第二章路基工程质量.doc

第二章 路基工程质量
通病及防治

第一节 公路路基主要病害及防治
路基因经受各种自然因素的长期影响，承受车辆荷载的重复作用，并且由于路基所经过
地区的地形、地质及水文地质等条件的影响，路基在使用过程中常产生各种病害。主要的
有：路基的沉陷、路基边坡的坍方、滑坡、泥石流及翻浆等。

一、路基的沉陷
路基沉陷是指路基在垂直方向产生较大的沉落，从而引起局部路段的破坏，影响交通。
(一)产生原因
路基沉陷有两种：一是路堤的沉落；一是地基的沉陷。
(1)路堤的沉落。因填实选择不当，填筑方法不合理，压实不足，在荷载和水、温度综合
作用下，堤身可能向下沉陷。如图2—1a)所示。
(2)地基的沉陷。原地面为软弱土层，如泥沼、流沙或垃圾堆积等，填筑前未经换土或压
实，发生地基下沉，侧面剪裂凸起，引起路堤下陷。如图4一lb)所示。
a)堤身下陷
b)地基下陷
图2—1路堤的沉陷
(二)防治方法
(1)注意选用良好的填实，严禁用腐植土或有草根的土块，应分层填筑、分层夯实，并及
时排除流向路基的地面水或处理好地下水。
(2)填石路堤从下而上，应用由大NtJ,的石块认真填筑，并用石渣或石屑填空隙。
(3)原地面为软弱土层时，路堤高度较低的，且可中断行车时，应挖除换上良好的填料，
然后按原高度填平实夯；路堤高度较高的，且又不能中断行车时，可采用打砂桩、混凝土桩或
· 38 ·

松木桩。

二、路基边坡的坍方
路基的坍方是山区常见的路基病害，根据其形成的条件及原因，一般可分为：剥落、碎
落、滑坍和崩塌等形式。详见表2—1。
表2—1 路基边坡坍方的种类及防治方法 ’
┣━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┳
┃ ┃ 路基边坡 ┃特征及产生原因 ┃防治方法 ┃
┃ ┃ 坍方种类 ┃ ┃ ┃
┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ①搞好排水，不使地面或地下水浸 ┃
┃ ┃ ┃ ┃蚀路基边坡 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ②加固边坡，如种草、铺草皮或植 ┃
┃ ┃ ┃ 是指边坡表土层或风化岩表面，在 ┃树 ┃
┃ ┃ ┃湿热的作用下，表面发生胀缩的现 ┃ ③对于风化的软质岩层，可修建干 ┃
┃ ┃ 剥落 ┃ ┃ ┃
┃ ┃ ┃象，从而引起零碎薄层从边坡上脱落 ┃砌或浆砌片石护墙 ┃
┃ ┃ ┃下来 ┃ ④整修边坡，及时清除可能滑坍的 ┃
┃ ┃ ┃ ┃土石方 ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ⑤对裂缝较多的岩层，可用喷浆 ┃
┃ ┃ ┃ ┃法，以防止岩石剥落及风化 ┃
┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ 是岩石碎块的一种剥落现象，其范 ┃ ┃
┃ ┃ ┃围较剥落严重。 ┃ ┃
┃ ┃ ┃ 产生原因：路堑边坡度较陡(大于 ┃ ┃
┃ ┃ 碎落 ┃ ┃ 与剥落现象防治方法相同 ┃
┃ ┃ ┃45~)，岩石破碎和风化严重，在震动及 ┃ ┃
┃ ┃ ┃水的浸蚀和冲刷下，块状碎屑沿坡面 ┃ ┃
┃ ┃ ┃向下滚动 ┃ ┃
┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ 是指路基边坡土体或岩石，沿着一 ┃ ①搞好排水，不使地面或地下水浸 ┃
┃ ┃ ┃定的滑动面向下滑动的现象 ┃蚀路基边坡 ┃
┃ ┃ ┃产生产要原因： ． ┃ ②对可能滑坍的土石方，应及时挖 ┃
┃ ┃ ┃ (1)边坡较高，大于10m一20m ┃除 ┃
┃ ┃ 滑坡 ┃ (2)边坡坡度较陡，陡于50~ ┃ ③在坡脚修建挡土墙，以对滑坡体 ┃
┃ ┃ ┃ (3)填土不密实，缺少应有的支撑 ┃起到支撑的作用，一般应修建在边沟 ┃
┃ ┃ ┃与加固 ┃以外 ┃
┃ ┃ ┃ (4)岩层倾向公路路基，岩层倾角 ┃ ④对可能滑下的岩石，用锚杆锚固 ┃
┃ ┃ ┃在50~～70度间，岩石风化严重 ┃ ┃
┗━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━┻。
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ 是指路基边坡上的土体或岩层在 ┃ ┃
┃ ┃自重作用下坍落下滚的现象 ┃ ┃
┃ ┃ 产生的主要原因： ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ’ ┃
┃ ┃ (1)山坡岩层软硬交错，风化程度 ┃ ┃
┃ ┃不同 ┃ ┃
┃ 崩坍 ┃ (2)边坡较陡、较高 ┃ 与剥落现象的防治方法相同 ┃
┃ ┃ (3)边坡下部或坡脚被淘空或挖 ┃ ┃
┃ ┃空，使上部土石失去支撑 ┃ ┃
┃ ┃ (4)大爆破震松了岩层 ┃ ┃
┃ ┃ (5)边坡上部水流的浸入，使边坡 ┃ ┃
┃ ┃土体失去了平衡 ┃ ┃
┗━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━┛

