1路基路面工程知识点一览

前言

路线：空间线（平面、纵面），决定行车的安全、舒适、经济、快捷；

路基：按照路线位置和技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物；（承受荷载）

路面：用硬质材料铺筑于路基顶面的层状结构；（承受荷载）

三者的关系：路线的确定应考虑路基的稳定性；路面位于路基之上，强度和稳定性相互影响和维护。

第一章总论

1路基路面工程特点

①土石方工程量大，耗费大量材料，造价较高

②施工工艺较简单，但季节性强，讲究工序

③涉及面广：受自然因素和人为因素影响，变异性和不确定性大（水文地质情况复杂，气候多变）

2工程上对路基路面的要求

（1）对路基的要求：

整体稳定；足够的强度，允许小变形；水温稳定性

（2）对路面的要求：

强度与刚度——承载能力；稳定性；耐久性；表面平整度；表面抗滑行性能；沙尘，噪音低综上：路基路面工程的基本性能：承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性

3影响路基路面稳定的因素

自然因素：地理条件：平原（保证排水设计和最小填土高度）山岭

地质条件：岩石种类、层理、倾向、夹层、断层

气候条件：温度、湿度日照、风力（材料老化和地下水位

水文和水文地质条件：地表、地下

材料类别：砂类土、粘性土、粉性土

人为因素：设计（合理与否）；施工方法和养护与管理措施

4路基土的分类及工程性质

巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土

巨粒土：高的强度和稳定性填筑路基和砌筑边坡

砾石混合料（级配良好）：强度、稳定性、密实度高；填筑路基、铺筑中级路面、高级或次高级的基层或底基层

砂土：无塑性，透水、粘性小，易松散，但压实后稳定性好强度大、水稳定性好；压实困难（振动法、掺入少量粘土）

砂性土：粗细搭配，级配好，强度和稳定性高，理想的路基填筑材料

粉性土：水稳定性差，毛细现象、易冻胀翻浆，不可用，需处理

粘性土：粘性大，颗粒细，毛细现象，透水性差，可塑性强，干燥强度大，遇水承载力降低充分压实和良好的排水设计，可保证路基稳定

重粘土：不透水，粘聚力强，施工干燥时，难以破碎；不可用

5冻胀：积聚于面层下的水结冰后体积增大，使路基隆起而造成的路面开裂等破坏现象。

翻浆：冻涨土在温度升高后融解，无法迅速排除，在行车荷载作用下，路基路面结构产生较大变形，湿度很大的路基土会以泥浆的形式从冻涨后开裂的路面层裂隙中冒出或挤出。

6公路自然区划区划定制原因和原则：

原因：（1）自然条件影响道路建设；（2）自然条件大致相同的划分为一区，在同一区内从事公路规划、设计、施工、管理时，可相互参照

原则：道路工程特征相似；地表气候区划差异性；自然气候因素既有综合又有主导作用

8对新建公路：

路基临界高度：指保证路槽底80cm上部土层处于某种干湿状态，在最不利季节路槽地面距地下水位或地面积水位的最小高度。

9路面分层及层面功能

面层：特性：直接承载→满足强度、稳定性

要求：结构强度、变形能力、稳定性、耐磨、抗滑、平整

材料：水泥混凝土；沥青混凝土；沥青混合料；碎石（掺土或不掺土）混合料

基层：特性：承载、传递、扩散。材料：粒料类：碎砾石材料，片石，圆石、工业废渣和土、砂；无机结合料类：水泥稳定类，石灰稳定类，工业废渣稳定类沥青稳定类：热拌沥青碎石，沥青灌入碎石，乳化沥青碎石混合料

分层：当基层较厚时，分两层施工：上基层，下基层

材料不同时称底基层，设在基层之下，分担基层承重作用

垫层：土基与基层之间

作用：改善土基的温湿状况；扩散和传递由基层传递的荷载应力；防路基土挤入基层

要求：水稳定性、隔温性能。材料：透水性（松散类）：砂，砾石，炉渣；稳定性（稳定类）：水泥或石灰稳定土

注意（1）路面并不一定具有图示结构层次，可增可减。缓冲层：防止基层开裂反射面层；连结层：防止沥青面层沿基层滑移

(2).路面结构层次的划分并非一成不变（旧路改造补强）

(3).为保护沥青路面边缘，一般基层应较面层每边宽约0.25m ，垫层较基层每边宽0.25m。10路面分类：按力学特性及设计方法

柔性路面：总体刚度小，弯沉变形大，抗弯拉强度低

如：粒料基层+ 沥青面层、碎（砾）石面层、块石面层

刚性路面：抗弯拉强度高，整体刚度大，处于板体工作状态，竖向弯沉小

如：水泥混凝土路面

半刚性路面：前期具有柔性路面力学性质，后期强度与刚度均大幅增长，但仍远小于水泥混凝土半刚性基层。如：用无机结合料和水硬性结合料修筑的基层

第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质

1行车荷载：我国规范规定：标准轴载BZZ-100的P=100/4kN，p =700KPa d=0.213m,D=0.302m 2路基工作区：在路基某一深度Za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1/10~1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区

