【正文】 治1．正確設(shè)計路基橫斷面。2．選擇良好的路基用土填筑路基。3．采取正確的填筑方法，保證達(dá)到規(guī)定的壓實度。4．適當(dāng)提高路基，防止水分從側(cè)面滲入或從地下水位上升進(jìn)入路基工作區(qū)范圍。5．正確進(jìn)行排水設(shè)計。6．必要時設(shè)計隔離層隔絕毛細(xì)水上升，設(shè)置隔溫層減少路基冰凍深度和水分累積，砂墊層以疏干土基。7．采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物、上體加筋等防護(hù)技術(shù)措施，以提高其整體穩(wěn)定性。 167。26 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面所用的材料，按其不同的形態(tài)及成型性質(zhì)大致可分為三類：(1) (1)松散顆粒型材料及塊料；(2) (2)瀝青結(jié)合料類；(3) (3)無機(jī)結(jié)合料類。 一、抗剪強(qiáng)度材料的抗剪強(qiáng)度由摩擦阻力和粘結(jié)力兩部分組成，摩擦阻力與作用在剪切面上的法向正應(yīng)力成正比。瀝青混合料：礦質(zhì)顆粒之間的摩擦阻力，粒料與瀝青的粘結(jié)力以及瀝青膜之間的粘滯阻力共同形成抗剪強(qiáng)度。瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度與瀝青的粘度、用量、試驗溫度、加荷速率等因素有關(guān)。混合料中的礦質(zhì)粒料因有瀝青涂敷，其摩阻力比純粒料有所下降。瀝青含量越多，φ值下降越多，而集料級配良好，富有棱角時，有助于提高摩阻角。二、抗拉強(qiáng)度瀝青路面、水泥混凝上路面及各種半剛性基層在氣溫急驟下降時產(chǎn)生收縮，這些收縮變形受到約束阻力時，將在結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生拉力，當(dāng)材料的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗上述拉應(yīng)力時，路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生拉伸斷裂。路面材料的抗拉強(qiáng)度：混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力所提供，采用直接拉伸或間接拉伸試驗，測繪應(yīng)力一應(yīng)變曲線，取曲線的最大應(yīng)力值為抗拉強(qiáng)度。直接拉伸試驗：混合料制成圓柱形試件。間接拉伸試驗：劈裂試驗。 瀝青混合料在常溫條件下，試驗溫度增加，抗拉強(qiáng)度減??；在負(fù)溫條件下，溫度降低，抗拉強(qiáng)度增大。三、抗彎拉強(qiáng)度用水泥混凝土，瀝青混合料以及半剛性路面材料修筑的結(jié)構(gòu)層，在車輪荷載作用下，處于受彎曲工作狀態(tài)。由車輪荷載引起的彎拉應(yīng)力超過材料的抗彎拉強(qiáng)度時，路面會產(chǎn)生彎曲斷裂。路面材料的抗彎拉強(qiáng)度，通過簡支小梁試驗評定。四、應(yīng)力——應(yīng)變特性、礫石材料1)由三軸壓縮試驗所得到的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)力—應(yīng)變特性具有明顯的非線性特征。碎、礫石材料的回彈模量值同材料的級配、顆粒形狀、密實度等因素有關(guān)。密實度越高，模量值越大；顆粒棱角多，模量高。采用單軸、三軸壓縮小梁試驗方法?！獮r青混合料在荷載作用之下的應(yīng)變具有隨溫度和荷載作用時間而變化的特性。 當(dāng)瀝青混合料受力較小，且力的作用時間十分短暫時，處于彈性狀態(tài)并兼有彈粘性性質(zhì)。當(dāng)瀝青混合料受力較大，且力的作用時間較長時，應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系呈現(xiàn)出彈性，彈——粘性和彈——粘——塑性等不同性狀。應(yīng)力——應(yīng)變特性關(guān)系：勁度模量St,T表征。瀝青混合料的勁度模量實質(zhì)上就是在特定溫度與特定加荷時間條件下的常量參數(shù)。瀝青混合料的勁度模量可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀缓徒煌l件，選擇恰當(dāng)?shù)脑囼灉囟群图雍蓵r間，用單軸壓縮，三軸壓縮或小梁試驗方法進(jìn)行測定。