路基工程概论（讲义总结共40）

第二章路路基工工程概论论本章提示示：作为路基基工程概概论，内内容均为为重要知知识点，，是后面面学习的的基础，，需要重重点把握握公路自自然区划划、路基基土的分分类及工工程特性性、干湿湿类型划划分、土土基受力力特点及及承载力力评价等等知识点点（包括括内容具具体知识识点）。。2.1公路自然然区划2.2路基土的的分类2.3路基干湿湿类型2.4影响路基基稳定性性的因素素2.5路基的力力学强度度特性及及评价2.6常见的路路基病害害全部为重重点2.1公路自然然区划划分原则则1）道路工工程特征征相似2）地表气气候区划划差异性性3）自然气气候因素素既有综综合又有有主导作作用1.一级区划划按自然气气候，全全国轮廓廓性地理理地貌划划分Ⅰ区——北部多年年冻土区区；Ⅱ区——东部温润润季冻区区；Ⅲ区——黄土高原原干湿过过渡区；；Ⅳ区——东南湿热热区；Ⅴ区——西南潮暖暖区；Ⅵ区——西北干旱旱区；Ⅶ区——青藏高寒寒区。区划目的的1）为了区区分各地地自然区区域的筑筑路差异异，在工工程活动动中采取取适当的的技术措措施和设设计参数数2）为了在在全国范范围内贯贯彻统一一的路基基路面设设计方法法2.二级区划划二级区划划以潮湿湿系数为为主要分分区依据据，按公公路工程程的相似似性及地表气候候的差异异，进一一步分为为33个二级区区和19个副区。。潮湿系数数K式中：R——年降水量量，mm；Z——年蒸发量量，mm；K＞2.01级过过湿湿2.0≥≥K＞1.52级中中湿湿1.5≥≥K＞1.03级润润湿湿1.0≥K＞0.54级润润干0.5≥K＞0.255级中中干0.25≥≥K6级过过干3.三级区划划分的方法法有两种，，一种以水水热，地理理和地貌为为依据，另一种是以以地表的地地貌、水文文和土质为为依据，由由各省、自自治区自行行划定。土是岩石经经过风化后后在不同条条件下形成成的自然历历史的产物物搬运、沉积积形成过程形成条件物理、力学学性质风化岩石地球土地球影响2.2路基土的分分类2.2路基土的分分类依据：1）土的颗粒粒组成特征征2）土的塑性性指标3）土中有机机质存在的的情况。2.2.1路基土的分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、粗粗粒土、细细粒土和特殊土四类，细分分为十一种土。表2.1粒组划分表表土类区分的的依据一般以主成成分粒组进进行定义，，控制主成成分粒组的的比例在50%以上，而特特殊土则分分为黄土、、膨胀土、、红粘土、、盐渍土和和冻土，前前三者按特殊塑性图图上的位置定定名，盐渍渍土按含盐盐百分率分分类。碎石在土类类中的位置置碎石是人工工开采的土土类，一般般与砾相近近。各种土类的的区分巨粒土和粗粗粒土粒组含量级配指标细粒土塑性图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巨粒土分类类2.粗粒土砾类土砾F<5%含细粒土砾F=5%~15%细粒土质砾50%≥F>15%细粒土在塑性图A线以下图A线以下细粒土在塑性图A线以上图A线以上GWGPGFGFGMGC1）砾类土图2.4砾粒土分类类2）砂类土GF砂类土砂F<5%含细粒土砾F=5%~15%细粒土质砂50%≥F>15%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砂粒土分类类3.