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1、3.2 一般路基设计与施工（二）,第一节 概述,一、路基施工的重要性(importance of subgrade construction),合理的设计需要通过施工得以实现。路基施工质量是路基强度和稳定性的保证，不少公路路基路面病害的重要原因就是路基施工质量不良，并因此引至大量的养护和维修费用。1）涉及范围广，影响因素多；2）工程数量大，与其它项目互相制约，互相交叉，施工组织的关键；3）路面的基础，对道路使用质量影响大，病害难以防治。“精心设计，精心施工”公路施工：野外工作多，边远地区自然条件差，运输不便，设备与施工队伍的供应与调度难；路基工地分散，工作面狭窄。城市道路施工：较公路好，但是不
2、利的是地面拆迁多、地下管线多、配套工程多、施工干扰多。,二、路基施工的基本方法,1.人工施工2.简易机械化施工3.水力机械化施工 4.综合机械化施工5.爆破施工以上施工方法的选择，应根据工程性质、施工期限、现有条件等因素确定，而且应因地制宜和综合使用各种方法。,二、施工前的准备工作,（一）组织准备,（二）物质准备,（三）技术准备,建立和健全施工队伍和管理机构，明确施工任务，制定必要的规章制度，确立施工所应达到的目标等。组织准备亦是做好一切准备工作的前提。,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。,包含全面熟悉设计文件和设计交底、施工现场的勘查、提出修改意见并报
3、请变更设计、编制施工组织计划（选择施工方案、确定施工方法、布置施工现场、编制施工进度计划、拟定关键工程的技术措施等）、恢复路线，施工放样（导线、中线、水准点复测，横断面检查与补测，增设水准点等）与清除施工场地，临时工程施工（施工现场的供电、给水，修建便道、便桥，架设临时通讯设施，设置施工用房等）、施工前的复查和试验等各项前期工作。,第二节 施工要点,一、填方路基施工(filling subgrade construction),（一）填方路堤应注意的问题,1.路基基底的处理,（1）清表应按设计要求进行，应将路基填土范围内原地面表层的种植土、草皮等予以清除，清除深度一般不小于15cm，有树根时应
4、全部挖除并将坑穴填平夯实。清除出来的含有植物根系的表土，应当存放，以便用来恢复耕地或铺在路堤边坡上，以利草皮生长，起到保护边坡的作用。（2）路堤基底清理后预压前，应再测高程报验认可，然后预压到要求的密实度（通常不小于85），必要时应先将土翻松打碎，再整平、压实。（3）经过水田、池塘、洼地时，应根据具体情况采用排水疏干、换填水稳性好的土、抛石挤淤等处理措施，确保路堤的基底具有足够的稳定性。（4）地面横坡为1:51:2.5时，原地面应挖成台阶，台阶宽度不小于1m;（5）地面横坡度陡于1:2.5时，应作特殊处理，防止路堤沿基底滑动。常用的处理措施为:先清除基底表面的薄层松散土，再挖13m台阶，但坡脚
5、附近的台阶宜宽一些，通常为23m。（去草皮、浮土，挖台阶，挤淤等）,2.填料的选择,1）应尽量选择当地透水性好、摩阻系数大、强度高、水稳性好的碎石土、卵石土、砾石土、中砂、粗砂等填筑材料。2）亚砂土、亚粘土及轻亚粘土等，压实后具有足够的强度，可用来填筑路堤，但需要注意土中的有机质和易融盐不应超出规定指标。3）路堤填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。采用盐渍土、黄土、膨胀土填筑路堤时，应针对地质和水文环境，经试验后选用。4）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。需要应用时，必须采取满足设计要求的技术措施
6、，经检查合格方可使用。5）钢渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验，避免有害物质超标，污染环境。6）捣碎后的种植土，可用于路堤边坡表层。7）浸水路堤、桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料。,8）各级公路路基填方材料最小强度和最大粒径应满足下表：,注：三、四级公路采用高级路面时，应按二级公路的规定；当路基填料的CBR值达不到本表要求时，可掺入石灰或其他稳定材料处理。,（二）填筑方案与施工方法,1.分层填筑法,2.竖向填筑法,3.混合填筑法,在原地面纵坡较大(i12%)，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填筑,（三）不同土质填筑路堤的规定,1.不
