道路工程

bsp; 前    言
    交通运输是国民经济发展的大动脉，是社会发展的基础产业。改革开放以来，道路运输以
其机动、灵活、投资少、见效快的特点得到迅猛发展。进入新世纪以来，我国将进入全面建设小
康社会、加快推进社会主义现代化的新阶段，这对道路交通工程建设事业及其科学技术发展提
出了更新更高的要求。
    与此同时，我国高等教育改革正不断深化，拓宽专业知识面、优化知识结构、更新知识内
容、培养一专多能和加强素质教育，已成为我国高等教育发展的必然趋势。
    为了适应当前道路工程技术不断更新和发展的趋势，积极引入、学习、应用和推广道路工
程新技术、新规范、新方法、新教材的要求，同时结合土木工程相关专业对于道路工程专业的学
习要求，我们编著了《道路工程》这本教材。
    本书力求将道路工程的基本概念，交通工程的基本原理，道路的路线、路基、路面和桥隧设
计与施工等内容有机地融为一体。同时考虑到我国公路工程现状和发展趋势，结合国内外科
研、设计和施工中的先进技术成果，本书以一定篇幅介绍了应用于道路工程的新材料、新技术
和新方法，在既有经验基础上，反映了道路工程技术的*新进展。书中全面参考我国现行公路
与城市道路设计规范、工程技术标准等国家或行业标准，注重理论与实践相结合，具有较强的
实用性和可操作性。
    全书由华中科技大学资建民担任主编，中交第二公路勘察设计研究院蔡清香担任副主编。
全书内容共分为四篇，其中全书总论，**篇第五章，第二篇第八、九、十二、十三、十五、十六
章，第四篇第二十三章由华中科技大学资建民编写；第三篇第十七、十八章由中交第二公路勘
察设计研究院蔡清香编写；第三篇第十九、二十、二十一章由华中科技大学李小青编写；**篇
**章、第二章**、二节、第六章由华中科技大学李亚梅编写；第二篇第十、十一章由华中科
技大学孙玲编写；**篇**章第三节、第七章由华中科技大学虞海珍编写；第四篇第二十二、
二十四章由华中科技大学罗君君编写；**篇第五章、第二篇第十四章由南京工业大学王海军
编写；**篇第三、四章由武汉工业学院陆蓉编写。*后由资建民、虞海珍作全书统稿。
    本书的编写过程中，得到了华中科技大学南二楼119道路工作室全体成员的大力支持与
帮助，特别是张峰、邓海龙、范薇、路庆昌、黄求喜、李楠、夏勇、万伟、贾海燕等硕士研究生在文
字及公式的录入、绘图和校对等方面做了大量工作，在此向他们表示真诚的感谢。
    由于作者的水平和能力有限，书中难免有不当或疏漏之处，恳请各位同行专家不吝赐教。
批评指正。
    编  者
    2007．3

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 第十二章路基防护与支挡
学习要点
    本章主要介绍路基的坡面防护、堤岸防护、挡土墙和路基支挡等内容。学习要求如
下：①了解坡面防护的作用、常用类型及其特点和适用条件；②了解堤岸防护的主要形
式；③了解挡土墙的常用形式；④掌握路基支挡的常用方法和原理。
关键词
坡面防护堤岸防护路基支挡
    **节  坡面防护
    坡面防护有植物防护、灰浆防护、砌体防护和土工合成材料防护等。
    一、植物防护
    植物防护，即在适于植物生长的路基土质边坡上种草、铺草皮和植树，利用植被覆盖坡面，
以其根系固结表土，防止水土流失、调节坡体湿度和温度、提高边坡稳定性，绿化道路和保护环
境，是一种常用的坡面防护方法，广泛用于公路、铁路、河坝等的坡面防护，主要有种草、栽草、
铺草皮、植树等形式。
    (1)种草。直接在边坡上撒播草籽，经浇水、保湿使之成活。通常采用撒播、沟播、喷射和
植生袋等方法播种。适用于坡面坡度不陡于1：1、坡高不大、坡面径流流速缓慢、坡面冲刷轻
微且适宜于草类生长的土质边坡。
    防止坡面侵蚀为目的种草，应采用易成活、生长快、根系发达、茎叶矮茂的多年生耐旱草
