第三章路基设计
学习目的：本章主要介绍路基的构成及横断面设计方法，在路基边坡高度较大或存在软弱岩层等情况下可能存在稳定性问题，因此要分析其稳定性，在软土地基上修筑的路基变形量
较大，需进行变形分析和监测。水对路基的耐久性影响非常显著，本章还介绍了路基
排水设计的一般方法以及在特殊地区修筑路基的一般原则。通过学习，可以掌握一般
路基的设计方法。
教学要求：通过路基基本概念及主要病害的讲解，要求掌握路基的基本构造要求和路基产生病害的基本原因。详细讲解路基设计三要素的基本内涵。详细讲解路基稳定性分析的几种
方法，直线滑动面、折线形滑动面的不平衡推力法和传递系数法、圆弧滑动面的瑞典
法和简化的Bishop法。了解熟悉软土地基稳定性分析、浸水路基稳定性分析及路基抗
震稳定性分析的特点；明确路基排水设计方法、特殊路基设计、路基填料的选择与压
实、路基变形分析等内容。
第一节路基概念及构造
一、路基基本概念
公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基，是公路的承重主体。高于原地面高程的填方路基称为路堤（Embankment），低于原地面的挖方路基称为路堑（Cutting）。需要指出的是，原地面高程指的是清除天然地面表土、整平并碾压后的高程。
路基承受行车荷载作用，主要是在应力作用区，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内，即路面结构的路床部分，其强度与稳定性要求，应根据路基路面综合设计的原则确定。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。
为了确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生过量的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。
由于路基高程与原地面高程有差异，且各路段岩土性质的变化，各处附属设施的布置不尽相同，因此各路段的路基横断面形状差别很大。路基横断面形式的选定和各项附属设施的设计，同是路基设计的基本内容。
一般路基通常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。特殊路基则指位于特殊土（岩）地段、不良地质地段或受水、气候等自然因素影响强烈的路基。通常认为一般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。对于超过规范规定的高填、深挖路基，以及地质和水文等条件特殊的路基，为确保路基具有足够的强度与稳定性，需要进行个别设计和验算。
二、路基的类型与构造
通常根据公路路线设计确定的路基高程与天然地面高程是不同的，路基设计高程低于天然地面高程时，需进行挖掘；路基设计高程高于天然地面高程时，需进行填筑。由于填挖情况的不同。路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。路堤全部用岩土填筑而成，路堑全部在天然地面开挖而成，此两者是路基的基本类型。
当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基，在丘陵或山区公路上，填挖结合是路基横断面的主要形式。
1 路堤
图3-2所示为路堤的几种常见横断面形式。按路堤的填土高度不同，一般路堤中有可以划分出矮路堤和高路堤。填土高度小于1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石
质）的路堤属于高路堤。随路堤所处的条件和加固类型的不同，还有浸水路堤、护脚路堤及挖沟填筑路堤等形式，非以上特殊情况的路段是普通路堤。
图3-2 路堤的几种常用横断面形式
a)矮路堤；b)普通路堤；c)浸水路堤；d)护脚路堤；e)挖沟填筑路堤
矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响，设计时应注意满足最小填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路基处于干燥或中湿状态。路基两侧均应设边沟。
矮路堤的高度通常接近或小于路基工作区的深度，除填方路堤本身要求满足规定的施工要求外，天然地面也应按规定进行压实，达到规定的压实度，必要时进行换土或加固处理，以保证路基路面的强度和稳定性。
填方高度不大，h=2~3m时，填方数量较少，全部或部分填方可以在路基两侧设置取土坑，使之与排水沟渠结合。为保护填方坡脚不受流水侵害，保证边坡稳定性，可在坡脚与沟渠之间预留1~2m甚至大于4m宽度的护坡道。地面横坡较陡时，为防止填方路堤沿山坡向下滑动，应将天然地面挖成台阶，或设置石砌护脚。
高路堤的填方数量大，占地多，为使路基稳定和横断面经济合理，需针对其稳定性进行个别设计。高路堤和浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式，如在边坡中部设置护坡道。为防止水流侵蚀和冲刷坡面、高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施，如铺草皮、砌石等。
2路堑
图3-3所示是路堑的几种常见横断面形式，有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。挖方边坡可视高度和岩土层情况设置成直线或折线。挖方边坡的坡脚处设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流。路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。挖方弃土可堆放在路堑的下方。边坡坡面易风化时，在坡脚处设置0.5~1.0m的碎落台，坡面可采用防护措施。
陡峻山坡上的半路堑，路中线宜向内侧移动，尽量采用台口式路基[图3-3b)]，避免路基外侧的少量填方。遇有整体性的坚硬岩层，为节省石方工程，可采用半山洞路基[图3-3c)]。
图3-3 路堑的几种常用横断面形式
a)全挖路基；b)台口式路基；c)半山洞路基
挖方路基处土层地下水文状况不良时，可能导致路面的破坏，所以对路堑以下的天然地基要压实至规定的压实程度，必要时还应超挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理，采取加铺隔离层，设置必要的排水设施。
3 半填半挖路基
图3-4所示是半填半挖路基的几种常见横断面形式。位于山坡上的路基，通常取路中心的高程接近原地面高程，以便减少土石方数量，保持土石方数量横向平衡，形成半填半挖路基。若处理得当，路基稳定可靠，减少了土方调运量，是比较经济的断面形式。
a)一般填挖路基;b)矮挡土墙路基;c)护肩路基;d)砌石护坡路基;e)砌石护墙路基;f)挡土墙支撑路基;g)半山桥路基
半填半挖路基兼有路堤和路堑两者的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口，可采用砌石护肩。如果填方量较大，也可就近利用废石方，砌筑护坡或护墙，石砌护坡和护墙相当于简易式挡土墙，承受一定的侧向压力。有时填方部分需要设置路肩（或路堤）式挡土墙，确保路基稳定，进一步压缩用地宽度。石砌护肩、护坡与护墙以及挡土墙等路基，参阅图3-4中c)~f)。如果填方部分悬空，而纵向又有适当的基岩时，则可以沿路基纵向建成半山桥路基，如图3-4g)所示。
上述三类典型路基横断面形式各具特点，分别在一定条件下使用。由于地形、地质、水文等自然条件差异性很大，且路基位置、横断面尺寸及要求等，亦应服从于路线、路面及沿线结构物的要求，所以路基横断面类型的选择，必须因地制宜，综合设计。
图3-4 半填半挖路基的几种常用横断面形式
三、路基附属设施
为了确保路基的强度、稳定性和行车安全，与一般路基工程有关的附属设施有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，正确合理地设置是十分重要的。
1、取土坑与弃土堆
路基土石方的挖填平衡，是公路路线设计的基本原则，
但往往难以做到完全平衡。土石方数量经过合理调配后，仍
然会有部分借方和弃方（又称废方），路基土石方的借弃，
首先要合理选择地点，即确定取土坑或弃土堆的位置。选点
时要兼顾土质、数量、用地及运输条件等因素，还必须结合
沿线区域规划、因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，防止
水土流失，做到借之有利、弃之无害。借弃所形成的坑或堆，
要求尽量结合当地地形，充分加以利用，并注意外形规整，
弃堆稳固。对高等级公路或位于城郊附近的干线公路，尤应
注意。
平坦地区，如果用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合。路旁取土坑，大致如图3-5所示，深度为1.0m或稍大一些，宽度依用土数量和用地允许而定。为防止坑内积水危害路基，当堤顶与坑底高差不足2.0m时，在路基坡脚与坑之间需设宽度≮1.0m的护坡平台，坑底设纵横排水坡及相应设施。
河水淹没地段的桥头引道近旁，一般不设取土坑，
如设取土坑要距河流中水位边界10m以外，并与导治结
构物位置相适应。此类取土坑要求水流畅通，不得长期
积水危及路基或构造物的稳定。
路基开挖的废方，应尽量加以利用，如用以加宽路
基或加固路堤，填补坑洞或路旁洼地，亦可兼顾农田水
利或基建等所需，做到变废为用，弃而不乱。
废方一般选择路旁低洼地，就近弃堆。原地面倾斜
坡度小于1:5时，路旁两侧均可设弃土堆，地面较陡时，
宜设在路基下方。沿河路基爆破后的废石方，往往难以
远运，条件许可时可以部分占用河道，但要注意河道压缩后，不致壅水危及上游路基及附近农田等。
图3-6所示为路旁弃土堆一例，要求堆弃整平，顶面具有适当横坡，并设平台、三角土块及排水沟，宽度d与地面土质有关，最小3.0m，最大可按路堑深度加5.0m，即d≥H+5.0m。积砂或积雪地段的弃土堆，宜有利于防砂防雪，可设在迎面一侧，并具有足够距离。
2、护坡道与碎落台
护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减少边坡平均坡度。护坡愈宽，愈有利于边坡稳定，但最少为1.0m。宽度大，则工程数量亦随之增加，要兼顾边坡稳定性与经济合理性。通常护坡道宽度d，视边坡高度h而定，h≥3.0m，d=1.0m；h=3~6m时，d=2m；h=6~12m时，d=2~4m。
护坡道一般设在路基坡脚处，边坡较高时亦可设在边坡上方及挖方边坡的变坡处。浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上。
碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。碎落台宽度一般为1.0~1.5m，如兼有护坡作用，可适当放宽。碎落台上的堆积物应定期清理。
3、堆料坪与错车道
路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，例如每隔50~100m设一个堆料坪，长约5~8m，宽2m。高级路面
或采用机械化养路的路段，可以不设，或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。