3土基的承载能力

参数指标：回弹模量、地基反应模量、加州承载比

土基回弹模量：反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，可应用弹性理论

地基反应模量K定义：根据温克勒地基假定，土基顶面任一点的弯沉l仅与作用于该点的垂直压力p成正比，而同相邻点处压力无关，则压力p与弯沉l之比称为地基反应模量K，即：K = p / l

加州承载比定义：承载力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高标准碎石为标准，以它们的相对比值表示

4路基的变形、破坏

1. 路基沉陷

路基沉陷：路基表面在垂直方向产生较大的沉落。

路基沉缩：路基填料不当，填筑方法不合理，在路基内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水温综合作用下，引起路基沉缩。

地基沉陷：原天然地面承载力极低，路基修筑前未处理，在路基自重作用下，地基下沉或向两侧挤出

2. 边坡滑塌

溜方：由于少量土体延土质边坡向下移动所形成。

滑坡：一部分土体在自重作用下沿某一滑动面滑动。

滑坡原因：边坡坡度过陡；边坡坡脚被冲刷淘空；填土层次安排不当

路堑滑坡原因：边坡高度和坡度与天然岩土层次性质不适应；粘性土层和蓄水的砂石层交替蕴藏；有倾向于路堑方向的斜坡层理存在

3. 碎落和崩塌：

路堑边坡风化岩层表面，在大气温度、湿度以及冲刷、动力作用下，表面岩石从坡面剥落下来，向下滚落。

4. 路基沿山坡滑动：

在较陡的山坡填筑路基，路基底部被水浸湿，坡角又未进行必要的支撑，在荷载作用下，整个路基沿倾斜的原地面向下滑动，路基整体失稳。

5. 不良地质和水文条件造成的路基破坏：

公路通过不良地质条件（如泥石流、溶洞等）和较大的自然灾害（如大暴雨）地区，均可能导致路基大规模破坏。

5路基病害的防治

①正确设计路基横断面②选择良好的路基用土③采取正确的填筑方式，充分压实路基④适当填高路基⑤正确进行排水设计⑥必要时设计隔离层、隔温层及砂垫层⑦采取边坡加固、修筑挡土结构物等防护技术措施

6路面材料的力学强度特性

抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度、应力应变特性

7累积变形：路面材料处于弹塑性工作状态，重复荷载作用引起塑性变形积累，累积变形超出一定限度时，出现破坏极限状态

8关于疲劳的几个概念：

疲劳特性：路面材料处于弹性工作状态，重复荷载作用下虽不产生塑性变形，但结构内部产生微量损伤，微量损伤达到一定限度时，路面结构发生疲劳断裂

疲劳：对弹性状态的路面材料承受重复应力作用时，可能在低于静载一次作用的极限应力时出现破坏，这种材料强度的降低现象称为疲劳。

疲劳破坏：由于材料微结构局部不均匀，诱发应力集中而出现微损伤，在应力重复作用下微损伤逐步累积扩大，导致结构破坏。

疲劳强度：出现疲劳破坏的重复应力值。

疲劳极限：材料在应力重复一定次数后，疲劳强度不再下降，趋于稳定值，此温度值为疲劳极限。

第三章一般路基设计

1一般路基：指在良好的地质与水文等条件下，填方高度和挖方深度不大的路基。可以结合当地的地形、地质情况，直接选用典型断面图或设计规定，不必进行个别论证和验算。

2路基类型与构造

类型：路堤、路堑和半填半挖路基

（1）路堤构造要求：①矮路堤常在平坦地区取土困难时用，设计时应注意满足最小填土高度要求及压实度(compactness)要求。路基两侧设边沟。②填高不大时，h=2~3m,可在路基两侧设置取土坑，使之与排水沟渠结合。为保证边坡稳定，可在坡角与沟渠间预留1～2m的护坡道③天然地面横坡度较大时。可将其挖成台阶或设置石砌护脚④高路堤填方数量大，占地多，需个别设计。⑤高路堤或浸水路堤边坡可采用上陡下缓或台阶形式，护坡道及边坡防护及加固。（2）路堑（全挖路基、台口式路基、半山洞路基）

①边坡根据高度可设置为直线或折线②坡脚处设边沟；上方设截水沟③边坡易风化时，坡脚处设碎落台；坡面进行防护④路堑以下天然地基保证压实度

（3）半填半挖路基

3路基设计方法：

⑴路基宽度（行车道路面及其两侧路肩宽度之和）根据通行能力、交通量大小、道路等级、设计速度而定

⑵路基高度设计要求：

①路基上部土层应处于干燥或中湿状态。②尽量避免使用高路堤与深路堑。③尽量满足路基临界高度)的要求。④沿河浸水路堤高度应高出设计水位＋壅水高度＋波浪侵袭高度＋0.5m