种；以协调与周围环境的关系为种草目的时，宜采用乡土草种。
    不宜种草的坡面，可以先铺5一lOcm厚的种植土，再栽植或播种，但种植土与原坡面须结
合牢固。暴雨强度较大的地区，可铺设装有将草籽、肥料和土拌和均匀的土工织物植生袋。经
常或长期浸水的路堤边坡，种草不易生长，不宜采用此法。
    (2)栽草。为了克服边坡种草难以成活的缺点，使植物尽早发挥防护作用，可以在苗圃撒
播大批草籽成活后，移栽到路基边坡上。
    与种草相比，栽草的成活期短，可以较快形成绿化带，较早地发挥防护作用。
    (3)铺草皮。已扎根的种草防护，可容许缓慢流水(O．4～0．6m／s)的短时冲刷，但坡面冲
刷严重、边坡较陡较高、径流速度大于0．6m／s或边坡需要迅速绿化时，宜铺草皮防护。
    草皮铺设主要有平行于坡面的平铺、水平叠置、垂直于坡面或与坡面成一定角度的倾斜叠
     (4)植树。适于坡度不陡于1：1．5的各种土质边坡和风化严重的岩石边坡，尤其适于堤
岸漫水河滩，以降低水流速度、使泥沙淤积、防止水流直接冲刷路堤。植树可加强路基稳定性，
防风、防沙、防雪、美化路容、调节气候。多排林带与水流斜交，还可改变水流方向。
    根据不同的防护要求，可按梅花形、方格形将树栽成条带状或连续式。
    植树应选择在当地土质和气候条件下能迅速生长、根深枝茂的低矮灌木类树种。高等级
公路及公路弯道内侧边坡，不得栽植高大树木，以免影响行车安全。
    植树防护宜在气候温暖、湿度较大的季节施工。*好与种草、铺草皮配合使用。
    植物防护施工简单、造价低廉，可保护坡面、改善环境，在适宜植草植树的路段，坡面防护
工程应优先考虑植物防护。
  二、灰浆防护
  灰浆防护采用拌制水泥、石灰类矿质混合料对边坡封面和填缝，防止软弱岩土表面进一步
风化、破碎、剥蚀，避免雨水侵蚀坡体，增强边坡的稳定性，可用于不宜植物防护的坡面。
    (1)封面。包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等形式。
    ①抹面防护。适用于表面比较完整尚未剥落易风化软质岩石挖方边坡。多采用石灰砂浆
类(表12—1)，厚度视材料和坡面状况而定，一般为3～7cm。为防止抹面开裂，增强抗冲蚀能
力，可在表面涂软化点稍高于当地气温的沥青保护层，其使用年限通常为6—8年。
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┃    材料      ┃    石灰炉渣灰浆  ┃    石灰煤渣    ┃  石灰炉渣三合土  ┃  水泥石灰砂浆  ┃
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┃配比(体积比)  ┃    l：2～1：4    ┃    1：2～1：4  ┃    1：5：1       ┃    1：2：9     ┃
┃              ┃                  ┃                ┃                  ┃_               ┃
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    ②捶面防护。适用于坡度不陡于1：O．5易冲蚀土质边坡和易风化岩石边坡。常用的捶面
材料有水泥炉渣和砂的混合料、石灰炉渣三合土、水泥石灰炉渣混合料等。厚度lO～15em，多
采用等厚截面。边坡较高时，也可采用上薄下厚截面，使用年限可达10～15年。
    ③喷浆和喷射混凝土防护。适用于易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边
