路基路面工程基础知识培训课件.pptx

1、图片1图片2图片3图片4图片5北京道路风光 图片6北京道路风光 图片7图片8图片9图片10图片11图片12路基是路面的支撑结构物，对路面的使用性能有重要影响。路堤的几种常见形式矮路堤一般路堤浸水路堤挖沟填筑路堤2、路堑：全部由地面开挖出的路基称为路堑。 分为全路堑、半路堑和半山洞三种。注： 挖方边坡的坡脚设置边沟，汇集和排除路基范围内地表径流。上方设置截水沟拦截和排除流向路基的地表径流。 挖方弃土堆在路堑的下方。 坡体因开挖而可能失去稳定性时必须采用支挡结构物。 边坡坡面易风化或有碎落物时，可设置碎落台也可坡面防护。第三节 路基路面工程的内容和特点： 双轮组车轴： 每一侧双轮用一个圆表示，称为

2、单圆荷载。 每一侧双轮用两个圆表示，称为双圆荷载。 双圆当量圆直径P作用在车轮 上的荷载,KN；p 轮胎接触压力,kPa;-接触面当量圆半径,m.单圆当量圆直径C1轴载系数， C1=1+2（m-1),m是轴数。C2轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.093、轮迹横向分布： 1） 车辆在道路上行驶时候，车轮的轮迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摇摆，并按一定的频率分布在车道横断面上，称为车轮的横向分布。 2）轮迹横向分布频率曲线影响因素： 交通量、交通组成、车辆高度、交通管制。4、累计当量轴次Ne在设计年限内考虑车道系数后，一个车道上的累计当量轴次之和。1）沥青路面： r

3、设计年限内交通量年均增长率 N1路面竣工后第一年双向日交通量的当量轴次，次/日； Nt设计年限内末年的双向日交通量的轴载作用次数，次/日； t设计年限。 车道系数rtNNtse3651)1 (2）刚性 二、土基的强度和刚度指标：回弹模量、地基反映模量、加州荷载比1、回弹模量：反映地基瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。 测定方法： 1）查表法：无实测条件是时采用。 2）现场实测法： 大型承载板法：测定土基在00.5mm的变形压力曲线. 用弯沉仪测定.2、地基反应模量根据文克勒地基假定，土基顶面的沉降仅同该点的压力大小成正比，而同相临点处的压力无关，此时压力与沉降的比成为地基反映模量。rtNNtse

4、3651)1 (文克勒地基模型一.土基的力学强度特性 （一）路基工作区：1、路基受力：自重 车辆荷载 P车轮荷载换算的均布荷载 KN/D圆形均布荷载作用面积的直径。Z应力作用点深度。r土的容重。2、正确的设计：应使路基所受的力在路基弹性限度范围内，即当车辆驶过后，路基能恢复变形。保证路基相对稳定，路面不致引起破坏。3、路基受力计算：车辆荷载为均布垂直荷载，路基为弹性均质半空间体。 路基工作区：在路基某一深度处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为10%20%时候，该深度范围内的路基称为路基工作区。 4、要求： 1 ）对工作区深度范围内的土质选择，路基压实度提

5、出较高要求。 2 ）当工作区深度大于填土高度时，荷载不仅施加于路堤而且施加于天然地基上，所以天然地基也应充分压实。 （二）路基土的应力应变特性 弹性变形和塑性变形 提高路基土的抗变形能力是提高路基路面整体强度和刚度重要方面。 压入承载板试验三轴压缩试验土的应力应变关系曲线 非线性变形局部线性体 即在曲线的一个微小线段内近似视为直线，以其斜率为模量1、初始切线模量 应力值为零应力应变曲线斜率2、切线模量 某一应力处应力应变曲线斜率，反映该应力处变化3、割线模量 某一应力对应点与起点相连割线模量，反应该范围内应力应变平均状态4、 回弹模量 应力卸除阶段，应力应变曲线的割线模量 总结：前三种应变包含

6、回弹应变和残余应变 回弹模量则仅包含回弹应变，部分反映了土的弹性性质。 直接暴露于大气中，受温度、湿度影响大 温度湿度变化体积变化胀缩应力破坏沥青面层日温度变化曲线大于气温 水泥混凝土面层温度日变化一 、路面结构内温度变化可通过外部和内部影响因素之间联系来预估。 方法1： 统计方法 路面结构层不同深处埋设测温元件连续观测，收集当地气象资料（气温、辐射热），对记录的路面温度和气象因素进行逐年回归分析。 特点：不包含所有复杂因素，精度有地区局限性，只可在条件相似的地区参考使用。方法2： 理论法 应用热传导理论方程式推导出。 各种气象资料和路面材料热物理特性参数组成的温度预估方程。 特点：参数确定难