⑶路基边坡坡度影响因素：边坡土质、岩石性质、水文地质条件等自然因素和边坡高度

⑷路基压实

第四章路基边坡稳定性设计

1假设：空间问题——平面问题

⑴通常按平面问题来处理⑵松散的砂性土和砾（石）土在边坡稳定分析时可采用直线破裂法。

⑶粘性土在边坡稳定分析时可采用圆弧破裂面法。

2边坡稳定分析时假设：⑴不考虑滑动土体本身内应力的分布。⑵认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体整体下滑。⑶极限滑动面位置需要通过试算来确定。

3边坡稳定性分析的计算参数

（1）土的计算参数

（2）边坡稳定性分析边坡的取值

（3）汽车荷载当量换算

边坡稳定分析时，需要将车辆按最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高，以h。表示：

4边坡稳定性力学分析法：

一、直线法

适用性：适用于砂土和砂性土，土抗力以内摩擦力为主，粘聚力很小。

路堤、路堑、成层砂类土边坡

二、圆弧法

⑴适用性：边坡有不同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。

⑵基本原理：将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算整个滑动土体的稳定性。

⑶基本假定：①一般假定土为均质和各项同性；

②不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响。

③滑动面通过坡角；

（4）基本步骤

①确定圆心辅助线（具体方法见课本P77）

②通过坡角任意选定可能发生的圆弧滑动面AB ，半径为R ，沿路线纵向取单位长度1m 。将滑动土体分成若干个一定宽度的土条（一般取2~4m ）。

③计算每个土条的土重Gi ， Gi 可分解为垂直于小段滑动面的法向分力Ni ＝Gicos αi 和平行于该面的切向分力Ti ＝Gisin αi ，αi ＝sin-1(xi/R

④计算每一小段滑动面上的反力，即内摩擦力Nif （f ＝tg φi ）和粘聚力cLi

⑤以圆心o 为转动圆心，半径R 为力臂，计算滑动面上各力对o 点的滑动力矩和抗滑力矩 滑动力矩：抗滑动力矩：

⑥求稳定系数K 值∑∑∑∑∑∑∑=======-+=??? ??-??? ??+==m i i i n i i i n i i i m i i n i i n i i n i i s r G G cL G f T T R cL f N R M M K 1111111s i n s i n c os

ααα

⑦再假定几个可能的滑动面，按上述步骤计算相应的稳定系数K ，取Kmin 其对应的滑动面为极限滑动面。K 值应在1.25～1.5之间。

5陡坡路堤滑动的几种可能：当路堤修筑在陡坡上，且地面横坡度大于1：2.0或在不稳固的山坡上时，路基不仅要分析路堤边坡稳定性，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性。

第五章 路基防护与加固

1路基防护与加固的作用

坡面防护(slope protection)：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿差变化影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变，从而保护边坡整体稳定性。常用坡面防护设施有植物防护和工程防护。

堤岸防护与加固：主要对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，针对水流的破坏工作而设，起防水治害和加固堤岸双重功效。堤岸防护与加固设施有直接和间接两类。

湿软地基加固：提高湿软地基承载力，以防路基沉陷、滑移或其他病害。加固关键在与治水和固结。

2坡面防护

一. 植物防护

（一）适用性：坡高不大，边坡比较稳定的土质坡面。

（二）主要方法：1. 种草①适用性：边坡坡度不陡于1：1，土质适于种草，不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s 边坡。

2. 铺草皮①适用性：坡面冲刷较严重，边坡较陡，径流速度大于0.6m/s ，容许最大速度为

1.8m/s 。

3. 植树适用性：①适用于各种土质边坡和极严重风化的岩石边坡，边坡坡度为1：1.5或更缓；在堤岸边的河滩上，

二. 工程防护 ——采用砂石、水泥、石灰等进行防护

1. 抹面防护①适用性：石质挖方坡面，岩石表面易风化，但较完整，尚未剥落的新坡面，边坡应较干燥。②常用材料：石灰浆、石灰与炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土、四合土等，可加

纸筋或竹筋，提高强度，或加适量制盐副产品卤水，可加速硬化和预防开裂。③抹面厚度：一般2～10cm。④施工工序及施工要求：清理、填坑、洒水、抹面、拍浆、抹平、养生。坡面岩层有大的裂缝、深坑时，应进行灌浆、勾缝或嵌补；大面积抹面时，每隔5～10m设伸缩缝一道；防止水分从抹面周边渗入。

2. 喷浆①适用性：易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡②常用材料：水泥砂浆、水泥石灰砂浆等，加筋材料可用铁丝网或土工隔栅。③喷浆厚度：不宜小于5cm，喷射混凝土厚度以8cm 为宜，分2～3次喷射。④比较坚硬的岩石坡面，为防水渗入缝隙成害，分别予以灌浆、勾缝或嵌补等。

