公路工程路基PPT资料

浅谈路基施工技术讲课人：一、路基类型1、一般路基干湿类型路基的强度与稳定性，同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路面结构设计。路基干湿类型表示路基在最不利季节的干湿状态，划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。为了保证路基路面结构的稳定性，一般要求路基处于干燥或中湿状态。潮湿和过湿状态的路基必须经过处理后方可铺筑路面。路基干湿类型判别方法：Ⅰ、原有公路路基土的干湿类型，可以根据路基的分界相对含水量或分界稠度划分；Ⅱ、新建公路路基的干湿类型可用路基临界高度来判别。高速公路应使路基处于干燥或中湿状态。2、特殊路基类型特殊路基是指修建在不良地质现象，特殊地形地质情况，某些特殊气候因素等不利条件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡条件被打破，或者边坡过陡，或者地质承载力过低，而出现各种各样的问题，因此，除要按一般路基标准、要求进行设计外，还要针对特殊问题进行研究，做出处理。其分类如下：⑴软土地区路基。以饱水的软弱粘土沉积为主的地区称为软土地区。软土包括饱水的软弱粘土和淤泥。在软土地基上修建公路时，容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。⑵滑坡地段路基。滑坡是指在一定得地形地质条件下，由于各种自然的和人为的因素影响，山坡的不稳定土（岩）体在重力作用下，沿着一定的软弱面（带）作整体、缓慢、间歇性的滑动变形现象。滑坡有时也具有急剧下滑现象。⑶岩坍与岩堆地段路基。岩坍是岩崩与坍塌的统称，包括错落、坍塌、落石、危岩。岩堆则是陡峻山坡上岩体崩塌物质经重力搬运在山坡脚或平缓山坡上炖鸡的松散堆积体。⑷泥石流地区路基。泥石流是指山区由于地形陡峻，松散堆积物丰富，特大暴雨或大量冰融水流出时，突然暴发的包含大量泥沙、石块的洪流。有时每年发生，有时多年发生一次，危害程度也不一样。⑸岩溶地区路基。岩溶是石灰岩等可溶性岩层，在流水的长期溶解和剥蚀作用下，产生特殊的地貌形态和水文地质现象的统称。岩溶对路基的危害，一般为溶洞顶板坍塌引起路基下沉和破坏；岩溶底面坍塌对路基稳定性的破坏；反复泉与间歇泉浸泡路基基底，引起路基沉陷、坍塌或冒浆；突然性的地下涌水冲毁路基等。⑹多年冻土地区路基。凡是土温等于或低于0℃，且含有冰的土（石）称为冻土，这种状态保持三年或三年以上者，称为多年冻土。⑺黄土地区路基。黄土是一种以粉粒为主，多孔隙，天然含水量小，呈黄红色，含钙质的粘土。黄土的湿陷性是在外荷载或自重的作用下受水浸湿后产生的湿陷变形。⑻膨胀土地区路基。膨胀土系指土中含有较多的粘粒及其他亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分，且遇水膨胀、失水收缩的特点，是一种特殊膨胀结构的粘质土。⑼盐渍土地区路基。盐渍土中氯盐、硫酸盐受水浸时易溶解，可形成雨沟、洞穴、湿陷等病害，冬季冻胀、盐胀形成鼓包、开裂，夏季溶蚀、翻浆。⑽沙漠地区路基。沙漠地区气候干燥，降雨小、温差大，冷热变化剧烈，风大沙多，土中含易溶盐多，植被稀疏、低矮。⑾雪害地段路基。公路雪害有积雪和雪崩两种主要形式。积雪包括自然降雪和风吹雪。自然降雪一般不致对公路造成严重危害；风吹雪可阻断交通，埋没车辆。⑿涎流冰地段路基。涎流冰分为山坡涎流冰和河谷涎流冰，主要分布在寒冷地区和高寒地区。二、原地基处理要求路基范围内的原地基应在路基施工前按下列要求进行处理：1、路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐或移植清理，砍伐的树木应移置于用地之外，进行妥善处理。2、路堤修筑范围内，原地面的坑、洞、墓穴等，应在清理沉积物后，用合格填料分层压实，压实度不小于90%。3、原地面为耕地或松土时，应先清除有机土、种植土、草皮等，清理深度应达到设计要求，一般不小于15㎝，平整后按规定要求压实。4、基底原状土的强度不符合要求时，应进行换填，换填深度不小于30㎝，并予以分层压实到规定要求。5、基底应在填筑前进行压实。