7、同性质的填料要分别分层填筑,不得混填；每层累积厚度不小于0.5m2.路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部；3.透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成 4%的双向向外横坡，以免积水；4.沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。5.凡不因潮湿或冻融影响而变更其体积的优良土应填在上层，强度较小的填在下层,正确方案,错误方案,弱透水性土,透水性土,不同土质路堤接头,透水性土,弱透水性土,（四）土石混合料路堤,1.天然土石混合材料中所含石料强度大于20MPa时
8、，石块的最大粒度不得超过压实层厚的2/3，超过的应清除；当所含石料为软质岩(强度小于15 MPa)时，石料最大粒径不得超过压实层厚，超过的应打碎。2.土石路堤不得采用倾填方法，均应分层填筑，分层压实每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定，不宜超过40cm。3.渗水性差异较大的土石混合填料应分层或分段填筑，不宜纵向分幅填筑。如确有需要，应将压实后渗水良好的土石混合料填筑于路堤两侧。4.当混合填料来自不同路段，其混合比相差较大时，应分层或分段填筑。如难以做到，应将含硬质石块的混合料铺于填筑层的下面，且石块不得过分集中或重叠，上面再铺含软质石料混合料，然后整平碾压。,5.土石混合填料中，当石料含量
9、超过70%时，应先铺填大块石料，且大面向下，放置平稳，再铺小块石料、石渣或石屑嵌缝找平，然且碾压；当石料含量小于70%时，土石可混合铺填，但应避免硬质石块(特别是尺寸大的硬质石块)集中。6.高速及一级公路土石路堤的路床顶面以下3050cm范围内填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不大于10cm。其他公路填筑砂类土厚度为30cm，最大粒径不大于15cm。,（五）填石路堤(filling stone embankment),1.填石路堤的石料强度不应小于15 MPa(用于护坡的不应小于20 MPa)。填石路堤石料最大粒径不宜超过层厚的2/3。2.高速、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的
10、填石路堤均应分层填筑，分层压实。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难或大量爆破以挖作填时，可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部，但倾填堤在路床底面下不小于1.0m范围内仍应分层填筑压实。3.高速及一级公路分层松铺厚度不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。4.填石路堤倾填前，路堤边坡坡脚应用粒径大于30cm的硬质石料码砌。5.逐层填筑时，应按水平分层，先低后高、先两侧后中央卸料，并用大型推土机摊平。个别不平处应配合人工用细石块、石屑找平。,6.人工铺填料径25cm以上石料时，应先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。人工铺填块径
11、25cm以下石料时，可直接分层摊铺，分层碾压。7.填料岩性相差较大，则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。8.高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50cm范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不得大于10cm。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内宜填筑符合路床要求的土压实，填料最大粒径不应大于15cm。,（六）桥涵及其他构造物处的填筑,1.桥涵及其他构造物处填料，应采用砂类或渗水性土。2.桥涵及其他构造物的填土，应适时分层回填压实。回填土时对桥涵圬工的强度等要求应按照公路桥涵施工技术规范有关规定办理。3.桥涵填土的范围：台背填土顺路线方向长度，顶部为距翼墙尾端不小于台高加2