单车道公路，由于双向行车会车和相互避让的需要，通常应每隔200~500m设置错车道一处。按规定错车道的长度不得短于30m，两端各有长度为10m的出入过渡段，中间10m供停车用。单车道的路基宽度为4.5m，而错车道地段的路基宽度为6.5m。错车道是单车道路基的一个组成部分，应与路基同时设计施工。
第二节路基的主要病害类型及原因
路基建成后使用过程中，在自然环境因素影响下及行车荷载作用下，会产生相应的变形，其中，不可恢复的变形发展到一定程度将发生病害，严重的甚至滑坍，连带部分路面结构层从路基路面整体分离，使其丧失使用功能。
一、路基沉陷
路基沉陷指路基在垂直方向产生较大的沉落。分两种情况：路基本身的压缩沉降及路基下部天然地面承载力不足引起的沉陷。
a)b)
c)
图3-7 路基沉陷
a)路基沉陷;b)路基沉缩;c)土基沉陷
产生路基沉陷的原因有：
①路基填料（主要指填土）选择不当；
②路基压实不足；
③填筑方法不台理：包括不同土混杂，未分层填筑压实，土中含有未经打碎的大土块或冻土块等，填石路堤亦因石料规格不一、性质不匀、或就地爆破堆积，乱石中空隙很大，在一定期限内亦可能产生局部的明显下沉；
④原地面比较软弱：如泥沼、沉沙或垃圾堆积等，填筑前未经换土或压实，或软土地基未经处治或处治不充分等。
二、路基边坡坍方
路基边坡的坍方是指天然或人工的边坡因其本身的构造特点，在受到雨水与地震等外部自然环境因素、挖掘与扰动等工程因素和交通等外部作用力因素的综合影响时，产生表面风化、侵蚀、冲刷、崩解，并最终导致边坡土（石）方从原边坡上剥离的现象。是最常见的路基病害，亦是水毁的普遍现象，如图3-8所示。
按照破坏规模与原因的不同，路基边坡坍方可以分为：剥落、碎落、滑坍、崩坍及塌坍。 剥落是指在边坡表土层或风化岩层表面，在大气的于湿或冷热的循环作用下．表面发生胀缩现象，使零碎薄层成片状从边坡上剥落，且老的脱离，新的又不断产生。易发生于填土不均匀和易溶盐含量大的土层及松软岩层。
碎落石指边坡上岩石碎块剥落的现象，其规模与危害程度比剥落严重。产生的主要原因是路堑边坡较陡（大于45°），岩石破碎和风花严重，在胀缩、震动及水的浸蚀与冲刷作用下，块状碎屑沿坡面向下滚落。如果落下的岩块较大（直径在40cm 以上）、以单个或多块落下，此种碎落现象称为落石或坠落。
滑坍是指路基边坡土体或岩石，沿着一定的滑动面成整体状向下滑动，其规损与危害程度较碎落更为严重，有时滑动体可达数百立方米以上。主要原因是原山坡具有倾向公路的软弱构造面，由于施工以及水的浸蚀、冲刷改变了原山坡平衡状态，使山坡在重力作用下沿软弱面整体滑动。易发生在岩层倾向公路、层间又有软弱夹层或风化层，且地下水影响显著时。
崩坍是指整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。主要原因是岩体风化破碎且边坡较高，其危害较大、较常见。塌坍（亦称堆塌）：其成因与形态同崩坍相似，但塌坍主要是土体（或土石混杂的堆积物）遇水软化，在45-60°较陡边坡无支撑情况下，自身重量所产生的剪切力过大而形成，
崩坍同滑坍的主要区别在于：崩坍一般针对岩体，而滑坍一般针对土体或土石混合体；崩坍无固定滑动面，坡脚线以下地基无移动现象，崩坍体的各部分相对位置在移动过程中完全打乱．其中较大石块翻滚较远，边坡下部形成倒石堆或岩堆。滑坍一般有固定滑动面，滑动速度较慢，整体移动且少翻滚现象。
三、路基沿坡面滑动
较陡的山坡上，如果原地面未清除杂草、凿毛或人工挖台阶，坡脚又未进行必要的支撑，特别是又受水的润湿时，填方与原地面之间的抗剪力很小、填方在自重和荷载作用下、有可能整体或局部沿原地面向下移动。
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图3-9 路基沿原地面坡面滑动
四、其他病害
在季节性冰冻地区，因路基土质不良、路基高度过小、路面抗冻厚度过小等原因，路基土含水率过大，在冬季负温影响下，路基中的水分不断向上迁移、积聚而冻结，导致路基体积膨胀，引起路面开裂，称为冻胀；春季气温升高时，路基上部冻土先融化，因水分无法及时排出而至路基土饱水稀软，在行车荷载作用下，泥浆沿路面裂缝被挤出，称为翻浆。
除此之外，公路通过不良地质和水文地带，或遇较大的自然灾害时，如：滑坡、岩堆、错落、泥石流、雪崩、岩溶、地震及特大暴雨等。均能导致路基结构的严重破坏。这些破坏是一种牵连性的病害，且具有一定的重现频率特征，在路基设计时需根据公路等级和重要性确定其设计抵御能力等级。
五、路基病害的防治原则
为防止以上可能的路基病害发生，需要遵循以下的路基设计与施工原则：
①设计：正确设计路基横断面（如：路基高度、宽度和边坡坡度等），并与路线设计相结合，绕避危险地质构造、避免深挖高填，无法避免时应进行稳定性分析，检验其安全；
②排水：地下水位较高的路段应适当抬高路基，正确进行排水设计，设置隔离层（隔断地下水）、隔温层（减少水份累积，减小冰冻深度）和砂垫层（排水）；
③施工：选择良好的路基填料，必要时稳定处理，按正确的填筑方式（一般是水平分层填筑法）施工，保证压实度达到要求。
④防护与支挡：在以上技术措施无法保障特殊工况路段路基的安全稳定时，需要考虑设置路基防护与支挡。
第三节路基横断面设计
在工程地质和水文地质条件良好的地段修筑的一般路基设计包括以下内容：
（1）选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度；（2）选择路堤填料与压实标准；（3）确定边坡形状与坡度；（4）路基排水系统布置和排水结构设计。针对特殊工况的路基还可能需要进行：（5）坡面防护与加固设计；（6）附属设施设计。其中，第（5）部分的设计内容较多，将在下一章单独介绍。
一、路基宽度
路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。技术等级高的公路，设有中间带、路缘石、变速车道、爬坡车道、紧急停车带等，均应包括在路基宽度范围内。路面宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.50~3.75m，技术等级高的公路及城镇近郊的一般公路，路肩宽度尽可能增大，一般取1~3m，并铺筑硬质路肩，以保证路面行车不受干扰。
各级公路路基宽度按《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)的规定进行设计，如图3-10和表3-1所示。
图3-10公路路基宽度图
a)高速公路和一级公路；b)二、三、四级公路
路基占用土地是公路通过农田或用地受限制地区确定路基宽度时需重点考虑的问题。建路占地必须综合规划，统筹兼顾，讲究经济效益，农业与交通相互促进。公路建设应尽可能利用非农业用地，少占农田。高速公路局部路段可选用高架道路，以桥代路。山坡路基应尽量使填挖平衡，扩大和改善林业用地，保护林区绿地，防止水土流失，维护生态平衡，减少高填深挖，利用植物防护，绿化与美化路基。以上原则在路基设计与施工过程中，亦应予综合考虑。
二、路基高度
路基高度指的是路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计高程（标高）和原地面高程（标高）之差。由于原地面沿横断面方向往往是倾斜的，因此在路基宽度范围内，两侧的高差常有差别。路基中心高度是指路基中心线处设计高程与原地面高程之差。而路基两侧边坡的高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。所以路基高度有中心高度与边坡高度之分。
我国《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)中规定：“新建公路的路基设计标高为路基边缘标高，在设置超高、加宽地段，则为设置超高、加宽前的路基边缘标高；改建公路的路基设计标高可与新建公路相同，也可采用路中线标高，设有中央分隔带的高速公路、一级公路，其路基设计标高为中央分隔带的外侧边缘标高”。
对路基设计标高定义上的差异会造成路基高度理解上的歧义，需认真加以鉴别。综合而言：（1）对于设置超高、加宽的路基断面，其路基高度不应考虑这些因素的影响，以设置超高、加宽前的断面为准；（2）在剔除路拱横坡影响后，如果原地面在横断面上水平，则路基的中心高度与两侧的边坡高度相等，其区别无需强调；（3）在原地面单向倾斜较大、需开挖台阶的情况下，路基中心高度与两侧的边坡高度各不相同，此时应明确说明路基高度是中心高度还是某一侧的边坡高度。
路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济
等因素确定的。从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应避免毛细水过大的影响（如：使其处于干燥、中湿状态或考虑基质吸力的影响），处于相对干燥的状态。而填方路基填料的土质不同，毛细水上升高度也不同，因此，路基高度应根据公路路基填料性质、沿线具体条件和排水及防护措施综合确定路堤的最小填土高度。并与路线纵坡设计相协调，保证填方路段的路基高度主体上大于最小填土高度。
路堤填土的高矮和路堑挖方的深浅按《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的规定，使用常规的边坡高度值，作为划分高矮深浅的依据。通常将大于18m的土质路堤和大于20m的石质路堤视为高路堤，将大于20m的路堑视为深路堑。高路堤和深路堑的土石方数量大，占地多，施工困难，边坡稳定性差，行车不利，应尽量避免使用，不得已而一定要用时，应进行个别特殊设计。
为保证路基稳定，应尽量满足路基最小填土高度的要求，若路基高度低于按地下水位及毛细水上升高度计算的最小填土高度，可视为广义上的矮路堤。矮路堤通常处于行车荷载应力作用区范围内，同时经受着地面和地下水不利水温状况影响。有时为了增强路基路面的综合强度与稳定性，需要综合考虑加强路面结构或增设地下排水设施。
沿河及受水浸淹的路基，其高度应根据技术标准所规定的设计洪水频率（表3-2），求得设计水位，再增加0.5m的余量。如果河道因设置路堤而压缩过水面积，致使上游有壅水，或河面宽阔而有风浪，就应再增加壅水高度和波浪冲上路堤的高度（即波浪侵袭高度）。所以沿河浸水路堤的高度，应高出上述各值之和，以保证不致淹没路基，并据此进行路基的防护与加固。
三、路基边坡坡度（率）
路基边坡坡度对路基稳定十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。公路路基的边坡坡度（率）用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并取H=1，如图3-11所示。
图3-11 路基边坡坡度示意图
a)路堑；b)路堤
图中，H:b=1:0.5（路堑边坡）或1:1.5（路堤边坡），通常用1:n(路堑)或1:m(路堤)表示其坡率，称为边坡坡率。
路基边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、地质构造（路堑）及水文条件等自然因素和边坡的高度。在陡坡或填挖较大的路段，边坡坡度不仅影响到土石方工程量和施工的难易，而且是路基整体稳定性的关键。因此，确定边坡坡度对于路基的稳定性和工程的经济合理性至关重要。一般路基的边坡坡度可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值采用。