167。27 路面材料的累積變形與疲勞特性路面結(jié)構(gòu)在荷載應(yīng)力重復(fù)作用下，可能出現(xiàn)的破壞圾限狀態(tài)有二類：，——塑性變形的累積，——破壞極限狀態(tài)；，——結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生微量損傷——疲勞斷裂——破壞極限狀態(tài)。水泥混凝土路面——彈性工作狀態(tài)——出現(xiàn)疲勞破壞；瀝青路面在低溫環(huán)境中——彈性工作狀態(tài)——出現(xiàn)疲勞破壞，在高溫環(huán)境中——彈塑性工作狀態(tài)——出現(xiàn)累積變形。在季節(jié)性溫差很大的地區(qū)，瀝青路面兼有疲勞破壞和累積變形兩種極限狀態(tài)。無機(jī)結(jié)合料處治的半剛性路面材料——彈性狀態(tài)——疲勞破壞；粘土為結(jié)合料的碎、礫石路面——彈塑性狀態(tài)——塑性變形的累積。一、累積變形、礫石混合料碎、礫石混合料在重復(fù)應(yīng)力作用下的塑性變形累積規(guī)律同細(xì)粒土相似。級配不良、顆粒尺寸單一的混合料，在應(yīng)力重復(fù)作用很多次以后，塑性變形仍有增大趨勢。含有細(xì)粒過多的混合料，由于混合料密實度降低，變形累積過大，因此均不宜用于修筑路面。重復(fù)應(yīng)力作用下變形累積：單軸壓縮試驗或重復(fù)作用三軸壓縮試驗來進(jìn)行。影響累積變形的因素，除了溫度、應(yīng)力大小以及加荷時間之外，同集料的狀況也有關(guān)系。二、疲勞特性疲勞破壞：路面材料在低于極限抗拉強(qiáng)度下經(jīng)受重復(fù)拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而最終導(dǎo)致破壞。疲勞壽命：導(dǎo)致材料最終破壞的荷載作用次數(shù)。路面材料的疲勞特性：與荷載應(yīng)力（應(yīng)變）、荷載作用次數(shù)有很大關(guān)系。1．水泥混凝土及無機(jī)結(jié)合料處治的混合料小梁試件施加重復(fù)應(yīng)力。重復(fù)彎拉應(yīng)力與極限彎拉應(yīng)力值之比稱為應(yīng)力比。無機(jī)結(jié)合料處治的混合料其疲勞特性同水泥混凝土相類似，但疲勞極限明顯比水泥混凝土低。瀝青混合料疲勞特性的室內(nèi)試驗：小梁試件，進(jìn)行反復(fù)彎曲疲勞試驗，圓柱形試件進(jìn)行間接拉伸疲勞試驗。兩種試驗方法：控制應(yīng)力和控制應(yīng)變試驗。控制應(yīng)變所得到的材料疲勞壽命比控制應(yīng)力所得到的結(jié)果的大得多。各級荷載作用下材料的疲勞損壞疊加。疲勞破壞是路面結(jié)構(gòu)損傷的主要現(xiàn)象，路面材料的抗疲勞性能直接關(guān)系到路面的使用壽命。提高路面的抗疲勞性能：合理的材料設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。影響瀝青混合料疲勞特性的因素：瀝青混合料的密實度、勁度、瀝青含量、集料特性、溫度及加載速度等。第三章 一般路基設(shè)計167。31 路基設(shè)計的一般要求路基是路面的基礎(chǔ)，承受著本身土體的自重和路面結(jié)構(gòu)的重量傳遞下來的行車荷載。路基設(shè)計根據(jù)路線平、縱、橫設(shè)計，精心布置，確定標(biāo)高。路基承受的行車荷載，主要作用在應(yīng)力作用區(qū)范圍之內(nèi)。 路基的整體結(jié)構(gòu)中包括各項附屬設(shè)施。 一般路基：指在良好地質(zhì)與水文等條件下，填方高度和挖方深度不大的路基?！x用典型斷面圖。特殊路基：對于超過規(guī)范規(guī)定的高填、深挖路基，以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基?！M(jìn)行個別設(shè)計和驗算。167。32 路基的類型與構(gòu)造路基橫斷面的典型形式——路堤、路塹和填挖結(jié)合等三種類型。路堤：指全部用巖土填筑而成的路基。路塹：指全部在天然地面開挖而成的路基。半填半挖路基：當(dāng)天然地面橫坡大，且路基較寬，需要一側(cè)開挖而另一側(cè)填筑時，為填挖結(jié)合路基。一、路堤按路堤的填土高度不同，劃分為矮路堤、高路堤和一般路堤。矮路堤：；高路堤：填土高度大于18m(土質(zhì))或20m(石質(zhì))的路堤；一般路堤：。矮路堤常在平坦地區(qū)取十困難時選用，滿足最小填土高度的要求。高路堤的填方數(shù)量大，占地多，需進(jìn)行個別設(shè)計。