時，其邊坡坡率不宜大于表1-4-2的《路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2004）規(guī)定（以下簡稱《路基設(shè)計規(guī)范》）。表1-4-2路堤邊坡坡率注：采用臺階式邊坡時，下部邊坡可采用與上部邊坡一致的坡度。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇沿河路堤邊坡坡度，要求在設(shè)計水位以下部分視填料情況，可采用1:1.75～1:2.0；常水位以下部分可采用1:2.0～1:3.0。當公路沿線有大量天然石料或路塹開挖的廢石方時，可用于填筑路堤。填石路堤坡面應(yīng)用由不易風化的較大（大于25cm）石塊砌筑，邊坡坡度可用1:1。當沿著比較陡峻的山坡填筑路堤時，填方邊坡接近平行于山坡，以至填方量過大或占地太寬，甚至無法填筑。此時，可以利用當?shù)厥?，分別砌筑護肩、護腳、邊坡砌石及擋土墻等路基斷面形成。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇對邊坡高度超過20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1：2.5的路堤，以及不良地質(zhì)，特殊地段的路堤，應(yīng)進行個別勘察設(shè)計，對重要的路堤應(yīng)進行穩(wěn)定性監(jiān)控。（2）路塹邊坡路塹邊坡根據(jù)路塹開挖的巖土性質(zhì)可分為土質(zhì)和石質(zhì)兩大類，其邊坡形式也因高度和巖性的不同而有所區(qū)別，常見形式如圖1-4-8所示。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（a）直線形（b）上陡下緩折線形（c）上緩下陡折線形（d）臺階形圖1-4-8路塹邊坡形式工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇在進行路塹邊坡設(shè)計時，首先應(yīng)從地貌和地質(zhì)構(gòu)造上判斷其整體穩(wěn)定性。遇到工程地質(zhì)或水文地質(zhì)條件不良的地層時，應(yīng)盡量使路線繞避它；而對于穩(wěn)定的地層，則應(yīng)考慮開挖后，土部巖體是否會由于失去了支撐，坡面風化加劇而引起失穩(wěn)的因素。影響路塹邊坡穩(wěn)定的因素非常復(fù)雜，路塹開挖深度、地質(zhì)構(gòu)造、巖性、巖石風化破碎程度、地下水和地表水的影響、土體結(jié)合的密實程度、土壤的性質(zhì)、當?shù)氐淖匀粴夂?、施工方法等因素都會影響路塹邊坡的穩(wěn)定性，所以在進行路塹邊坡設(shè)計時必須綜合考慮。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇凡具有一定粘性的土質(zhì)路塹，邊坡高度小于20m，其挖方邊坡坡度可參照表1-4-3所列數(shù)值范圍，結(jié)合當?shù)匾殉晒返膶嵺`經(jīng)驗選擇采用。表1-4-3土質(zhì)路塹邊坡坡率工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇表1-4-3中的密實程度，應(yīng)通過挖坑試驗判別。其劃分標準如表1-4-4所示。黃土、紅粘土、高液限粘土、膨脹土等特殊土質(zhì)的挖方邊坡形式及坡率應(yīng)按《路基設(shè)計規(guī)范》相關(guān)章節(jié)規(guī)定確定。

表1-4-4土的密實程度劃分表

工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇在確定巖石路塹邊坡時，除考慮上述影響路塹邊坡穩(wěn)定性的因素外，由于存在地區(qū)自然差異，所以，還要不斷積累當?shù)氐膶嵺`經(jīng)驗，結(jié)合施工方法進行綜合分析。根據(jù)長期的設(shè)計經(jīng)驗和部分地區(qū)的調(diào)整資料，巖石路塹邊坡值可參照表1-4-5，結(jié)合當?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)和水文條件，參考當?shù)叵鄳?yīng)類型穩(wěn)定的成型邊坡度，加以對比選用。同時，還要根據(jù)環(huán)保設(shè)計要求修正邊坡值。對于定性比較困難的地段，必要時還要進行個別設(shè)計與驗算，并結(jié)合采用排水、防護與加固等技術(shù)措施。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇巖石的風化破碎程度是地質(zhì)動力作用與長期風化的共同作用結(jié)果。表1-4-6為巖石風化破碎程度外觀特征分級表。表1-4-5巖質(zhì)路塹邊坡坡率工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇

土質(zhì)挖方邊坡高度超過20m，巖質(zhì)挖方邊坡高度超過30m以及不良地質(zhì)，特殊巖土地段的挖方邊坡，應(yīng)進行個別勘察設(shè)計。表1-4-6巖石風化破碎程度分級表工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（三）路基填料路堤一般都是利用當?shù)鼐徒潦魈盍闲拗?，而公路沿線土石的類別和性質(zhì)不同，修筑路基后的穩(wěn)定性和強度亦有很大差異，應(yīng)優(yōu)先選擇當?shù)貜姸雀?、穩(wěn)定性好、取土方便、壓縮變形小，易于壓實的土石作為路基填料。其中強度要求是按CBR值確定，應(yīng)通過取土試驗確定填料的最小強度和最大粒徑。最小強度和最大粒徑的要求見表1-4-7。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇表1-4-7路基填料最小強度和最大粒徑要求注：◆表列強度按《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051）規(guī)定的浸水96h的CBR試驗方法規(guī)定。◆三、四級公路鋪筑瀝青混凝土和水泥混凝土路面時，應(yīng)采用二級公路的規(guī)定?！舯碇猩?、下路堤填料最大粒徑150mm的規(guī)定不適用于填石路堤和土石路堤。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇在選擇填料時，一方面要考慮料源和經(jīng)濟性，另一方面要顧及填料的性質(zhì)是否合適。當有多種料源可供選擇時，可參照相關(guān)文件對不同種類路基用土工程性質(zhì)的描述結(jié)合施工具體情況考慮選用。（1）石質(zhì)土（2）砂土（3）粉質(zhì)土（4）輕、重黏土（5）黃土、鹽漬土、膨脹土（6）工業(yè)廢渣工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇為了節(jié)約投資和少占耕地良田，一般應(yīng)利用附近路塹或附屬工程（如排水溝等）的棄方作為填料，或者將取土坑布置在荒地、空地或劣地上。工作任務(wù)四路基類型和填料的選擇（一）路基填料的