学习情境3.1 土质路基施工

《公路工程施工》学习情境3土质路基施工1.掌握土质路基的填筑方法、步骤及施工要点；2.掌握路基填料的选择与试验。知识目标1.能够进行路基填筑的技术方案选择及技术指导；2.能够正确的选择路基填料。能力目标子学习情境3.1土质路基填筑具有足够的强度具有足够的水温稳定性具有足够的整体稳定性路基施工改变了原地面的天然平衡状态，造成挖方路堑边坡可能失稳，陡坡路堤可能沿滑动面整体下滑，软土路面可能产生沉陷等。因此，路基设计应采用有效的技术措施和加固方法，确保路基的整体稳定性。路基受大气、水文和地质条件等的影响很大。路基应在路面水和地下水等的作用下不致显著降低强度，在冰冻地区不致造成冻融翻浆和强度的急剧下降，要求路基具有足够的水温稳定性。路基和路面结构的自重以及行车荷载会对路基产生向下的压力，路基会产生一定的变形。因此，路基应该具有一定的抵抗变形的能力，使在荷载作用下不致于发生超过允许的变形。必须精心施工，确保工程质量路基施工应在符合工艺要求和质量标准的条件下积极采用经过鉴定的新材料、新技术、新机具和新的检验方法。推行机械化施工合理用地，保护生态环境严格执行施工规范一、路基施工的要求高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺、新材料进行路基施工时,应采用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。试验路段位置应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，路段长一般不宜小于100m。路基施工的基本方法人工和半机械化施工水力机械施工爆破施工机械化施工二、路基施工的基本方法1、在公路工程的机械化施工中，提高机械化装备水准，对可采用机械作业的，应尽可能地采用机械以减轻人的繁重体力劳动，改善劳动条件，并节省人工。施工中，还要注意根据不同的施工对象和要求，选择最适宜的机械，进行各种不同机械的合理组合，充分发挥机械的效能，加快施工进度，降低消耗和施工成本，保证工程质量，最终取得明显的经济效益。三、公路工程机械化施工的意义3、不断采用先进的机械设备，取代使用中的低效、高能耗的落后机械，加强使用维修和科学管理，是提高机械化施工水平的重要途径。2、要有科学的施工组织设计指导工程施工。公路工程不仅受各种自然因素的影响很大，而且战线长，工程量大，运用机械数量多，种类繁杂。所以应运用先进的管理科学技术，对施工组织计划进行优化，以最佳方案组织施工，更好地发挥机械化施工的作用，体现其优越性。三、公路工程机械化施工的意义路基填料控制基底处理路基填筑方法土质路基压实标准子学习情境3.1土质路基填筑(一)、各类土的工程性质？1.不易风化的石块2.碎(砾)石土3.砂土4.砂性土5.粘性土6.粉性土7.膨胀性重粘土8.易风化的软石质岩石路基用土以砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料。膨胀性重粘土，蒙脱土不能作为路基填土。土的工程性质变差2006020520.50.250.0750.002(mm)巨粒组粗粒组细粒组漂石(块石)卵石(小块石)砾(角砾)砂粉粒粘粒粗中细粗中细任务一路基施工用土不同土质在路基填筑中的使用(一)路基填料的选择10什么土可以用呢？！规范中怎么规定的呢？1.土料的选择——碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的粘性土可作为填方土料。淤泥、冻土、沼泽土、含草皮土、生活垃圾、树根及有机物含量大于8％的土，以及硫酸盐含量大于5％的土均不能做填土。液限大于50%、塑性指数大于26的土，以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料（处理检验合格）。盐渍土、黄土、膨胀土等，按特殊要求施工。工业废渣—注意环境污染；捣碎后的种植土，可用于路堤边坡表层；填方应尽量采用同类土填筑。如果，填方中采用两种透水性不同的填料时，应分层填筑，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。