《路基路面工程》第三、四、五章

第一块土： 若E大于零，不稳； 若E小于零，稳定；
第二块土： 若E大于零，不稳； 若E小于零，稳定； 最下面的土块： 若E大于零，不稳； 若E小于零，稳定；
分析步骤： 1. 根据地面变坡点 将土体垂直分成若干 土块； 2. 自上而下计算各 土块的剩余下滑力。 除第一块土体外， 其余土块都要受到 相邻上一土块剩余下滑力的作用。 3. 判断稳定性： 若最后一块土体的剩余下滑力En≤0,则坡体稳 定；若En>0，则坡体不稳定，应采取稳定或 加固措施。
(2)适用条件 缺乏石料地区； 地基承载力差； 填料要求为石质土、砂性土、黄土； 较高的路堤墙或路肩墙。
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第二节 重力式挡土墙的构造 由墙身、基础、排水设施和沉降伸缩缝四部分组成。 1、墙身构造 1)墙身断面形式及其特点 根据墙背倾斜方向不同，墙身可分为仰斜式、垂 直式、俯斜式、凸形折线式、衡重式。形式及特点 见下图。
3）为避免沿河路基挤占河床，防止水流冲刷 路基，可在沿河一侧设臵挡墙。 4）挖方路基上方有较厚的松散覆盖层或滑坡 土体时，可在挖方边坡上方一定位臵设臵挡 土墙防止覆盖层下滑或保持滑坡体稳定。
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2、挡土墙的类型 1）按挡墙位臵分有：路堑墙、路堤墙、路肩墙、山 坡墙；
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2）按墙体材料分有：石砌挡墙、砖砌挡墙、混凝土 挡墙、钢筋混凝土挡墙、加筋土挡墙等。 3）按结构形式分有：重力式、衡重式、半重力式、 悬臂式、扶壁式、锚杆式、柱板式、垛式、桩板式、 预应力锚索式等。
墙背 基底
上墙 衡重台
2) 衡重式 (1)特点 衡重台上土体下压、重心后移，断面经济，墙面 陡直，下墙面仰斜，降低墙高，基坑开挖量小。 (2)适用条件 砂石材料丰富地区； 地面横坡较陡地段； 适用于路堤、路堑边坡；
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3) 锚杆式 (1)特点 由立柱、锚杆、挡板组成，靠锚杆锚 固在山体内,立柱来抵抗土压力，断面 尺寸小，构件可预制。 (2)适用条件 高挡墙，路堤或路堑均可用； 需要使用钻机、压浆机等设备； 对基底承载力要求低或基坑不易开挖。 立壁 4)钢筋混凝土悬臂式 (1)特点： 由立壁、墙趾板、墙踵板、悬臂梁组 成。断面尺寸较小。墙高时钢筋用量大， 立壁 不经济。 (2)适用条件 墙趾板 缺乏石料地区；普通高度路肩墙，地基承 载力差。
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第三节 圆弧法验算路基边坡稳定性 适用条件： 圆弧法适用于粘性土组成的路堤或路堑边坡稳定 性验算。
1. 验算假定 1)边坡土体内产生的破裂面为圆柱面； 2)计算时不考虑土条间的作用力； 3)稳定系数为破裂面上全部抗滑力矩与下滑力矩 之比。 2. 分析步骤 1)确定滑动面圆心 2)计算稳定系数K K = 抗滑力矩/下滑力矩＝MR/MS 3)判断边坡稳定性 若Kmin≥[k] [k]=1.25～1.5，则边坡稳定，否则 应放缓边坡或采取其他措施。
3、确定圆心辅助线的方法 （1）4.5H法
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（2）36法
4.5H法较36法计算精度高但计算繁锁。
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M R R((N i f f cL R N M R ( N f cL) x arcsin R R ( N f f f clcl ) N R i ) R((i N cl K KK R( T T T T) ) M R ( R(R ( Ti ' ) T ) Ti T M R ( N f cL cL) f N Ni f f N cL cL ( T cl ) R N f T ' Ti T K Ti T R ( Q cosT ) cL f T f Qi cos i f Q coscL f N Q cL Qsin Qi sin sin T i T
（2）墙面 综合考虑墙面与墙背协调、地面横坡大小， 横坡较陡时墙面应设为垂直或仰斜1：0.05～1： 0.2。 （3）墙顶 墙身为浆砌时墙顶宽度取50cm，干砌不小于 60cm。 • 60cm.
