JTGD30-2004 公路路基设计规范(条文说明).doc

附件：公路路基设计规范条文说明中华人民共和国交通部行业标准公 路 路 基 设 计 规 范Specifications for Design of Highway SubgradesJTGD302004条 文 说 明主编单位：中交第二公路勘察设计研究院1总则1.0.2 本规范适用范围为新建、改建公路的路基设计，其它公路的路基设计亦可参照使用。1.0.3路基由路基本体和路基设施组成。路基本体是指路基断面中的填挖部分；路基设施是指为确保路基本体的稳定性而采用的必要的附属工程设施，它包括排水设施和防护支挡加固设施。路基是路面的基础，必须确保路基长期稳定，防止产生病害。因此，必须扭转把路基工程当成一般土石方工程的简单化观念，真正把路基工程视与桥隧工程同等重要的结构工程。 1.0.5针对过去路基设计中，由于地质条件未探明，致使施工开挖后，设计与实际情况不符，或者对复杂地质情况下，施工方法与工艺不当，产生了新的病害等情况，本条强调必须探明山体和地基的水文地质与工程地质条件，使设计符合实际。1.0.7 从南方几条山区高速公路731处挖方高边坡调查情况看，在土质或类土质（全强风化层）路堑边坡高度大于20m ，岩石路堑边坡、土质与岩石组成二元结构的路堑边坡高度大于30m的高边坡中，稳定性差与不稳定的高边坡占41.7%，尚不包括施工程序和施工工艺不当所引起的边坡失稳，因此，稳定性差与不稳定的高边坡所占比例很大。为解决高边坡稳定性，确保高速公路安全，高边坡加固中采用了大量预应力锚索（杆）、抗滑桩或抗滑挡墙等，不仅工程造价高，而且对周围环境产生影响。山区地形复杂，受高速公路路线平面和纵面技术标准限制，路堤边坡高度达到20m30m，有的工程设计路堤边坡高达40m50m，并常与陡坡路堤相伴生，存在边坡稳定性不足和路堤不均匀变形问题。同时将占用大量良田，从整个社会经济综合效益考虑，高路堤往往不是最佳工程方案。综上所述，应对路堤边坡高度和挖方边坡高度进行适当限制，在初步设计阶段加大围绕路基高边坡稳定问题所进行的路线方案比选力度，是十分必要的。在进行方案比选时，既要考虑建设期间的工程量、施工方法等因素，又要考虑运营期间因路基病害所增加的养护维修工程量和因此造成的运营效益损失，还要考虑整个社会效益。在工程投资相差不多的情况下，应优先选用桥隧工程以及采用新技术、新工艺、新材料的工程方案。1.0.11动态设计是路基设计的基本原则。动态设计是根据施工中反馈的信息和监测资料完善设计，是一种客观求实、准确安全的设计方法，适用于路基施工阶段，是施工图设计的延伸。因此，动态设计必须以完整的施工设计图为基础，严禁打着“动态设计”的旗号，进行“边施工、边设计”。3一般路基3.2.1、3.3.2路基压实标准一直是大家关注的问题。为了消减路基差异变形，减少桥头跳车问题，大家都主张提高路基压实度标准，本次修订时，根据高速公路建设经验，将路基压实度进行了调整，分别提高13%，并将零填及路堑路床压实厚度由0.30m（上路床）改为0.80m（上、下路床）。湿粘土、红粘土、高液限土、膨胀土、盐渍土等特殊土作为填料时，应采取各种有效技术措施，使之达到重型压实试验法的压实度要求。但提高压实度十分困难，也不经济时，可根据试验路研究成果确定压实度要求、或者按本规范表3.3.1、表3.3.2规定适当降低13%。3.3.1原规范JTJ01395规定了上、下路床及路堤填料的最小强度（CBR）要求，作为路基填料选择的依据，对保证路基填筑质量起到了重要作用。但在规范执行中也存在争议，认为现行CBR测试采用饱水4天的试验状态，而高速公路路堤多处于中湿和干燥状态，试验状态与路基土实际状态不一致。CBR3的土，一般属于特殊土，国内大多从静荷载角度研究其工程性质，尚未考虑在汽车循环动荷载作用下的路基土长期性能的变化。根据Powell等人试验研究，动模量与CBR值对应关系为：Ed=17.6CBR0.64；湖南省交通科研院研究了临长高速公路全风化花岗岩的动态疲劳特性，提出了全风化花岗岩（为高液限土）应用于高速公路路基的动强度和动模量的设计指标（见下表），路基顶面的动应力设计值为50KPa。