高速公路、一级公路、二级公路路堤基底的压实度应不小于90%，当路堤填土高度小于路床厚度（80㎝）时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准。6、路堤填筑时，当原地面纵坡大于12%或横坡陡于1:5时，应按设置要求开挖台阶，或设置成坡度向内并大于4%、宽度大于2m的台阶。三、挖方路基施工（一）、土质路堑施工技术1、土质路堑工艺流程2、作业方法⑴横向挖掘法土质路堑横向挖掘可采用人工作业，也可机械作业，具体方法有：①单层横向全宽挖掘法：从开挖路堑的一端或两端按断面全宽一次性挖到设计标高，逐渐向纵深挖掘，挖出的土方一般都是向两侧运送。该方法适用于挖掘浅且短的路堑。如下图②多层横向全宽挖掘法：从开挖路堑的一端或两端按断面分层挖到设计标高，适用于挖掘深且短的路堑。如下图⑵纵向挖掘法土质路堑纵向挖掘多采用机械作业，具体方法有：①分层纵挖法：沿路堑全宽，以深度不大的纵向分层进行挖掘，适用于较长的路堑开挖。如下图②通道纵挖法：先沿路堑纵向挖掘一通道，然后将通道向两侧拓宽以扩大工作面，并利用该通道作为运土路线及场内排水的出路。该层通道拓宽至路堑边坡后，再挖下层通道，如此向纵深开挖至路基标高，该法适用于较长、较深、两端地面纵坡较小的路堑开挖。如下图③分段纵挖法：沿路堑纵向选择一个或几个适宜处，将较薄一侧堑壁横向挖穿，使路堑分成两段或数段，各段再纵向开挖。该法适用于过长，弃土运距过远，一侧堑壁较薄的傍山路堑开挖。如下图3、混合式挖掘法多层横向全宽挖掘法和通道纵挖法混合使用。先沿路线纵向挖通道，然后沿横向坡面挖掘，以增加开挖面。该法适用于路线纵向长度和挖深都很大的路堑开挖。土质挖方路基整理汇总后，如下表（二）石质路堑施工技术1、基本要求在开挖程序确定之后，根据岩石条件、开挖尺寸、工程量和施工技术要求，通过方案比较拟定合理的方式。其基本要求如下：①保证开挖质量和施工安全。②符合施工工期和开挖强度的要求。③有利于维护岩体完整和边坡稳定性。④可以充分发挥施工机械的生产能力。⑤辅助工程量少。2、开挖方式①钻爆开挖②直接应用机械开挖③静态破碎法3、常用爆破方法①光面爆破：在开挖限界的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药量的方法进行爆破，使之形成一个光滑平整的边坡。②预裂爆破：在开挖限界处按适当间隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，用控制药量的方法，预先炸出一条裂缝，使拟爆体与山体分开，作为隔震减震带，起保护开挖限界以外山体或建筑物和减弱地震对其破坏的作用。③微差爆破：两相邻药包或前后排药包以若干毫秒的时间间隔（一般为15-75ms）依次起爆，称为微差爆破。④定向爆破：利用爆能将大量土石方按照指定的方向，搬移到一定的位置并堆积成路堤的一种爆破施工方法，称为定向爆破。⑤洞室爆破：为使爆破设计断面内的岩体大量抛掷出路基，减少爆破后的清方工作量，保证路基的稳定性，可根据地形和路基断面形式，采用抛掷爆破、定向爆破、松动爆破方法。四、填方路基施工（一）、路基填料的一般要求用于公路路基的填料要求挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好。其中强度要求按CBR值确定，应通过取土试验确定填料最小强度和最大粒径。最小强度和最大粒径的要求见下表。（二）、路基填料的工程性质1、石质土由粒径大于2mm的碎（砾）石，其含量由25%~50%及大于50%两部分组成。如碎（砾）石土，孔隙度大，透水性强，压缩性低，内摩擦角大，强度高，属于较好的路基填料。2、砂土没有塑性，但透水性好，毛细水上升高度很小，具有较大的摩擦系数。砂土路基强度高，水稳定性好。但砂土粘性小，易于松散，受水流冲刷和风蚀易损坏，在使用时可掺入粘性大的土改善质量。3、砂性土是良好的路基填料，既有足够的内摩擦力，又有一定的黏聚力。一般遇水干得快、不膨胀，易被压实，易构成平整坚实的表面。4、粉质土不宜直接填筑于路床，必须掺入较好的土体后才能用作路基填料，且在高等级公路中，只能用于路堤下层（距路槽底0.8m以下）。5、轻、重粘土不是理想的路基填料，液限大于50%、塑性指数大于26、含水量不适宜直接压实的细粒土，不得直接作为路基填料，需要使用时，必须采用技术措施进行处理。