7、度大，理论假设理想化，结果与实测有一定的误差。二温度对路基的影响：北方 冻胀翻浆 南方雨季积水湿软路基 Tmax 路面某一深度处的最高温度，； Ta.max相应的日最高气温， ； Q相应的太阳日辐射热，J/； a.b.c回归常数。路面材料按形态和成型性质分为三类： 1、松散颗粒型材料及块料 密实型 2、 沥青结合料类 嵌挤型 3、无机结合料类 稳定型一、力学强度特性1、抗剪强度： 剪切破坏 ： 路面结构层厚度较薄总体刚度不足 无机结合料基层层位不合理内部剪力过大 面层结构的材料抗剪强度较低高温条件下沥青面层 沥青材料抗剪：沥青的粘度、用量多下降。 试验温度、加荷的速率有关。2、抗拉强度： 气温

8、变化收缩， 湿度变化干缩产生拉应力 抗拉强度主要由混合料中结合料的粘结力提供试验 ： 直接拉伸试验圆柱型试件、变形传感器、应力应变值。 劈裂试验（间接拉伸）圆柱型试件、压条、试件开裂破坏。 水泥混凝土劈裂抗拉强度采用边长150mm的立方体试件。 3 、抗弯拉强度 水泥混凝土、沥青混合料及半刚性路面材料修筑的结构层。车辆的荷载作用下处于受弯曲工作状态。 试验：简支小梁试验评定 三分点加载混凝土抗折强度标准尺寸：150mm150mm550mm 集料粒径不大于40mm4应力应变特性：用于基层和底基层的碎砾石材料无法作成试件，但可由三轴试验可得到应力应变的非线性。、水泥混凝土、无机结合料处治的混合料。

9、 采用规则试件进行测定：三轴试验、单轴试验、小梁试验。、沥青混合料 ：低温（单轴或小梁试验） 高温（温度敏感性强用三轴压缩试验） 应力应变特性：随温度和加载时间变化的粘弹性体，用劲度模量来表示。 沥青混合料劲度模量是在给定温度和加载条件下的应力应变的关系参数。试验表明：加载时间短或温度较低时（材料处于弹性状态） 中间过程（弹粘性状态） 加载时间很长或温度较高时（粘滞性状态）二、路面材料的累积变形与疲劳特性路面结构在荷载重复应力作用下，可能出现破坏极限状态有两类第一类：弹塑性工作状态：塑性变形累积到一定限度累积变形。第二类：弹性工作状态：内部微量损伤累积扩大，导致疲劳断裂破坏疲劳破坏。 共同点：

10、破坏极限的发生不仅同荷载应力大小有关，而且同荷载应力作用次数有关。 水泥混凝土路面：弹性工作状态（疲劳破坏）沥青路面：低温弹性状态（疲劳破坏） 高温弹塑性状态（累积变形形成车辙、沉陷等）半刚性路面（无机结合料）：早期弹塑性 后期弹性（疲劳破坏）以黏土为结合料的碎砾石路面：弹塑性状态（累积变形）第一节 路基土的分类和干湿类型、公路自然区划一、路基土的分类 1、基本类型：按土的粒径分为巨粒组、粗粒组和细粒组（特殊土）。分类总体系如下： 粒粒 组组 划划 分分 表表 （单位：mm） 3、路基土的工程分级： 在施工中，路基土石按其开挖难易程度，分为六级即松土、普通土、硬土、软石、次坚石、坚石。 1、

11、路基潮湿来源： 大气降水通过路面、路肩和边沟渗入路基。 地面水边沟及排水不良时的地面积水渗入路基。 地下水路基下面一定范围内的地下水浸入路基。根据不同水温状况采取不同措施 地下水位高的路段，适当提高路基。 平原稻田地区，保持最小填土高度。 地下水位深处，山岭重丘设为浅路堑 2、 判断方法 分界稠度法 实测不利季节路床表面以下80cm深度内土的平均稠度。 方法2：根据自然区划、土质类型、排水条件及路床表面距地下水位或地面积水位高低等特征确定，即临界高度法。新建公路路基干湿类型确定新建公路路基干湿类型确定： 可根据当地稳定的平均天然含水量、液限、塑限计算平均稠度，并考虑路基填土高度、有无地下水。地