研究表明，在不利含水量时，CBR3时，土的动强度也不能满足要求，说明了现行CBR设计指标的合理性。 路基填料动模量控制指标路基部位下路堤上路堤路床CBR（%）358动模量（MPa）Ed35.649.366.6另一方面，从已建高速公路路基土的含水量调查来看，经过干湿循环、冻融循环后，路基土的含水量比竣工时含水量高出25%，压实度下降。说明在自然因素影响下，路基土的性能产生了变化。综上所述，路基填料设计时，必须考虑干湿循环、冻融循环等自然因素对路基土长期性能的影响，以及汽车动荷载作用下的路基永久变形问题。因此，本次修订仍维持原规范JTJ013-95的有关规定。3.3.6填方路基与桥梁、涵洞、通道相邻处，常有跳车现象，其主要原因是路堤压实度不够。为了消除这种跳车现象，各地进行了许多研究，本规范通过总结经验，提出了高速公路、一级公路路堤与桥台、横向构造物（涵洞、通道）等连接处设置过渡段，并将路堤压实度提高至96%。对于修建沥青混凝土和水泥混凝土路面的其他等级公路，可参考执行。3.3.73.3.9护肩路基、砌石路基、护脚路基具有经济适用等特点，使用效果较好，在山区公路中应用较广。设计时，应注意护肩、砌石宽度不应超过土路肩的宽度，地基应稳定，泥质页岩、千枚岩、泥灰岩等软质岩石不能使用。砌石路基仅适用于低等级公路。3.4.1表3.4.1路堑边坡坡度系按土质比较均匀，无不良地质现象和无地下水的条件下规定的土质挖方边坡最小坡度值。具体设计时，应根据气候、地质及其他自然因素等现场调查分析的结果，结合边坡高度，进行土质挖方边坡设计。3.4.2岩石路堑边坡的稳定性分析和设计比较复杂，除受其岩性、边坡高度及施工方法等因素影响外，还在很大程度上取决于岩体结构、结构面产状及风化程度。如何正确地判断和权衡诸因素对边坡稳定性的影响程度，进行较为准确可靠的定量分析和边坡稳定性评价，目前还是一个有待研究的课题，尚没有统一、完善的方法。岩石路堑边坡的稳定性主要由岩体结构控制的，本次规范修订时，参照建筑边坡工程技术规范GB503302002表12.2.2，结合公路边坡特点和经验，按照边坡岩体类型制订表3.4.2，对于边坡高度不大于30m时，无外倾软弱结构面的岩质边坡，可参照表3.4.2确定。由于我国幅员辽阔、地形地质、气候变化较大，各地在执行本规范过程中，应根据这一思想，注意研究和积累各种边坡岩体类型在不同边坡高度时的稳定坡度，以供下次规范修改。岩石路堑的设计有时受施工工艺、施工方法的影响较大。例如在较高的硬质岩石路堑中，常规的爆破开挖方法由于冲击和震动作用，使路堑边坡岩体破碎、松动，常造成运营期间的掉块、落石或滑坡坍塌等病害。对高速公路、一级公路来说，常规的爆破开挖方法很难保证其安全性。因此不能简单的利用自然岩体特性设计，必须考虑爆破松动后的岩体特性进行设计。采用光面、预裂爆破技术能够很好地解决上述问题，柳桂等高速公路的光面爆破工程证明：对于石质路堑，采用光面、预裂爆破可提高路堑边坡工程质量，最大限度地减少开挖时对边坡的破坏，施工后形成的路堑边坡岩体稳定、平整美观，值得大力推广应用。3.4.7通过对山区高速公路建设情况调研，当土质路堑边坡高度超过20米、岩质路堑边坡高度超过30米后，地质情况较为复杂，路堑边坡稳定性比较差，采用一般设计尚不能保证边坡稳定，变更设计较多。本规范规定土质路堑边坡高度超过20米、岩质路堑边坡高度超过30米的路段须进行个别设计。3.5.13.5.6半填半挖路基在山区高速公路中分布广，路基填挖之间常因差异沉降变形而使路基产生开裂问题，影响路基路面稳定。根据近年来山区高速公路建设经验，本条文规定了填挖之间处理措施，供设计参考。1) 半填半挖路基的填方区基底多处于陡坡上，填挖之间的路基稳定性较差。为解决此问题，有些设计采用在陡坡上横向加铺土工格栅，以求提高路基填挖之间稳定性，从工程实践效果看，对提高填挖之间处于陡坡上路堤稳定的作用效果不显著，又增加了投资。故条文3.5.4规定当填挖之间路基稳定性不够时，应根据地形地质条件，在路堤边坡下方设置浆砌片石护脚、挡土墙等支挡工程。2) 半填半挖路基路面产生变形破坏，多数情况是由于地下水所引起的。