三、路基的翻浆
潮湿地段的路基在冰冻过程中，土中的水分不断地向上移动聚集，引起路基冰胀。春融
时，路基湿软，强度急剧降低，加上行车的作用，路面发生弹簧、鼓包、冒浆、车辙等现象，称为
翻浆。

(一)翻浆分类
根据导致翻浆的水分来源的不同，将翻浆分为五类，见表2—2。
表2—2 翻浆分类
┏━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 翻浆类型 ┃ 导致翻浆的水分来源 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 地下 ┃ 受地下水的影响，土基经常潮湿，导致翻浆。地下水包括上层滞水、潜水、 ┃
┃ ┃层间水、裂隙水、泉水、管道漏水等。潜水多见于平原区，层间水、裂隙水、泉 ┃
┃ 水类 ┃ ┃
┃ ┃水多见于山区 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 地面 ┃ 受地面水的影响，使土基潮湿，导致翻浆。地面水主要指季节性积水，也包 ┃
┃ 水类 ┃括路基、路面排水不良而造成的路旁积水和路面渗水 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 土体 ┃ 因施工遇雨或用过湿的土填筑路堤，造成土基原始含水量过大，在负温度 ┃
┃ 水类 ┃作用下使上部含水量显著加强，导致翻浆 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 气态 ┃ 在冬季强烈的温差作用下，土中水主要以气态形式向上运动聚积于土基顶 ┃
┃ 水类 ┃部和路面结构层内，导致翻浆 ┃
┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 混合 ┃ 受地下水、地面水、土体水或气态水等两种以上水类综合作用产生翻浆。 ┃
┃ 水类 ┃此类翻浆需要根据水源主次定名，如地下水地面水类等 ┃
┗━