12、表积水的影响，论证地确定路基土的干湿类型。土基干湿类型0 为不利季节路床表面距地下或地表积水位的高度，地表积水指不利季节积水20天以上1，2，3分别为干燥、中湿、潮湿状态的路基临界高度，具体可查表划分土基干湿类型以平均稠度c为主，缺少资料时，可参考表中一般特征确定设计路基时，要求路基保持干燥和中湿状态设计路基时，要求路基保持干燥和中湿状态 公路自然区划我国公路自然区划分为三个等级。 一级区划：首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带。 一级自然区根据不同地理、气候、地貌界限的交错和叠合，我国7个一级区的代号为：区北部多年冻土区区东部温润季冻区区黄土高原干湿过渡区区东南湿热区区西南

13、潮暖区区西北干旱区区青藏高寒区二级区划： 在一级区划的基础上，以潮湿系数k为主进一步划分为33个二级区和19个副区共52个二级自然区。 K= 年降雨量 R/年蒸发量Z三级区划： 1 、按地貌、水文和土类将二级区进一步划分为若干单元。 2 、另一种是地理和地貌等特点将二级区细划为若干区域。 第二节 路基的变形及破坏 一、 路基的主要变形破坏 荷载因素：自重、行车荷载、自然因素 影响稳定性的因素：水分、温度变化（正温度、负温度）、风蚀作用。 变形：弹性的、残留的（不能恢复的） 1、 路堤沉陷：垂直方向产生较大的沉落 原因： 1）填料不当 2）填筑方法不合理 ： 不同土混杂； 未分层填筑、压实； 土

14、中有未经打碎的大块土或冻土块； 荷载、 水和温度综合变化； 原地面软弱，如泥沼、流沙、 垃圾堆积 未做处理等； 冻胀、翻浆。 2、路基边坡的滑塌（滑坡）常见的路基病害，也是水毁的普遍现象溜方：少量土体沿土质边坡向下移动而形成。 边坡上表面薄层土体下溜。 原因：流动水冲刷边坡、施工不当引起。滑坡：一不分土体在重力作用下沿某一滑动层滑动。 原因：土体稳定性不足引起。3 、碎落和崩塌 剥落和碎落： 路堑边坡风化岩层表面，大气温度与湿度交替作用以及雨水冲刷和动力作用之下，表面岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。 大块岩石脱离坡面沿边坡滚落称为崩塌。崩塌：整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。原因：岩体风化破碎，

15、边坡较高。影响：危害较大的病害之一。比较： 崩塌无固定滑动面。 崩塌体各部分相对位置在移动过程中完全打乱。碎落 滑坡4、路基沿山坡滑动 原因：山坡较陡； 原地面未清除杂草或人工挖台阶； 坡脚未进行必要的支撑。5、不良地质和水文条件造成路基破坏 不良地质条件：泥石流、溶洞等。 较大自然灾害：大暴雨地区。二、路基病害防治 提高路基稳定性，防止各种病害产生，采取措施： 1、正确设计路基横断面。 2、选择良好的路基用土填筑路基，必要时对填土作稳定处理。 3、采取正确的填筑方法，充分压实路基，保证达到规定的压实度。 4、适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入路基工作区范围。 5、正确进行排

16、水设计。 6、必要时设计隔离层隔绝毛细水，设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积。 7、采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加固等防护技术措施，以提高其稳定性。 第四章：一般路基设计一、一般路基： 指在一般地区，填方高度和挖方深度小于规范规定的高度和深度的路基。可以结合当地地形，地质情况直接套用典型横断面或设计规定。 特殊地质路段和高度（深度）超过规范规定的路基应进行个别设计和验算。二、 一般路基设计的内容：1、结合路线几何设计要求和当地地形选择路基断面形式。2、选择路堤填料和压实标准。3、确定边坡形状和坡度。4、路基排水系统布置和排水结构物设计。5、坡面防护和加固设计。 第一节：路堤设计路堤是由

17、土石材料在地面上堆填起来的结构物。要求：结构稳定性和沉降变形量小。设计考虑：地基、填料、边坡形状和坡度、堤身压实度排水和坡面防护。一、地基1、要求：地基有足够的承载力和低压缩性2、经验： 1）基岩、砾石土或一般砂土和粘性土地基，基本上符合支撑路堤的要求。 2）潮湿的粘性土地基，粘结力小于2040kpa。往往承载力不足。处理：对地基进行钻探取样确定软弱地基的层厚及其物理力学性质，判断对路堤的支撑能力和沉降量。3、地基处理情况：顶面酌情处理 除去草根、树根、各种耕作物（防止腐烂后形成滑动面） 冬季施工时，除去顶面的雪、冰或冻土（以免接触面碾压不实形成软弱面）地基顶面有滞水，经过水田、池塘、洼地时是