从调研情况看，凡是设置了完善的地下排水系统，都没有发现路基病害，3) 为消减填挖之间的差异变形，有的高速公路在按规定压实度填筑后，再用冲击式振动压路机或者强夯进行增强补压，经处理后路基面比原路基面要低3050mm，个别路段可达100mm，说明其效果较显著，但冲碾后易使表层土松散。冲击式振动压路机或强夯适用于路床底面以下的路堤增强补压。3.6.1、3.6.2高边坡路堤与陡斜坡地基上的路堤至今没有明确的界定，本规范规定当边坡高度超过20m的路堤为高边坡路堤；地面横坡坡度超过1：2.5 的路堤为陡斜坡路堤。从调查的情况看，出现稳定性问题较多的、值得关注的仍然是这两类路堤，因此，规范强调将其作为一种重要的结构单独进行地质勘察和设计，强调综合设计和动态设计的重要性。3.6.3地基勘察对保障高边坡路堤和陡斜坡路堤的设计质量非常重要，很多路堤出现问题与场地地质条件不明有密切关系。现行公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）已对高边坡路堤、陡斜坡路堤地基的初勘和详勘提出了明确的要求，但详勘时钻孔的数量偏少，宜适当增加钻孔的数量，并与物探相配合，勘察线应沿垂直边坡布置，以充分地掌握场地条件，获得稳定性分析所需的物理力学指标。3.6.4从调研情况看，高速公路、一级公路高路堤按照规范JTJ013-95规定的压实度要求填筑，还存在一定的工后压缩变形，影响路面平整度。近年来，各地对此展开了一定的研究，并采用冲击式振动压路机或强夯等措施来提高路基压实度，以减少高路堤工后压缩变形，取得了良好效果。因此，执行本规范时，应按表3.2.1、表3.3.2严格控制高路堤的压实度。3.6.5高路堤边坡坡面已比较宽阔，宜采用台阶式，边坡坡率应根据填料的性质和地基条件由稳定分析计算确定。在地形许可情况下，宜适当放缓边坡。边坡坡度太缓必然会增加占地，设计中应和其他加固稳定方案，如进行地基处理、加筋、挡墙、甚至桥梁等方案，从技术、经济、环境保护等方面进行比选。3.6.6路堤稳定性计算涉及到地基土、路堤填土、控制性层面等强度参数。针对不同的地基情况，选择采用室内试验、现场试验等不同的方法确定强度参数。实际情况比较复杂，无论是室内试验还是现场测试，所得到的结果都是取样点或试验点的强度参数，应结合现场条件，综合分析确定强度参数。另一方面，目前设计中对路堤填土强度参数取值的随意性较大，应加强有关的室内试验工作。路堤填土的力学行为较为复杂，除具有非饱和特性以外，在一定的条件下还具有超固结特性，其强度在较大程度上取决于土的初始密度和含水量。通过对贵遵高速公路、柳桂高速公路、太旧高速公路和昆曲高速公路的试验路堤段填土进行的室内直剪试验，以及对路堤实际含水状况的分析，得出：抗剪强度随含水量的变化呈现出峰值特性，峰值出现于小于最优含水量一侧；采用饱水试件进行试验获得指标用于设计，会过低估计路堤在一般情况下的整体力学特性。因此，推荐对路堤的整体稳定性分析，采用根据击实曲线按要求的压实度对应的较高含水量制备试样试验确定抗剪强度指标；对坡面局部破坏、填方与原地基结合部排水不良引起的破坏，采用饱水试件试验确定抗剪强度指标。要考虑压实填土的非饱和特性和超固结特性进行路堤的稳定分析，无论在试验方法上还是在计算上，在目前都是困难的。目前国内外的有关规范，对填土，仍然以采用直剪快剪或三轴不排水剪试验方法获得强度参数、值为主。高填方路堤大多数为土石混填路堤，试件尺寸对强度参数、值的影响较大。国内外的研究结果表明：小直径三轴试验内摩擦角偏大，目前国内外大都以300mm直径的三轴仪作为常规试验的通用设备，我国水利部门已普遍采用，我国也有多个厂家生产。因此，对土石混合填料路堤，推荐将300mm的三轴仪作为强度参数、值试验必须采用的试验仪器，能进行正应力稳定控制的大型直剪仪也可采用。大多数地基土通常处于正常固结状态。对地基土的强度参数、值，重庆交通科研设计院在“公路路基结构的可靠性研究”课题中，从地基土的受力状态、不同试验方法获得的强度参数的实质、及不同试验方法获得的强度参数变异性等方面予以了分析，建议采用直剪的固结快剪或三轴剪的固结不排水剪试验获得地基土的强度参数、值。斜坡地基上路堤的稳定性主要受控制性层面土层强度参数的影响。