第一章路基工程总论

1、 第一章 路基设计总论2授课安排授课安排: : 第五章第五章 挡土墙设计挡土墙设计第六章第六章 第七章第七章 路基施工路基施工第八、九章第八、九章 第六章第六章 路基排水设计路基排水设计第七章第七章 第四章第四章 路基防护与加固路基防护与加固第五章第五章 第三章第三章 边坡稳定性设计边坡稳定性设计第四章第四章第二章第二章 一般路基设计一般路基设计第三章第三章第一章第一章 路基工程总论路基工程总论第一、二章第一、二章 授授 课课 课课 件件教教 材材 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设

2、计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章第一章 路基工程总论路基工程总论1-1 概 述 概 述 路 基 的 基本特征1-11-11-21-2 第一章 路基设计总论29 第一章第一章 路基工程总论路基工程总论 概概 述述一一. .

3、本课程与其他课程的关系及展望本课程与其他课程的关系及展望路基学科发展的回顾与展望路基学科发展的回顾与展望: : 路基工程施工工艺较简单路基工程施工工艺较简单, ,长期停滞于人挑肩扛的长期停滞于人挑肩扛的模式模式, , 搞人海战术搞人海战术, ,公路先行工程长期滞后公路先行工程长期滞后, ,路基学科路基学科发展几乎空白。发展几乎空白。 近年来路基学科得到了蓬勃发展，表现在：近年来路基学科得到了蓬勃发展，表现在：1.1.公路建设的规范化为学科的知识积累和更新奠定基础；公路建设的规范化为学科的知识积累和更新奠定基础；2.2.公路建设科技含量的提高开拓了学科广阔的发展空间；公路建设科技含量的提高开拓了

4、学科广阔的发展空间；3.3.施工检测及控制的健全锻炼了队伍提高行业的竞争力。施工检测及控制的健全锻炼了队伍提高行业的竞争力。 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论例如：路基稳定性分析与例如：路基稳定性分析与“工程地质工程地质” ” 挡土墙的土压力计算和路基土的压实挡土墙的土压力计算和路基土的压实 等与等与“土力学土力学” ” 道路排水设计，涉及道路排水设计，涉及“水力学水力学”和和“桥涵水文桥涵水文” ” 本课程与各基础技术课程及其他专业课程之间的关系本课程与各基础技术课程及其他专业课程之间的关系: : 第一章 路基设计总论基础课基础课专业基础课专业基础课专业课专业

5、课是有关道路结构设计与建筑的一门综合性的科学，隶属土木是有关道路结构设计与建筑的一门综合性的科学，隶属土木工程学科。与结构工程、岩土工程、材料科学等相关工程学科。与结构工程、岩土工程、材料科学等相关（一）路基路面工程是什么科学（一）路基路面工程是什么科学（二）在专业课程中的地位（二）在专业课程中的地位基础课：基础课：数学、物理学、化学数学、物理学、化学专业基础课：专业基础课：工程力学、建筑材料、水力工程力学、建筑材料、水力水文学、土质土力学、结构设计原理、工水文学、土质土力学、结构设计原理、工程地质程地质专业课：专业课：勘测设计、路基路面工程、桥梁勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、基础工程工程

6、、基础工程 第一章 路基设计总论34 是贯穿公路全线的主体，与桥涵、隧道等相连接。是贯穿公路全线的主体，与桥涵、隧道等相连接。 是按路线位置和一定技术要求修筑的带状构筑物。是按路线位置和一定技术要求修筑的带状构筑物。( (一一) )概概 念：念：二二. .路基的概念、作用与型式路基的概念、作用与型式坡脚路堤边坡坡顶路堑边坡坡顶挖方边坡填方边坡中央分隔带路堤路堑原地面线中线( (三三) )型型 式：式：有四种：路堤、路堑、半填半挖及不挖不填路基。有四种：路堤、路堑、半填半挖及不挖不填路基。( (二二) )作作 用：用： 是路面的基础是路面的基础, ,协同路面一起承受行车荷载的作用。协同路面一起承

7、受行车荷载的作用。 第一章 路基设计总论路面路堤路堤上路床下路床路床80cm30cm50cm三三. . 路基的基本结构路基的基本结构路基的基本结构图例路基的基本结构图例路床路床: :是路面以下是路面以下80cm80cm范围内的路基部分范围内的路基部分, ,特点是承受路面传特点是承受路面传 递下来的较大应力。递下来的较大应力。 第一章 路基设计总论36路基的基本结构路基的基本结构可变路面上路床下路床路堤路床80cm30cm50cm路堤a)填方路基b)岩石、砂砾、粗粒 土段零填挖方路基原地基挖方路床路面(处理或换填并作好排水设施)c)地基不良段挖方路基挖方路床(上下路床）3080cm原地基路面 第