18、根据积水深和水下淤泥厚度等具体情况，采取排水疏干、挖除淤泥、抛填片石或砂、砾石等处理措施。A图为经过水田地段处理。B图为经过池塘的地区处理地基为斜坡：坡度大于1：5时，原地面开挖台阶以防路堤沿坡下滑，台阶的高度为路堤分层填土厚度的2倍（4060）坡度大于1：2.5时，应进行滑动稳定性验算。二、填料 要求：水稳定性好，压缩性小。一方面考虑料源和经济性，另一 方面顾及填料的性质是否适宜。1）砾石、不宜风化的石块渗水性很强，水稳性极好，强度高，为最好的填料。石块空隙用小石块塞实时，塑性变形小。2）碎石土、卵石土、砾石土、粗砂、中砂渗水性很强，水稳性好，为施工性能良好的一类优质填料。 粘土含量多时，水

19、稳性下降。3）砂性土既含一定数量的粗颗粒，具有足够的强度和水稳定性，又含一定数量的细颗粒，把粗颗粒粘结在一起，为修筑路堤的良好填料。4）粘性土渗水性差，干燥时不易挖掘，浸水后水稳定性差，强度低，变形大，在给予充分压实和良好排水设施的情况下，可做路堤填料。5）不宜作路基填料：极细砂、粉性土毛细现象严重 ，冻胀翻浆现象严重。易风化的软质岩石块稳定性差。1、直线：最常见，适用于矮路堤和中等高度路堤。受力情况是上陡下缓，所以上部偏安全下部偏危险。路堤高度大时不经济。2、折线：上陡下缓，符合路堤的受力情况。变坡不宜多，多了施工不宜控制，坡面也易受水冲刷。3、台阶形：每隔一定高度设置宽度不小于1-2米的护

20、坡道，护坡道具有3%的外向横坡。适用于高路堤。设置护坡道可以减缓较长坡面的地面水流速，防止坡面受冲刷。四、压实： 1、分层压实 2、最佳含水量 3、压实标准 4、压实的目的：为了消除路堤在荷载和自然因素作用下可能出现的过量变形。 路堤：1、矮路堤 填士高度 1.0m 2、高路堤 填士总高度 18m(土质) 填石总高度 20m(石质) 3、一般路堤 介于两者之间 路基压实标准 边坡设计一、工程地质法:比照着当地具有相同工程地质条件，而处于极限状态的自然山坡和稳定的已成人工边坡，来确定路堑边坡的形状和坡度。 1、影响路堑稳定性的因素：开挖深度、坡体的岩性或土质、地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、

21、地面水和地下水的作用、当地气候等。岩石挖方边坡坡度分类：1）植物防护（有生命防护）： 植草：容许流速0.40.6m/s ，边坡不陡于1：1。 铺草皮：容许流速c1.8m/s，边坡1：11：1.5，冲刷较重，适于长草 种树：容许流速c1.8m/s，坡岸河滩上降低流速，防水直接冲刷路堤2）工程防护抹石防护：石质挖方坡面防岩石风化，表面完整 常用材料：石灰浆（精造）喷浆：适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡。厚10cm 水泥用量较大，重点工程可适用 沙浆：水泥、石灰、河砂、及水3、灌浆、勾缝、嵌补 比较坚硬的岩石坡面，为防止水渗入缝隙成害，视缝隙深浅与大小，予以灌浆、勾缝、嵌补4、干砌片面护面：防

22、止地面水位或河水冲刷浸水路堤或暴雨地区路堤5、护石墙：浆砌片石的坡面覆盖层。用语封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡。 作用：汇集和排除；路基范围内和流向路基的少量地面水 3）排水沟 位置：结合地形、路基坡脚外34m 作用：用来把截水沟和边沟内汇集的水排引到附近 的桥涵、河谷或远离路基的低洼地2、各种蓄水的构造物 阳水堤： 当不宜采用截水沟来排除上例山坡的地面水时，可设置在路基上侧山坡上，用以把水拦蓄在山坡上，就地渗透和蒸发。 蓄水池： 当截水沟或边沟内汇集的水无法排引出路基时，可在路旁设置蓄水池，用以拦蓄部分水，使之自然渗透和蒸发。3、各种底下排水构造物 明沟：设置在路基上方，拦截、引排或降低