控制性层面土层往往比较复杂，可能是路堤底部填土、地基覆盖土层或者是潜在的软弱层，也可能是路堤与地基的接触面或是地基覆盖土层与岩层的接触面。从工程实践分析，主要影响因素还是这些土层的结构面横坡度，设计中予以重视。3.6.7在一般情况下，路堤的堤身、路堤和地基的整体滑动面接近圆弧。对圆弧滑动面，简化Bishop法被认为是目前相对比较精确而又可实际普遍采用的稳定性分析方法。常见的简化Bishop法表达式采用有效应力指标，在实际工程中难以应用。重庆交通科研设计院在“公路路基结构的可靠性研究”课题中，结合前人的研究成果，并考虑到地基和路堤采用不同的强度参数指标，提出了以总应力强度参数和地基平均固结度U表达的稳定系数计算式（3.6.7-1）。当U=0时，计算的是路堤快速填筑，地基未固结的情况，可用于填筑速度较快时路堤施工期间的稳定性分析。当U=1时，计算的是路堤填筑速度慢，地基完全固结的情况，可用于填筑速度较慢时路堤施工期间的稳定性或路堤在营运期间的稳定性。当路堤填筑速度使地基固结度处于01之间时，可结合地基的沉降分析或实测结果估计地基的平均固结度代入式中进行计算。路堤沿斜坡地基或软弱层带的滑动，一般为任意滑动面。对于任意形状滑面，采用严格条分法（如Spencer法）方能得到满意的解答，而目前国内广泛采用非严格条分法中的不平衡推力法。重庆交通科研设计院在交通建设西部项目中，对不平衡推力法进行了研究分析，得出：当滑面光滑且条分很小时，这种方法计算出来的稳定系数大致与简化Bishop法相当，而当滑面不光滑、条块下滑面夹角很大时，则算得的稳定系数偏大，与严格条分法的误差很大且偏于危险，这种情况下，显然不能应用。为了修正这一误差，必须保证每条块下滑面夹角小于10，这样就能算出合理的结果。考虑到历史上的原因，以及计算比较简单，仍建议对任意形状滑面采用不平衡推力法。但必须做到条分合理或对某些滑面作些局部调正，以确保每条块下滑面夹角小于10。影响路堤稳定性的因素很多，也很复杂，无法在稳定性计算中完全考虑到。对于稳定性计算结果，应结合场地条件和工程地质类比法，进行工程判断，综合分析评价路堤的稳定性。3.6.8稳定安全系数的取值涉及到技术经济因素，要确定出完全合理的安全系数非常困难。在目前山区公路路堤设计中，处于沟谷相软弱地基上的路堤，常按公路软基路堤设计与施工技术规范（JTJ01796），采用瑞典法、快剪指标及其相应的安全系数1.1进行设计和控制。对斜坡上的路堤和一般地段的高边坡路堤，按原规范（JTJ095-013）进行设计，安全系数采用1.25。重庆交通科研设计院在在“路堤稳定性设计方法”课题中，通过对目前相关行业边坡稳定安全系数取值的对比分析，结合路堤实际破坏概率情况和“公路路基结构的可靠性研究”课题研究成果，得出：现行公路软基路堤设计与施工技术规范和原规范（JTJ095-013）确定的安全系数基本是合理的。以此为基础，分析提出了考虑不同稳定计算方法和地基强度指标试验方法的稳定安全系数取值。通过多个算例的比较得出：简化Bishop法计算结果比瑞典条分法平均大6.5%左右。对9个路堤段分别采用瑞典法、快剪指标与本规范推荐的简化Biahop法公式（3.6.7-1）、固结快剪指标进行对比计算，得到了计算方法、强度指标不同时的稳定系数。结果表明：（1）地基情况对计算结果有较大的影响。采用简化Biahop法、固结快剪指标、地基平均固结度U=0.0计算得到的稳定系数KB0与采用瑞典法、快剪指标计算的稳定系数KU相比，对软弱地基上的路堤或地基土渗透性相对较差的非软弱地基上的路堤，KB0较KU平均增大6%7%左右。考虑地基随路堤填筑完全固结，采用简化Biahop法、固结快剪指标、地基平均固结度U=1.0计算得到的稳定系数KB1，对软弱地基上的路堤，KB1较KU平均增大73%；对地基土渗透性相对较差的非软弱地基上的路堤，KB1较KU平均增大22%。（2）对地基土渗透性较好的非软弱地基路堤，当快剪指标与固结快剪指标相差不大时，KB0小于KU，平均小28%左右。此时，地基土随路堤填筑所处的实际状况更接近固结快剪，按固结度U=1.0计算更合理，稳定系数KB1较KU平均增大17%左右。