(二)翻浆分级
根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度，将翻浆现象分为3等，即：
(1)轻型路面龟裂、湿润，车辆行驶时有轻微弹簧；
(2)中型路面松散，大片裂纹，局部鼓包，车辙较浅；
(3)重型路面严重变形，翻浆冒泥，车辙很深。
(三)翻浆产生的原因及影响因素
1．产生的原因
翻浆现象主要发生在我国北方各省及南方的季节性冰冻地区。
冬季路基开始冻结，不断向深处发展，上下层形成了温度坡差，土中温度高处的水分便
向上移动，从而造成大量水分积聚在土基上层，交且逐渐结成聚冰层。由于气候的变化，零
度等温线不断下移，形成一层、两层或多层聚冰层，土基中水分冻结后体积膨胀，由于土质不
均匀，使路面冻裂或冻胀隆起。
春季气温回升到零上，土基开始解冰，由于路面导热性大，路中的融解速度较两侧快，水
分不易向下及两侧排除，土基上层含水量达饱和、过饱和，在车辆重复作用下，土基承载力极
低，使路面出现弹簧、裂纹、松散、壅包、车辙、冒浆等，此即为翻浆现象。
2．影响翻浆的因素
影响翻浆的主要因素有土质、气候、水分、行车与养护等。
(1)土质。
粉性土是最容易翻浆的土，这种土毛细上升速度快且高，土中水分增多时强度降低很
快，容易失去稳定。
粘性土毛细水上升虽高，但上升速度慢，因此，只有在水源供给充足并且在土基冻结速
度缓慢的情况下，才能形成比较严重的翻浆。粉性土和粘性土含有大量腐植质和易溶盐时，
则更易形成翻浆。
砂性土在一般情况下不会发生翻浆，这种土透水性强，毛细水上升高度小，在冻结过程
中水分聚流现象极轻。同时，这种土即使含有大量水分也能保持一定的强度。
(2)气候。
多雨的秋天、暖和的冬天、骤热的晚春、春融期降雨等都是加剧湿度积聚和翻浆现象的
不利气候。
(3)水分。
地面排水困难，路基填土高度不足，而且路基附近的地表积水及浅的地下水，能提供充
足的水源，是形成翻浆的重要条件。
(4)行车。
公路翻浆是通过行车重复荷载的作用，最后形成和暴露出来的。当其他条件相同时，在
翻浆季节，交通量大，车辆愈重，则翻浆也会愈多，愈严重。
(5)养护。
不及时排除积水，修补裂缝、坑槽，会促成或加剧翻浆的出现。

(四)翻浆的防治
路基一旦发生了翻浆，可适当地选用下面的方法处治：
·41
1．挖换土壤
把翻浆路段上的土挖出来，换填40cm一60cm厚的砂性土，压实后重铺路面，此法适用于
翻浆较严重的路段。
2．换铺粒料
把翻浆路段上的稀泥挖除，填以碎石、碎砖或炉渣等粒料，表面整平后直接通车，或在下
面填一层水稳性较好的干土，再铺上粒料，垫平后通车。此法也适用于翻浆较严重的路段。
3．挖换石灰土 ’
在翻浆已破坏的土路上，可在该路段上撒铺适量的石灰，并用木棍或木榔头捣夯，使石
灰能掺人路基土中，以形成灰土路，提高路基的水稳性；或在翻浆严重地段，等翻浆结束后可
在原路面上，加铺20cm～25cm厚的石灰土，再重铺路面，石灰土用6％。8％的石灰剂量(质
量比)。
(如翻浆十分严重，短期内不能修好，除积极选用上述方法治外，可开辟临时便道维持通
车。)
4．提高路基
根据实际情况加高路基，使路基上部土层远离地下水或地表积水。路基加高的数值，应
根据当地冻土深度、路其土质和水文情况，以路基最小填土高度或临界高度的方法确定，以
保证路基处于干燥状态。此法适用于平原区的土路和其他地区取土较易的路段。
5．设置不透水隔离层
用经过沥青结合料处理的土做成厚2cm。3cm的不透水隔离层用油毛毡则为2层。3
层，或用不易老化的特别塑料薄膜，铺在路基全宽上，做贯通式，或只做到路面边缘50em。
60cm处的不贯通式。
6．增设排水设施
为了不让地下水大量上升到路基上部土层，可设法降低地下水，常用以下几种方法：
图2—2管式渗沟降低地下水位
(1)修建管式渗沟。
在路基两旁的边沟底上，向下挖一道深沟，比现有的地下水位再深一些。在沟底安放四
周带孔的瓦管(或水泥混凝土管)，管上填满碎石、碎砖或小砾石，最上层用20cm厚的粘土夯
实封口，粘土与碎石等粒料之间可铺一层3咖厚的草皮，这样地下水就可经瓦管排走而降低
其水位。如图2—2所示。
(2)修盲沟。
一般在路肩上设横向盲沟，每隔5m～6m设置一道，沟底宜做成4％。5％的纵坡。如地
·42