细粒土工程上经常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高(低)液限粉土粗粒组≤25%含砾(砂)高(低)液限粉土粗粒组>25%≤50%高(低)液限粉土粗粒组≤25%含砾(砂)高(低)液限粘土粗粒组>25%,≤50%A线以上有机质高(低)液限粘土A线以下有机质高(低)液限粘土砾粒>砂粒砾粒<砂粒砾粒>砂粒砾粒>砂粒MHGMLGMHSMLSMHMLMHOMLO图2.7细粒土分类类代号巨粒土粗粒土细粒土有机土特殊土成分代号漂石B块石Ba卵石Cb小块石Cba砾G角砾Ga砂S粉土M粘土C细粒土（C和M合称）F粗细粒土合称Sl有机土O黄土Y膨胀土E红粘土R盐渍土St级配和液限高低代号级配良好W高液限H级配不良P低液限L公路用土在在设计或说说明书上常常以代号表示表2.2土的基本代代号表注：土类名名称可用一一个基本代代号表示。。当由两个个基本代号号构成时，，第一个代号号表示土的的主成分，，第二个代代号表示副副成分(级配或液限限)。当由三个基基本代号构构成时，第第一个代号号表示土的的主成分，，第二个代代号表示液限(或级配)，第三个代代号表示土土中所含次次要成分。。2.2.2路基土的工工程性质巨粒土有很高的强强度和稳定定性，用以以填筑路基基是良好的的材料。级配良好的的砾石混合料，密密实程度好好，强度和和稳定性均均能满足要求。除了了填筑路基基之外，可可以用于铺铺筑中级路路面，经适适当处理后可以铺铺筑高级路路面的基层层、底基层层。砂土无塑性，透透水性强，，毛细上升升高度小，，具有较大大的内摩擦擦系数，强度和和水稳定性性均好，但但砂土粘结结性小，易易于松散压压实困难.砂性土含有一定数数量的粗颗颗粒，又含含有一定数数量的细颗颗粒，级配配适宜，强度度、稳定性性等都能满满足要求，，是理想的的路基填筑筑材料。粘性土中细颗粒含含量多，土土的内摩擦擦系数小而而粘聚力大大，透水性性小而吸水能能力强，毛毛细现象显显著，有较较大的可塑塑性。粘性性土干燥时较坚硬，，施工时不不易破碎。。浸湿后能能长期保持持水分，不不易挥发，，因而承载力小小。砂性土最优，，粘性土次之之，粉性土属属不良材料粉性土干时虽有粘性性，但易于破破碎，浸水时时容易成为流流动状态。毛细作用强烈烈，毛细上升升高度大。属属于不良的公公路用土。（如必须采用用不良材料填填筑路基，应应采取技术措措施改良土质质并加强排水水、采取隔离水等等措施。）特殊土用于路基时必必须采取技术术措施加以处处理为什么要界定定路基干湿类类型2.3路基干湿类型型冻胀丘Pingo热融thaw2.3路基干湿类型型2.3.1路基湿度来源源原始土具有的自然含含水量；大气气降水；地面面水；地下水水；毛细上升升水；水蒸汽汽凝结水；薄薄膜移动水……2.3.2路基干湿类型型及划分方法法1．路基干湿类类型干燥、中湿、潮湿、过湿稠度——土的液限；——土的含水量；——土的塑限。分界稠度——与土的类型和和自然区划有有关，可查表表获得干燥中湿潮湿过湿2.路基干湿类型型划分方法（1）已建公路计算不利季节节路槽底面以以下80cm深度内土的平平均稠度，与与分界稠度比比较（2）新建公路路基尚未建成成，用路基临界高度判别。与分界稠度相相对应的路基基离地下水位位或地表积水水水位的高度称称为路基临界界高度H。干燥中湿潮湿过湿路基自重应力：

路基任意点：2.5路基的力学强强度特性及评评价2.5.1路基受力状况况车轮荷载应力：

1）均布荷载