从港口工程地基基础设计规范稳定安全系数取值看，当采用相同计算方法（瑞典法），而地基土采用快剪和固结快剪两种不同的强度指标，安全系数取值由1.11.2增加到了1.21.3，采用固结快剪指标比采用快剪指标，安全系数提高了8%10%。采用瑞典法，不考虑地基固结情况，实际上是设定地基平均固结度为U=1的结果。采用本规范Bishop法公式（3.6.7-1），取地基平均固结度U=0.0计算时，算例的稳定系数结果较采用瑞典法、快剪指标平均大6%，与Bishop法较瑞典法计算结果增大的平均数值相当，说明，在这样的地基条件下，土性指标的变更基本未引起计算结果的变化。计算方法由瑞典法变更到简化Bishop法，安全系数由1.1提高到1.11.06=1.166，取1.2。KB1较KU平均增大17%左右，KB1较KB0更接近KU，在计算中设定地基平均固结度U=1，安全系数由1.25提高到1.251.17=1.46，取1.45。当地基土采用相同的指标，只考虑计算方法引起的结果变化，简化Bishop法较瑞典法平均增大6%，如采用简化Bishop法、快剪指标进行计算，安全系数可提高到1.251.06=1.325，取1.35。如将指标的变更考虑在内，按港口工程地基基础设计规范固结快剪较快剪安全系数提高了8%考虑，安全系数可提高到1.351.08=1.458，则与算例得出安全系数1.46基本一致。为便于工程应用，保留了快剪指标，推荐采用固结快剪指标。综合上述，本规范表3.6.8所列的稳定安全系数是考虑了稳定计算方法、地基强度指标试验方法和地基土条件综合分析得出的。3.6.10本规范结合高边坡路堤和陡斜坡路堤的破坏特点提出了稳定性监控设计应当考虑的内容、观测项目及布置要求。由于地质勘探存在一定的局限性，同时设计中也无法完全模拟施工状态，通过动态监控，既能根据施工中反馈信息，验证和完善设计，有效地控制施工速率，保证路堤的稳定性；又能根据沉降监测资料，定量分析评价路堤的工后沉降，为后合理的确定路面的铺筑时间，保证路面质量和服务水平。因此，高边坡路堤及陡斜坡路堤施工监测与动态设计是非常重要的。山区路堤所处的地形、地基、填料情况十分复杂，国内虽然对高路堤的工后沉降控制进行了研究，但获得的成果有一定的局限性，本规范还难以给出高路堤工后沉降控制标准。重庆交通科研设计院在四川成雅高速公路上对全线高路堤进行了沉降观测，结合通车后出现不均匀沉降的情况，以及结合对广西南宁桂林高速公路不均匀沉降情况实测结果，分析得出：为控制路基不均匀变形，路堤的工后沉降控制标准为40mm较为合适，可参考采用。3.7.2 边坡勘察边坡工程地质勘察中用单一的钻探往往难以达到预期效果，采用多种手段（斜孔、井槽、探槽、物探）的综合勘察，对于查明岩体结构构造是非常有效的。边坡勘察线应沿垂直边坡布置，勘察范围应包括可能影响边坡稳定的区域。3.7.3边坡岩土体力学参数岩体力学参数不易获得，由于岩体（特别是结构面）的现场剪切试验试验比较困难、试验时间较长、费用较高等原因，通过测试确定岩体性质指标（包括结构面的抗剪强度指标），当前并非所有工程都能做到。本规范参照工程岩体分级标准GB50218-94表C.0.2并结合国内一些测试数据、研究成果及工程经验提出表3.7.3-1和表3.7.3-2供工程勘察设计人员使用。对破坏后果严重的的岩石边坡的力学参数应通过现场测试获取。岩石标准值是对测试值进行误差修正后得到反映岩石特点的值。由于岩体中或多或少都有结构面存在，其强度要低于岩石的强度。当前不少勘察单位采用水利水电系统的经验，将岩石的粘聚力c乘以0.2、内摩擦角乘以0.8作为岩体的c、值。参照建筑边坡工程技术规范GB50330-2002表4.5.4并结合国内公路部门的经验后，认为岩体的c值可采用水利水电系统的经验，岩体的值采用表3.7.3-3。土体力学参数试验获取较容易，结果可用性较好。推荐采用原位剪切试验获取边坡土体力学参数。水对边坡稳定性的影响主要有两方面：降低边坡土体强度参数、产生不利边坡稳定的水压力。基于这两种影响，在土坡稳定性分析中对水的处理有不同的考虑方法：水土合算、水土分算。本节对不同的考虑方法的力学强度指标取值进行了规定。