3. 干砌片石护坡①适用性：浸水路堤、重要路段或暴雨集中地区的土质高边坡及桥涵附近坡面与岩坡、地面排水沟渠等②作用：防止地面水流或河水冲刷。③结构及材料要求：砌片石厚度不小于20cm，一般为30cm，其下设不小于10cm厚的砂砾垫层。护面顶部封闭，以防渗水。基础选用较大石块砌筑，与侧沟相联时，采用50号浆砌片石砌筑。④施工方法：先垫砂层，然后自下而上平整地铺砌片石，片石应逐块嵌紧且错缝，护面厚度一般不小于20cm，干砌要勾缝，必要时浆砌，护面顶部要封闭。

4. 护面墙（浆砌片石的坡面覆盖层。）①适用性及作用：用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡

三．冲刷防护（直接防护、间接防护）

3软土地基加固

①砂垫层法②换填土层法③反压护道法④重锤夯实法⑤排水固结法（竖向排水法）⑥挤密法

⑦化学加固法

第六章挡土墙设计

1挡土墙定义: 支撑天然边坡或人工填土边坡，保持土体稳定并承受侧向土压力的墙式建筑物。

2挡土墙的作用

①收缩填土坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积，保护临近线路的既有重要建筑物

②防止水流对路基的冲刷和浸蚀，减少压缩河床或少占库容

③减少挖方数量，防止路基边坡或基底滑动，确保路基稳定；

④降低边坡高度。

⑤支挡山坡上可能坍滑的覆盖层。

3挡土墙按结构形式的分类

1.重力式挡土墙

特点：依靠墙体自重抵抗土压力，圬工量较大，形式简单，施工方便，就地取材，适应性较强，广泛采用。

墙背型式：直线形、衡重台、折线形

设计步骤：①假定挡土墙的截面型式及尺寸，确定技术形式②计算汽车荷载的换算③土压力的计算④挡土墙的验算，验算不合格需改变墙身的截面形式，返回第一步。⑤绘制横纵断面图2.锚定式挡土墙（锚杆式、锚定板式）

3．薄壁式挡土墙（悬臂式、扶壁式）

4.加筋土挡土墙

4一般条件下库伦主动土压力的计算步骤

1、计算汽车荷载

2、假定破裂面通过荷载中心，计算破裂棱体面积S重量G

3、按假定图式的土压力Ea表达式，算出θ角；

4、判断该θ角对应的破裂面的位置是否通过荷载中心，如与假定不相符，则按计算的θ角所对应的位置，重新计算，重新判断；

5、重复以上计算，直至相符为止；

6、根据最后的破裂面位置对应的计算式计算土压力。

5第二破裂面法的计算步骤：

1．拟定两组破裂面，按相应公式计算出θi ，以确定第一破裂面的位置，如与假定相符，再按与此边界条件相对应的公式计算αi ；否则按计算所得的边界条件，重新计算，直至相符为止。

2.判断：若αi 〉α′，不出现…，按一般库仑公式计算土压力，否则，出现…，按出现…

的库仑公式计算。

6挡土墙设计原则

1. 挡土墙位置的选定

路堑挡土墙大多数设在边沟旁

山坡挡土墙设在山坡的基础可靠处，墙高应保证墙后墙顶边坡稳定

路肩墙与路堤墙墙高或截面圬工数量相近、基础情况相似时，优先选用路肩墙

沿河路堤挡土墙应结合河流情况布置，注意保持水流通畅

2. 挡土墙纵向布置

确定挡土墙的起迄点，选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式

确定伸缩缝与沉降缝的位置

布置各段挡土墙的基础

布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等

3. 挡土墙横向布置

横向布置选择在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处，以及其他必须桩号处的横断面上进行，确定墙身断面、基础形式和埋置深度、排水设施等。

4. 挡土墙平面布置

对个别复杂的挡土墙，在绘制平面图时，应表明挡土墙与路线的平面位置及附加地貌与地物等情况，沿河挡土墙还应绘出河道及水流情况，防护与加固工程等。

7挡土墙的构造

（一）墙身构造墙背、墙面、墙顶、护栏（二）基础（三）排水设施（四）沉降缝与伸缩缝第七章路基路面排水设计

1路基路面排水设计的一般原则

(1). 排水设施要因地制宜、全面规划，并充分利用有效地形和自然水系。

（2）路基排水沟渠的设置应与农田水利相配合。

（3）设计前应进行调查研究，做到综合设计和分期修建。

(4)注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏自然水系。

(5) 路基排水应结合当地具体情况，就地取材，以防为主。

(6)应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水设备。

2路基排水设备的构造与布置

地面排水：（地表径流、大气降水）边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽

地下排水：（上层滞水、潜水、层间水）盲沟、渗沟、渗井

3边沟:

设置位置：挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行。

设置作用：汇集和排除路基范围内的地面水。

结构：浆砌片石、栽砌卵石、水泥混凝土预制块

横断面形式：梯形：土质;三角形：机械化施工、矮路堤;流线形：积雪、积沙路段;矩形：石质

设计要点:

①纵坡：一般与路线纵坡一致。平坡路段，边沟纵坡宜不小于0.5％。

②无需水力计算，紧靠路基设计，不允许其他沟渠的水引入，不允许与其它沟渠合用。

③不宜过长，不超过200~300m利用自然沟渠、排水井、涵洞等排出

④出口处妥善处理：防冲刷（涵洞、急流槽、跌水）P184 图7-3

4截水沟

设置位置：挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，尽量与大多数水流方向垂直。设置作用：拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，保证挖方边坡和填方坡角不受流水冲刷。挖方路段截水沟截面形式：挖方路段；山坡填方路段

设计要点：

①截水沟的横断面形式：梯形、与地面水流方向垂直

②纵坡及长度：纵坡宜不小于0.3％；长度以200～500m为宜。

③1：m=1：1~1.5，b>0.5,h>0.5（按设计流量计算）

④沟壁底：密实、不滞留、不渗水，需加固、铺砌

5排水沟

设置作用：引水，排除来自边沟、截水沟、或路基范围内其他水源的水流，引至桥涵或路基范围以外指定地点。

设置位置：离路基尽可能远些，距路基坡角不宜小于2m。

横断面：一般采用梯形，底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：1～1：1.5。

纵坡：可取0.5％～1.0％，不小于0.3％，不大于3％。

设计要点：

①平面上力求短捷平顺，以直线为宜，或采用大半径曲线（R=10~20m）转向；连续长度宜短，不超过500m

②纵坡宜不小于0.3％，不大于3%；若大于需加固处理，大于7%需改为跌水或急流槽。

③出水口：使原水道不产生冲刷或淤积；锐角或圆弧相交

6跌水

适用情况：用于陡坡地段，沟底纵坡可达45度

跌水的构造：有单级和多级之分；沟底有等宽和变宽之别

基本构造：进水口、消力池、出水口

注意：①一般，跌水台阶高P最大不超过2.0m②常用简易多级跌水，台高约0.4～0.5m，护墙用石砌或混凝土结构，墙基埋深为水深a的1.0～1.2倍，并不小于1.0m，墙厚0.25～0.3m。

③消力池其消能作用，底部具有1％～2％纵坡，底厚0.35～0.3m，末端设有消力槛，槛高一般15～20cm。

7急流槽

适用情况：坡度更陡，是山区公路回头曲线，沟通上下线路基排水及其他沟渠进水口的一种常见排水设施。

构造：进口、主槽和出口。

结构：砌石和水泥混凝土结构，亦可用岩石坡面挖槽

8暗沟（盲沟）：

构造原理：沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定地点。

盲沟设置及作用：

①一侧边沟下设盲沟，用以拦截流向路基的层间水，防止路基边坡滑坍和毛细水上升危及路基。

②两侧边沟下设盲沟，用以降低地下水位，防止毛细水上升至路基工作区，造成冻胀或翻浆。

③设在路基挖方与填方交界处的横向盲沟，用于拦截和排除路堑下面层间水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。

基本构造：

①横断面成矩形，亦可做成上宽下窄的梯形。

②盲沟底部中间填以粒径较大的碎石，空隙较大；粗里碎石两侧和上部，按一定比例分层填以较细粒径的粒料；底部和顶部一般设有30cm以上的不透水层。

③沟底具有1％～2％的纵坡，出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm。

9渗沟

作用特点：采用渗透方式将地下水汇集沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点。其作用是降低地下水位或拦截地下水。

结构形式：盲沟式、洞式渗沟、管式渗沟

10渗井

设置条件：当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用渗井。

作用特点：渗井穿越不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层中去，以降低上层的地下水位或全部予以排除。

基本构造:

①渗井的平面布置，孔径及渗水量，按水力计算而定，一般为直径1.0～1.5m的圆柱形；

②井内由中心向四周按层次，分别填入由粗而细的砂石材料，粗粒渗水，细料反滤。

11路面表面排水设计原则

①降落在路面的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走；②路线纵坡平缓、汇水量不大，路堤较低且边坡坡面不会受冲刷时，应采用横向漫坡的方式排水；③不符合以上情况时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离；④设置拦水带时，拦水带过水断面内的水，在高速公路和一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，其他公路上不得漫过右侧车道中心线。

12中央分隔带排水

①宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水;②宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水;③表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带.