（1）路堤边坡
一般路堤边坡坡度可根据填料种类和边坡高度按表3-3所列的坡度选用。
路堤边坡高度超过表列数值时，属高路堤，应按照本章第五节的方法单独设计。
沿河浸水路堤的边坡坡度，在设计水位以下视填料情况可采用1:1.75~1:2.0，在常水位以下部分可采用1:2.0~1:3.0。
当公路沿线有大量天然石料或路堑开挖的废石方时，可用以
填筑路堤。填石路堤应由不易风化的较大(大于25cm)石块砌筑，
边坡坡度一般可用1:1。
陡坡上的路基填方可采用砌石如图3-12所示，砌石应用当地
不易风化的开山片石砌筑。
砌石顶宽一律采用0.8m ，基底面以1:5的坡率向路基内侧倾斜，砌石高度H 一般为2~15m ，墙的内外坡依砌石高度，按表3-4选定。 在地震地区，应参照《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)的有关规定。该规范规定，高
速公路和一级公路的路堤，边坡高度大于表3-5的规定时，应放缓边坡坡度。
（2）路堑边坡
路堑是从天然地层中开挖出来的路基结构物，设计路堑边坡时，首先应从地貌和地质构造上判断其整体稳定性。在遇到工程地质或水文地质条件不良的地层时，应尽量使路线避绕；而对于稳定的地层，则应考虑开挖后，是否会由于减少支承，坡面风化加剧而引起失稳。
影响路堑边坡稳定的因素较为复杂，除了路堑深度和坡体土石的性质之外，地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、土层的成因类型、地面水和地下水的影响、坡面的朝向以及当地的气候条件等都会影响路堑边坡的稳定性，在边坡设计时必须综合考虑。
土质（包括粗粒土）路堑边坡，应根据边坡高度、土的密实程度、地下水和地面水的情况、土在成因及生成时代等因素，参照表3-6、表3-7选定。 55탥킞玆㭘⚆555555
岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性，对照相似工程的成功经验选定边坡坡率。岩石的种类、风化程度及边坡的高度是决定坡率的主要因素，设计时可根据这些因素参照表3-8和表3-9、表3-10选定。
由于地表岩层和自然条件以及路基构造要求与形式变化极大，岩石路堑边坡率难以定型，表列数值为一般条件下的经验数值，运用时应结合当地的工程地质和水文条件，参考各地现有自然
稳定的山坡和人工成型稳定的山坡，加以对比选用。必要时应进行个别设计和稳定性验算，还必须采用排水和护坡与加固等技术措施。
在地震地区的岩石路堑边坡坡率应参考《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)规定。规范规定，当岩石路堑边坡高度超过10m 时，边坡坡度应按表3-11采用。
第五节 路基边坡稳定性分析
路基边坡的稳定涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等多种因素。一般情况下，对于边坡不高的路基，例如不超过8.0m 的土质边坡、不超过12.0m 的石质边坡，可按一般路基设计，采用规定的坡度值，不作稳定性分析计算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性的分析计算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。
岩土质路基边坡的稳定是土力学与岩体力学的重要研究课题，长期以来各国已经提出多种计算原理与方法，计算机技术的发展，为边坡稳定计算开辟了新的途径。
土坡稳定性分析的各种方法，按失稳土体的滑动面特征，大体可归纳为直线、折线和曲线三大类，而且均以土的抗剪强度为理论基础，按力的极限平衡原理建立相应的计算式。
岩石路堑边坡的稳定性，很大程度上取决于岩石产状与结构，边坡失稳岩体的滑动面主要是地质构造上的软弱面。边坡稳定分析应首先进行定性分析，确定失稳岩体的范围和软弱面（滑动面），然后进行定量力学计算。
路基边坡稳定性的分析计算方法，还可以分成工程地质法（比拟法）、力学分析法和图解法。工程地质法属于实践经验的对比，力学分析法是数解方法，对于某些比较复杂的数解方法，亦可运用图解加以简化。任何一种方法，都带有某种针对性和局限性，为了便于工程上实际运用，采取某些假定条件，将主要因素加以简化，次要因素忽略不计，因此广义上现有的各种方法均属于近似解。合理地选定岩土计算参数，如粘结力、内摩擦角及单位体积重力等，比选择何种计算方法更为重要，所以在路基设计前，要加强地质勘察测试工作。
路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性等内容，而路堑稳定性分析主要针对路堑边坡。虽然在填挖方式上有区别，但两者在稳定性分析的基本原理上基本相同，但失稳危险滑动面的预期、选用的计算指标、容许的安全系数大小等方面是有所区别。本节将先对各种不同形状滑动面的分析原理进行介绍，然后结合现行规范中的计算要求，从实际操作角度给出具体的方法选用规则、参数确定及安全系数控制标准。
路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T 与抗滑力R ，按静力平衡原理，取两者之比值为稳定系数Κ，即
T
R K （3-1） Κ=1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极
限平衡状态；Κ<1时，边坡不稳定；Κ>1时，边坡稳
定。考虑到一些意外因素，为安全可靠起见，工程上
一般规定采用Κ≥1.20~1.45，作为路基边坡稳定性分
析的界限值。
行车荷载是边坡稳定性分析的主要作用力之一，
计算时将车载换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去。换算时可按荷载的最不利布置条件，取单位长度路段，如图3-15所示，计算式如（3-1）：
行车荷载对较高路基边坡的稳定性影响较小，换算高度可以近似分布于路基全宽上，以简化滑动体的重力计算。采用近似方法（如图解或表解等）计算时，亦可以不计算荷载。
边坡稳定性验算的其他参数见第二章第四节路基材料参数。
一、直线滑动面的边坡稳定性分析
砂类土路基边坡渗水性强、粘性差，边坡稳定主要靠其内摩擦力，失稳土体的滑动面近似直线形态，当粘结力为零时，滑动面为直线。原地面为近似直线的陡坡路堤，如果接触面的摩擦力不足，整个路堤亦可能沿原地面成直线形态下滑。所以，直线滑动面稳定性分析方法主要适用于粘结力较小的砂类土路堤的堤身稳定性分析和路堤有可能沿斜坡地基表面或已知软弱层带滑动情况下的稳定性分析，前一种情况下，需要确定最危险的滑动面位置（过坡角点一簇直线），后一种情况下，危险滑动面的位置已经确定（沿地基表面或软弱层带）。
如图3-16所示，假定AD为直线滑动面，并通过坡脚点A，土质均匀，取单位长度路段，不计沿路线纵向滑移时土基的作用力，则可简化成平面问题求解。需要指出的是，滑动面的位置在开始分析时难以直接确定，根据滑动面确定方式的不同，演化出所谓“试算法”和“解析法”。
1、试算法
由图3-16，按静力平衡可得
滑动面位置不同，Κ值亦随之而变，边坡稳定与否的判断依据，应是稳定系数的最小值K min ，
相应的最危险滑动面的倾角为ω0。式（3-2）表明，K 值是ω值的函数，为此可选择4~5个滑动面，计算并绘制Κ与ω的关系曲线，如图3-17、3-18所示，即可确定K min 及其相应的ω0。当K min 值符合规定，路基边坡为稳定，否则路基断面另行设计与验算，直到符合要求为止。
对于砂类土，可取c =0，式（3-2）可简化为 ωϕtan tan =K 若取K =1.25，则tan ω=0.8tan φ。不难看出，用松散性填料修建的路堤，其边坡角的正切值，不宜大于填料摩擦系数的0.8倍。
例如，当填料φ=40°时，tan ω=0.8tan40°=0.6713，得ω=33°52′。如果采用1:1.5的路基边坡，相应于边坡角α=33°41′。由于α<ω，该边坡稳定。由此类推，如果φ<40°，路基边坡应相应放缓。
2、解析法
利用Κ=f (ω)的函数关系，对式（3-2）求导数，可得边坡稳定系数最小值的表达式，用以代替试算法，计算过程可以大为简化。
以路堑边坡为例，不计行车荷载，计算图式如图3-19所示，分析如下：
令滑动面AD =L ，式(3-2)可改写为
ω
ωsin cot ⋅+⋅=Q cL f K 由图3-19，单位长度路基边坡滑动体△ABD 的重力Q
的表达式为
)sin(sin 21ωαα
γ-=H L Q 由此可得
ωωααγωsin )sin(sin 2cot ⋅-⋅+
⋅=H c f K (3-3) 令a H
c =γ2，而f =tan φ，当进行边坡稳定性计算时，a 、f 及α均为已知值。 为便于求导数，式（3-3）最末项改写成
)cot(cot sin )sin(])sin[(sin )sin(sin ωαωω
ωαωωαωωαα-+=⋅-+-=⋅- 据此，式（3-3）简化成为下式
)cot(cot )(ωαω-⋅+⋅+=a a f K
(3-4)
欲求K min 值，对式（3-4）求导数，取d K /d ω=0，则最危险滑动面的倾角ω0表达式如下 0)
(sin 1sin 1)(/22=-++-=ωαωωa a f d dK 因为a f a +=-=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅-⋅=-2222)cos cot (sin sin cos sin cos sin sin )(sin αωαωαωωαωωα 所以
ααωcsc cot cot 0⋅++=a f a (3-5) ω0的界限为αωα
<≤02。
将式（3-4）中cot(α-ω)展开，并以ω0代替ω，得
a f a a f a a f a ++=-⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⋅+++⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅++=-+=-αααααααααωαωωαcsc cot cot csc cot 1csc cot cot cot cot 1cot cot )cot(000（3-6） 式（3-5）与式（3-6）代人式（3-4），最后得
ααcsc )(2cot )2(min ⋅++⋅+=a f a f a K (3-7)
式（3-7）亦可绘成图式，计算工作更为简化。
式（3-7）可用来求路基边坡角α的K min 值，亦可在其他条件固定时，反求稳定的坡角α（确定边坡）或计算路基的限制高度H 。
例3-1 某挖方边坡，已知φ=25°，c =14.7kPa ，γ=17.64kN/m 3，H =6.0m 。现拟采用1:0.5的边坡，试验算其稳定性。
解 由cot α=0.5，α=63°26′，csc α=1.1181
f =tan25°=0.4663，a =H
c γ2=0.2778 代人式（3-7）得
K min =1.53
因为K min >1.25，该路基边坡稳定。
例3-2 上例已知数据不变，考虑到稳定系数偏高，试求允许的边坡度。
解 令K min =1.25，并将各已知值代人式（3-7）得
α
αsin 19
.0cot 02.125.1+⋅=
公式两边同乘sin α，以cos α=α2sin 1-代入整理
021.0sin 19.2sin 5.22=--αα