23、埋藏不深的浅层地下水，并可兼起排地面水的作用。 渗沟、暗沟，设在边坡坡体或山坡上，用以疏干及引排坡体内的地下水。4、各种泄水构造物 穿越路基，将路基上方的水流宣泄到下方，如桥梁、涵洞、渗水路堤和过水路面等。5、河道整治工程 改善河道水流状况，防止冲刷路基下方的构造物，如导流坝、人工渠道等（二）具体布置步骤 1、把主要流向路基的天然沟和排水沟规划成横向排水系统（垂直路线方向）。 2、拦截山坡水流，作为纵向排水系统，并汇集入横向排水系统或拦蓄山坡水流作成纵向蓄水系统。 3、在横向和纵向排水沟渠之间的山坡上，根据面积大小和地形，确定是否需要设置边沟和各种排水系统沟渠，以构成排水网络。 4、在路基两侧

24、设置边沟、排水沟等或利用取土坑排水，以保证路基经常干燥。5、选定桥涵的位置，并使这些沟渠同桥涵联成网6、考虑是否需要设置地下排水系统（三）地面排水设备设计设计内容包括：确定位置、设计横断面和纵断面1、位置： 沟渠应设在地质上稳定和地形上较平缓的地方。 沟渠 ：平面线形力求平顺，转折处尽量用较大半径。 截水沟：应距路堑边坡坡顶边缘或路堤边坡坡脚一定距离2、横断面常用梯形，边沟也有三角形和矩形（岩石路堑）沟渠断面尺寸，应能保证排泄设计流量。（沟渠端面能排泄的流量，按明渠均匀流的计算公式）（截水沟 ，排水沟）边沟不用计算3、纵坡 沟渠应没有一定的纵坡，使其中的水流能顺畅的流出，不至于淤塞。沟渠最小纵

25、坡通常规定为0.5%，特殊困难情况下可减小到0.2%4、长度 为防止冲刷，沟渠单向排水的长度限制在300500m，土质不良纵坡过大处，此长度还应缩短，沟长超出范围时，应增设出水口，将水引离。5、在纵坡无法减小而必然引起冲刷时，应对沟壁进行加固加固试（草皮加固）（四）地下排水设备设计 在地下水位及路基稳定性或严重降低时其强度的情况下应根据具体情况采用不同方法来处理地下水。1、拦截地下水。上侧坡体上有含水层出露时。2、疏干坡体内地下水。3、降低地下水位： 当地势低洼地下水很高时，路基上层受地下水的影响而过分湿软，可在路基两侧地面下设置纵向或横向渗沟以降低地下水位（疏干路基上层，提高其高度） 明沟适

26、用于地下水埋藏较深处（12m以内）可用作拦截、疏导，降低地下水位，也可兼排地下水。断面形式：矩形、梯形。 渗沟应用于地下水埋藏较深处。渗沟内用大颗粒透水材料（碎石、砾石）填充以保证它有足够的孔隙排除地下水通常用两、三种不同的渗水材料在迎水石处做成反滤层，每层厚度不小于10 15cm渗沟顶部用草皮倒置覆盖，铺上密实的黏土，以防止地面水下渗。底部可用石料砌成排水孔，地下水流较大时，可采用管壁带有空的排水管。排水孔或管的底部应埋入不透水层内。二、路面排水设计 原则：沿路面横向坡度两侧排水 任务：迅速把降落在路面和路肩表面的降水排除防止路面积水而影响行车安全。1 、路面排水（路肩排水）路堑：横向排流的

27、表面水汇集于边沟内路堑：横向排流的表面水汇集于边沟内路堤：沿路堤边坡横向漫流，适用于路线纵坡平缓，汇水量不大，路堤较低且坡面不会受到冲刷。路肩外侧边缘放置拦水带，然后一定间距设置泄水口和急流槽集中排放在路堤坡脚外。适用于路堤较高，边坡坡面易受雨水冲刷，拦水带可用沥青混凝土现场浇筑或水泥混凝土预制块铺砌而成。 注意：拦水带过水断面内的水面，1在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘。2在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。拦水带横断面参考. 2、中央分隔带排水以及中央分隔带表面排水是高速公路以及一级公路表面排水的主要内容。根据分隔带宽度、绿化和交通安全设施的形式和分隔带表面处理方式选