3.7.4挖方边坡稳定性评价1 边坡稳定性评价应包括下列内容：1) 边坡稳定性状态的定性判断；2) 边坡稳定性计算；3) 边坡稳定性综合评价；4) 边坡稳定性发展趋势分析。边坡稳定性评价应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段，进行综合评价的原则。根据工程地质条件、可能的破坏模式以及已经出现的变形破坏迹象对边坡的稳定性状态做出判断和计算是边坡稳定性评价的重要内容。规范规定边坡稳定性评价宜综合采用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行。2 边坡稳定性定量计算方法很多，边坡破坏形态是选取计算方法首先考虑的一个重要因素。同一形式的边坡破坏形态，可供选择的计算方法也很多，本规范给出了选定计算方法的原则。对圆弧滑动面边坡稳定性计算，目前我国公路部门多采用瑞典条分法，而这种方法计算精度不高。简化Bishop法被公认为是一种具有足够精度可以满足工程需要的方法，是目前我国水利部门、建筑部门大力推荐的方法。因此本规范也推荐该方法。对折线滑动面边坡稳定性计算，目前国内外公认的精度较高的是Sarma法和Spencer法，不过这两种计算方法较复杂，设计人员使用起来较困难。我国公路部门、铁路部门、建筑部门目前广泛使用的是不平衡推力法，鉴于此，本规范推荐不平衡推力法。数值分析法是一种较好的边坡稳定性分析方法，可解决极限平衡法难以解决的复杂的边坡稳定性分析问题，不过至目前为止，该法尚难以给出一般工程技术人员易于接受和掌握的边坡稳定性计算结果及判据。对于复杂的边坡稳定性数值分析应通过专题研究来进行。3 边坡稳定性定量计算结果与计算中考虑的因素、附加荷载、特殊荷载等密切相关，也就是说与相应的计算工况密切相关。本规范结合目前我国三峡工程边坡稳定性计算工况划分，给出了路堑高边坡的稳定性计算工况划分的规定。按正常工况计算时，边坡岩土体计算参数应采用天然状态下的参数；按非正常工况计算时，边坡岩土体计算参数应采用饱水状态下的参数；按非正常工况算时，边坡岩土体计算参数应采用饱水状态下的参数，同时应考虑地震等特殊荷载。4 原规范（JTJ013-95）中未规定路堑边坡安全系数取值，仅规定了滑坡地段抗滑安全系数取值。本规范修订中，对当前我国相关行业边坡安全系数的取值情况（见下表）进行了分析研究。1）我国各行业边坡安全系数的取值在1.051.5之间；2）安全系数的取值与边坡的重要性级别有关；3）安全系数的取值应与计算方法对应。 当前我国各行业边坡安全系数及稳定性分析方法的汇总表部 门工程名称安全系数分析方法备 注建筑部门地基边坡1.2瑞典法建筑地基基础设计规范GB50007-2002自然边坡甲级建筑物1.25不平衡推力法乙级建筑物1.15丙级建筑物1.05一级边坡1.30（1.35）圆弧滑动法（平面、折线滑动法）建筑边坡工程技术规范GB503302002二级边坡1.25（1.30）三级边坡1.20(1.25)公路部门路堤边坡1.25瑞典法原规范（JTJ013-95）路堑边坡铁路部门路堤边坡路堑边坡一级边坡1.25不平衡推力法二级边坡1.15三级边坡1.05水利部门水工坝体边坡1.5严格条分法与Bishop法库区自然边坡1.3严格条分法与Bishop法初步设想综合上述情况，结合我国公路部门已有边坡工程实例的调查总结，以及公路工程的特点，本规范给出了表3.7.4路堑边坡安全系数。边坡安全系数因所采用的计算方法不同，计算结果存在一定差别。大量算例试算结果表明，一般情况下，简化Bishop法计算结果比不平衡推力法计算结果大5%10%；数值分析法计算结果与简化Bishop法计算结果较接近，相互间的差值通常在5%以内；平面滑动面解析法计算结果比不平衡推力法计算结果大8%16%。本规范规定依据计算边坡稳定安全系数评价边坡稳定性状态时，应与计算方法相对应。3.7.5挖方高边坡设计应在采用合理的稳定性评价方法对边坡进行稳定性评价后进行。边坡分台阶设计有利于边坡稳定性， 但坚硬岩石边坡台阶修筑比较困难，在雨水丰富地区的顺层岩石边坡的台阶有时对边坡稳定不利，故岩石边坡在某些时候可不设台阶。