二、路 塹路塹橫斷面形式有全挖路基、臺口式路基及半山洞路基。路塹以下的天然地基，要人工壓實至規(guī)定的密實程度。三、半填半挖路基半填半挖路基兼有路堤和路塹兩者的特點，上述對路堤和路塹的要求均應(yīng)滿足。 167。33 路基設(shè)計一般路基設(shè)計包括以下內(nèi)容：(1) (1)選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度；(2) (2)選擇路堤填料與壓實標(biāo)準(zhǔn)；(3) (3)確定邊坡形狀與坡度；(4) (4)路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計；(5) (5) 坡面防護(hù)與加固設(shè)計；(6) (6) 附屬設(shè)施設(shè)計。一、路基寬度路基寬度：行車道與路肩之和。具體寬度見《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》2004。二、路基高度路基高度：路堤的填筑高度和路塹的開挖深度，是路基設(shè)計標(biāo)高與地面標(biāo)高之差。路基高度：中心高度和邊坡高度。三、路基邊坡坡度路基邊坡坡度：邊坡高度與邊坡寬度之比值。邊坡坡度大?。哼吰峦临|(zhì)、巖石性質(zhì)、水文地質(zhì)條件。：一般路堤：按規(guī)范選用。高路堤：單獨設(shè)計。：土質(zhì)路塹邊坡：邊坡高度、土的密實程度、地下水、地面水。巖石路塹邊坡：巖石種類、風(fēng)化程度、邊坡高度——工程經(jīng)驗。四、路基壓實：在最佳含水量條件下，采用一定的壓實功能可以達(dá)到最大的密實度。路基土在最佳含水量狀態(tài)下進(jìn)行壓實可以提高路基的抗變形能力和水穩(wěn)定性。：壓實度：應(yīng)達(dá)到的干密度絕對值與標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗得到的最大干密度之比值的百分率。167。34 路基附屬設(shè)施一、取土坑與棄土堆合理選擇地點：、數(shù)量、用地、運輸條件。、因地制宜，綜合考慮，維護(hù)自然平衡，借之有利、棄之無害。二、護(hù)坡道與碎落臺：作用：保護(hù)路基邊坡穩(wěn)定性。設(shè)置：挖方坡腳、變坡處。：作用：供零星土石碎塊下落是臨時堆積，保護(hù)邊溝不致阻塞，也有護(hù)坡道作用。設(shè)置：挖方邊坡坡腳。三、堆料坪與錯車道：設(shè)置：路肩外緣。：設(shè)置：單車道公路。第四章 路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計167。41 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法一、邊坡穩(wěn)定原理滑動面的形狀與土質(zhì)有關(guān)。對于粘性土——圓柱形、碗形。對于松散的砂性土及砂土——平面。如果下滑面是單一平面——靜力平衡問題。如果下滑面具有二個破壞面——超靜定問題。求解這些靜不定問題——作出某些假設(shè)：，按平面問題來處理。(石)土具有較大的內(nèi)摩擦角和較小的粘聚力，邊坡滑坍時，破裂面近似平面——直線破裂面法。3．粘性土具有較大的粘聚力，而內(nèi)摩擦角較小，破壞時滑動面有時象圓柱形象碗形，通常近似于圓曲面——圓弧破裂面法。在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時的假設(shè)：1．不考慮滑動土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布。2．認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動面上達(dá)到，滑動土體成整體下滑。3．極限滑動面位置要通過試算來確定。二、邊坡穩(wěn)定性分析的計算參數(shù)(一)土的計算參數(shù)邊坡穩(wěn)定性分析所需土的試驗資料：：原狀土的容重γ(KN／m3)、內(nèi)摩擦角φ(176。)和粘聚力c(kPa)。：與現(xiàn)場壓實度一致的壓實土的試驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包括壓實后土的容重、內(nèi)摩擦角，粘聚力。邊坡由多層土體所構(gòu)成：對于直線法和圓弧法可通過合理的分段，直接取用不同土層的參數(shù)值。用綜合土體邊坡穩(wěn)定性分析，可采用加權(quán)平均法。