28、择排水方式宽度小于3m，且表面采用铺石封闭降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道其坡度与路面的横坡度相同宽度大于3m，且表面采用铺石封闭降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿河界的桥涵水道中。表面无铺石且表面无排水设施的中央分隔带表面水下渗，该纵向排水渗沟，隔一定间距通过横向排出管排出河界。 一般路基套用典型横断面图（无需论证和验算）高路基、深路堑、浸水沿河路堤、特殊地质地段的路基个别设计，稳定性验算用以确定合理的路基横断面形式 第一节 边坡稳定性分析原理与方法一、边坡稳定原理破裂面1、用力学方法进行边坡稳定性分析时，为简化计算，都按平面问题处理2、松散的砂

29、性土和砾石内摩擦角较大，粘聚力较小，破裂面近似直线破裂面法。3、粘性土粘聚力较大，内摩擦角较小，破裂时滑动面为圆柱形、碗形，近似于圆曲面，采用圆弧破裂面法(二）在进行边坡稳定性分析时，近似方法并假定1、不考虑滑动主体本身内应力的分布2、认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动主体整体下滑3、极限滑动面位置通过试算来确定二、边坡稳定性分析的计算参数 路堑：天然土层中开挖，土类别、性质天然生成的路堤：人工填筑物、填料性质和类别多为人为因素控制，对于土的物理力学数据的选用以及可能出现的最不利情况，力求能与路基将来实际情况一致 。所需土的试验资料：1、对于路堑或天然边坡取：原状土的容重r，内摩擦角，粘聚力c

30、2、对路堤边坡：取与现场压实度一致的压实土试验数据。 r 、 、 c 同上 路堤各层填料性质不同时，所采用验算数据可按加权平均法求得。汽车荷载当量换算路基承受自重作用、车辆荷载（按车辆最不利情况排列，将车辆的设计荷载换算成相当于土层厚度0 ）0称为车辆荷载的当量高度或换算高度。 荷载分布宽度：可分布在行车道宽度范围内考虑实际行车有可能偏移或车辆停放在路肩上，也可认为1厚当量土层分布于整个路基宽度上。三、边坡稳定性分析方法：力学分析法： 1、数解法假定几个滑动面力学平衡原理计算，找出极限滑动面。 2、图解或表解法在计算机或图解的基础上，制定图或表，用查图或查表来进行，简单不精确。力学分析法： 直

31、线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂性土）破裂面近似为平面。 圆弧法适用于粘性土，破裂近似为圆柱形 1、直线法： 2、圆弧法粘性土滑坍时破裂面为曲面近似为圆弧滑动面条分法：将圆弧滑动面上土体划分为若干竖条 依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力 叠加计算整个土体的稳定性计算精度与分段数有关越大越精确，一般为810段。结合横断面特性，划分在边坡或地面坡度变化处以简化计算。假定：1土体均质，各向同性 2滑动面通过坡脚 3不计各土条间侧向力的作用（1）圆弧法基本步骤：通过坡脚任意选定可能滑动面AB，半径为R，纵向单位长度，滑动土体分条（58）计算每个土条重Gi（土重、荷载重）垂直滑动面法向分力 计算

32、每一段滑动面抵抗力Nitg（内摩擦力）和粘聚力cLi（Li为I小段弧长）以圆心o为转动圆心，半径R为力臂。 计算滑动面上各点对o点的滑动力矩和抗滑力矩。求稳定系数k再假定几个可能的滑动面，计算相应k值在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数k1，k2kn对应于O1,O2On的关系曲线K=f（O）与曲线f（O）相切即为极限滑动面kmin在1.251. 5之间稳定系数k取值k=1.251.50当计算k小于容许值k应放缓边坡，从新拟订横断面，在按下述方法进行边坡稳定性分析4.5H法步骤：由坡脚A向下引垂线量取路堤高H c由c沿水平线量取4.5H设D 在A点作与边坡夹角1，B点作与水平线夹角2的两直线AO、B

33、O交与O点 连接DO并向外延伸 4.5H法精确用于分析重要建筑物的稳定性36法方法：坡顶B处作与坡顶水平线成36的直线BE 第二节 陡坡路堤稳定性验算 地面横坡陡于1：2.5，需验算路堤边坡的稳定性以预防路堤沿地面陡坡下滑。滑动面可分为：路堤沿基底接触面滑动 路堤连同基底下的山坡覆盖层沿基岩面下滑验算中：应采用滑动面附近较为软弱的土的有关数据 假定滑动面上土体沿滑动面整体滑动 1、滑动面为单一坡度倾斜面时（直线滑动面稳定性验算）整个路堤沿直线斜坡面滑动的下滑力E为 当验算设得下滑力E为零或负值时，此路堤可认为是稳定的即： E0路堤稳定 2、折线滑动面稳定性验算步骤： 将折线划分为几个直线段路堤