3.7.7水是影响挖方高边坡稳定性的重要因素之一，应加强地表和地下综合排水系统的设计，尤其应重视地下排水设计。3.7.8动态设计是挖方高边坡设计基本原则。设计者应掌握施工开挖中反映的真实地质特征、边坡变形量、应力测定值等，对原设计作校核和补充、完善设计，确保工程安全和设计合理。地质资料是设计的基础，但在山区地质情况复杂、多变，受多种因素制约，地质勘察资料准确性的保证率较低，勘察主要结论失误造成边坡工程失败的现象不乏其例。因此规定地质情况复杂的高边坡在施工开挖中补充“施工勘察”，收集地质资料，查对核实地质勘察结论。这样可有效避免勘察结论失误而造成工程事故。现场监测是一项技术含量高的现场工作，它对工程设计的正确实施有着重要作用，也是保证施工进度或排危应急抢险，确保工程安全施工的重要依据。因此，应该作出详细的设计，在设计文件中应对整个监测程序、内容、技术要求等作明确规定。3.8.1 填石路堤由于其填料性质的特殊性，给设计、施工、检测等方面都带来一系列困难，严重影响了石质填料在填筑路基中的应用。填石路堤有大量成功的经验，也有很多失败的工程实例。公路部门从90 年代开始进行填石路堤的试验和研究，并在设计、施工、质量控制方面取得很多宝贵的经验。对于膨胀性岩石、易溶性岩石、崩解性岩石和盐化岩石，其后期稳定性较差，其工程性质很容易因为水气环境以及时间推移发生变化。不宜用于路堤填筑。在压实机具功率较小时，填石料无填石料进行进一步破碎，压实效果不好。在推土机功率较小时，很难使大粒径填石料移位和摊铺表法进一步破碎和压实，试验表明，静重12T以下的振动压路机，在碾压中硬强度以上石料时，较难对面平整，对压实效果影响很大。因此，本规范规定填石路堤应采用大功率推土机与重型压实机具施工。我国正在制定关于冲击式压路机碾压的技术指南，对于强夯施工填石路堤，也有许多成熟的工程经验，在设计考虑采用强夯或冲击式压路机进行压实施工时，可参照相应的标准和施工经验确定其压实层厚与质量控制标准。3.8.2在公路部门的相应规范中，没有关于用作填料的岩石强度的分类。公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）根据不同岩石性质所反映的地基承载力，按岩石抗压强度分为：硬质岩（30MPa)、软质岩（530MPa) 、极软岩（60 MPa）、（30MPa)、软质岩（530MPa) 、极软岩（60 MPa）、中硬岩石（3060 MPa）、软质岩石（30 MPa）。实践经验表明，填石料在抗压强度5060Mpa时，和坚硬岩石相比，填石料的岩石破碎率有较大幅度的提高，其施工可塑性大大增加。有文献指出：只要湿抗压强度在2530 Mpa以上的岩石可视为硬岩正常使用，低于此值的软岩，只要放置在适当部位和专门设计，也可用于筑坝。而填石料在抗压强度小于30Mpa时，现有的摊铺和压实机械很容易就对其进行破碎。对于软质岩石，其压实后的工程性质更呈现土的特性，对于强度小于5Mpa的极软岩石，在施工和压实特性完全可以按土质填料考虑。填石路堤使用不同的岩石类型，其施工工艺、质量控制方法有所差异，对压实层厚、粒径的要求也有所不同。因此，从填石料的工程性质和施工工艺要求的角度出发，本规范给出了表3.8.2岩石分类表。3.8.3 目前，我国尚未制订公路填石路堤压实质量标准。在水利部门，对于类似于公路填石路堤的堆石坝工程的修筑，取得了较多的经验，表1中列出了国内外一些堆石坝工程的碾压参数。从表中可看出，对于主堆石区，坚硬岩石碾压厚度一般0.801.0m，最大的达到1.50m。对于软质岩石，其碾压厚度一般在0.400.80cm 左右。国内一些科研单位对不同强度填石料进行了试验，试验表明，在压实机具和摊铺机具满足要求的情况下，填石路堤可以根据石料强度，填筑部位，采用较厚的层厚进行施工。