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1、【绪论】公路路基是路面的基础， 它承受着本身土体自重和路面结构的重量， 同时还承受路面传 递下来的行车荷载，因此路基是公路的承重主体。路基工程主要内容包括：路基本体工程、防护工程、排水工程、路基支挡和加固工程、 其它配套工程。路基工程的特点： 1.材料复杂； 2.路基受环境影响大； 3.同时承受动、静荷载的作用。 为保证道路能满足运营要求，提高车速， 增加安全系数和舒适性， 降低运输成本， 延长 使用年限，路基应具备的基本性能：1、承载能力：要求路基具有与行车荷载相适应的的承载能力，包括强度、刚度。 2、稳定性：路基结构能否经受这种不稳定状态，而保持工程设 计所要求的几何形态及物理力学性质。3
2、、耐久性严重冰冻的地区，地下水丰富，低温引起冻胀，融冻季节引发翻浆。路基湿度的来源：大气降水、地面水、地下水、毛细水、水蒸气凝结水、薄膜移动水。 由于路基温度与湿度的变化对路基产生的共同影响为路基的水热状况。水分迁移： 沿路基深度出现较大的温度梯度时， 水分在温差的影响下以液态或气态形式 由热处向冷处移动，并积聚在该处的现象。冻胀：迁移到冻结锋面附近的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂的现象。 翻浆：路面个路基融冻时，水分难以排出，路基湿度增加，路面承载力降低，车辆反复 作用下路面结构产生较大变形，路基土以泥浆形式从胀裂路面缝隙中冒出的现象。 渗透性高的砂土以及渗透性低的粘性土， 水分
3、不易积累， 不易发生冻胀与翻浆。 冻胀与 翻浆常发生在毛细水活动力强的 粉性土和极细砂 中。公路路基按其干湿状态可分为：干燥、中湿、潮湿、过湿（路基应处于前两种状态） 。 稠度 ：土的含水量与土的液限之差和土的塑限与液限之差的比值。影响路基稳定性的因素：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 路基除断面尺寸应符合设计标准外，还应满足： 足够的稳定性，足够的强度、刚度，足 够的水热稳定性 （不利水热条件下，路基不致冻胀与翻浆）【第一章】一般公路路基设计路基承受行车荷载作用，主要应力作用区范围的深度一般在路基顶面以下 0.8m 范围以 内。（可视为路床） 根据挖填情况不同，路
4、基横断面的典型形式有：路堤，路堑，挖填结合。路堤是指全部用岩土填筑而成的路基， 路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基， 路堤、 路堑是路基的基本类型。半填半挖路基 ：当天然地面坡度大，回填路基较宽，需一侧开挖一侧填筑。路堤按高度分为：矮路堤1.01.5m，高路堤18m（ 土质卜20m（石质），一般路堤1.518m。 高路堑 ?m矮路堤常用于平坦地区取土困难， 应满足最小填筑要求， 不得低于临界高度， 以保证路 基处于干燥或中湿状态。路基两侧应设置边沟。填筑高度不大（23m）,可在路基两侧设置取土坑并使之与排水沟渠相结合。 为保证填方坡脚不受流入，保证边坡稳定，可在坡脚与沟渠之间预留 12m宽的
5、护坡道。 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以防止侵蚀、冲刷。 路堑： 路堑横断面形式： 全挖路基， 台口式路基， 半山洞路基。 挖方边坡坡脚设置边沟， 以拦截和排除地表径流。 路堑上方设置截水沟， 以拦截和排除流向路基的地表径流。 边 坡易风化，在坡脚处设 0.51.0m 的碎落台，坡面可采取防护措施。陡峻的山坡半路堑， 路中线向内侧移动，采用台口式路基。整体坚硬的岩石，可采用半山洞路基。半挖半填路基：截面形式：一般挖填路基，矮挡土墙路基，护肩路基，砌石护坡路基， 砌石护墙路基， 挡土墙支撑路基， 半山桥路基。 山坡的路基应取路中线的标高接近原 地面标高，以减少土方量，保