8、一章 路基设计总论37 路堤：路堤：是指路基顶面高于原地面的填方路基, 常用于平原区.四四. . 路基的典型横断面路基的典型横断面1:1.51:1.75取土坑护坡道b1m路面宽度Bh1=68mh21:m1.一般路堤2m填土高度小于1.5-18m 第一章 路基设计总论38B1:1.51:1.5H边沟边沟2.矮路堤填土高度小于1.0-1.5m高路基的填土高度大于18m（土质）或20m（石质） 第一章 路基设计总论391:1.51:20.5m控制标高上游设计水位B4m0.5m3.浸水或沿河路基护坡道 第一章 路基设计总论405m土石边坡平台、宽13米设25%向内排水坡度1:n1:nB碎落台土 埂1.

9、全路堑 路堑路堑：路基顶面低于原地面路基顶面低于原地面, , 由地面开挖出的由地面开挖出的 路基称为路堑路基称为路堑, , 常用于山岭区。常用于山岭区。 第一章 路基设计总论411:n2. 台口式B 第一章 路基设计总论42B3.半山洞式 第一章 路基设计总论43 半填半挖路基半填半挖路基 B1:m1:n2.0m5m1.半填半挖一般路基 第一章 路基设计总论44B1:m稻田碎落台1:n0.25米2.矮墙路基 第一章 路基设计总论45填石护肩BL1:n3.护肩路基坚硬岩石地段陡山坡上的半填半挖路基，当填方不大，但边坡伸出较远不易修筑时，可修筑护肩。护肩高度一般不超过2m。 第一章 路基设计总论4

10、6BL砌 石填 石:n5:1h4.砌 石 路 基 第一章 路基设计总论47B1:mh1=1.55m护腿1:0.751:0.55.护腿路基护脚路基：当山坡上的填方路基有沿斜坡下滑的倾向，或为加固，收回填方坡脚时，可采用护脚路基，其高度不宜超过5m 第一章 路基设计总论48B1:n6.挡土墙路基 第一章 路基设计总论491:1.5B610m7.边坡台阶形路基 第一章 路基设计总论50表现在表现在: :占地多占地多农业生产和农田建农业生产和农田建设设生态平衡、水土保持和农田建设生态平衡、水土保持和农田建设五五. .路基工程的特点及要求路基工程的特点及要求 第一章 路基设计总论51路基的基本要求路基的

11、基本要求 路基或填或挖原处于平衡状态的天然地面路基或填或挖原处于平衡状态的天然地面, ,为了提供为了提供有足够平顺的承载基面有足够平顺的承载基面, ,客观上要求路基为满足各式复杂客观上要求路基为满足各式复杂的地形条件的地形条件, , 而无论采用何种型式而无论采用何种型式, , 都要确保有足够的整都要确保有足够的整体稳定性体稳定性. . 保障与其他构筑物衔接时保障与其他构筑物衔接时( (如桥梁隧道如桥梁隧道) )几何位置或几何位置或线形的准确线形的准确. . 第一章 路基设计总论 路基应具有一定的抵抗外来荷载作用引起变形的能力路基应具有一定的抵抗外来荷载作用引起变形的能力, ,使自身的形变控制在

12、允许的范围内。使自身的形变控制在允许的范围内。 路基与工程地质、水文地质等自然因素关系密切，路基与工程地质、水文地质等自然因素关系密切，这就要求路基应具有足够的不受地面水、地下水的作用这就要求路基应具有足够的不受地面水、地下水的作用导致强度显著降低的水温稳定性质。导致强度显著降低的水温稳定性质。 第一章 路基设计总论53六六. .路基的常见病害路基的常见病害（一）影响路基稳定性因素：（一）影响路基稳定性因素：1.1.自然因素自然因素: :2.2.人为因素人为因素: : 第一章 路基设计总论54沉缩:因路堤填料选择不当,填筑 方法不合理,压实度不足, 在堤身内部形成过湿的夹 层, 在荷载及水温综

13、合作 用下,引起路基沉缩。沉移:陡坡上路堤基地未清基。 凿毛、挖台阶或坡脚未 设必要支撑, 受水润滑 时沿基底下滑。 第一章 路基设计总论55沉陷: 特征是路基表面作竖向位移。路基的沉陷可以有两 种情况： 一是路基本身的压缩沉降,高而松软的路堤未经充分 压实其沉陷可达到危险的程度。 二是软弱地基承载力不足往往引发地基向路基的两侧 隆起。堤身沉陷地基沉陷二是软弱地基承载力不足往往引发地基向路基两侧隆起。二是软弱地基承载力不足往往引发地基向路基两侧隆起。 第一章 路基设计总论56 是指是指剥落剥落( (溜方溜方) )、碎落碎落、坠落坠落（其中坠落是碎（其中坠落是碎落的一种形态落的一种形态, , 岩