34、按各直线划分为若干块土体 从上侧山坡到下侧山坡，逐块计算每块沿滑动面的下滑力 最后一块土体下滑力大于零不稳定，小于或等于零稳 若算得第n块土体下滑力En为负值，则可不列入下一块土体的计算（保守算法）En平行于各相应土块的滑动面，最后一块土体En为正值时土体不稳定剩余下滑力：En0稳定 En0不稳定3、稳定措施：改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减小滑动力清除松软土层，夯实基底，使路堤位于坚实的硬层上开挖台阶，放稳坡度，减小滑动力路堤上方排水，阻止地面水浸湿基底改变填料及断面形式：采用大颗粒填料，嵌入地面放缓坡脚处边坡，以增加抗滑力在坡脚处设支挡结构物石砌护脚、干砌或浆砌挡土墙 第三节 浸水路堤

35、稳定性一、河滩路堤受力： 普通路堤外力、自重、浮力（受水浸泡产生浮力）、渗透动水压力（路堤两侧水位高低不同时，水从高的一侧渗透到低的一侧产生动水压力） 最不利情况：水位降落时动水压力指向河滩两侧边坡，尤其当水位缓慢上涨而集聚下降时，对路堤最不利。二、渗透动水压力的计算 三、河滩路堤边坡稳定性验算。河滩路堤最不利情况：最高洪水位骤然降落时通常采用圆弧法（条分法）计算公式如下： 注意情况：1、砾石、片石等无粘性透水材料填筑的路堤水位变化时，不发生动水压力D=0，C=0，Cb=02、用不透水或透水极小的粘性土填筑的路堤水位变化时，不发生动水压力D=03、用一般粘性土（亚粘土、亚砂土）填筑的路堤水位变

36、化时，堤身产生动水压力必须绘制浸润曲线（假定为直线，坡度为降落曲线的平均坡度）用前式计算4、河滩路堤的安全系数，一般规定不小于1.25，按最大洪水位验算时，其安全系数可采用k1.15防止滑坡2、山坡挡土墙：3、路肩挡土墙： 路坡稳定， 收缩坡角， 路堤挡土墙 4、路堤挡土墙： 收缩坡脚， 防止陡坡堤下滑 挡土墙设置与否，与同其工程方案比较确定 1，与移改路线位置进行比较。 2，与填筑或开挖边坡相比较 3，与坼移有关干扰路基的构造物（房屋，河流，水渠）等比较 4，与设置其分类型的构造物（桥，护墙）等比较 二、类型及使用范围1，重力挡土墙 适用：地基良好，非地 震和沿河受水冲刷地区 利用衡重台上部

37、填土的下压作用和全墙重心的后移，增加墙身稳定，平均短石尺寸。 适合于山区，地石横坡陡峭的路肩墙。路堑墙，路破墙。2，锚定式挡土墙 1）锚杆式分为钢筋混凝土主栓，挡土板，钢锚杆 2）锚定板式 ：墙后板压力由挡土板传立柱传钢锚杆锚固力适用于：构件段石小，工程量省 特别适用于地质不良时，石料缺乏，挖基困难，有锚固条件的路基挡土墙3、薄壁式挡土墙1）悬臂式 ：立壁、底板 2）扶壁式：主要依靠腹板上的填土量来保证。特点：自重轻，做工省，适用于墙高较大，地质条件一般，需用一定量的刚材，经济效果好。4，加筋式挡土墙：填土、填土中布置拉筋条、墙石板 受力：放置拉筋材料，填土压实，通过填土与拉筋间的摩擦作用，把

38、土的侧压力传给拉筋。 特点：柔性结构，对地基变形随意性大，建筑高度大，适用于填土沙基，节约投资30%70%，经济效益大。 第二节 挡土墙压力计算一、作用在挡土墙上的力系 1、一般地区挡土墙受到的主要力系 1）挡土墙自重G及位于墙上的恒载 2）作用于墙背上的主动土压力Ea 3）基底的法向反力N及摩擦力T 2、浸水地区 还包括挡土墙及墙后填料的水浮力渗水性土作填料时，动水压力不予考虑。 3、附加力：季节性作用于挡土墙上的各种力 如：洪水时的静水压力和浮力，动水压力，波浪冲击力，冻胀压力，冰压力等。4、特殊力：偶然出现的力。 如：地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力。 考虑原则：根据挡土墙所处的具体

