路基工程概论教材.ppt

第二章 路基工程概论 2.1 公路自然区划 划分原则 1）道路工程特征的相似性 2）地表气候的差异性、地带性 3）自然气候因素的综合性和主导性 2.二级区划 2.1 公路自然区划 2.2 路基土的分类 依据：1）土的颗粒组成 2）土的塑性指标 3）土中有机质存在的情况。 2.粗粒土 3.细粒土 路基平衡湿度预估方法 路基平衡湿度状况：潮湿、中湿、干燥等三类 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。 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。 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 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。 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）。 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。 地理条件 地形地貌 海拔高度 路线与地势地貌的结合 岩石或土的种类与成因 地质走向与层理 有无软弱层或软弱夹层 有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况 地基基础 气温（季节性 与地形性） 降水 日照 风力风向 水文和水文地质条件 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 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 土的类别 土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理 不同类别的土受水温影响的程度不同 不同的土类有不同的工程特征与性质 冻胀和翻浆 轻型 中型 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 路基填料最小强度和最大粒径要求 滑坡 5.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 采空区道路破坏 地震造成道路破坏 汶川地震被破坏的道路 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 泥石流 溶洞 汶川地震被破坏的北川公路 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 =5～10 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0.8~1.2m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70～95%。 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0.5～0.9m 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