解方程 sin α=0.955 α≈73° cot α≈0.3
所以边坡可以改陡，采用1:0.3。
例3-3 例3-1数据不变，求允许的最大高度。
解 由式（3-7）得 []1181.1)4663.0(2
5.0)4663.02(25.1⨯++⨯+=a a a 得 a =0.20 33.82max =≤a
c H γm 所以允许路基最大高度为8.33m 。
式（3-7）中，如果c =0，可得：
α
ϕtan tan min =K 结果与式（3-2）取c =0一致。
二、折线滑动面的边坡稳定性分析
沿斜坡地基表面或已知软弱层带滑动情况下的边坡稳定性分析中，如果已知的滑动面在路基横断面上可简化为直线，则可以用直线滑动面分析方法来分析。但实际工程中，这些滑动面也有可能不是直线，而是一条折线，这时就需要采用折线滑动面的边坡稳定性分析方法，不平衡推力法就是这样一种方法。
其原理是：当滑动面为基底的多个坡度的折线倾斜面时，可按折线滑动面考虑，将滑动面上土体按折线段划分成若干条块，自上而下分别计算各土体的剩余下滑力（=下滑力-抗滑力），根据最后一块土体的剩余下滑力的正负值确定整个路堤的整体稳定性。运用该方法分析边坡安全性问题时，为避免过大误差，要求做到条分合理或对某些滑面作局部调整，以确保每一条块下滑面夹角小于10°。
图3-20 折线滑动面示意图
分析时，先按已知的折线型危险滑动面的坡度分界情况，划分不平衡推力土条，图3-20中划分了4个土条：1、2、3、4。其中土条2的受力情况如图3-20所示。
不平衡推力法是一种平面分析方法，其计算过程中有如下假定：
（1）危险滑动面的位置、形状已知，是由一组倾角已知的线段构成的一条折线；
（2）沿折线折点将滑动土体划分出的各个土条具有竖直边界，编号顺序由高到低；
（3）当前i -1个土条的总体抗滑力不足时，第i 土条与i -1土条的竖直边界上受到i -1土条传递来的剩余下滑力E i -1，作用方向与水平线夹角为αi -1，倾斜向下，如果前i -1个土条的总体抗滑力足
够，则E i -1=0。
基于以上假定，对第i 土条，沿其底部滑动面（与水平方向夹角为αi ）建立力的平衡方程，计算E i ；，计算图式如图3-21所示。图中C 为土条重心，O 为坐标轴原点，W Qi 为土条受到的重力与荷载力的竖向合力。
图3-21 第i 土条的静力平衡计算图式
按图3-21建立x ，y 两个轴向的力的平衡关系式：
⎪⎩⎪⎨⎧=--⋅+⋅⇒==--⋅+⋅+-⇒=----∑∑0
)sin(cos 00)cos(sin 01111i i i i i Qi i i i i i Qi i N E W Y R E W E X αααααα 式中，R i 和N i 分别是土条i 的底部滑动面上的抗滑力（平行于x 轴）和支持力（平行于y 轴），没有在图3-21中标出。且两者存在以下关系：
i i i i i i i i N l c fN l c R ϕtan +=+=
（3-8） 式中，c i 、φi 和l i 分别第i 土条底部滑动面上土体的粘结力、内摩擦角和长度。
将公式（3-9）代入公式（3-8），可以得出E i 的表达式： )sin(cos 11i i i i Qi i E W N ααα-⋅+⋅=--
[][]
i i i i i i i i Qi i i i Qi i
i i i i i i i i Qi i i i Qi i
i i i i Qi i i i i i i Qi i
i i i i i i i Qi i
i i i i Qi i E W l c W E E W l c W E W l c E W N l c E W R E W E ϕααααϕααϕααααϕααϕααααααϕααααααtan )sin()cos()tan cos (sin tan )sin()cos(tan cos sin tan )sin(cos )cos(sin tan )cos(sin )cos(sin 111111*********---+⋅+-⋅=-⋅--⋅+⋅--⋅=-⋅+⋅---⋅+⋅=---⋅+⋅=--⋅+⋅=---------------
令i i i i i i ϕααααψtan )sin()cos(111---=---，则上式可简化为： 11)tan cos (sin --+⋅+-⋅=i i i i Qi i i i Qi i E W l c W E ψϕαα
考虑到安全系数F s ，将所有的抗滑力项除以该系数折减，则得到以下公式：
i i i s
i i i i i i i Qi i i s
i Qi i F E W l c F W E ϕααααψψϕααtan )sin(1)cos()tan cos (1sin 11111---=+⋅+-⋅=----- （3-9）
式（3-9）即为不平衡推力法分析的基本公式，下面举例说明该分析方法。
例3-4 已知：断面参数如图3-22所示。
图3-22 折线滑动面算例断面图（图中尺寸单位:m ）
折线倾角为：α1=45°=0.7854rad ，α2=0°=0rad ，α3=14°02′=0.2464rad 。滑动面上土的粘结力、内摩擦角不变，都是c =10kPa ，φ=15°=0.2618rad ，土体容重γ=18kN/m 3，安全系数取1.25。用不平衡推力法判断折线陡斜坡地基上路基的稳定性。
解 ①先计算土条1产生的剩余滑动力E 1
土条1的截面积=(4.0+6.0)⨯2.0/2+6⨯6/2=28 m 2
土条1的重量W Q1=18⨯28=504kN/m
m kN W l c F W E Q s
Q /212)2618.0tan 7854.0cos 50420.610(25.117854.0sin 504)tan cos (1sin 11111111=⨯⨯+⨯⨯-
⨯=⋅+-⋅=ϕαα ②再计算土条2产生的剩余滑动力E 2
土条2的截面积=4.0⨯8.0=32 m 2
土条2的重量W Q2=18⨯32=576kN/m
555
.00.268707.08.0707.02618.0tan )07854.0sin(25
.11)07854.0cos(tan )sin(1)cos(221211=⨯⨯-=---=--
-=ϕααααψs F m kN E W l c F W E Q s
Q /38555.0212)2618.0tan 0cos 5760.410(25.110sin 576)tan cos (1sin 1122222222-=⨯+⨯⨯+⨯-⨯=+⋅+-⋅=ψϕαα
因为该值小于0，因此可认为土条2将不会传递滑动力至土条3。
③最后考察土体3的剩余滑动力E 3的正负
土条2的截面积=8.0⨯8.0/2=32 m 2
土条2的重量W Q3=18⨯32=576kN/m
因为E 2<0，因此无需计算ψ2，直接计算E 3
m kN W l c F W E Q s
Q /45)2618.0tan 2464.0cos 5762464.0cos 0.810(25.112464.0sin 576)tan cos (1sin 33333333-=⨯⨯+⨯-
⨯=⋅+-⋅=ϕαα E 3<0表示不会产生未平衡的推力，按1.25的安全系数考虑，该折线滑动面路基是安全的。 通过以上算例可知，不平衡推力法在划分土条后，其计算针对每一土条分别进行，将上一土条计算出的剩余滑动力施加在下一土条上，如果计算出的剩余滑动力小于零，则认为前面的所有土条已能自平衡，取剩余滑动力为零，进行下一土条的分析。
该分析方法也可以用于求出实际安全系数F s ，可以用试算法，步骤与上述例题的相同，以上计算表明F s >1.25，增大该值直到E 3=0，对应的F s 值即为所求。
三、曲线滑动面的边坡稳定性分析
一般来说土均具有一定的粘结力，因此边坡滑动面多数呈现曲面，前文介绍的两种方法在实际应用中局限性较大。从实际工程对象来看，在路基填筑或开挖后，其边坡稳定性分析难点在于：
（1）因土的工程性质的复杂性，其最危险的滑动面的位置和形状是无法预知的；
（2）滑动土体的形状较为复杂，且可能由多种土质构成，其物理力学指标存在差异，是非均质、不规则的分析对象，在滑动面上的情况也类似；
（3）路基土不是刚体，而是一直弹塑性体，按刚体力学方法求解具有局限性；
（4）即使在同一土质构成的体积内，因含水率、压实度、固结程度、扰动等因素影响，其物理力学参数也不是处处相同的。
理想情况下，分析某一给定边坡的稳定性的核心是一个“搜索过程”：首先建立边坡土参数的分布场；然后枚举所有可能的滑动面形位；再计算每一个滑动面的安全性指标（如：安全系数）；最后比较得到最危险的滑动面及其对应的安全性指标。上述难点使得这一“搜索”实现起来非常困难，为解决稳定性分析实际问题，针对以上难点，人们采用了多种假定以简化问题：
（1）圆弧滑动面假定及其圆心的辅助线法
通过总结以往工程中边坡失稳的实例人们发现，其滑动面常是曲线形的，且与标准的圆弧的差异不大，特别是土质较单一、均匀时。为此，圆弧滑动面假定被提出，基于其的最经典的方法就是瑞典法，采用圆弧滑动面的还有后来的Bishop 方法等。该假定使得滑动面的搜索过程得以大大简化。
理想的圆弧滑动面并不完全符合实际情况，为此也有运用复合曲线的计算方法，如对数曲线、对数螺旋线及组合曲线等。由于计算繁杂，多数应用有限单元法和电子计算机完成分析计算工作。
（2）条分法简化
滑动土体形状及构成复杂时，求解难度大，而通过将其划分为多个条分离散化，每一土条的性质相对简单，通过计算有限土条间及各土条在滑动面上的力和力矩，建立平衡关系，能够简化计算过程。
（3）刚体假定
将滑动土体或条分后土体看作刚体，力与力矩平衡关系建立在刚体基础上，不考虑土的弹塑性，引入极限平衡的思路来分析，从而避免了考虑滑动土体内部复杂的受力状态。
（4）确定性分析方法
土的参数在空间上分布的不均匀问题使得边坡分析成为一个不确定性问题，理论上应该采用基于概率或可靠度的不确定性分析方法，为简化起见，工程上常用的还是确定性分析方法。而前者则是目前的研究热点之一。
本节主要介绍：基于圆弧滑动面和圆心辅助线确定方法、以条分和刚体假定为主要模型、以确定性的极限平衡理论为分析方法的瑞典法和简化的Bishop 法。后者是我国路基设计规范中应用的主要方法之一。
1 圆弧滑动面假定的圆心辅助线确定方法
（1）4.5H 法
一、路基(挡土墙）设计 1.1 设计资料 某新建公路重力式路堤墙设计资料如下. （1）墙身构造：墙高8m,墙背仰斜角度，墙身分段长度20m，其余初始拟采用尺寸如图1—1所示. 图1—1 初始拟采用挡土墙尺寸图 （2）土质情况：墙背填土为砂性土，其重度，内摩擦角；填土与墙背间的摩擦角.地基为整体性较好的石灰岩，其容许承载力，基底摩擦系数。 （3）墙身材料:采用5号砂浆砌30号片石，砌体重度,砌体容许压应力，容许剪应力，容许压应力。 1.2 劈裂棱体位置确定 1.2.1 荷载当量土柱高度的计算 墙高6m，按墙高缺点附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度：，则: 1.2.2 破裂角的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： 因为，则有 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： 1。2。3 验算破裂面是否交于荷载范围内 破裂棱体长度： 车辆荷载分布宽度： 所以，，即破裂面交于荷载范围内，符合假设.