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（4）护栏 根据公路等级和工程实际、交通安全设臵。护栏 内侧距路面边缘的距离通常不小于0.75cm。 2、基础 （1） 基础形式 1)正常情况——墙身直接砌筑在地基上。 2)扩大基础——地基承载力不足或抗倾覆稳定性 差时设臵。加宽墙趾或墙踵。
浸水路堤Baidu Nhomakorabea料应进行正确选择并采取合理的施 工工艺，尽量减小水位变化对路堤带来的 不利影响。
（二）浸水路堤的高度与断面形式 1.高度
一般浸水路堤的最低设计标高应取设计洪水位加安全 高度0.5m。 路堤外水位可能有壅水、波浪时，路堤高度＝设 计水位+壅水高度+波浪侵袭高度+安全高度。
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2. 断面形式 为便于施工和修复，在普通路堤断面基础上需要 加设台阶或护坡道，宽度。1～2m。
n i hi i 1 n hi i 1
4、荷载当量高度计算 分析路堤边坡稳定性时，除考虑其自重外，还要 将车辆以对路基边坡稳定性最不利进行排列时的行 车荷载换算成当量土柱高度，即以压力相等的土层 厚度替代行车荷载。
当量土柱高度
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0
二、直线法分析路基边坡稳定性 1、适用条件 砂类土（砂土与砂性土），此类土质边坡 在失稳破坏时破裂面基本为平面，故分析是 可采用直线法。 2、均质砂类土路堤边坡 1.分析原理 以稳定系数K值来判断边坡稳定性。
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第四节 折线法（又称为传递系数法） 适用条件： 适用于滑动面为折线 的陡坡路堤（大于1：2.5）、滑坡、 黄土路基或成层状 构造的土石边坡稳 定性验算。
判断边坡稳定性的指标： 剩余下滑力。 剩余下滑力E是土体下滑力T与抗滑力R之差并计入 稳定系数K（取1.25～1.5）。即： E=T-R/K
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仰斜式
垂直式
俯斜式
凸形式
+α
衡重式
+α
-α
α=0
+α -α -α
断面最经济 ，适于路堑 墙或墙趾处 地面平坦地 段。
适宜作 路肩墙 或路堤 墙。
断面最 大，适 于路堤 墙或路 肩。
断面较经 济。适宜 作路肩墙 或路堤墙 。
墙体较高 时断面较 经济但对 地基承载 力要求高 。
2)墙身断面尺寸 （1）墙背坡度 俯斜式：1：0.15～1：0.4 仰斜式不宜过缓以免施工困难，一般陡于1：0.3。 衡重式上墙背：1：0.25～1：0.45，下墙背：1： 0.25，上下墙比例为2：3。
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3、路基边坡稳定性验算基本参数 粘聚力c、内摩阻角φ及土的密度γ是力学验算法 的基本计算参数，这些参数应在实际工程处于最不 利情况时现场取样进行实验确定。 当所分析边坡为多层不同性质土类组成时，采用平均 加权法确定上述参数值。
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1、影响路基稳定性的因素 1) 土质 2) 水的影响 水通过内在和外在两个方面对路基边坡稳 定性造成影响。 一方面，土体含水量增加时，土的抗剪强度会 下降而内部剪应力会增加，造成边坡稳定性 降低； 另一方面，在浸水状况下，水的浮力和水位升 降产生的动水压力也会降低边坡土体稳定性。 因此，水是影响路基边坡稳定性的重要因素。
第四章 挡土墙设计
第一节 挡土墙的类型及使用条件
定义： 能够抵抗侧向土压力，用来支挡天然边坡或人工边坡， 保持土体稳定的建筑物。 1、挡土墙的作用 1）路堑开挖形成的边坡不能 自行稳定时，在坡脚设臵挡 土墙以支撑边坡，达到稳定 边坡、降低边坡高度、减小 工程量、稳定边坡的目的。
2）陡坡上填筑的路堤稳定性不足或征地拆迁量大， 可设臵路肩墙或路堤墙，达到稳定路基、收缩坡脚、 减小填方数量或减少征地拆迁。
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抗滑力 R Q cos tan cL K ＝ 下滑力 T Q sin
当K>1时，土楔体稳定； 当K＝1时，土楔体达到极限平衡状态； 当K<1时，土楔体不稳定，将沿坡面向下滑 动。