(二)邊坡的取值對于折線形或階梯形邊坡，取平均值或坡腳與坡頂?shù)倪B線。(三)汽車荷栽當(dāng)量換算在邊坡穩(wěn)定性分析時，將車輛按最不利情況排列，將車輛的設(shè)計荷載換算成當(dāng)量土柱高(即以相等壓力的土層厚度來代替荷載)，以h0表示。 當(dāng)量土柱高度的計算式為 式中：N橫向分布的車輛數(shù)，單車道N=1,雙車道N=2； Q——每一輛車的重力，kN； γ路基填料的容重，kN／m3； L汽車前后軸(或履帶)的總距，m； B橫向分布車輛輪胎最外緣之間總距。三、邊坡穩(wěn)定性分析方法路基邊坡穩(wěn)定性分析方法——力學(xué)分析法和工程地質(zhì)法。數(shù)解法：假定滑動面，按力學(xué)平衡原理進(jìn)行穩(wěn)定性分析，找出極限滑動面。圖解或表解法：在計算機(jī)和圖解分析的基礎(chǔ)上，制定成圖或表，用查圖法或查表法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。：根據(jù)不同土類及其所處的狀態(tài)，經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐和大量的資料調(diào)查，擬定邊坡穩(wěn)定值的參考數(shù)據(jù)，在設(shè)計時，將影響邊坡穩(wěn)定的因素作比擬，采用類似條件下的穩(wěn)定邊坡值。（一）力學(xué)分析法適用于砂土和砂性土。計算公式：先假定路堤邊坡值，然后通過坡腳A點，假定3—4個可能的破裂面，求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)Ki值，得出Ki與ωi的關(guān)系曲線。在關(guān)系曲線上找到最小穩(wěn)定系數(shù)值Kmin，及對應(yīng)的極限破裂面傾斜角ω值。砂性土：c=0K。適用于邊坡有不同的土層、均質(zhì)土邊坡，部分被淹沒、均質(zhì)土壩，局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺階形的粘性土的路堤與路塹。 1)圓弧法的基本原理與步驟 圓弧法：將圓弧滑動面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計算每一土條沿滑動面的下滑力和抗滑力，然后疊加計算出整個滑動土體的穩(wěn)定性。 假定：土為均質(zhì)和各向同性；滑動面通過坡腳；不考體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響，土條不受側(cè)向力作用，或雖有側(cè)向力，但與滑動圓弧的切線方向平行。圓弧法的基本步驟如下：(1)通過坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動面AB，其半徑為R，沿路線縱向取單位長度1m。將滑動土體分成若干個一定寬度的垂直土條，其寬一般為24m，如圖所示。(2)計算每個土條的土體重G(包括小段土重和其上部換算為土柱的荷載在內(nèi))。G——法向分力Ni、切向分力Ti；α為該弧中心點的半徑線與通過圓心的豎線之間的夾角。(3)計算每一小段滑動面上的反力(抵抗力)。(4)計算滑動力矩和抗滑力矩?；瑒恿? 抗滑力矩 (5)求穩(wěn)定系數(shù)值 2)假定幾個可能的滑動面，按上述步驟計算對應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)。在圓心輔助線MI上繪出，穩(wěn)定系數(shù)對應(yīng)于圓心的關(guān)系曲線，在該曲線最低點作圓心輔助線MI的平行線，與曲線相切的切點對應(yīng)的圓心為極限滑動面圓心，對應(yīng)的滑動面為極限滑動面，相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)為極限穩(wěn)定系數(shù)。3)確定圓心輔助線(1)4．5H法(2)36176。線法4穩(wěn)定系數(shù)K取值：均質(zhì)、直線形邊坡路堤，滑動面通過坡腳，坡頂為水平并伸至無限延遠(yuǎn)。167。42 陡坡路堤穩(wěn)定性一、陡坡路堤當(dāng)陸地修筑在陡坡上，且地面橫破大于1：，路基不僅要分析路堤邊坡穩(wěn)定性，還要分析路堤沿陡坡或不穩(wěn)定山坡下滑的穩(wěn)定性。陡坡路堤邊坡穩(wěn)定性分析假定路堤整體沿滑動面下滑，邊坡穩(wěn)定性分析方法可按滑動面形狀的不同分為直線和折線兩種方法。二、陡坡路堤邊坡穩(wěn)定性分析方法基底為單一坡面，土體沿直線滑動面整體下滑時，可用直線滑動面法。公式：Ｋ＝(Ｑ＋Ｐ)c