1。2。4 路基边坡稳定性验算 可利用解析法进行边坡稳定性分析，则有 其中，,，.对于砂性土可取，即,则： 所以，路基边坡稳定性满足要求。 1。3 土压力计算 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部的土压力计算公式： 1.3.1 土压力作用点位置计算 表示土压力作用点到墙踵的垂直距离。 1.3.2土压力对墙趾力臂计算 基底倾斜，土压力对墙趾的力臂: 1.4 挡土墙稳定性验算 1.4.1 墙体重量及其作用点位置计算 挡土墙按单位长度计算，为方便计算，从墙趾沿水平方向把挡土墙分为三部分,右侧为平行四边形，左侧为两个三角形（如图1-2): 图1—2挡土墙横断面几何计算图式 1。4.2抗滑稳定性验算 对于倾斜基底，验算公式： 所以,抗滑稳定性满足要求。 1。4。3抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定性验算公式： 所以,抗倾覆稳定性满足要求。
路基路面工程 东南大学交通学院 1. 简介 路基和路面工程是交通工程领域的一个重要分支，是保证道路安全、舒适和耐久性的关键。东南大学交通学院对路基路面工程的研究和教育有着丰富的经验和深厚的专业知识。本课件将介绍东南大学交通学院关于路基路面工程课程的内容和教学方法。 2. 课程目标 路基路面工程课程旨在培养学生对道路基础和路面结构的设计、施工和维护能力。通过本课程的学习，学生将能够： •理解路基路面工程的基本概念和原理； •掌握常用的路基路面工程设计方法和施工技术； •熟悉道路维护和养护的重要性，并学会相应的操作技能；
•分析和评估不同类型路基路面的质量和性能，并提出改进措施。 3. 课程内容 本课程包括以下几个主要内容： 3.1 路基工程 •路基工程的定义和作用； •路基施工的基本原理； •重要的路基材料和承载能力分析； •路基设计和施工的关键要点。 3.2 路面工程 •路面工程的概念和分类； •不同类型路面结构的特点和适用条件； •路面材料的选择和性质分析； •路面施工的关键技术和方法。
3.3 道路维护与养护 •道路维护的意义和目标； •常见道路病害的识别和评估； •道路养护的关键技术和措施； •长期养护计划的制定和实施。 4. 教学方法 本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实地考察和实验室实践等。学生将通过这些教学方法进行理论学习、实践操作和综合应用能力的培养。 5. 评价方式 学生的评价方式主要包括考试、作业和实验报告等。通过这些评价方式，可以全面了解学生对路基路面工程知识的掌握程度和实际应用能力。
6. 参考资料 本课程的参考资料包括教材、学术期刊和相关标准等。学 生可以通过阅读这些参考资料进一步加深对路基路面工程的理解和应用。 结论 经过东南大学交通学院的路基路面工程课程的学习，学生 将掌握相关理论和实践技能，为日后从事相关工作打下坚实的基础。该课程将综合运用理论知识、实践操作和综合应用能力培养学生，使他们成为具有较高水平的路基路面工程专业人才。
第三章路基设计 学习目的：本章主要介绍路基的构成及横断面设计方法，在路基边坡高度较大或存在软弱岩层等情况下可能存在稳定性问题，因此要分析其稳定性，在软土地基上修筑的路基变形量 较大，需进行变形分析和监测。水对路基的耐久性影响非常显著，本章还介绍了路基 排水设计的一般方法以及在特殊地区修筑路基的一般原则。通过学习，可以掌握一般 路基的设计方法。 教学要求：通过路基基本概念及主要病害的讲解，要求掌握路基的基本构造要求和路基产生病害的基本原因。详细讲解路基设计三要素的基本内涵。详细讲解路基稳定性分析的几种 方法，直线滑动面、折线形滑动面的不平衡推力法和传递系数法、圆弧滑动面的瑞典 法和简化的Bishop法。了解熟悉软土地基稳定性分析、浸水路基稳定性分析及路基抗 震稳定性分析的特点；明确路基排水设计方法、特殊路基设计、路基填料的选择与压 实、路基变形分析等内容。 第一节路基概念及构造 一、路基基本概念 公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基，是公路的承重主体。高于原地面高程的填方路基称为路堤（Embankment），低于原地面的挖方路基称为路堑（Cutting）。需要指出的是，原地面高程指的是清除天然地面表土、整平并碾压后的高程。 路基承受行车荷载作用，主要是在应力作用区，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内，即路面结构的路床部分，其强度与稳定性要求，应根据路基路面综合设计的原则确定。坚固的路基，不仅是路面强度与稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件，所以路基路面的综合设计至为重要。 为了确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下，不致产生过量的变形，在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施，其中有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的设施，如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。 由于路基高程与原地面高程有差异，且各路段岩土性质的变化，各处附属设施的布置不尽相同，因此各路段的路基横断面形状差别很大。路基横断面形式的选定和各项附属设施的设计，同是路基设计的基本内容。 一般路基通常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。特殊路基则指位于特殊土（岩）地段、不良地质地段或受水、气候等自然因素影响强烈的路基。通常认为一般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。对于超过规范规定的高填、深挖路基，以及地质和水文等条件特殊的路基，为确保路基具有足够的强度与稳定性，需要进行个别设计和验算。 二、路基的类型与构造 通常根据公路路线设计确定的路基高程与天然地面高程是不同的，路基设计高程低于天然地面高程时，需进行挖掘；路基设计高程高于天然地面高程时，需进行填筑。由于填挖情况的不同。路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型。路堤全部用岩土填筑而成，路堑全部在天然地面开挖而成，此两者是路基的基本类型。 当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基，在丘陵或山区公路上，填挖结合是路基横断面的主要形式。 1 路堤 图3-2所示为路堤的几种常见横断面形式。按路堤的填土高度不同，一般路堤中有可以划分出矮路堤和高路堤。填土高度小于1.5m者，属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石
路基路面工程课程设计指导书 作为一个工程师，路基路面工程是工作中非常重要的一部分。本文将向你介绍路基路面工程课程设计指导书，用于帮助学生和工程师更好地掌握这个领域的知识和技能。 一、课程设计的目的 路基路面工程旨在为学生介绍路基和路面的概念、设计、建设和维护等知识，包括路基设计和施工、路面设计和施工、路面材料和耐久性、路面修理和维护、沥青混凝土路面和水泥混凝土路面等。 课程设计的目的是让学生掌握路基路面工程的基本概念，通过实践和实验学习路面和路基的重要性以及设计中的关键因素。 二、课程教学方法 课程教学方法主要包括课堂讲授、实习、讨论等。课堂讲授主要围绕路基路面工程的基本概念展开，让学生了解路基路面工程的基本要素，从而更好地进行实习和讨论。 为了更好地让学生了解和掌握实践，实习是非常重要的一个组成部分。在实践中，学生将有机会了解路基和路面的设计和施工过程。他们将与老师和工程师合作，收集数据、准备设计和施工计划、进行实验以及进行现场测量和测试等。
在讨论环节中，学生将与同学和老师交流和分享，探讨路基和路面设计中遇到的问题和难点，进一步提升学生的专业能力和解决问题的能力。 三、课程内容 本课程设计分为两部分：路基、路面设计。 1. 路基设计 路基设计是任何道路建设的重要组成部分，其主要目标是确保在不同的地理环境下，路基稳定并符合道路工程要求。本教程揭示了以下路基设计的要素： - 路基开发前的市场分析和规划；- 路基设计的参数；- 设计工程要求的协调；- 可扩展的路基考虑因素；- 稳定性，重要性，强度和耐久性的考虑因素；- 路基的施工方法，质 量控制和安全卫生；- 使用路基的经济意义。 2. 路面设计 路面设计在保证道路安全、可靠和舒适方面发挥着重要作用。路面设计的成功不仅在于设计和建造，也在于其维护和修理。以下是路面设计的主要目标： - 路面几何的设计；- 道路独特的设计条件；- 路面道路条件和考虑因素；- 路面材料和装置；- 维护，修理和重建；- 可持续性的路面设计。 四、学员评估
《路基路面工程》课程授课教案 三、课时分配 四、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式：笔试 2. 成绩核定办法：期终考试占60﹪；平时成绩占20﹪；课程设计占20﹪； 五、授课方案 第一章绪论 1. 教学内容： （1）道路工程发展概况 介绍我国在公路自然区划、土的工程分类、路基强度与稳定性、高路堤修筑技
术 与支挡结构、软土地基稳定技术、岩石路基爆破技术、沥青路面结构、水泥混凝土路面结构、柔性路面设计结构与方法、刚性路面设计结构与方法、半刚性路面结构、路面使用性能与表面特性及路面养护管理等方面取得的成绩。 （2）路基路面工程的特点 介绍路基路面工程的承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性能等特点。 （3）影响路基路面稳定的因素 简单介绍影响路基路面稳定的因素，包括自然因素：地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别和强度等；人为因素：荷载作用、路基路面结构、施工方法与质量、养护措施及人为设施等。 （4）路基土的分类 简单介绍我国路基土的分类情况。 （5）公路自然区划 介绍我国公路自然区划原则和基本内容。 （6）路基水温状况及干湿类型 简单介绍路基湿度的来源、大气温度及其对路基水温状况的影响，重点讲解路 基 干湿类型稠度的概念及物理含义。 （7）路面结构及层位功能 介绍路面结构－横断面及路拱横坡度，路面结构分层－面层、基层、垫层及其功能。 （8）路面的等级与分类 介绍路面的等级划分－高级路面、次高级路面、中级路面、低级路面和分类－ 柔 性路面、刚性路面和半刚性路面。 2. 教学要求 （1）了解和掌握一些基本概念。 （2）了解教学内容中的（1）、（4）和（6）中的上半部分，掌握其它部分中的基本概 念，