路面内部排水

路面结构内水分的有害影响:

①造成无粘结粒状材料和地基土强度降低；②混凝土路面产生唧泥(mud-pumping) ，出现错台、开裂和路肩破坏；;③形成高压空隙水压力和高流速水流，引起基层细颗粒产生唧泥，失去支承；;④冰冻深度大于路面厚度时，高水位下造成冻胀;⑤沥青混合料剥落，影响沥青混凝土耐久性并产生龟裂。

④现有路面改建或改善工程，需排除路面结构内水分

13路面内部排水系统设计要求：

①各项排水设施的泄水能力应大于渗入路面结构内的水流；下游排水设施的泄水能力应超过上

游泄水能力；②渗入水在路结构内的最大渗流时间，冰冻地区不超过1h，其他地区不超过2h~4h；渗流长度不超过45～60m；③各项排水设施不应被渗流从路面、路肩或路基带来的细料堵塞。

14边缘排水系统

组成：由沿路面边缘设置的透水性材料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和过渡织物组成。适用性：常用于基层透水性小的混凝土路面。

15排水基层的排水系统

纵向集水沟：

布置在路面横坡下方，其内侧边缘可设在行车道面层边缘，但有时为避免排水管被压裂或避免路肩铺面受集水沟沉降影响，将集水沟外移60～90cm。

排水垫层：

①排水基层下设置不透水垫层或反滤层，以防表面水向下渗入垫层，同时防止垫层或路基土中细粒进入排水基层而造成堵塞；②排水垫层材料级配组成上要满足透水和反滤要求。

第八章土质路基施工

1路基施工的基本方法 :人力施工;简易机械化施工;综合机械化施工; 水力机械化施工; 爆破法施工

2路基施工的一般程序:

（一）施工前准备工作 :①组织准备工作②技术准备工作③物质准备工作

（二）路基施工（三）检查与验收

3路基施工施工要点基本要求:

①首先必须搞好施工排水；始终保持场地干燥。拆除路基挖填范围内的地表障碍物；房、树、

表层土等.

②必须有条不紊，有计划按步骤进行；利于取弃土。

③路堑开挖应在全断面进行，自上而下一次成型，注意按设计要求准确放样，不断检查校正；注意地基土的处理

④土质路堤应先清理或加固地基；填土时应分层填平，充分压实，压实厚度一般为20～25cm。

⑤路堤加宽或新旧土层搭接处，原土层挖成台阶，逐层填新土，不允许将薄层新填土贴在原路基表面。

4路堤填筑填筑方案:

(1)分层平铺:①不同土质水平分层，以保强度均匀；②透水性差的用土宜填于下层，表面成双向横坡，有利于排水；③同一层次有不同用土时，接搭处成斜面，保证该层厚度范围内强度均匀；④不封闭下层透水性大的填料；⑤合理安排不同土质的层位

(2)竖向填筑

适用性：地面高差大、陡坡地段上半填半挖路基、局部路段横坡较陡难以分层填筑。

必要的技术措施：

①选用振动式或锤式夯击机等高效压实机械；

②填料宜选用沉陷量小及粒径较均匀的砂性土或石料；

③一次填足路堤全宽；

④允许短期内自然沉落，暂不修建较高等级路面。

(3)混合填筑：下竖上平，适高差较大。

5路堑开挖分类：

（1）横向全宽掘进：①一端或两端同时进行——适短而深的路堑

②一次挖深2m左右，过深时分台阶

（2）分层纵向全宽掘进：

①方法：在路线一端或两端，沿路线纵向向前开挖。

②单层掘进的高度，即为路堑设计深度；

③较深路堑，可采用双层掘进法，上层在前，下层随后。

（3）横向通道掘进：方法：先在路堑纵向挖出通道，然后分段同时向横向掘进。

（4）混合式开挖：纵向通道+横向通道，+横向挖掘，采用双层式纵横通道的混合掘进方法。（5）分段纵挖法：纵向分段，各段开挖。

6组织机械化施工注意事项：

①建立健全施工管理体制与相应组织机构；

②制定严密的施工组织计划，合理选择施工方案；

③机具设备有限制时，善于抓重点，兼顾一般；

④加强技术培训，坚持技术考核，鼓励技术革新。

7路基压实的意义与机理：

意义：路基压实是路基施工中一个重要工作，也是提高路基强度和稳定性的根本技术措施之一。机理：通过压实使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终使强度增加，稳定性提高。

8影响压实效果的主要因素：

（一）内因：含水量、土质

（二）外因：压实厚度、压实功能：最佳含水量随压实功能的增大而减小

9路基压实机具选择与操作：

压实机具类型: 碾压式、夯击式、振动式

压实机具选择依据: 土质及不同土层厚度

砂性土压实效果：振动式较好，夯击式次之，碾压式较差；

粘性土：宜选用碾压式或夯击式。

施工操作及质量控制: ①先轻后重，先慢后快；②工作路线：直线：先两侧后中间；弯道：由

低到高。相邻两次轮迹重叠轮宽的1/3;③检查含水量和密实度

10压实度:工地实测干容重γ与标准击实试验所得最大干容重γ0之比的相对值。

第十章碎、砾石路面

1水结碎石路面施工工序:

准备工作─撒铺石料并摊铺─预碾碎石─碾压并撒水─撒铺嵌缝料─碾压洒水─撒铺石屑并洒水碾压成型─初期养护

碾压三阶段：稳定期、压实期、成型期

2级配砾（碎）石路面：

（1）定义：由各种集料（粗细砾石+砂或石屑）和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层

（2）强度构成：摩阻力+粘结力密实结构具有一定水稳性和力学强度

（3）作用：中级路面的面层，次高级路面的基层

（4）特点：平整度好，施工维修简易，造价低，缺点同前

（5）厚度和材料：厚度为 8-16cm，大于16cm 分两层；材料：石料强度不应低于IV级，形状近似立方体或圆球体，控制扁平、细条及小于0.5mm细料的含量和塑性指数；用作基层时掺石灰，剂量为细料含量的 8%——12% ；砂以粗砂、中砂为宜。

（6）施工工序：拌和法：准备→备料→铺料→洒水拌和整形→碾压→铺封层（石屑）

3优质级配碎石基层：

（1）作用：柔性路面的基层、底基层，半刚性基层与沥青面层之间

（2）强度：碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。

（3）材料要求：碎石强度（压碎值）规范规定：高速公路和一级公路，路面级配碎石集料压碎值应不大于26％；扁平长条颗粒﹤20%；不含粘土块、植物等有害杂质

（4）细料：颗粒级配，限制细小颗粒含量及塑性坚硬的岩石、圆石或矿渣(slag)轧制而成；颗粒级配，限制细小颗粒含量及塑性碎石场的细筛余料、专门轧制的细碎石集料，天然砂砾

4优质级配碎石基层施工：

准备→备料→摊铺拌和→整型碾压

摊铺拌和主要环节：①现场路拌法：现铺碎石→撒布石屑→洒水拌和；

②集中拌和法：先将碎石石屑加水拌和→现场摊铺

第十一章块料路面

1结构层次：

面层：块状石料

整平层：垫平基础表面及块石底面，一般采用级配良好的清洁粗砂或中砂；煤渣、水泥砂、沥青砂；厚度为2～3cm

基层：一般采用粒料基层和半刚性基层。

2天然石块路面类别:

整齐石块和条石：①采用Ⅰ级石料：高级路面②基层：C20贫水泥混凝土， M10水泥砂整平不整齐石块：①采用Ⅰ～Ⅱ级石料②基层砂、炉渣、碎砖石、级配砾石

半整齐石块：①采用Ⅰ～Ⅱ级石料②基层：贫水泥混凝土、碎石、稳定土

3天然石块路面施工：

1）摊铺整平层：级配良好的清洁的粗砂、中砂→一般；水泥砂浆、沥青砂→高级

2）排砌块石：①全宽进行②大块石在路边，适当在中间③小头向下④嵌紧、错缝、平整⑤由低到高⑥长边垂直中线

3）嵌缝压实：检验路拱、路肩夯实、填缝（石屑、粗砂）、路面压实

第十二章无机结合料稳定路面

1特点:

优点：稳定性好,抗冻性强,结构自身成板体,整体性较好, 材料生产工艺简单, 来源广泛,造价低,刚度介于柔性材料和刚性材料之间,称半刚性材料

缺点：耐磨性差,易疲劳,干缩,

2作用：

路面、广泛应用于路面结构的基层或底基层

3干缩特性:拌和压实后体积内水分挥发及水化作用, 混合料水分减少,由此发生各种物理化学作用引起无机结合料稳定材料体积收缩.

⑴主要指标:干缩应变、干缩系数、失水量、干缩量

⑵影响：材性、剂量、含水量、龄期、细颗粒含量

⑶规律：

稳定粒料类：石灰稳定类＞水泥稳定类＞石灰粉煤灰稳定类。

稳定细粒土：石灰土＞水泥土和水泥石灰土＞石灰粉煤灰土。

4温度收缩特性:内部和环境温度变化带来的体积收缩

⑴指标:收缩系数:温度下降1℃时单位长度收缩量

⑵影响因素：材性、剂量、龄期

⑶规律：中砂以上颗粒温缩少，粉粒以下…..大

5石灰稳定类基层(底基层) 使用范围：

①各级公路路面的底基层；

②二、三级公路的基层,不用作高等级路面基层；

③潮湿路段不宜用做基层，若做基层则需下设垫层；

④沥青面层之下不宜设此基层，若设则设碎石联结层后方可铺该基层

6石灰稳定类基层影响强度的因素:

（1）土质:一般采用塑性指数12～18的粘性土为最优,易粉碎, 易碾压成型,易稳定，控制硫

酸盐和腐殖质的含量

（2）灰质:,Ⅲ级以上技术指标；尽量缩短存放时间；低质用量>高质用量；磨细的生石灰粉最优，其次消石灰粉

（3）石灰剂量:最佳剂量（强度最大）需进行混合料组成设计因土质不同而异

（4）含水量:最佳含水量通过标准击实试验确定,洁净饮用水

（5）密实度:密实度增长,则强度增长，抗冻性、水稳定性增长;密实度增减1%,强度随之增减4%左右。

（6）石灰土的龄期:强度随龄期增长,前期(1～2个月) 增长比后期快。

（7）养生条件: 保证一定的温度和湿度

温度:施工期最低温度在5℃以上，在重冰冻(-3～-5℃)到来前1个月～1个半月完成施工湿度:在一定潮湿条件下,养生强度形成比在一般空气中养生要好。

=〉热季施工为宜

7石灰土基层缩裂防治:

（1）控制压实含水量

（2）严格控制压实标准

（3）施工在气温进入0℃前一个月结束,防止温缩(temperature shrinkage)

(4）重视初期养护,洒水养生,防止干缩(drying shrinkage)

(5) 及时铺筑面层,防止水分蒸失

(6) 掺加集料,提高强度和稳定性

(7) 防止基层裂缝的反射:

a、设置联结层:沥青碎石或沥青贯入式联结层 (binder course)

b 、铺筑碎石隔离过滤层:10～20cm的碎石层或玻璃纤维网格

8水泥稳定类基层使用范围:各级公路的底基层,二级以下公路基层禁止作为高速公路或一级公路的基层,只能用作底基层 (包括水泥混凝土路面)

9碎(砾)石灰土底基层使用范围:高级、次高级路基的基层或底基层

10石灰稳定工业废渣基层的特征：

水硬性,缓凝性,强度高,稳定性好,板体性强,强度随龄期不断增加, 抗水,抗冻,抗裂,收缩性小,适应各种气候环境和水文地质条件,可用作各级公路的基层或底基层,包括高等级公路。11石灰煤渣类基层:

石灰和煤渣按一定配合比,加水拌和,摊铺,碾压,养生而成的基层.(简称二渣) 二渣中掺入一定量的粗骨料,称三渣;掺入一定量的土,成为石灰煤渣土

十四章

沥青路面设计：

内容：（1）材料选择（2）配合比设计（3）结构组合设计（4）厚度验算（5）方案比选

（6）其他路面构造的设计力学模型：

（1）弹性半空间体系

（2）弹性层状体系

（3）粘弹性层状体系

（4）弹性地基板力学模型：弹性层状体系

基本假定

（1）各层都是由均质，各向同性的弹性材料组成，位移、变形微小，这种材料的力学性能服从胡克定律

（2）土基在水平方向和向下深度方向均为无限，其上各层厚度均为有限，但水平方向仍为无限

（3）土层表面作用着轴对称圆形均布荷载（可以是垂直均布荷载，也可以是一般圆形荷载）同时在下层无限深处及水平无限远处应力、应变、位移都是零

（5）弹性地基有限元（6）非线弹性层状体系（4）层间接触面满足一定的条件，可以是假定完全连续，完全光滑，也可介于两者之间 （5）不计自重

2、基本原理（解题方法）

简化荷载：圆形均布荷载（垂直，水平）圆柱坐标（γ，θ，Z ）

三个法向分力：

三对剪应力：

轴对称荷载

共有十个变量（再加上U(r),W(z)），十个方程式，理论上结合边界条件即可解出未知值，但是实际解法相当困难，一般采用应力函数求解

3.沥青路面的破坏状态与设计标准

一、破坏模式

1、裂缝类——路面结构的整体性受到破坏

2、变形类——路面的表面形状发生改变

3、表层损坏类——路面表层局部受到破坏

,,z γθσσσ,,z z z z γγγθθγθθττττττ===00z z γθθγθθττττ====，???功能性破坏:影响行驶舒适性结构性破坏:影响结构强度降低

二、破坏状态

（一）沉陷：车轮作用下表面产生局部凹陷变形

产生原因：路基土承载不足，形成压缩与变形

设计标准：路基土的垂直应力，

（二）车辙：车轮重复作用导致塑性变形的积累。行车轮带处形成纵向带状凹陷，产生原因：车轮重复作用导致塑性变形的积累。

三）疲劳开裂：

路面在无显著永久变形下，形成短而细的横向裂缝，并逐渐扩展成网状，开裂宽度范围不断增大。

产生原因：车轮反复作用，结构层底面拉应变超过材料的疲劳强度，底面看先开裂并向表面发展

推移：路面表面在较大水平荷载作用下出现推移与拥包鼓起现象。产生原因：结构层内剪应力超过材料的抗剪强度

设计标准：面层中可能最大剪应力

适于：停车站、交叉口、紧急制动路段

五）低温缩裂：低温时材料收缩受限产生较大拉应力，当它超过材料当时的抗拉强度时便产生开裂

设计标准：低温收缩受约束产生的温度应力

六）路面弯沉：垂直荷载作用下，产生的垂直变形产生原因：整体刚度不足

设计标准：实测路面弯沉值小于设计弯沉值

沥青路面结构组合设计

一、适应行车荷载的要求

１、按交通要求选择面层等级和类型

２、按各结构层的功能选择结构层次

３、按各结构层的应力分布特性确定材料和厚度，相邻结构层之间相对刚度比不宜过大。一般基层与面层模量比不小于0.3，土基与基层或底层的模量比宜为0.08~0.4