各种土料不得混杂使用，以免填方内形成水囊。(一)路基填料的选择11路基填筑材料最小强度和最大粒径见下表项目分类(路面底面以下深度m)填料最小强度(CBR)(%)填料最大粒径(mm)高速、一级二级公路三、四级公路填方路堤上路床(0~0.3)865100下路床(0.3~0.8)543100上路堤(0.8~1.5)433150下路堤(1.5)322150零填及挖方路基0~0.38651000.3~0.8543100注：1.表列强度按《公路土工试验规程》规定的浸水96h的CBR试验测定。2.三四级公路铺筑沥青混凝土和水泥混凝土路面时，应采用二级公路的规定。3.表中上、下路堤填料最大粒径150mm的规定，不适用于填石路堤和土石路堤。2、填料的技术要求—路基填料应有一定的强度(CBR)。什么是CBR呢？为什么要控制呢？(一)路基填料的选择风化岩石地球土地球填料CBRCBR（CaliforniaBeatingRatio）又称加州承载比，是指试料贯入量达2.5mm时，单位压力对标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度的比值。(一)路基填料的选择含水量过高的土应予以翻嗮，含水量过低的土应洒水翻拌。对于含水量大、塑性高的土或强度不足的填料，可掺加一定比例的石灰、水泥工业废料或其它稳定剂，对土的性质进行改良，达到填土要求。土的性质较差的，可掺加外加剂改良1、含水量不符合要求的，可调节含水量。(二）路基填料的改善试验项目试验目的试验仪器和方法CBR试验确定路基土的强度用CBR试验仪测定界限含水量测定土液限和塑限液限、塑限联合测定法颗粒分析确定土的名称和分类筛分法、比重计法和移液管法标准击实试验确定路基土的最佳含水量和最大干密度重型标准击实试验土的密度试验测定原状土的密度环刀法含水量确定路基土的原始含水量烘干法、酒精法、核子法在路堤填筑前，填方材料应每5000m3或在土质变化时取样，按《公路土工试验规程》(JTJ051-93)规定的方法进行试验。(三）路基填料的试验（1）、高速公路、一级公路和采用新材料新工艺等要进行试验段施工（2）、试验路段地点选择选有代表性地段，试验段的长度约为100m。1）确定不同施工机具，压实不同的土的最佳含水量；2）确定松铺系数；松铺系数=松铺厚度/压实厚度=1.51.56。3）碾压遍数、碾压速度；4）施工机具选择和最佳组合；5）质量检查的内容、标准、频率；6）确定施工组织机构和人员；7）每日完成的工作进度；8）提出试验段试验报告。路基试验段施工主要解决的问题?（四）铺筑试验路段施工准备基底处理分层填筑摊铺平整洒水晾晒碾压夯实路基整修检验签证准备阶段施工阶段基路整修路堤填筑施工的工艺流程图任务二路基施工工艺流程路基土方填筑工艺流程•基底处理—伐树、除根•如果不清除结合面上的草木等有害于路堤稳定的杂物，路堤成形后一旦杂物腐烂变质，地基将发生松软和不均匀沉陷等现象，为了预防这种情况，就必须在填土前最好伐树、除根和表土处理工作。1.基底处理—伐树、除根路基用地范围内的树木、草丛等在施工前应进行砍伐或移植清理，并进行妥善处理。高速公路、一级公路和填方高速小于1m的其它公路应将路基范围内的树根全部挖除并将坑穴填平夯实；填方高度大于1m的其他公路允许保留树根，但根部露出地面不得超过20cm。1.基底处理—伐树、除根路基填筑前清淤•基底处理—表土处理如基底的表层土系腐殖土（强度不符合要求），则须清除换填，厚度≮30cm，并予以分层压实，压实度符合要求。路堤通过耕地时，填筑施工之前，必须预先清除种植土，清除深度不小于15cm，平整压实①高速公路、一级、二级公路路堤基底压实度不小于90%。②当路堤填土高度小于路面和路床厚度(80cm)时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准。斜坡上分层填筑法•基底处理—挖台阶地面横坡陡于1:5时，将原地面斜坡挖成阶梯，阶梯宽度一般不小于2米。还有那些地方需要设置台阶呢？