东南大学《路基路面工程》国家精品课程建设黄晓明Huang Xiaoming 东南大学交通学院江苏南京210096 摘要：《路基路面工程》课程是道路交通类人才培养的核心课程之一，本文结合东南大学《路基路面工程》国家精品课程建设，介绍了课程特色、精品课程建设实施内容和成绩，为精品课程建设提供帮助。 关键词：路基路面工程；国家精品课程；理论教学；实践教学 National key course construction in Southeast University for the course of pavement engineering Huang Xiaoming School of Transportation, Southeast University, Nanjing, Jiangsu, 210096 ABSTRACT：Pavement Engineering Course is a key lesson for highway engineering students. The characteristics, contents and its progress are introduced based on the National key course construction. It is helpful for other key course construction. Key Words: pavement engineering, National key course, theory education, practical education. １、背景 东南大学《路基路面工程》课程教学已有50多年的历史，是交通土建工程专业（后改称为土木工程，现改为道路桥梁与渡河工程）的主干课程，经过几代专家学者几十年呕心沥血的努力，已经成为本专业教学的核心课程之一。 课程建设可追溯到上世纪30年代原中央大学工学院土木工程系的路工组，当时国内道路界两位知名教授方福森教授、方左英教授均在东南大学任教，分别讲授路面工程和路基工程。20世纪50年代初，我国高等学校院系调整时，道路工程专业作为东南大学土木类的重点专业，成立了道路工程教研组，使道路工程教学进入全面系统发展的阶段。路基工程和路面工程课程得到进一步充实和加强，邓学钧教授、陈荣生教授等一批学者作为梯队成员加入到路基工程和路面工程的教学队伍中，并分别讲座本课程。1977年恢复大学招生后，东南大学受全国教学指导委员会委托由方福森教授主编完成《路面工程》（统编教材），由方左英教授主编出版了《路基工程》统编教材，成为全国道路工程专业《路基工程》和《路面工程》的通用统编教材。1996年《路面工程》获得交通部优秀教材一等奖。1994年10月，根据高等学校路桥及交通工程专业教学指导委员会关于教学大纲编写修订及审订会议的要求，将《路基工程》和《路面工程》两本教材合成《路基路面工程》一本教材，通过全国主要院校编写大纲的竞争性评审，最后确定由邓学钧教授主编，张登良教授主审。通过编写组的努力，该教材于2000年2月出版，并 作者简介：黄晓明（1963-），江苏人，教授，主要从事道路工程研究。 基金项目：教育部《路基路面工程》国家精品课程建设
《路基路面工程》课程设计计算书 1、重力式挡土墙设计 2、边坡稳定性设计 3、沥青混凝土路面设计 4、水泥混凝土路面设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 日期： 目录 一、重力式挡土墙设计 (4) 设计参数 (4) 车辆荷载换算 (4) 土压力计算 (4)
挡土墙计算 (6) 二、边坡稳定性设计 (8) 初始条件 (8) 表格数据 (9) 三、沥青混凝土路面设计 (12) 轴载分析 (12) 构组合与材料选取 (14) 结各层材料的抗压模量和和劈裂强度 (15) 土基回弹模量的确定 (15) 设计指标的确定 (15) 设计资料总结 (16) 四、水泥混凝土路面设计 (19) 交通分析 (19) 初拟路面结构 (19) 路面材料参数确定 (20) 混凝土板应力分析及厚度计算 (20) 计算荷载疲劳应力 (21) 接缝设置 (22) 路肩及路面排水设施 (22)
一、重力式挡土设计 1 设计参数 1.1几何参数： 挡土墙墙高H=4m，取基础埋置深度D=1.5m，挡土墙纵向分段长度取L=10m；
墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.04，墙底（基底）倾斜度0tan 0.190α=，倾斜角0010.76α=； 墙顶填土高度a =2m ，填土边坡坡度1:1.5，0arctan(1.5)33.69β==，汽车荷载边缘距路肩边缘0.5d m =； 1.2力学参数： 墙后填土砂性土内摩擦角035φ=，填土与墙背外摩擦角/217.5o δφ==，填土容重 318/m kN γ=； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重322/k kN m γ=,砌体容许压应力 []600a kPa σ=,砌体容许剪应力[]100kPa τ=,砌体容许拉应力[]60wl kPa σ=； 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 按教材公式，把车辆荷载换算为等代均布土层厚度0h 。 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ 直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂 0000=+-=35+17.5-14.04=38.34ψ?δα 22011 (a )(24)1822A H = +=+=, 001111 ab (2)tan =224+62222B H a H α=++??+???=（224）tan14.04 0tan tan tan 38.340.79-2.37θψ=-=-=或（舍） 038.31θ= 3.2 计算主动土压力a E 及其作用点位置
路基路面教案(3章一般路基设计)
第三章一般路基设计 §3-1 路基设计的一般要求 路床：原路槽底面以下0-80cm范围内的路基。行车荷 综合设计的原则确定。 路基设计的基本内容： 1 与压实标准 3、确定边坡形状与坡度 4、路基路面排水 5、坡面防护与加固 6、附属设施设计 一般路基：在良好地质与水文条件下，填挖深度不大的路基 特殊路基：超过规范规定的高填深挖路基；地质水文等条件特殊的路基。需进行单独设计和验算。 §3-2 路基的类型与构造 路基横断面的三种典型形式: 路堤：路基设计标高>天然地面标高，全部用岩土填筑 路堑：路基设计标高<天然地面标高，全部在天然地面开挖而成的路基 填挖结合路基：一侧开挖，另一侧填筑而成的路基一、路堤
1、按填土高度矮路堤：填土高度<1.0-1.5m p60图3-1 a） 高路堤：填土高度>18m(土质)或20m(石质) 一般路堤：填土高度在1.5-18m之间 b） 2、条件和加固类型浸水路堤 p60图3-1 c） 护脚路堤 d） 挖沟填筑路堤 e） 3、矮路堤和一般路堤设计 ⑴平坦地区取土困难时选用。满足最小填土高度要求，不低于临界高度，处于干燥、中湿。设边沟 ⑵矮路堤＜Za时，路堤本身和天然地面都要稳定，压实度达标 ⑶保护填方坡脚不受流水侵害，在沟渠、坡脚间设护坡道，宽1～2m或＞4m ⑷自然横坡较陡时（一般陡于1:5），防止路堤沿山坡下滑，将天然地面挖成台阶或设置石砌护脚 4、高路堤和浸水路堤 ⑴填方量大，占地多；需个别设计 ⑵边坡采用上陡下缓的折线形或台阶形，如在边坡中部设护坡道 ⑶防止流水侵蚀、冲刷坡面，边坡要进行防护和加
路基路面工程设计 、路基工程设计 ⑴路基设计原则 填方路堤：根据路段的地质情况、路堤填筑高度来确定坡度。当填方高度8.Om时，采用一级边坡，坡率为：l：1．5；当填方高度＞8．0m时，填方高度每隔8m设置一平台，平台宽度为2米，上边坡坡率采用l：1．5；下边坡坡率采用l：1．75。填方坡脚处设1．0m宽的护坡道。挖方路堑：路堑开挖边坡坡率系根据当地的土质情况、路基钻孔资料、边坡开挖高度而确定的。当挖方为土质挖深10m时，采用边坡坡率为l：0.5～0.75。当挖方为土质挖深＞10m时，应分台阶开挖，每级台阶高度为10m，设2m宽平台。第一级路堑边坡坡率为l：0.5～0.75，第二级路堑边坡坡率为l：0.75～1.0。当挖方为石质边坡，挖深10m时，采用边坡坡率为l：0.3。挖深＞10m时，采用边坡坡率为l：0.5。 ⑵路基横断面布置 本路段采用标准横断面形式。左侧土路肩0.5m+左侧硬路肩2.5m+左侧行车道4.5m+右侧行车道4.5m+右侧硬路肩2.5m+右侧土路肩0.5m，路基总宽为15米。行车道及硬路肩横坡2％，土路肩横坡3％。 ⑶路基压实标准与路基压实度 路基压实应满足路基压实度标准（《公路土工试验规程》JTJ051中重型击实试验法求得的最大干密度的压实度）。填方路段路面底面以下80厘米范围内的路基压实度应95％，80～150厘米范围应94％，150厘米以下应92％。零填方及路堑路段路床底面以下80厘米范围内的路基压实
度应95％。路基填方应分层填筑，均匀压实，每层填土厚度（松铺时）不得大于30厘米，达到规定的压实度后方可填筑下一层。在地面横坡陡于1：5的斜坡上修筑路堤时，路堤基底应挖台阶。本项目基本沿老路两边加宽改建,地质状况清楚，且地质构造也属稳定,沿线未见明显危害道路安全的活动性构造。 ⑷路基防护工程设计情况 路基防护工程是防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观和生态平衡的重要设施，本段路基防护设计主要以经济适用、美观大方、方便施工和照顾景观为原则。路基防护以绿色保护作为主要实施方案，减少污工体积，结合园林、排水工程形成有机整体，初步营造公路环保的基本环境，以期达到良好的公路运营空间。本设计中选择了拱形骨架+人工植草、铺草皮防护、挡土墙等多种防护型式。主要方案如下：一般填方路堤边坡＜5m采用满铺式铺草皮防护，以防地表水冲刷边坡。草皮应选择根系发达、茎矮叶茂的耐旱草种；填方路堤边坡5m，采用拱形骨架+人工植草进行边坡防护。当填方较高或控制用地范围路段，设置路肩挡土墙，挡土墙的形式结合地形、经济等因素主要有护肩墙、衡重式路肩墙、仰斜式路肩墙、路堤墙和护脚墙。 2、路面工程设计 路面设计原则为：以交通量为基础，结合车型构成特点，吸收当地成功经验，设计适用于本项目远期交通量大的路面结构型式。路面性能应适应自然条件要求，性能优良造价合理。路面设计还应重点考虑当地筑路材料供应状况，综合考虑气候、水文，土质等自然条件，并遵循因地制
标准文档 成都学院 课程名称：路基路面工程 学院：建筑与土木工程学院专业：土木工程 学号： 201310211110 年级： 2013级 学生姓名：朱兰宇 指导教师：陈小平 二O一六年六月
目录 1 设计任务书 (3) 1.1 路基部分 (3) 1.1.1 设计资料 (3) 1.1.2 设计任务 (3) 1.2 路面部分 (3) 1.2.1 设计资料 (3) 1.2.2 设计任务 (4) 2 路基部分设计 (4) 2.1 路堤横断面设计 (4) 2.2 路堑横断面设计 (6) 3 路面部分设计 (7) 3.1 沥青路面设计 (7) 3.1.1轴载分析 (7) 3.1.2 结构组合与材料选取 (10) 3.1.3 各层材料的抗压模量和劈裂强度 (10) 3.1.4 设计指标的确定 (11) 3.1.5 路面结构层厚度的计算 (12) 3.1.6 沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层层底拉应力验算 (13) 3.1.7 防冻层厚度检验 (16) 3.2 水泥混凝土路面设计 (16) 3.2.1 交通量分析 (16) 3.2.2 初拟路面结构 (18) 3.2.3 确定材料参数 (18) 3.2.4 计算荷载疲劳应力 (19) 3.2.5 计算温度疲劳应力 (21) 3.2.6防冻厚度检验和接缝设计 (22) 3.2.7角隅钢筋设计 (23) 参考文献 (24) 附录 (25)