坡。喷浆防护所用砂浆强度不应低于MIO，喷浆防护厚度不宜小于50mm。采用强度不低于
C15的水泥混凝土，喷射混凝土防护厚度不宜小于80mm。
    为防止喷射的砂浆或}昆凝土硬化收缩产生裂缝或脱落，特别是坡面岩体切割破碎，应在砂
浆或混凝土层内设置菱形金属网或高强度聚合物iT．格栅，由锚杆或锚固钉固定在边坡上。
该防护称为锚喷砂浆、锚喷混凝土防护。高等级公路等对封面的要求高的工程，宜选用锚喷混
   凝土防护。
    封面防护应注意排水，间隔2～3m交错设置孔径loom的泄水孔。防护工程周边应严格
  封闭，嵌入未防护的坡面内。大范围封面，应设伸缩缝，缝宽1～2em，缝内用沥青麻丝等防水
  材料填塞紧密。抹面及捶面防护伸缩缝间距不宜超过lOm；喷浆和喷射混凝土防护，伸缩缝问
  距不宜超过20m。封面不宜在严寒季节、雨天及日照强烈时施工，并应做好洒水养护工作。新
  开挖的风化岩石，要及时封面以防风化剥落。
    (2)填缝。即在岩石缝隙内填灌水泥砂浆或水泥石灰砂浆等材料，以修复岩体内的裂隙，
  保持岩石边坡整体性，避免水分渗入岩体缝隙。适于较坚硬不易风化的岩石挖方边坡。
    按缝隙的大小和深浅，可采用勾缝和灌缝两种形式。节理裂缝多的岩体，宜采用勾缝方
  式，将水泥砂浆或水泥石灰砂浆嵌入缝中。缝隙较大而深的岩体，可用水泥砂浆灌缝；缝隙宽
  而深时，可采用混凝土灌缝。
    三、砌体防护
    砌体防护有框格防护、砌石(混凝土块)护坡、护面墙等形式，适用于受自然力影响易发生
  严重剥落、碎落、冲蚀、溜方等坡面变形的路基防护。
    (1)框格防护。采用混凝土砌块、浆砌片石、栽砌卵石等砌成框格或拱形做骨架，并在边
  坡坡顶和坡脚处用骨架材料砌成0．4—0．5m宽条带状加固带，然后在框格内采用铺草皮、种
  草、植树等植物防护或其他防护措施。
    骨架能对边坡表层和框格内的其他防护起支撑稳固作用，并可防止边坡受雨水侵蚀产生
  病害。在降雨量大且集中的地区，骨架可设成沟式，以分流排除坡面水，使边坡免受冲蚀。
    不宜采用植物防护和封面防护的土质边坡或风化的岩石挖方边坡，可采用框格防护。风
  化严重的岩石边坡和较高陡的挖方边坡，宜选用浆砌片石或现浇混凝土做骨架，并在框格的交
  点处设置固定桩或锚骨钢筋。
    (2)砌石(混凝土块)护坡。常用于易受水流侵蚀的土质边坡和严重剥落的软质岩石边
  坡。砌石护坡主要有干砌片石、浆砌片(卵)石和水泥混凝土预制块等形式(图12-2)。
    干砌片石护坡适用于边坡较缓或经常有少量地下水渗出的坡面。路基边坡较陡的坡面防
  护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可用浆砌片(卵)石护坡，但湿软或冻害严重的土质边
  坡，应先采取排水措施或压实后再行施工，以免护坡变形破坏。砌石层厚度根据边坡高度和坡
  度确定。砌石层下应设碎石或砂砾垫层起整平、反滤和缓冲的作用，坡面土的颗粒级配曲线上
  粒径大于0．074mm的土粒含量超过85％时，可用土工织物代替砂砾层作为反滤层。砌石护
  坡的坡脚应选用较大的石块砌筑墁石基础，基础埋置深度为护坡砌石层厚度的1．5倍。若干
  砌片石护坡的基础与边沟相连，则应改用浆砌片石铺筑。浆砌片(卵)护坡应每隔10～15m设
  置2em宽的沉降伸缩缝，并设泄水孔。
    水泥混凝土预制块护坡，施工方便又可拼成各种图案，常用于石料缺乏的地区或需要美化
    的路段。预制块砌缝内用沥青麻丝、沥青木板或聚合物合成防水材料填塞；预制块护坡底面也
    应设置碎砾石垫层或土工织物，垫层厚度与边坡土的潮湿程度有关。
    (3)护面墙。简称护墙，为墙体形式的坡面防护，适用于坡度较陡(但不陡于1：0．5)又易
  风化的或较破碎的岩石挖方边坡及坡面易受侵蚀的土质边坡。护墙不承受墙后土体的土压