12、m；底部距基础内缘不小于2m；拱桥台背填土长度不应小于台高的34倍；涵洞填土长度每侧不应小于2倍孔径长度。4.桥台背后填土宜与锥坡填土同时进行。,5.涵洞缺口填土，应在两侧对称均匀分层回填压实。如使用机械回填，则涵台胸腔部分及检查井周围应用小型压实机械压实填好后，方可用机械进行大面积回填。6.涵顶面填土压实厚度大于50cm时，方可通过重型机械和汽车。7.挡墙填料宜选用砂石土或砂类土。墙趾部分的基坑，应及时回填压实，并做成向外倾斜的横坡。填土过程中，应防止水的浸害。回填结束后，顶部应及时封闭。8.回填土应分层填筑并严格控制含水量，分层松铺厚度宜小于20cm。当采用小型夯具时，一级以上的公路松铺厚
13、度不宜大于15cm，并应充分压(夯)实。,（六）桥涵及其他构造物处的填筑,（七）高填方路堤 high filling embankment,1.水稻田或长年积水地带，用细粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地带填土或填石路堤高度在20m以上时，可按本节要求施工。2.进行原地面清理后，如地基土的强度不符合要求，应进行处理或加固。3.高填方路堤宜于分层填筑，不宜于分段或纵向分幅填筑。4.高填方路堤受水浸淹部分，应采用水稳性高及渗水性好的填料，其边坡比不宜小于1：2。5.半挖半填的一侧面填方基底为斜坡时，应按规定挖好横向台阶，并应在填方路堤完成后，对设计边坡的松散弃土进行清理。,二、挖方路基施工(exc
14、avating subgrade construction),（一）路堑(cutting)开挖应注意的问题,1.路堑排水,1）在路堑开挖前作好截水沟，并视土质情况作好防渗工作。土方工程施工期间应修建临时排水设施。2）临时排水设施应与永久性排水设施相结合，流水不得排入农田、耕地、污染自然水源，也不得引起淤积和冲刷。,2.废方的处理,尽量移挖做填，弃土尽量与环境协调，不影响路基稳定,3.支挡与防护工程,注意边坡的稳定，及时设置必要的支挡与防护工程,（二）挖方路基施工方法(excavating subgrade construction methods),1.纵向全宽掘进,从路堑的一端或两端按横断面
15、全宽逐渐向前开挖，适宜短而深的路堑,2.横向通道掘进,3.纵横通道混合掘进,双层横向,双层混合,沿路堑纵向挖掘工作通道再逐渐向两侧横挖。本法便于安排土方运输和展开工作断面，当开挖深度较大时，可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖，适用于开挖量大、较长的路堑。,若开挖断面宽，开挖量大，可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道，提高工作效率。,4.分段掘进,若开挖长大的路堑，可以沿路堑纵向选择一个或几个适宜处，将较薄的一侧路堑横向挖穿，将路堑在纵向分成几段，安排多组开挖断面，同时掘进。,（三）填挖交界处的处理,1.提高对填方部分压实标准，尽量减小填挖间的沉降差异2.当挖
16、方区为土质时，应优先采用透水性好的材料填筑填方区，同时对挖方区路床0.8m范围内超挖回填或换填压实；也可在填挖交界处路床范围铺设土工格栅。挖方区为岩石时，宜于在填方区使用填石路堤。3.纵向填挖交界处应设置优良路基填料的过渡段。,一、挖运主要机械,1.推土机（1）分类,按行走装置分为履带式、轮胎式；按推土板安装方式分为固定式、回转式；按推土板操纵方式分为机械式、液压式；按发动机功率大小分为小型（37kw以下）、中型（37250kw）、重型（大于250kw）,（2）适用范围,适用于50100m短距离土或软石的挖运作业,如路基修筑、基坑开挖、平整场地、清除树、推集石碴等。,三 主要机械设备,2.铲运