2）集中荷载2.5路基的力学强强度特性及评评价2.5.2路基工作区n=5～10在路基某一深深度Za处，当车轮荷荷载引起的垂垂直应力与路路基土自重引引起的垂直应应力相比所占占比例很小，，仅为1/10~1/5时，该深度Za范围内的路基基称为路基工工作区。该深度随车辆辆荷载增大而而增大，随路路面的强度和和厚度的增加加而减小。对模量不同的的路面结构，应将路面折折算为与路基基同一性质的的整体后，再再进行计算。。实际工程中，，常统称将路路基顶面以下下0.8m范围内视为路路基工作区，，称为路床2.5.3路基土的应力力—应变特性在路面结构总总变形中，土土基的变形占占很大部分，，约占70～95%。路基土的变形形包括弹性变形和塑性变形两部分。——呈非线性工作区内：强强度、稳定性性重要，压实实度提高。讨论工作区？？压入承载板试试验用回弹模量值E来表征(局部线性化)(1)初始切线模量量(2)切线模量(3)割线模量(4)回弹模量车辆荷载重复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、密实实度、结构状状态)；(2)重复荷载的大大小，以重复复荷载同一次次静载下达到到的极限强度度之比来表示示。(3)荷载作用的性性质，即重复复荷载的施加加速度、每次次作用的持续续时间以及重复作用的频频率。2.5.4路基土承载能能力评价一般都采用一一定应力级位位下的抗变形形能力来表征征1.土基回弹模量量——压入承载板法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.地基反应模量量承载板试验（一次加载到到位）3.加州承载比(CBR)承载能力以材材料抵抗局部部荷载压入变变形的能力表表征，并采用高质量量标准碎石为为标准，以它它们的相对比比值表示CBR值。——对应于某一贯入度的土基单位压力——相应贯入度的标准压力(见表2.6)试验过程：用一个端部面面积为19.35cm2的标准压头，以以0.127cm/min的速度压入土土中。记录每贯入0.254cm时的单位压力力，直至压入入深度达到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，但是当贯入入度为0.254cm时的CBR值小于贯入度度为0.508cm时的CBR值时，应采用后者准准。表2.6CBR试验标准压力力值贯人值（cm）0.2540.5080.7621.0161.270标准压力（kPa）7.0310.5513.3616.1718.23表2.7常用路基土的的CBR值表土类CBR（％）级配良好的砾石，砾石—砂混合料60～80级配差的砾石，砾石—砂混合料35～60均匀颗粒的砾石和砂质砾石粉质砾石，砾石—砂—粉土混合料40～80粘土质砾石，砾石—砂—粉土混合料级配练好的砂，砾石质砂；粉质砂，砂—粉土混合料20～40级配差的砂或砾石质砂15～25粘土质砂，石砂—粘土混合料10～20粉土，砂质粉土，砾石质粉土，贫粘土，砂质粘土，砾石质粘土，粉质粘土5～15无机质粉土，贫有机质粘土，云母质粘土或硅藻土4～8有机质粘土，肥粘土，有机质粉土3～52.6常见的路基病病害2.6.1路基工程的基基本要求1.整体稳定性2.强度3.水温稳定性4.排水通畅5.上、下下边坡坡稳定定美观观2.6.2路基的的主要要病害害1.路基沉沉陷路基自自身沉沉陷路路基沉沉缩地地基沉沉陷2.边坡滑滑塌溜方滑滑坡坡3.碎落和和崩塌塌碎落滑滑坍崩崩塌塌4.路基沿沿山坡坡滑动动5.不良地地质和和水文文条件件和自自然灾灾害造造成破破坏冻胀与与翻浆浆、泥泥石流流、雪雪崩、、岩溶溶、地地震、、特大大暴雨雨水毁毁等2.6.4路基工工程病病害防防治1）正确确设计计路基基横断断面。。2）选择择良好好的路路基用用土填填筑路路基，，必要要时对对路基基上层层填土土作稳稳定处处理。。3）采取取正确确的填填筑方方法，，充分分压实实路基基，保保证达达到规规定的的压实实度。。4）适当当提高高路基基，防防止水水分从从侧面面渗入入或从从地下下水位位上升升进入入路基基工作作区范范围。。5）正确确进行行排水