39、工作条件、最不利组合 一般地区 仅考虑主要力系 浸水地区 考虑附加力 地震区 考虑地震力 主动土压力：当挡土墙向外移动，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂下滑而处于平衡状态时，作用于墙背的土压力。 *设计中考虑主动土压力二、一般条件下库伦主动土压力计算。（一）各种边界条件下主动土压力计算。 库仑理论的要点为： 1、假设墙背填料为均质散粒体， 仅有内摩擦力，而无粘聚力。 2、当墙背向外移动或饶墙趾外倾时，墙背填料会出现既一通过墙踵的破裂面，证为平面。 3、破裂面上的土楔，既为刚性体，根据静力平衡条件，确定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力4、通过墙锺，假拟若干个破裂面，其中使主动土压值最

40、大的破裂面为最危险破裂面.dE/ds=0 求得破裂面的位置和主动土压力值。5、假设土压力沿墙高呈直线分布土压力作用在墙高的下三分点处（土楔上无荷载作用时）与墙背线夹角为(二）库仑理论适用范围： 1、概念简单明了，适用范围广。 可以解算各种墙背情况。 不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。 2、适用于砂性土，计算主动土压力与实际情况较接近。 粘性土、平面代油面，误差不大，影响因数多，缺乏实践经验。 3、库仑理论适用于刚性挡土墙。柱板式，锚杠式和锚定板式柔性挡土墙需作假设。（三）大俯角墙背的主动土压力第二破裂法 在挡土墙设计中：往往会遇到墙背俯斜很深，即墙背做倾角比较大的情况（如折线形

41、挡土墙的上墙墙背，衡施式挡土墙上墙的假想墙背。） 当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体，并不沿墙背或假想墙背滑动，而是沿土体的另一破裂面滑动，称为第二破裂面，远离墙的破裂面称为第一破裂面。出现第二破裂面的条件： 1）墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面的倾角。（即：墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现） 2）在墙背或假想墙背面上产生抗滑力必须大于其下滑力 （即：使破裂面棱体不令沿墙背或假象墙背下滑。）四、折线形墙背的土压力计算 以墙背转折点或衡重台为界分为上墙、下墙 ，分别计算取两者矢量和。 上墙土压力，不考虑下墙影响。衡重式考虑是否出现第二破裂面。 下墙土压力计算： （一）延长墙背法

42、：画出全墙应力分布图，截取BB，即为下墙土压力 （二）力多边形法： 墙背土体，处于极限平衡条件下，作用于破裂棱体上的各力，构成力多边形。 求得上墙土压力后可绘出下墙破裂面力多边形。P 149 承载能力极限状态（1）整个或一部分挡土墙作为刚体，失去平衡（2）构件成连接部分强度破坏或过度塑性变形（3）变为机动体系或局部失去平衡出现任一即认为达到正常使用极限状态：1、影响正常使用或外观变形2、影响正常使用或耐久性局部破坏（包括裂缝）3、影响正常使用的其它特点状态 五、基底应力及合力偏心距验算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力基底应力验算。为避免挡土墙不均匀沉陷控制基底合力偏心矩。 1、基础底面的

43、压应力： 1）轴心荷载作用时：P=N/A 2）偏心荷载作用时： 基底合力偏心距e 五、基底应力及合力偏心距验算 为保证基底应力不超过低级承载力 基底应力验算 为避免挡土墙不均匀沉陷 控制挡土墙基底合力偏心距六、墙身截面强度验算 保证墙身有足够强度,根据经验选择1-2截面验算。图1 2 第六章 土质路基施工 第一节 基本概念一、路基施工的重要性1、路基土石方工程量大，分布不均匀 不仅与路基工程相关设施有关，路基排水防护与加固与其他工程相互交错：桥涵、隧道、沙石、附属设施。2、公路施工是野外作业，条件差，运输不便利。二、路基施工的基本方法 人工简易机械化：劳动强度大，功效低，进度慢，质量难以保证。

44、 综合机械化：挖掘机开挖路堑，汽车配合运土方。水力机械化：水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，挖掘鳔胶松散的土质及地下钻孔。爆破方法：三、施工前的准备工作1、组织准备工作：前提建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，指定必要的规章制度，确立施工目标。2、技术准备工作： 在熟悉设计文件和设计高低的基础上进行施工现场勘察，核对设计文件，必要可修改。编制施工组织计划，恢复路线施工放养与清楚施工场地，搞好临时工程的各项工作。3、物质准备工作 包括各种材料与机具设备的 购置，采集、加工、调运与储存以及生活后勤供应等。 第二节 施工要点一、基本要求1、首先搞好社工排水包括开挖 地面临时排水沟槽及设法降低地下水位，始终保持施工现场干燥。