下水位高，可在边沟底下设置纵向盲沟，其深度应根据当地土质毛细作用高度及降低水位
多少而定。盲沟应用渗水良好的碎(砾)石填充。
(3)扩大边沟。
扩大边沟适用于边沟有一定的纵坡，能保证排水畅通的路段。一般边沟可加深至1
左右，底宽0．6m左右，并用片石或混凝土预制块加固。
7．加强路面结构层
此法主要是提高路面的强度与刚性，扩大其承载能力。如在基层如铺20。m～25。m厚自
石灰土，二灰碎石土等。为提高路基的强度与抗冻能力，亦可在路面底层铺砂垫层。通常；
用的路面结构组合有四种，如图2—3所示。
防治翻浆的各种措施列于表2—3。
表2—3 防治翻浆措施(选择参考)
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ 编号 ┃ 措施种类 ┃ 适用的翻浆类形 ┃翻浆等级 ┃ 适用地区或条件 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ l ┃路基排水 ┃①、②、③ ┃轻、中、重 ┃平原区、丘陵区j山区 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
； ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ 2 ┃提高路基 ┃①、②、⑤ ┃轻、中、重 ┃平原、洼地、盆地 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
3 ┃砂(砾)垫层 ┃①、②、③、⑤ ┃ 中、重 ┃产砂、砾地区 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ 4 ┃石灰土结构层 ┃①、②、③、④、⑤ ┃轻、中、重 ┃缺少砂、石地区 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃ ┃ ┃ ┃ ┃缺少砂、石地区、煤渣供应有保 ┃
┃ 5 ┃煤渣石灰土结构层 ┃①、②、③、④、⑤ ┃ 中、重 ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃证时 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 6 ┃透水性隔离层 ┃①、⑤ ┃ 中、重 ┃产砂、石地区 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃沥青、油毡纸、塑料薄膜供应有 ┃
┃ 7 ┃不透水隔离层 ┃①、②、④、⑤ ┃ 中、重 ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃保证 · ┃
┣━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ┃ ┃ ┃ ┃坡腰或横向地下水出露地段，地 ┃
┃ 8 ┃盲沟 ┃①、⑤ ┃轻、中、重 ┃ ┃
┃ ┃ ┃ ┃ ┃下水位高的地段 ┃
┣━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫
┃ 9 ┃换土 ┃①、②、③、⑤ ┃ 中、重 ┃产砂砾或水稳性好的材料地区 ┃
┃
注：①地下水类；②地面水类；③土体水类；④气态水类；⑤混合水类。

四、病害原因综合分析
由以上简要介绍可知，路基病害的原因是多方面的，各种病害既有各自的特点，又往往
具有共同的原因，可归纳为以下几个方面：
①不良的工程地质与水文地质条件。如地质构造复杂，岩层走向及倾角不利，岩性松
软，风化严重，土质差，地下水位较高以及其他特殊不良地质等。
②不利的水文与气候因素。如降雨量大、洪水、干旱、冰冻、积雪或温差特大。
③设计不合理。如断面尺寸不合要求，包括边坡值不当、挖填布置不符合要求、路基低
于临界高度以及排水、防护与加固不妥等。
④施工不符合规定，如填筑顺序不当、土基压实不足、盲目采用大型爆破及不按设计要
求进行施工、工程质量不合标准等等。