1 设计任务书 1.1 路基部分 1.1.1 设计资料 （1）路堤横断面设计高程为514m，地面高程为510m，地面横坡为12°（左高）。 （2）路堑横断面设计高程为825m，地面高程为830m，地面横坡为16°（右高）。 （3）公路等级为高速，设计速度为80km/h，车道数为6车道，原地面土质为胶结和密实的碎土石。 1.1.2 设计任务 根据上述资料，分别设计路堤和路堑的横断面，包括横断面高度、宽度（行车道、中间带、路肩各部分的宽度）、边坡坡度，原地面如何处理、压实度。在设计说明书中需详细说明设计的过程和确定依据。 1.2 路面部分 1.2.1 设计资料 该路段设计年限20年，交通量年平均增长6.5%，车道系数η=0.5，该路段处于中国公路自然区划V3错误！未找到引用源。区，公路等级为高速，路面宽度为B=24.5m，行车道为6道，此公路设有一个收费站，且处于中湿路段。路基土为粉质中液限土，潮湿路段E0=23.5Mpa，中湿路段E0=31.7Mpa，干燥路段E0=35.5Mpa，沿线有砂石，且有碎石、石灰、粉煤灰供应。 表1-1交通组成及交通量表 车型双向交通量 跃进NJ230 590 解放CA10B 899 黄河JN150 385 长征XD250 313
目录 1.路基路面工程课程设计任务书 (3) 1.1设计资料 (3) 1.2设计要求 (4) 2.轴载计算 (4) 2.1情况说明 (4) 2.2轴载换算 (4) 2.2.1以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 (4) 2.2.2验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 (6) 2.2.3累计交通轴次综合表 (7) 3初拟路面结构 (7) 4路面材料配合比设计和设计参数的确定 (8) 4.1沥青材料抗压回弹模量的确定 (8) 4.2半刚性极其他材料抗压回弹模量的确定 (9) 4.3材料劈裂强度的测定 (9) 5验算拟定方案 (10) 5.1计算弯沉值 (10) l (10) 5.1.1设计弯沉值 d (10) 5.1.2各层材料按容许层底拉应力 R 5.2计算方案验算 (12) 5.2.1验算方案一 (12) 5.2.2验算方案二 (17) 5.2.3验算方案三 (20) 6方案比对 (23) 6.1各层材料价格 (23) 1
6.2方案对比选择 (23) 6.3每公里造价概算 (24) 7心得体会 (24) 参考文献 (25)
1.路基路面工程课程设计任务书 1.1设计资料 华北某地（II4）拟建一级公路，全长40km（K0～k40），除由于 K31＋150～k33＋350路段纵坡较大（一般为5%左右），采用沥青类路面，有关资料如下： （ 1）公路技术等级为一级公路，路基宽度为25.5m，其路幅划分为2.0m（中央分隔带）+2×0.75(路缘带)+2×2×3.75m(行车道)+2×3.0m（硬路肩）+2×0.50（土路肩）。 （2）交通状况，经调查交通量为4100辆/日，交通组成如表2所示，交通量年平均增长率γ= 5%。 交通组成表1 汽车参数表2 （ 3）路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。 3
三江学院 《路基路面工程》课程设计 院系: 土木工程学院 专业：路桥 学生姓名：陆云涛 学号：１20120８５00２
2015年０6 月 目录 路基路面课程设计任务书……………………………………………………………第一部分:交通分析 一、交通资料……………………………………………………………………………… 二、确定道路等级 1、折算交通量………………………………………………………………………… 2、计算远景年平均日交通量…………………………………………………………第二部分：路基设计 一、原地面处理…………………………………………………………………………… 二、路基断面形式的确定………………………………………………………………… 三、路基尺寸的确定 １、路基宽度…………………………………………………………………………… 2、路基高度…………………………………………………………………………… 3、边坡坡度…………………………………………………………………………… 四、路基填料的选择……………………………………………………………………… 五、路基干湿类型的确定………………………………………………………………… 六、土基回弹模量的确定…………………………………………………………………
七、路基施工 1、施工前准备工作………………………………………………………………… 2、施工要点………………………………………………………………………… 八、边坡防护………………………………………………………………………………第三部分：路面设计 一、初拟路面结构组合方案……………………………………………………………… 二、确定交通等级 １、A方案……………………………………………………………………………… ２、B方案……………………………………………………………………………… 三、A方案路面结构详细设计 １、初拟结构层厚度………………………………………………………………… 2、确定设计参数…………………………………………………………………… 3、路面结构层厚度设计…………………………………………………………… 4、验算防冻层厚度………………………………………………………………… 四、B方案路面结构详细设计 1、初拟路面结构…………………………………………………………………… 2、路面材料参数确定……………………………………………………………… 3、荷载疲劳应力…………………………………………………………………… 4、温度疲劳应力…………………………………………………………………… 5、接缝构造及配筋设计…………………………………………………………… 五、路面施工 １、路面基层施工…………………………………………………………………… 2、沥青路面面层施工………………………………………………………………第四部分：方案技术工程比较
路基路面工程 路基路面工程是指在公路建设中，针对地基和路面进行的一系列施工工程。其主要目的是为了保障公路的稳定性、安全性和可靠性，同时提高公路的使用寿命。本文将着重介绍路基路面工程的主要工作内容、施工技术及其影响因素。 一、路基路面工程的主要工作内容 1.路基工程 路基工程是指对于路基进行改造和加固，使其适应所要求的公路使用功能和使用条件的工程。路基工程主要包括勘测、设计、开挖、填方、压实和排水等。其中，勘测和设计是路基工程的前提，它们直接影响到后续的其他工序。 2.路面工程 路面工程是指对于路面进行改造和加固，使其具备所要求的使用性能，以及在使用寿命期内各项性能指标稳定达标的工程。路面工程主要包括面层和底层两部分。其中，面层是公路的直接行车面，负责承受车辆荷载和外部环境力的作用；而底层则是托底、分散荷载和限制不均匀沉降的层次。 二、路基路面工程的施工技术 1.路基工程的施工技术
（1）勘测与设计 路基的勘测与设计是路基工程的前提，它们的准确性和全面性直接影响到之后的其他工序。在勘测过程中，要对路基的地质和地形进行详细的调查，并综合采用现场勘测、试验，比较各种勘测资料，进行初步设计；在设计过程中，则要根据勘测结果，结合技术标准和工艺要求，制定路基的工程方案。 （2）开挖与填方 在进行路基的开挖和填方时，要根据勘测和设计确定的施工总量、施工的时间和工艺要求，制定合理的施工方案。另外，还要对挖方土进行分级、分类、搬运、堆置和填方土进行均匀分层、压实等处理。 （3）压实分层 路基的压实分层是路基工程的重要工序。在进行压实分层时，要控制压实的厚度、振动力、振幅和振动频率，并按照设计要求进行压实后的检验和评价，以保证路基的平整度和稳定性。 （4）排水工程 路基的排水工程是路基工程的重要环节。在进行排水工程时，要进行合理的设计和布局，采取各种排水设施，控制土壤含水量，使路基能够在不良气候条件下保持稳定性和安全性。 2.路面工程的施工技术
路基路面工程复习资料 〔路基局部〕 第一章、路基的作用和要求 1.分类：路堤、路堑、半填半挖 2.作用：支承路面、承受交通荷载 3.要求：整体构造稳定性〔设计，力学分析，护坡〕、强度〔换填，压实方式，施工工艺〕、 水温稳定性〔换填，排水〕 第二章、路基的力学特点及影响因素 1.路基土的分类：根据土的颗粒组成，粘性指标，有机质含量分为：巨粒土，粗粒土，细 粒土，特殊土 2.土的工程性质：巨粒贵，砂土优，粘土次，粉土差。 3.土的工程分级：土：松土，普通土，硬土；岩石：软石，次坚石，坚石〔使用围不同， 工程造价不同。〕 4.路基干湿类型：枯燥、中湿、潮湿三类。 5.路基工作区：在路基*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围的路基称为路基工作区 6.工作区路基要求：强度、稳定性重要，压实度提高。 7.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。 8.重复荷载对路基土的影响：重复荷载：产生塑性变形累积。土体逐渐被压密，每次的塑 性变形量逐渐减小，直至最后稳定，这种不会导致土体产生剪切破坏。2〕每一次加载作用在土体中产生了逐步开展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后到达破坏。 9.加州承载比〔CBR〕：评定土基及路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部 荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相比照值表示CBR 值。试验时，用一个端部面积为19.35cm2的标准压头，以0.127cm/min的速度压入土中。记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度到达1.27cm时为止。标准压力值是用高质量标准碎石由试验求得。CBR=P/Ps*100%：pi、ps——一样惯入度时的测试材料和标准碎石的单位压力，Mpa. 10.路基的主要变形破坏：影响稳定性因素：自重、行车荷载、水分、温度变化〔正温度、 负温度〕、风蚀作用。 11.路堤沉陷：垂直方向产生较大的沉落 12.路基破坏的原因：1〕填料不当；2〕填筑方法不合理：①不同土混杂；②未分层填筑、 压实；③土中有未经打碎的大块土或冻土块；④荷载、水和温度综合变化；⑤原地面软弱，如泥沼、流沙、垃圾堆积未做处理等；⑥冻胀、翻浆。 13.溜方：少量土体沿土质边坡向下移动而形成。边坡上外表薄层土体下溜。原因：流动水 冲刷边坡、施工不当引起。 14.滑坡：一局部土体在重力作用下沿*一滑动层滑。原因：土体稳定性缺乏引起。 15.剥落和碎落：路堑边坡风化岩层外表，大气温度与湿度交替作用以及雨水冲刷和动力作 用之下，外表岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。 16.崩塌：整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。 17.路基沿山坡滑动原因：①山坡较陡；②原地面未去除杂草或人工挖台阶；③坡脚未进展