6、证石方数量横向平衡，形成半挖半填路基。一般路基设计的内容： 选择路基断面形式， 确定路基宽度和高度。 选择路堤材料与压实 标准。确定边坡形状及坡度。 路基排水系统布置和排水结构设计。 坡面防护与加固设计。 附属设施设置路基宽度：行车道路面 +两侧路肩宽度，一般为 3.53.75m 。路基高度： 路基的填筑高度和路堑的开挖深度， 是路基中心线处设计标高与原地面的标 高之差。 分为中心高度与边坡高度。 中心高度： 路基中心线处设计标高与原地面标高之 差。边坡高度：填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘相对高差。路基边坡坡度：边坡高度 H与边坡宽度b的比值，通常用1 : n （路堑）1： m（路堤）表 示边坡
7、坡率。影响路堑边坡稳定的因素：路堑深度，坡体土石性质，地质构造特征，岩石风化与破碎程度，土层的成因类型，地面水和地下水的影响，地面朝向，气候条件。 路基的附属设施：取土坑与弃土堆，护坡道与碎落台，堆料坪与错车道。路基土石方挖填平衡是公路路线设计的基本准则。护坡道是保护路基边坡稳定的措施。第二章】路基填土的压实分层压实处理路基填土：提高强度，密实度，降低透水性和压缩性。 压实：利用机械能将土中的空气和水排出的过程 最优含水量：在一定的压实功能条件下，能使压实土达到最大干密度时的含水量。压实原理： 在一定击实功能条件下， 细颗粒土在某个含水量下能够压实到一个最大干密度p dmax,填筑路基时就是要
8、尽量碾压，使路基填料的干密度接近于最大干密度。土的压实度 k= p d/ p dmax*100%描述压实曲线：当土的含水量低于最优含水量时，土的干重度随含水量的增大而增大，当含水量超过某一限值时，最大峰值干重度，最优含水量。压实机理： 土颗粒周围的水膜存在表面张力， 使土颗粒连接在一起， 这些水膜的毛细作 用力使土粒之间有很高的摩擦力，而难以压实。增加土的含水量，毛细力减小，摩擦力降低，易于压实。继续增加含水量，水膜变厚，产生润滑作用，土颗粒的联结力减弱， 土粒易于移动，重新排列，击实效果好。当土中的强结合水和弱结合水正好充满空隙， 达到最大干密度。若含水量过多，使土中孔隙增大，出现自由水，水
9、分不易排出，阻碍 土颗粒靠拢，造成压实后的干密度下降。 并且含水量过多，土体变软， 可能不能承受压 实力作用。最优含水量附近压实土的优点（提高路基的抗变形能力和水稳定性）：压实后土的压缩变形和湿化变形最小，故路基沉降变形和由于雨水引起的变形就 小，减少路基破坏压实后土的抗剪强度增加，提高了路基稳定性 压实后土的渗透能力减小，减少了水对路基的影响影响土压实性的因素：1、压实工的影响：击实功f, p dmaxf, wopt降低。2、土的 塑形f, 3 opt f, p dmax J。3、土的类型（级配，颗粒形状，相对密度） 4、压实条 件 5 化学添加剂可改变压实性能。第三章】路基受力土体的动强度
10、与允许产生的变形大小、动荷载大小、作用时间、频率等有关 动荷载对土体的影响主要表现在： 速率效应、 循环效应（路基工程中两种效应共同影响） 研究内容：土的弹性参数，动模量，动泊松比，阻尼比。实验仪器： 共振柱 动三轴 土体振动变形的三个阶段：振动压密阶段 振动剪切阶段 振动破坏阶段 土的动强度是随着动荷载作用的速率效应和循环效应而不同的。 通常可理解为一定动荷 载作用次数下产生某一破坏应变所需的动应力大小影响土的动强度的因素：土性 静应力状态 动应力路基内任一点处的垂直应力包括由车轮荷载引起的 （T Z和由土基自重引起的（T B两者共同作用。路基工作区随车轮荷载的加大而加深。设计应使路基受力在
11、弹性限度范围内。车辆荷载是引起路面破坏的主要原因。 重复荷载对土的影响：弹性变形消失，塑性变形积累，导致两种情况：1、土体压密，直至稳定，土体不发生剪切破坏。 2、土体破坏，每一次作用土体产生剪切变形，形成 破裂面。发生何种情况取决于： 1、土的性质合和状态 2、荷载大小和相对荷载 3、荷载 作用性质：速度 持续时间，作用频率【第四章】路基加固的主要内容（填空）第五章】路基边坡稳定性分析土质边坡的破坏， 是由于土坡中部分土体的剪应力达到了土的抗剪强度， 以致在土坡内 形成了连续的滑移面。路基边坡破坏形式（滑面形式） ：粗粒土 -平面 粘性土 -圆弧面 山坡路堤 -折线形 分析方法：极限平衡法：