五、防止病害的基本措施
路基病害的防治，应贯彻“预防为主，综合治理”的原则，因为病害一旦出现，则路基稳定
性开始丧失，而自然因素却是每时每刻都对路基产生影响，这就势必加剧病害的扩大与发
展。形成恶性循环。弄清发生病害的原因，是治理病害的起点，而同一病害在不同的时间、不
同地点发生时，其原因往往不尽相同。因此，深入现场，综合分析，才能因地制宜地采取根治
的措施。
(1)调查路线所经过地区的自然地理条件，如气候、水方文、工程地质、水文地质等，尤其
要了解它们的变化规律，为防治路基病害提供第一手的资料。
(2)认真选线，精心设计，严格施工，杜绝发生路基病害的人为因素，也是预防病害的积
极措施。
(3)充分注意路基排水，在各种路基病害中都有水这个不利因素的作用，水的作用越强
烈，病害越严重，因此，治水是防治路基病害的关键。在公路的设计、施工和养护工作中，路
其排水均应放在重要位置，在自然地理条件较差的地段更应予以高度重视。

·44·
(4)加强养护、及时治理，以预防或减轻路基病害，并能及早发现病害征兆，有利于及时
采取治理措施。
(5)综合分析、积极根治，由于路基病害的原因是多方面的，因此，除了做好路基工程自
身的病害防治外，还应考虑各种外部因素的影响，如绿化、农田水利建设、土地开发等，才能
达到根治路基病害的目的。
近年来，随着理论研究、测试技术和仪器设备的改进与提高，国内外对特殊地质水文情
况下的路基病害作了大量的研究工作，并取得一定效果。例如，对公路滑坡的预测和防治技
术有了很大的发展，广泛采用航空摄影技术、电探、震探，声学，光学，磁力法及放射性核子法
等手段来测定滑坡的各项数据，采用有限元法分析岩上边坡的稳定性。

第二节 路基填筑工程质量通病及防治

一、路基沉陷
1．现象
路基局部路段在垂直方向产生较大的沉落，形成坑塘和裂纹或因地基沉降路基整体下
沉。
2．原因分析
(1)填筑前对基底没有处理，如：对基底表面的杂草、有机土、种植上及垃圾等没有清理，
对耕地和土质松散的基底在填筑前没有压实。
(2)路基填料选择不当，如采用粉质土或含水过高的粘土等填料，不易压实。
(3)不同土质的材质没有分层填筑，而采用混合填筑。
(4)压实机械选择不当或压实方法不对，压实遍数不足等形成压实度不够或压实不均
匀。
(5)路基下存在软基，路基填筑前没有对软基进行处理，在路基自重作用下，软基压缩沉
降或因承载力不足向两侧挤出，引起路基沉陷。
(6)软基虽经处理，但因工期较紧，沉陷时间不足，引起工后沉降过大。
3．预防措施
(1)填筑前应对基底进行彻底清理，挖除杂草、树根，清除表面有机土、种植土和拉圾，对
耕地和土质松散的基底应进行压实处理。高速公路和一级公路基底压实度，重型不应小于
85％，路基填土高度小于80cm时，不宜小于路床的压实标准。
(2)宜选用级配较好的粗粒土作为填筑材料，当采用细粒土时，如含水量超过最佳含水
量两个百分点以上时，应采取晾晒或渗入石灰、固化材料等技术措施进行处理，填筑材料最
小强度和最大料径应满足表2—4。
·45·
表2—4 路基填料最小强度和最大粒径要求(JT／013～95)
┏━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━┓
┃ ┃路面底面以上深度 ┃ 填料最小强度(CBR)(％) ┃料最大粒径 ┃
┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┫ ┃
┃ 项目分类 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
┃ ┃ (cm) ┃高速公路、一级公路 ┃ 其他等级公路 ┃ (cm) ┃
┣━━━━┳━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ ┃上路床 ┃ O～30 ┃ 8 ┃ 6 ┃ 10 ┃
┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃填方路基┃下路床 ┃ 30—80 ┃ 5 ┃ 4 ┃ 10 ┃
┃ ┃上路堤 ┃ 80～150 ┃ 4 ┃ 3 ┃ 15 ┃
┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫
┃ ┃下路堤 ┃ 150以下 ┃ 3 ┃ 2