路基工程概论培训ppt课件.ppt

2.1 公路自然区划公路自然区划划分原则划分原则1 1）道路工程特征的相似性）道路工程特征的相似性2 2）地表气候的差异性、地带性）地表气候的差异性、地带性3 3）自然气候因素的综合性和主导性）自然气候因素的综合性和主导性 1.一级区划按自然气候，全国轮廓性地理地貌划分u年均-2等值线区分多年冻土和季节性冻土u一月份均温0等值线区分季节性冻土与全年不冻u1000m等高线u3000m等高线均温等值线、三阶梯的等高线和气候特色划成7个一级区划：区北部多年冻土区；区东部温润季冻区；区黄土高原干湿过渡区区东南湿热区；区西南潮暖区；区西北干旱区；区青藏高寒区区划目的+气候特色2.2.二级区划二级区划二级区划以潮湿系数为主要分区依据，按公路工程的相似性及地表气候的差异，进一步分为33个二级区和19个副区潮湿系数K式中：R年降水量，mm；Z年蒸发量，mm；K2.01级过湿2.0K1.52级中湿1.5K1.03级润湿1.0K0.54级润干0.5K0.255级中干0.25K6级过干3.三级区划划分的方法有两种，一种以水热，地理和地貌为依据，另一种是以地表的地貌、水文和土质为依据，由各省、自治区自行划定2.1 公路自然区划公路自然区划区东南湿热区西北干旱区东部温润季冻区黄土高原干湿过渡区区西南潮暖区北部多年冻土区青藏高寒区2.2 路基土的分类路基土的分类依据：依据：1 1）土的颗粒组成）土的颗粒组成 2 2）土的塑性指标）土的塑性指标 3 3）土中有机质存在的情况。

土中有机质存在的情况2.2.1 路基土的分类 土巨粒土粗粒土细粒土特殊土漂石土卵石土砾类土砂类土有机质土粘质土粉质土黄土膨胀土红粘土盐渍土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，细分为十一种土表2.1粒组划分表1.巨粒土巨粒土漂（卵）石巨粒含量100%75%漂（卵）石夹土巨粒含量75%50%漂（卵）石质土巨粒含量50%15%漂石粒50%漂石粒50%漂石粒50%漂石粒50%漂石粒卵石粒漂石粒卵石粒BCbBS1CbS1S1BS1Cb图2.3巨粒土分类2.2.粗粒土粗粒土砾类土砾F15%细粒土在塑性图A线以下细粒土在塑性图A线以上GWGPGFGFGMGC1）砾类土图2.4砾粒土分类2）砂类土GF砂类土砂F15%细粒土在塑性图A线以下细粒土在塑性图A线以上SWSPSFSMSC含细粒土砂F=5%15%图2.5砂粒土分类3.3.细粒土细粒土工程上经常以土的塑性图进行分类A线B线CHCLCHGCLGCHSCLSCHOCLO细粒土粉质土粘质土有机质土粉土粗粒组25%含砾(砂)粉土粗粒组25%50%粘土粗粒组25%含砾(砂)粘土粗粒组25%,50%A线以上有机质粘土A线以下有机质粉土砾粒砂粒砂粒砂粒砂粒砾粒MHGMLGMHSMLSMHMLMHOMLO图2.7细粒土分类公路用土在设计或说明书上常以代号表示表2.2土的基本代号表注：土类名称可用一个基本代号表示。