17、机（1）分类,按行走方式分为自行式、拖式、半拖式；按卸土方法分为强制式、半强制式、自由卸土式；按卸土方向上又有前卸式、后卸式；按铲斗容量分为小容量（15m3）。,（2）适用范围,适用于中短距离的土体挖运，铲斗容积为小型的合理运距为100350m；大型和特大型合理运距为8001500m。不适用于潮湿的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段。,3.平地机（1）分类,按行走机构分为拖式、自行式；按刮刀和行走装置的操纵分为机械式、液压式；按车轮驱动分为全轮驱动、后轮驱动；按车轮转向情况分为全轮转向、前轮转向；按铲刀长度和发动机功率分为轻型、中型、重型。,（2）适用范围,主要用于路基、沙砾、路面的切削、刮送和整
18、平，及土方工程中场地整形和平地作业，还可用于从路线两侧取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤横断面、旁刷边坡、开挖路槽和边沟、现场拌合、摊铺路基路面材料、清理路肩杂草、冬季清雪、砂石路面养护。,4.挖掘机（1）分类,按运行方式分为轮胎式、履带式、步履式、轨行式；按照操纵方式分为液压式、机械式；按挖土方式分为正铲式、反铲式、拉铲式。,（2）适用范围,用于各种场合挖掘各种土体和软石,拉铲式,反铲,5.装载机（1）分类,按工作装置不同分为单斗式、挖掘装载式、斗轮式；按动臂形式不同分为全回转式、半回转式、非回转式；按自身结构特点分刚性式、绞接式；按行走方式分轮胎式、履带式。,（2）适用范围,挖掘松土、铲
19、土、装载、短距离转运。在公路施工中，主要用于工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。优点：作业速度快、效率高、操作轻便。,5.工程运输车辆（1）分类,公路形车辆：后卸整车，后卸和底卸挂车非公路形车辆：重型工程车，重型挂车,（2）适用范围,中、远距离土方和各种设备运输,绞接自卸卡车,三、石方施工主要机械,（一）空压机（二）凿岩机（三）破碎机,反击式,颚式,落锤式,第三节 土路基压实(compaction of soil subgrade),一、路基压实的意义与机理,二、影响压实的因素(factors),外部因素：压实功能、压实工具的类型、压实的方法,内部因素：土的含水量、土的性质,大
20、量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。,（一）含水量对压实的影响,（二）土质对压实效果的影响,w0,（三）压实功能对压实效果的影响,（四）采用密实度做为路基压实控制指标的原理,三、压实质量控制,（一）土质路基,1.压实度,2.压实标准,1.表列压实度是以交通部颁发的公路土工试验规程重型击实试验法为准；2.三、四级公路铺筑高级路面时，压实度采用二级路标准；3.路堤采用特殊填料或处于特殊气候地区时，压实度标准可根据试验的论证在保证路基强度要求的 前提下适当降低。,（二）填石路基,填石路堤的压实质量控制宜采用施工参数（压实功率、碾压速度、
21、压实变数、铺筑层厚等）与压实质量检测联合控制。,填石路堤压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率（水袋法）进行检测,四、压实机具的选择与操作,（一）机具选择,压实主要机械,（一）分类,碾压式：光面碾（普通的两轮和三轮压路机）、羊足碾和气胎碾 振动式：振动器、振动压路机（单驱单振、双驱双振）夯击式：夯锤、夯板、风动夯、蛙式夯机、夯击压路机,（二）适用性,A代表适用；B代表无适当机械时可用；C代表不适用,（二）机具操作,1.土基压实时，在机具类型、土层厚度及行程遍数已经选定的条件下，压实操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间（超高路段等需要时，则宜先低后高），分层逐次压实。2.压实时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一，保持压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具夯实。3.路堤边缘两侧可采取多填3050cm，压实完成后再刷坡整平；也可用小型振动压路机从坡脚向上碾压，坡度不陡于1：1.75时，可用履带推土机从下向上压实,路基分层填筑压实程序,路基工程质量检验的主要内容为：1、路基的宽度和标高（包括边沟）2、路基的平面位置3、边坡坡度及边坡加固4、排水设施的尺寸及底面纵坡5、填土压实度、弯沉值6、取土坑、弃土堆、护坡道、截水沟、排水沟的位置和形式是否正确7、隐蔽工程检查记录,土基压实度检测灌砂法环刀法灌水法核子密度湿度仪法,