横坡陡峻半填半挖的地段；填方作业段交接处；旧路拓宽需加宽路堤1234标准的填方台阶严禁将薄层新填土贴在原边坡的表面清基底表层松土，再挖1-2米台阶，坡脚附近宜宽一些•挖台阶—半填半挖陡坡路基加宽旧路堤时：旧路单面加宽法为使新、老路基结合紧密，加宽路基之前，须将老路加宽一侧挖成阶梯形，然后分层填筑，层土层夯，使之密实。加宽宽度较大时，应用压路机械压坚实。旧路双面加宽法原有路基为两面加宽时，应将路基两侧边坡均挖成阶梯式，然后分层填筑，分层碾压，以利于新、老路基紧密结合。旧路加宽加高法当原路基既要加宽，同时还要加高时，除应将加宽的一面旧路边坡挖成阶梯式，然后分层填筑外，在新、老路已达到相同高度，加高部分应按断面全宽度分层填筑。（1）与旧路堤相同或相近的土；或透水性较佳的土（2）除草，挖台阶（1m）、分层填筑（3）分层夯实•挖台阶—加宽旧路堤（1）水平分层填筑法：全宽水平分层12345水平分层•2.填筑方法路堤填筑必须考虑不同的土质，从原地面逐层向上填起并分层压实，每层填土的厚度可按压实机具的有效压实深度和压实度来定。•（2）纵向分层填筑法：填筑分层留有横披法新填筑的路堤或旧路加高，在填筑过程应随时注意防止雨水聚集浸湿，必须留有一定的横坡，并做好路堤边沟，以利于纵、横向排水通畅、及时。横向填筑不易压实，尽量采用混合填筑填筑陡坡路堤时，往往受地形限制，运土车辆难以通行，需要从横向直接卸土在路堤底上，然后逐渐沿纵向展开工作。由于此法填土较厚，不易压实，应尽可能采用透水性较好的土壤填筑，并选择高效能压实机械进行压实。（3）横向填筑法沿路线中心方向逐步向前深坡陡谷•2.填筑方法（4）混合填筑法上部经分层填筑，获得需要的压实度思考一下：不同土质填筑路堤须注意？不同土质填筑透水性排水强度路基稳定•2.填筑方法不同土质混合填筑路堤法（1）分层，不得混填;厚度≥50cm.（2）透水性小的土填在下面时，其顶面应做成4%双向横坡;（3）透水性小的土填在上层时，不应覆盖在透水性大的土的边坡上。凡不因潮湿及冻融而变更体积的优良土应填在上层，强度较小的土填在下层。斜面搭接，其搭接长度不得小于2m，并将透水性差的土填在斜面的下部；接头处理如图所示：不同土质混合填筑路堤法路基填筑路基填料要选好稳定土质认真找土质不适要改良粒强强度最重要；路基填筑要分层填层厚度严控制30cm分一层结合工艺调整好；3.施工程序取土运输推土机初平平地机整平压路机碾压1）分层填筑、分层碾压、分层报检验收；（三分法）严格控制松铺厚度—分层填筑的压实厚度与压路机的功能相关，松铺厚度不超过30cm。如何控制松铺厚度呢？松铺系数的概念松铺系数=松铺厚度/压实厚度通过松铺系数可以较为准确地确定松铺厚度和备料数量。4.施工要领划石灰方格网控制松铺厚度灰格控制松铺厚度在路基施工过程中，应通过控制备料数量、最大粒径和经常性的检查控制松铺厚度。注意：土方路堤填筑至路床顶面最后一层的压实层厚度不小于8cm。4.施工要领2）严格控制断面几何尺寸，保证边缘压实度。设计断面——每层填筑的宽度每侧比设计宽度多3050cm；3）严格控制含水量，最佳含水量（±2%）条件下碾压。检查方法：酒精燃烧法，也可用炒干法、微波炉法等，施工过程中也有采用经验法（但需要积累）。4.施工要领路堤须在整个宽度范围内水平分层填筑，在最佳含水量条件下分层碾压。对路基填土压实时，应遵循先轻后重，先静压后振动碾压的原则。施工过程中，应根据土质的变化、压实度和压实厚度的检测结果及时调整碾压的速度和遍数。4)严格控制压实工艺4.施工要领◎成片出现弹簧现象←填料含水量过大；处理方法：翻松晾晒或加生石灰处理；◎局部出现弹簧现象←局部有湿粘土团；处理方法：局部换填处理；碾压过程中的常见问题碾压过程中出现弹软现象（受压下陷，去压回弹）碾压过程中出现压不实现象——◎成片出现松散现象←含水量不足；处理方法：补水碾压；◎压实度达不到规定值或超百；原因：碾压不足、填料发生变化；处理方法：补水碾压、重做击实试验；成型后的路基交底内容：土方填筑应自上而下水平分层填筑压实，用透水性不良的土填筑时，控制其含水量在最佳压实含水量±２％之内。当高于控制值时，采用翻挖晾晒、排水疏干、加灰处理或换填等措施；当低于控制值时采用洒水车洒水润湿后再碾压，在碾压过程中如出现“弹簧土”