当由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分(级配或液限)当由三个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限(或级配)，第三个代号表示土中所含次要成分2.2.2路基土的工程性质 有很高的强度和稳定性，用以填筑路基是良好的材料混合料，密实程度好，强度和稳定性均能满足要求除了填筑路基之外，可以用于铺筑中级路面，经适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层无塑性，透水性强，毛细上升高度小，具有较大的内摩擦系数，强度和水稳定性均好，但粘结性小，易于松散压实困难含有一定数量的粗颗粒，又含有一定数量的细颗粒，级配适宜，强度、稳定性等都能满足要求，是理想的路基填筑材料巨粒土级配良好的砾石砂土砂性土中细颗粒含量多，土的内摩擦系数小而粘聚力大，透水性小而吸水能力强，毛细现象显著，有较大的可塑性粘性土干燥时较坚硬，施工时不易破碎浸湿后能长期保持水分，不易挥发，因而承载力小砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料 干时虽有粘性，但易于破碎，浸水时容易成为流动状态毛细作用强烈，毛细上升高度大属于不良的公路用土如必须采用不良材料填筑路基，应采取技术措施改良土质并加强排水、采取隔离水等措施。

粉性土粘性土2.3 路基干湿类型2.3.1路基湿度来源气态水薄膜水2.3.2路基干湿类型及划分方法1路基干湿类型干燥、中湿、潮湿、过湿 稠度分界稠度与土的类型和自然区划有关，可查表获得平均稠度干湿类型稠度2.路基干湿类型划分方法（1）已建公路计算不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度，与分界稠度比较（2）新建公路路基尚未建成，用路基高度与临界高度比较判别与分界稠度相对应的路床顶面离地下水位或地表积水水位的高度称为路基临界高度H干燥中湿潮湿过湿以不利季节为准路基平衡湿度预估方法v路基平衡湿度状况：潮湿、中湿、干燥等三类v潮湿：路基工作区处于地下水毛细润湿影响范围内，受地下水和地表长期积水影响v干燥：路基工作区处于地下水毛细润湿面之上，受气 候因素影响或控制v中湿：路基工作区被毛细湿润面分为上、下两部分，下部受地下毛细润湿影响，上部受气候因素影响路基平衡湿度确定方法v潮湿类路基平衡湿度可根据路基土组类别及地下水位高度，按规范推荐表（C.0.2）确定距地下水位不同高度处的饱和度v干燥类路基平衡湿度可根据路基所处在自然区划的湿度指标TMI（表C.0.3-1）和土组类别确定，查取路基饱和度（表C.0.3-2）。

v中湿路基的平衡湿度先确定上部和下部平衡湿度，再以厚度加权平均计算2.4 影响路基稳定性的因素 自然因素、人为因素2.4.1自然因素（1）地理条件,（2）地质条件,（3）气候条件,（4）水文和水文地质条件,（5）土的类别v地形地貌v海拔高度v路线与地势地貌的结合地理条件（1）自然因素v岩石或土的种类与成因v地质走向与层理v有无软弱层或软弱夹层v有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况v地基基础地质条件v气温（季节性与地形性）v降水v日照v风力风向气候条件v地表水的水文条件 1、地表积水水位与存水时间 2、地表水的排泄 3、河流的常水位与洪水水位 4、河流的河岸及河床的淤积v地下水的水文地质条件 1、地下水的移动规律2、地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况水文和水文地质条件v土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理v不同类别的土受水温影响的程度不同v不同的土类有不同的工程特征与性质土的类别v冻胀和翻浆2.4.2 路基的水温稳定性轻型轻型中型中型重型重型重型重型林泉公路投资千万通车3个月就翻浆翻浆后紧急处治保通2.4.3 人为因素设计对自然条件认识不够，荷载、参数和结构确定的不合理施工工艺不当，质量缺欠，施工和检测技术水平局限养护管理养护不及时，养护技术不足，管理不到位2.5 路基的力学强度特性及评价2.5.1 路基受力车轮荷载路基自重2.5.2 路基工作区=510路基工作区：当汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1的应力分布深度范围称为路基工作区。