6、黄土、盐渍土、膨胀土等特殊土体不得已必须用作路基填料时，应严格按照其特殊的施工要求进行施工。泥炭、淤泥、冻土、有机质土、强膨胀土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖物质的土不得用作路基填料。7、满足要求或经过处理之后满足要求的煤渣、高炉矿渣、钢渣、电石渣等工业废料可以用作路基填料，但在使用过程中应注意避免造成环境污染。路基填料整理汇总后，如下表（三）、土质路堤施工技术1、土质路堤施工工艺流程2、填筑方法土质路堤填筑常用推土机、铲运机、平地机、压路机、挖掘机、装载机等机械，按以下几种方式作业：①水平分层填筑：填筑时按照横断面全宽分成水平层次，逐渐向上填筑，是路基填筑的常用方式。如下图②纵向分层填筑：依路线纵坡方向分层，逐层向上填筑。常用于地面纵坡大于12%，用推土机从路堑取料、填筑距离短的路堤。缺点是不易碾压密实。如下图③横向填筑：从路基一端或两端按照横断面全高逐步推进填筑。由于填土过厚，不易压实，仅用于无法自下而上填筑的深谷、陡坡、断岩、泥沼等机械无法进场的路堤。如下图④联合填筑：路堤下层用横向填筑而上层用水平分层填筑。适用于因地形限制或填筑堤身较高，不宜采用水平分层填筑或横向填筑法进行填筑的情况。单机或多机作业均可，一般沿线路分段进行，每段距离以20~40m为宜多在地势平坦，或两侧有可利用的山地土场的场合采用。如下图五、填石路堤施工技术1、填料要求山区填石路堤最为常见，石料来源主要是路堑和隧道爆破后的石料，其强度（饱水试件极限抗压强度）要求和风化程度应符合规定，最大粒径应不大于500mm，并不宜大于层厚的2/3。路床底面以下400mm范围内，填料粒径应小于150mm。2、填石路堤施工工艺流程3、填筑方法①竖向填筑法（倾填法）：以路基一端按横断面的部分或全部高度自上而下倾填石料，逐步推进填筑。主要用于二级及二级以下，且铺设低级路面的公路，也可用在陡峻山坡施工特别困难或大量以爆破挖开填筑的路段；以及无法自下而上分层填筑的陡坡、断岩、泥沼地区和水中作业的填石路堤。该方法施工路基压实、稳定问题较多。②分层压实法（碾压法）：自下而上水平分层，逐层填筑，逐层压实，是普遍采用并能保证填石路堤质量的方法。高速公路、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤采用此方法。③冲击压实法：利用冲击压实机的冲击碾压周期性、大振幅、低频率的对路基填料进行冲击，压实填方。它具有分层法连续性的优点，又具有强力夯实法压实厚度深的优点。④强力夯实法：用起重机吊起夯锤从高处自由落下，利用强大的动力冲击，迫使岩土颗粒位移，提高填筑层的密实度和地基强度。该方法机械设备简单，击实效果显著，施工中不需铺撒细料粒，施工速度快，有效解决了大块石填筑地基厚层施工的夯实难题。对强夯施工后的表层松动层，采用振动碾压法进行压实。六、土石路堤施工技术1、填料要求土石混合料中石料强度大于20MPa时，石块的最大粒径不得超过压实层厚的2/3；当石料强度小于15MPa时，石料最大粒径不得超过压实层厚，超过的应打碎。2、填筑方法土石路堤不得采用倾填方法，只能采用分层填筑，分层压实。当土石混合料中石料含量超过70%时，宜采用人工铺填，整平应采用大型推土机辅以人工按填石路堤的方法进行；当土石混合料中石料含量小于70%时，可用推土机铺填，松铺厚度控制在40cm以内。七、路基试验段下列情况下，应进行试验段施工：⑴二级及二级以上公路路堤；⑵填石路堤与土石路堤；⑶特殊地段路堤；⑷特殊填料路堤；⑸拟采用新技术、新工艺与新材料的路基；试验段应选择在地质条件、断面形式等工程特点具有代表性的地段，路段长度不宜小于100m。路堤试验路段施工应包括以下内容：⑴填料试验与检测报告等；⑵压实工艺主要参数：机械组合，压实机械规格，松铺厚度，碾压遍数，碾压速度，最佳含水率及碾压时含水率允许偏差等；⑶过程质量控制方法与指标；⑷质量评价指标与标准；⑸优化后的施工组织方案及工艺；⑹原始记录与过程记录；⑺对施工设计图的修改建议等；八、路基工程质量通病及防治措施路基较为常见的质量通病有压实质量的问题、路基边坡病害、路基开裂。1、路