14、块粒径较大岩块粒径较大, , 可达可达40cm40cm以上。）以上。）溜方 边坡上薄的表层土饱水后从坡面分离下溜。 剥落是表面风化岩土体呈片状碎屑脱落，严重风化后呈块状岩屑剥离滚落就叫碎落。剥落、碎落 第一章 路基设计总论57滑坡土堆滑动面滑坍: 边坡岩土体 层 沿某 个滑动面滑动,是高边 坡路基失稳的主要病 害之一。岩石路堑边坡的崩坍: 是一种具有爆发性坍落病害,无固定滑动面,常在坡脚形成倒岩堆。 第一章 路基设计总论58坍塌坍塌: : 陡坡岩土体遇水软化陡坡岩土体遇水软化, ,失去支撑而坍塌，滑动失去支撑而坍塌，滑动 体很少有翻滚现象体很少有翻滚现象, ,亦无定型滑动面。亦无定型滑动面。.

15、路堤的坍塌路堤的坍塌: :.路堑边坡的坍塌：路堑边坡的坍塌： 第一章 路基设计总论59机理分析：机理分析：过湿土冻土b)春融期-翻浆a) 冻结期-冻胀冰冻线冰晶体地下水位路面 第一章 路基设计总论60地质条件地质条件水水 第一章 路基设计总论 第一章 路基设计总论 采取以上各项技术措施旨在于限制水分侵入路基，或使已采取以上各项技术措施旨在于限制水分侵入路基，或使已侵入路基的水分迅速排除侵入路基的水分迅速排除, , 保持干燥保持干燥, , 提高路基的整体强度与提高路基的整体强度与稳定性。稳定性。 第一章 路基设计总论63 目的：目的：（五）（五）公路自然区划公路自然区划: :三级区划三级区划:

16、:一级区划一级区划水热平衡水热平衡地理位置地理位置一级区划的七个大区一级区划的七个大区 第一章 路基设计总论二级区划二级区划潮湿系数潮湿系数K33331919三级区划三级区划: :潮湿系数潮湿系数K 值分级值分级名称名称过湿区过湿区中湿区中湿区润湿区润湿区润干区润干区中干区中干区过干区过干区K2.002.00 1.501.50 1.001.00 0.500.50 0.25 H1（干燥）H1HH2（中湿）H2HH3（燥湿）H3H（过湿） 第一章 路基设计总论土基干湿类型c与ci一般特征干燥cc1土基干燥、路面强度和稳定性不受地下水和地表水影响。路基高度01中湿c2c c1土基上部处于地下水或地表

17、积水影响的过渡带区内路基高度102潮湿c3 c c2土基上部处于地下水或地表积水毛细影响区内，路基高度203过湿c c3 路基极不稳定，冰冻区春融翻浆，非冰冻区软弹土经处理后方可铺筑路面。路基高度03土基干湿类型各自然区划土基干湿分界稠度、 第一章 路基设计总论路基最小填土高度路基最小填土高度方法应用方法应用 第一章 路基设计总论77 第一章 路基设计总论78 分类总体系的分类办法分类总体系的分类办法 土的塑性指标土的塑性指标 （土的塑性指标以液限（土的塑性指标以液限L L 、塑限、塑限R R和塑性指数和塑性指数I IP P表示）表示）土中有机质存在情况土中有机质存在情况 土的分类特征土的分类

18、特征颗粒组成特征颗粒组成特征 第一章 路基设计总论巨粒土巨粒土砂砂 土土砂性土砂性土粉粉 土土粘性土粘性土重粘土重粘土 强度高、稳定性好强度高、稳定性好, ,级配良好时级配良好时 如砾石混合料等如砾石混合料等, ,是很好的路基填是很好的路基填 料料, ,级配不良则难以被压实。级配不良则难以被压实。 无塑性，透水性强，无塑性，透水性强， 毛细水上升毛细水上升 高度小，高度小， 强度及水稳性能均较强度及水稳性能均较 好，但易松散，好，但易松散， 不易压实成型。不易压实成型。 既含有一定数量的粗颗粒，既含有一定数量的粗颗粒， 具有具有 足够的内摩擦力，又含有一定数量的足够的内摩擦力，又含有一定数量的