路基工作区的强度和稳定性对保证路面的强度和稳定性极为重要，要求较高，实际工程中，常将路面结构层底面以下0.81.2m范围内视为路基工作区，称为路床2.5.3 路基土的应力应变特性在路面结构总变形中，土基的变形占很大部分，约占7095%路基工作区和路基高度关系路基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分呈非线性上路床0.3m下路床0.50.9m压入承载板试验 用回弹模量值E来表征(局部线性化)(1)初始切线模量(2)切线模量(3)割线模量(4)回弹模量车辆荷载重复作用 塑性变形的积累 土体逐渐压密，直至稳定，停止增长 逐步发展的剪切变形，最后达到破坏 取决于：(1)土的性质(类型)和状态(含水量、密实度、结构状态)；(2)重复荷载的大小，以重复荷载同一次静载下达到的极限强度之比来表示3)荷载作用的性质，即重复荷载的施加速度、每次作用的持续时间以及重复作用的频率2.5.4 路基土承载能力评价一般都采用一定应力级位下的抗变形能力来表征1.土基回弹模量（动态回弹模量）压入承载板法柔性压板刚性压板1.1柔性压板在压板中心处压板边缘处1.2刚性压板常用（圆形）2.地基反应模量承载板试验直径76cm的板，一次加载到位，以l=0.127cm或p=70kPa来控制承载板直径大小对K有影响上述 是总弯沉，如果采用回弹弯沉得到的就是回弹反应模量3.加州承载比(CBR)承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石的为标准，以它们的相对比值表示CBR值。

对应于某一贯入度的土基单位压力kPa，0.254cm或0.508cm对应的相应贯入度的标准压力kPa(见表2.6)试验过程：用一个端部面积为19.35cm2的标准压头，以0.127cm/min的速度压入土中记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度达到1.27cm时为止标准压力值是用高质量标准碎石由试验求得，其值如表2.6所示CBR值按式2.20计算计算CBR值时，取贯入度为0.254cm，但是当贯入度为0.254cm时的CBR值小于贯入度为0.508cm时的CBR值时，应采用后者准表2.6CBR试验标准压力值表2.7常用路基土的CBR值路基填料最小强度和最大粒径要求路基填料最小强度和最大粒径要求2.6 常见的路基病害2.6.1路基工程的基本要求1.整体稳定性2.强度3.水温稳定性4.排水通畅5.上、下边坡稳定美观2.6.2路基的主要病害1.路基沉陷路基沉陷路基沉缩地基沉陷2.边坡滑塌溜方滑坡3.碎落和崩塌碎落滑坍崩塌滑坡碎落、崩塌4.路基沿山坡滑动陡坡路基，底部被水浸，形成滑动面，坡脚处支撑不足，路基沿坡整体滑移5.不良地质、水文条件和自然灾害造成破坏不良地质、水文条件和自然灾害造成破坏 泥石流、溶洞、采空区、暴雨、地震等泥石流、溶洞、采空区、暴雨、地震等泥石流溶洞采空区道路破坏地震造成道路破坏汶川地震被破坏的北川公路汶川地震被破坏的道路汶川地震被破坏的道路洪水造成的道路破坏瑞士2.6.3路基工程病害防治7）采取边坡加固，修筑挡土结构物，土体加筋等防护技术 措施，以提高其整体稳定性。

4）适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进 入路基工作区范围2）选择良好的路基用土填筑路基，必要时对路基上层填土 作稳定处理3）采取正确的填筑方法，充分压实路基，达到规定的压实度1）正确设计路基横断面，对软弱地基进行适当处理5）正确进行排水设计(包括地面排水，地下排水，路面结构 排水以及地基的特殊排水）6）必要时设计隔离层隔绝毛细水上升，设置隔温层减少路基 冰冻深度和水分累积复习题和思考题1.公路自然区划原则是什么，共分为几个一级区划？2.理解并叙述公路路基常用土的工程性质？3.路基干湿类型有几种？新建公路的干湿类型要求是？4.路基土承载能力评价指标有哪些？如何评价？5.常见的路基病害有哪些，防治的措施有哪些？6.黑龙江道路路基主要病害有哪些，分析其原因特点。