表1 若干土石坝碾压堆石的填筑压实实例 工程名称坝高(m)堆石性质碾压参数填筑平均干容重 (KN/m3)填筑平均孔隙率（%）备注层厚 (m)碾重（T）碾压遍数佛土度爱利160坚硬玄武岩0.8010421.224.8主堆石区西 北 口95白云质灰岩0.801013.5821.523主堆石区碧 口110含少量千枚岩的凝灰岩1.013.5621.022 26主堆石区拉 格 都40花岗岩,最大粒径100cm1.3013.581020.225主堆石区关 门 山58.5花岗岩,最大粒径60cm0.8012.06819.625主堆石区腊 马灰 岩1.5010.581021.024.0主堆石区科特梅利97紫苏花岗石1.015.0422.824主堆石区白 云120白云质石灰岩0.8017.0421.024.6主堆石区莲 花71.8混合花岗岩0.8013.5621.025主堆石区阿尔多安其卡亚140角 页 岩0.6010.0422.822.5主堆石区萨尔瓦兴娜148软弱砂岩，粉砂岩0.6013.5422.617.0下游堆石区温 尼 克85粉土岩，最大粒径400mm0.50.610.0619.624.6里 恩 拜 恩90泥岩,最大粒径200600mm0.8013.5422.118.2株 树 桥78风化板岩0.8010.06下游坝体，加水碾压天生桥一级178含泥岩料0.8010.08下游干燥区从表1中堆石坝的压实控制标准看，尽管平均压实干密度波动较大（主要因为岩石种类和级配不同等原因），但其孔隙率指标却相对有规律。主堆石区平均填筑干密度大致为2023KN/m3，相应的孔隙率大致在24左右（1828），主堆石区控制标准：坚硬石料的压实孔隙率2328 ，易风化石料的压实孔隙率1924%。对于填石料，采用孔隙率控制质量质量较为合适。采用孔隙率指标，可以不进行填料的最大干密度试验，对填石料的压实质量同样可以进行较好的控制。填料孔隙率计算公式如下： 式中： -孔隙率；-土样干密度；-土样视比重。 在碾压堆石坝中，往往规定一个压实孔隙率（一般2028），同时规定相应的碾压参数（如碾重、遍数、铺料厚度）。 采用以上的压实孔隙率和相应的施工参数，并在施工中严加管理,可以满足高土石坝的变形和稳定要求。填石路堤填方高度远远低于堆石坝，但填石路堤和堆石坝具有大量的相似性，对于填石路堤，采用孔隙率作为质量控制指标是可行的。近年来，福建福泉高速公路、广东京珠高速公路、广西柳桂高速公路修筑填石路堤试验路，研究了花岗岩、石灰岩、红砂岩等填石料用孔隙率作为质量控制指标的压实质量标准及相应施工工艺、质量控制方法，通车运行几年来，路基路面稳定。根据上述研究成果和工程经验，本规范提出了用孔隙率作为质量控制指标的压实质量标准。3.8.4试验表明，目前检测压实质量常用的方法（干密度、承载板、沉降差、面波）单一进行填石路堤的质量控制均不能很好的控制质量，填石路堤的施工参数（压实功率、碾压速度、压实遍数、铺筑层厚等）对压实质量的影响大，必须对其进行质量监控。填石路堤较为合适的质量控制方法是施工参数与压实质量检测同时控制的双控方法，填石路堤压实质量检测可以采用压实沉降差或孔隙率标准。要检测填料压实干密度或孔隙率，就必须采用大坑（最大粒径的1.52倍）和水袋法进行。目前采用压实沉降差进行检测的较多。压实沉降差与碾压遍数以及填石料的压实干密度有很好的相关关系（据福建和广东试验工程统计，相关系数在95%以上），在压实机具不变的情况下，可以较好的控制实际的压实遍数。但压实沉降差还应与施工工艺参数进行联合控制才能有效的控制填石路堤的压实质量。经过国内一些试验工程的总结，建议对压实沉降差检测采用了如下标准：压实沉降差为采用施工碾压时的重型振动压路机(建议14T以上)按规定碾压参数（强振，4km/h以下速度）碾压两遍后各测点的高程差。压实沉降差平均值应不大于5mm,标准差不大于3mm。3.8.6 填石路堤的边坡部位常常是摊铺、压实的薄弱环节，且用常规方法，很难使边坡密实和平整。因此，对于中等强度以上石料应进行边坡码砌。边坡码砌石料应整齐、不易风化，边坡码砌一般采用干砌的型式。3.8.7 对于风化岩石和软质岩石，由于施工机具的作用，填料在摊铺、碾压过程中破碎现象较为严重，在强度指标也有较大的变化，而且，风化岩石和软质岩石填筑路堤在浸水后，其强度指标降低较多，在沉降、稳定性计算时，应该考虑到路堤后期可能遇到的不利情况。3.9.1 目前公路粉煤灰路堤所用的粉煤灰主要是湿排灰（池灰），调湿灰次之，均属硅铝型的低钙粉煤灰，干灰、炉底灰渣和硫钙型的高钙均缺乏工程实际经