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考虑到力学计算法是建立在一定的假设基础上、土工 实验取得的基础计算参数具有一定局限性、施工产 生的偏差以及其他因素影响的复杂性等，同时考虑 工程经济行，K值一般取用1.25～1.5。
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3) 边坡的几何形状 边坡高度大小、坡度陡缓直接影响其稳定 性。过高高度和过陡的边坡将会增加土体下 滑力，不利于边坡稳定。 4) 活载增加 行车荷载增加、坡脚受到冲刷或不正确的 开挖方式将使边坡失去平衡而导致失稳。 5) 地震及其他动荷载影响 2、边坡稳定性设计方法 研究、分析路基边坡稳定性的方法很多， 分为力学验算法和工程地质法两大类。
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• 第五节 浸水路堤边坡稳定性分析 • 定义： • 建筑在桥头引道、河滩及河流沿岸，季节性地或 长期浸水的路堤。
• （一）浸水路堤的特点
• 1. 边坡稳定性受水位升降影响
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2. 边坡稳定性与路堤填料透水性有关 粘土路堤 砂砾石路堤 当水位涨落时产生的动水压力小，验算路基边 坡稳定性是可不予考虑。 中等透水性的亚砂土、亚粘土路堤在水位涨落 时会受到动水压力显著作用，分析边坡稳 定性是应予考虑。
《路基路面工程》
重庆交通大学
土建学院道路工程系
主讲：叶巧玲 Tel:60699604 Email:duming5445@sina.com
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第三章 路基边坡稳定性设计 一、概述 路基边坡稳定性设计的对象： 高填方路堤、深挖方路堑、陡坡路堤、浸水路堤、滑 坡体等不良工程地质和水文地质条件下的路基边坡。 路基边坡稳定性设计的任务： 对路基边坡稳定性进行分析、验算，判断其稳定性并 根据结果寻求安全可靠、经济合理的路基结构形式 和稳定的边坡值，或采取相应的加固措施。
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3)台阶基础——地面横坡较陡，为适应地形变化、减 少基坑开挖工程量。 4)拱形基础——采用拱圈跨国局部地基软弱或无 法设臵基础的地段。
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(2) 基础埋置深度 基础埋深直接影响地基承载力大小、挡墙稳定性、 工程量大小。 1）保证基底承载力达到要求 基础埋臵于天然土层地面下深度不小于100cm。岩石 地基则要求基础嵌入基岩一定深度。
挡板 底板 地梁 牛腿
基座
墙趾板
5)钢筋混凝土扶壁式 (1)特点 由立壁、墙趾板、墙踵板、扶壁组成。沿 悬臂式墙长方向每隔一定距离设臵一道 扶壁，增加墙体刚度和受力效果。断面 尺寸较小。墙高时较悬臂式经济。 (2)适用条件 缺乏石料地区；地基承载力差。 6) 加筋土挡墙 (1)特点 由加筋、墙面板、填土组成，借助填 料与加筋之间的摩擦力平衡墙后土压力； 施工简便，造型美观，对地基适应力强; 墙体较高。
力学验算法又称为极限平衡法，按力学平衡原 理判断稳定性。 根据假定滑动面形状的不同，又将其分为直线 法、圆弧法和折线法三种。 假设： 1)破裂面上的滑动土体视为刚体沿破裂面 作整体移动，不考虑其内部应力分布情况和 局部移动。 2)土体极限平衡状态只在滑动面上达到。 工程地质法又称为类比法，根据大量已成工 程经验数据拟定边坡稳定的参考坡值。
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3、各型挡土墙的特点与适用条件 1) 石砌重力式 墙顶 (1)特点 构造简单、断面尺寸大、墙身重， 墙面 取材容易，因此对地基承载力要 求高，靠自重抵抗墙后土压力作 墙顶 用，施工简易。 (2)适用条件 砂石材料丰富地区； 墙高小于6m，无地震或水流冲 墙面 刷可干砌； 墙体高度大、土压力大时为浆砌；
满足襟边要求
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基础埋深： 2）保证基础不受冲刷 基础应埋臵在冲刷线以下，避免基础或墙 趾下的土层被水淘蚀。基础应臵于冲刷线以 下不小于100cm。 3）有冰冻地区 为防止基础下土层产生冻融而破坏，挡墙基础 应臵于冰冻线以下不小于25cm。