19、 细颗粒，使其具有一定的粘聚力，细颗粒，使其具有一定的粘聚力， 强强 度高，稳定性好，是良好的筑路材料度高，稳定性好，是良好的筑路材料 含有较多的粉土颗粒，干时易扬含有较多的粉土颗粒，干时易扬 尘，尘， 湿时呈流动状态，毛细水上升湿时呈流动状态，毛细水上升 高度大，易出现翻浆等病害，是不良高度大，易出现翻浆等病害，是不良 的路用土。的路用土。 细粒含量多，粘聚力大，透水性小细粒含量多，粘聚力大，透水性小 具有较大的可塑性、粘结力和膨胀性，具有较大的可塑性、粘结力和膨胀性， 毛细水上升现象较显著，水稳性较差，毛细水上升现象较显著，水稳性较差， 应用上要求在最佳含水量下充分压实。应用上要求在最佳含

20、水量下充分压实。 重粘土的塑性及液限均较高，工重粘土的塑性及液限均较高，工程性质与一般粘性土相似，但受矿物程性质与一般粘性土相似，但受矿物成分的影响较大。施工挖掘破碎困难。成分的影响较大。施工挖掘破碎困难。 第一章 路基设计总论80 土的工程性质的土的工程性质的 表现表现：3. 按施工开挖的难易程度按施工开挖的难易程度, , 土又可分成土又可分成 松土、普通土、松土、普通土、 硬土、软石、次坚石、坚石硬土、软石、次坚石、坚石等六个等级。等六个等级。 第一章 路基设计总论81 第一章第一章 路基工程总论思考题路基工程总论思考题1. 本课程的性质、任务是什么？有何基本要求。本课程的性质、任务是什么

21、？有何基本要求。2. 路基工程的作用、特点及对它的要求是什么？路基工程的作用、特点及对它的要求是什么？ 3. 路基基本型式及构造如何路基基本型式及构造如何? ? 4. 路基典型横断面图式有几种？各有何特点。路基典型横断面图式有几种？各有何特点。5. 路基的湿度来自哪些方面？路基的湿度来自哪些方面？6. 路基的要求有哪些？路基的要求有哪些？ 7. 常见的路基病害有哪些？并就各种病害进行原因分析。常见的路基病害有哪些？并就各种病害进行原因分析。 第一章 路基设计总论82 8. 何谓路基工作区？何谓路基工作区？ 9. 如何确定土基的干湿类型（新、旧路）。如何确定土基的干湿类型（新、旧路）。 10.

22、何谓路基的临界高度？何谓路基的临界高度？ 11. 路基用土分为几个粒组，分类的依据是什么？路基用土分为几个粒组，分类的依据是什么？12. 请阐述按土的工程性质分类，各类土的工程性质。请阐述按土的工程性质分类，各类土的工程性质。 第一章 路基设计总论第一章第一章 路基工程总论复习提纲路基工程总论复习提纲 1. 1. 路基路基( (结构主体是结构主体是路床路床) )是公路的主体，又是是公路的主体，又是路面的基础路面的基础( (路基工作区路基工作区) ) 。只有稳固的路基才能保证。只有稳固的路基才能保证路面的质量；路基应有合适的断面形式及尺寸、良好路面的质量；路基应有合适的断面形式及尺寸、良好的整体

23、稳定性、足够的承载能力、良好的水温稳定性。的整体稳定性、足够的承载能力、良好的水温稳定性。 2. 2. 路基通常用横断面特征来归类，路基有路基通常用横断面特征来归类，路基有三种三种基本形式基本形式：路堤：路堤( (路基基身顶面高于原地面路基基身顶面高于原地面) )、路堑、路堑( (路基开挖于原地面路基开挖于原地面) )、半填半挖路基。每一种基本、半填半挖路基。每一种基本形式都对应有若干类典型的横断面，详细另见。形式都对应有若干类典型的横断面，详细另见。 3. 3. 路基在使用过程中会受到自然因素路基在使用过程中会受到自然因素( (地理气地理气侯、水文和工程土壤地质侯、水文和工程土壤地质) )和

24、人为因素和人为因素( (车载作用、路车载作用、路基的设计与施工基的设计与施工) )两方面的影响，而产生各种各样的两方面的影响，而产生各种各样的病害与变形病害与变形( (路堤的三沉、路堑的三落、边坡的三坍、路堤的三沉、路堑的三落、边坡的三坍、翻浆等翻浆等), ), 为防治病害为防治病害, , 应先分析并判断其属于自然应先分析并判断其属于自然或人为因素原因的哪一种或人为因素原因的哪一种, , 从而采取相应的防治措施。从而采取相应的防治措施。【第一节小结】 第一章 路基设计总论【第二节小结】 1. 1.路基内由轮重引起的垂直应力随深度而减少与深度平方路基内由轮重引起的垂直应力随深度而减少与深度平方成反比呈曲