12、先假定破坏沿土体内某一确定的滑裂面滑动，计算安全系数 k=抗滑力/下滑力。大于1,稳定；等于1，极限平衡；小于1,不稳定 圆弧滑面的边坡稳定分析方法：瑞典条分法；毕肖扑法，稳定参数图解法。瑞典分条法：稳定分析必须找出最危险的滑面的位置， 也就是安全系数k最小的滑裂面 位置。 最危险滑裂面的位置与路堤填料的性质、 边坡形式和坡度、 地基土质条件有很大 关系。圆弧面确定： 1、当地基承载力低低于路堤填料的强度时,边坡较缓,路堤的危险滑面 常常切入地基内,圆弧面下端可能在坡脚和坡脚外出现。2、边坡较陡,填料强度较低,以及边坡高度较高时,滑裂面可能出现在变坡面上。危险圆弧滑面和圆心位置,常用 4.5H
13、 法或 36线法来确定圆心轨迹线。 瑞典分条法在进行土坡体稳定分析时, 忽略了条块间的相互作用力, 它只满足滑动土体 的整体力矩平衡条件, 而不满足各条块的静力平衡条件, 原则上不是很完善； 但计算的 安全系数偏低,偏于安全。第六章】路基支挡结构路基支挡结构（挡土墙）是用来支撑天然山坡或填土路基边坡以防止山体或土坡坍塌, 保持土体稳定的建筑物。挡土墙分类：按所用材料：石砌体、片石混凝土、素混凝土、钢筋混凝土按修筑位置：路肩式、路堤式、路堑式 按所处环境：一般地区、浸水地区、地震地区按结构形式：重力式、轻型（薄壁式、加筋土式、土钉式、锚杆式、锚定板式、抗滑桩路基在遇到下列情况时可考虑修挡土墙陡坡
14、路堑边坡薄层开挖、路堤边坡薄层填方地段或为加强路堤本体稳定地段 避免大量挖方及降低高边坡和加强坡稳定性的路堑地段不良地质条件下，为加固地基、边坡、山体、危岩或拦挡落石地段水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河滨海路堤地段为节约用地、减少拆迁或少占农田的地段为保护重要的既有建筑物、生态环境或其他特殊需要地段作用在挡土墙上的荷载力系，根据荷载发生的概率分为主要力系、附加力系、特殊力系。一般情况下只要考虑主要力作用。挡土墙压力与挡土墙高度、墙背的倾斜度、形状及粗糙度有关；还与填土的物理力学性质、填土的顶面形状及其上所受荷载有关；墙体刚度、墙后填土的施工方法也有影响。朗肯土压力与库伦土压力的区别（分析方法，
15、适用范围）朗肯（库伦理论的特殊情况）土压力理论假设：土体为散粒介质，填土面水平，墙背垂 直、光滑。库伦土压力理论假设：挡土墙为刚形体，墙后填土为无黏性散粒体地震时建筑物的破坏，主要来自地震水平惯性力分析题：掌握各种挡土墙的原理优缺点 适用范围等重力式挡土墙：主要依靠自身重量抵抗土体和外荷载产生的土压力来维持自身稳定，因此墙体断面尺寸较大， 圬工量大，导致自身重量大，在软弱地基上修建时会因承载力不 够而受到限制。为避免因地基不均匀沉降而引起墙身开裂，须按地质条件的变化和墙高、墙身断面的变化情况设置沉降缝。 同时为防止圬工砌体因收缩硬化和温度变化而产生裂缝，还应设置伸缩缝。一般将两缝合并设置。悬臂
16、式和扶壁式挡土墙：依靠墙身自重和墙底板以上填筑土体的重量（包括列车荷载） 维持挡土墙的稳定。加筋土挡土墙的优点：造价低廉、施工简便、占地面积小、工期短、造型美观。其构成 有：墙面板、拉筋、拉接件、填料、基础、帽石。墙面板作用：阻挡拉、筋间填料从侧向挤出，并保证拉筋、填料、墙面板构成具有一定 形状的整体。拉筋作用：通过拉筋及填料间的摩阻作用而达到外部稳定。拉筋要求：足够的抗拉强度、一定的柔性、与填土间有足够的摩阻力，耐腐性、耐 久性好帽石作用：固定和约束墙面板【第八章】特殊土地区路基软土：滨海、湖泊、谷地、河滩上沉积的天然含水量高、孔隙比大、渗透性差、压缩性 高、抗剪强度和承载力低的软塑到流塑状