路基路面工程复习资料 路基路面工程复习资料 路基路面工程是土木工程领域中非常重要的一部分，它涉及到道路的设计、建 设和维护等方面。对于学习和掌握路基路面工程的知识，不仅对于土木工程专 业的学生来说至关重要，对于从事相关工作的工程师和技术人员也是必备的基 础知识。本文将从路基路面工程的基本概念、设计原则、材料选择和施工技术 等方面进行复习总结。 一、路基路面工程的基本概念 路基路面工程是指在地面上建设道路所需的基础设施工程，包括路基、路面和 附属设施等。路基是道路的承载层，承受车辆荷载并分散到地基土层，起到支 撑和稳定道路的作用。路面是道路的行车面层，承受车辆荷载和行车冲击，提 供舒适的行车条件。附属设施包括排水系统、标线、交通信号设施等，为道路 的安全和便利提供保障。 二、路基路面工程的设计原则 1. 全面考虑交通需求：路基路面工程的设计应根据道路的功能和交通需求，合 理确定道路的布局、断面和标准，以满足不同车辆和行车条件下的通行要求。2. 良好的排水设计：路基路面工程的排水设计要考虑道路的纵、横坡，合理设 置排水系统，确保道路在雨季或融雪时能够及时排除积水，保持道路的稳定性 和安全性。 3. 合理选择材料：路基路面工程的材料选择要根据地质条件、交通荷载和气候 等因素进行合理搭配，以保证道路的承载能力、耐久性和舒适性。 4. 施工质量控制：路基路面工程的施工质量是保证道路使用寿命和安全的关键，
应严格按照设计要求进行施工，加强质量监控和检验，确保施工质量达到标准 要求。 三、路基路面工程的材料选择 1. 路基材料：常用的路基材料有土石方、砂石料和砾石料等。土石方是指通过 土方开挖和填筑形成的路基，其稳定性和排水性能是关键。砂石料和砾石料用 于加强路基的承载力和稳定性，常用于路基的填筑和加固。 2. 路面材料：常用的路面材料有沥青混合料和水泥混凝土等。沥青混合料适用 于高速公路和城市道路等，具有良好的耐久性和舒适性。水泥混凝土适用于机 场跑道和重载交通道路等，具有较高的承载能力和耐久性。 3. 排水材料：常用的排水材料有砂石料和排水管等。砂石料用于构筑路基的排 水层，具有较好的排水性能。排水管用于收集和排除道路上的积水，保持道路 的干燥和稳定。 四、路基路面工程的施工技术 1. 路基施工：路基施工包括土方开挖、填筑和加固等工序。在土方开挖时，应 根据设计要求进行挖方和填方，保证路基的平整和纵、横坡的要求。在填筑和 加固过程中，应采用合适的压实方法和材料，确保路基的稳定性和承载能力。2. 路面施工：路面施工包括基层处理、面层铺设和压实等工序。在基层处理时，应清除杂物和坑洼，保证基层的平整和均匀。在面层铺设时，应根据设计要求 进行沥青混合料或水泥混凝土的铺设，保证面层的平整和密实。在压实过程中，应采用合适的压实机械和方法，确保路面的密实度和耐久性。 3. 排水施工：排水施工包括排水系统的设置和维护。在排水系统的设置中，应 根据道路的纵、横坡和交通荷载，合理设置雨水口、排水管和排水沟等设施。
第一章概论 一路基路面工程的性能要求：①承载能力②稳定性.③耐久性④表通平整度 ⑤路面抗滑性. 二路基横断面：包含路基和路面结构两部分 路基宽度沿横断面方向由行车道，中间带，硬路肩和土路肩组成 三路基路面结构 ①面层.直接同行车和大气接触的表面层，承受较大行车荷载的直力和水平剪切力 的作用、同时还受到降水的漫蚀和气温变化的影响. ②基层.主要承受由面层传来的车辆荷载的作用力.将垂直力扩散到下面的路基土中. 较好的水稳定性，较好的平整度 ③功能层：保证面层和基层不受路基水温状况变化所造成的不良影响 主要功能：加强路面结构层之间的联结.改善路基的湿度和温度情况 四路面分类P15. ① 柔性基层主要包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青层组成的路面结构 ②半刚性基层用水泥，石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层 ③刚性基层： 五路基路面稳定性影响因素 1.地理条件. 2、地质条件. 3、气候条件.4.水文条件. 5.土的类别 6.路基路面上的作用 六环境影响因素P17. 温度和湿度. 七一级区划的主要指标 根据我国地理.地黎.气候等因素.以均温等值线和三阶梯的两条等高线作为一级区划标志 二级区划的主要指标 主要指标是潮温系数K 第二章路基土的特性及设计参数 一路基土的分类 土的粒组划分.：巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土. 二路基土的工程性质 巨粒土：包括漂石土和卵石土.有很高的强度和稳定性，良好的用以填筑降基的材料，砌筑边坡 粗粒土：砾类土和砂类土 砾类土：级配良好时，密实程度好.强度和稳定性均能满足要求填筑路基辅筑路面的基层，底基层 砂类土：无塑性.透水性强.毛细水上升高度小.具有较大的内摩擦系数，强度和水稳定性均好.但黏结性小，易于松散，压实困难. 粉质土：干时有黏性，但易于破碎，浸水时易成为流动状态. 黏质土：细颗粒含量多.土的内摩擦系数小而黏聚力大. 土作为路基建筑材料：砂类土最优.黏质土次之.粉质土属不良材料 三路基填料的选择.P32. 路基填料指路堤施工中的填方筑路材料
《路基路面工程设计》课程教学大纲 课程英文名称：Roadbed and pavement engineering design 课程代号：1000690 学时：48 学分：3.0 一、课程教学对象 本课程教学对象是土木建筑学院土木工程专业和交通工程（路桥）专业的本科学生。 二、课程性质、目的和任务 路基路面工程设计是土木工程专业选修专业课，课程内容与工程实践联系密切。主要任务： 1、掌握路基工程的基础理论和基本知识，以便使学生具有分析与解决路基工程实际问题的能力。 2、使学生在路基稳定性设计、路基排水设计和挡土墙设计等方面，具有独立设计与计算的能力；在 路基施工方法、路基防护加固及路基工程有关设施等方面，具有必要的基本知识。 3、掌握柔性路面和刚性路面的设计原理和计算方法。 4、掌握路面结构层的强度形成和结构组合原则以及对材料的要求。 5、掌握基本道路工程试验操作，巩固和加深理解所学的理论知识。 在于通过教学使学生掌握路基路面的基础理论及基本知识，同时具有运用所学知识分析和解决道路工程实际问题的能力。 三、对先修知识和技能的要求 学生在学习本课程之前，应完成学习“交通工程”、“工程地质”、“土力学”、“土木工程材料”、“水力学”、“道路勘测设计”等课程并掌握其试验能力。 四、课程设计的主要内容、基本要求及学时分配建议(总学时数：48学时， 包括安排理论教学24学时)
注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点；A表示熟练掌握，B表示熟悉，C表示了解
注：学生选修设计的内容所需要学时，由学生课外补充。 五、建议使用教材及参考书 1．教材： 何兆益杨锡武. 路基路面工程. 人民交通出版社.2006 2．主要参考文献 [1] 陆鼎中程家驹. 路基路面工程. 同济大学出版社.1999第二版 [2]方左英. 路基工程.人民交通出版社.1995 [3]方福森.路面工程.人民交通出版社.1996 [4]胡长顺黄辉华.高等级公路路基路面施工技术.人民交通出版社.1998 六、设计所需主要设备或软件 丁字尺、图板、计算器、计算机、AUTOCAD 七、考核方式 （1）理论考核：以闭卷考试为主，结合平时考勤综合评定成绩。 （2）设计考核： 1、完成设计项目后，将设计任务书、说明书、计算书、设计图纸装订成册； 2、请在教师规定的学时内独立完成； 3、由所交付的设计成果的质量以及平时考查综合评定成绩。 评分标准： 优：设计方案合理，计算正确；说明书完整、清晰、深入；设计图完整、准确、清晰。偶有个别小的欠缺和不足。 良：设计方案合理，计算正确；说明书完整、正确、清楚；设计图较完整、准确、清晰。在非主要内容上有欠缺和不足。 中：设计方案基本合理，计算正确；说明书完整、基本正确；设计图完整。在非主要内容上有欠缺和不足。 及格：设计方案无原则性错误；计算基本正确；说明书基本完整、正确；设计图较完整。有一些非原则性的错误。 不及格：设计方案有原则性错误；说明书不完整、错误多，设计图不完整。有重大错误。
路基路面工程重点复习资料+各章总结 路基路面工程 一、名词解释 1．路基临界高度:不利季节路基处于某种临界状态时（干燥、中温、潮湿）上部土层（路床顶面以下80cm）距地下水位或地面积水水位的最小高度。 2．轮迹横向分布系数：刚性路面设计中，在设计车道上，50cm 宽度范围内所受到的轮迹作用次数与通过该车道横断面的轮迹总作用次数之比。 3．设计弯沉:是根据设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的，相当于路面竣工后第一年不利季节，路面在标准轴载100KN 作用下，测得的最大回弹弯沉值。 4．边沟:设置在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。 5．疲劳破坏:结构在低于极限强度的荷载应力作用下，随着荷载作用次数的增加而出现的破坏的现象。 6. 路床：路面的基础，是指路面以下80cm范围内的路基部分，承受路面传来的行车荷载，结构上分为上路床（0～30cm）和下路床（30～80cm）。 7. 最佳含水量：路基碾压是或室内击实实验中，对应于某一压实功，土体获得最大干密度时所对应的含水量。 8. 唧泥：水泥混凝土板接缝，裂缝处，基层材料在行车荷载和水的作用下，抗冲刷能力差的细集料被挤出来的现象。 9. 劲度模量：材料在一定的温度和时间条件下，荷载应力与应变的比值。 10. CBR加州承载比：是美国加利福利亚州提出的一种评定土基及路面材料承载能力的指标，采用高质量标准碎石为标准，用对应某一贯入度的土基单位压力P与相应贯入度的标准压力的比值表示CBR值。 11. 路床：路面的基础，是指路面以下80cm范围内的路基部分，
承受路面传来的行车荷载，结构上分为上路床（0～30cm）和下路床（30～80cm）。 12. 平均稠度：不利季节实测路床80cm深度以内的平均含水量及路床的液塑限，将土的液限含水量减去平均含水量后除以液塑限含水量之差（塑性指数）。 13. 二灰稳定土：由石灰粉煤灰结合料稳定的粗粒土或细粒土，且强度随龄期的延长而增长的无机稳定材料。 14. 劲度模量：材料在一定的温度和时间条件下，荷载应力与应变比值。 15. 错台：水泥混凝土板接缝处，两块板端部出现的竖向相对位移，并影响其行车舒适性。 16. 半刚性材料：由水泥，石灰，粉煤灰等无机结合料结合而成的水硬性或碎石（砾石）的材料。 17. 路基工作区：在路基某一深度2a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，在1/10～1/5时，该深度2a范围内的路基范围为路基工作区。 18. 临界荷位:刚性路面进行应力计算时，选取使面板内产生最大应力或最大疲劳破坏的一个荷载位置。现行设计规范采用混凝土板纵缝边缘中部作为临界荷位。 19. 当量轴次：按路面损坏等效原则，将不同车型，不同轴载作用次数换算成与标准轴载BZZ-100相当轴载作用次数。 20 .车辙：路面结构及土基在行车荷载的反复作用下的补充压实，以及结构层中材料的侧向位移产生的累计的塑性变形，而形成的永久变形。 21. 翘曲应力：由于板的自重和地基反力和相邻板的钳制作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生翘曲应力。 22. 压实度：现场干密度与室内最大干密度的比值，用百分数表示。 23. 半刚性路面：用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层和铺筑在它上面的沥青面层统称为半刚性路面。