路基路面复习课-ppt课件资料

1、路基路面复习课-PPT课件 课程的具体内容课程的具体内容路面工程部分路面工程部分路面结构组成路面结构组成路面材料的力学性质路面材料的力学性质块料路面、碎砾石路面块料路面、碎砾石路面无机结合料稳定路面无机结合料稳定路面沥青路面及其设计方法沥青路面及其设计方法 水泥混凝土路面及其设计方法水泥混凝土路面及其设计方法本课程的重点和难点本课程的重点和难点:（1）边坡稳定性分析；）边坡稳定性分析；（2）挡土墙设计；）挡土墙设计；（3）沥青路面结构设计理论与方法；）沥青路面结构设计理论与方法； （4）水泥路面设计理论与方法。）水泥路面设计理论与方法。 课程的具体内容课程的具体内容1-1、路基路面的性能要求、

2、路基路面的性能要求1.承载能力承载能力 包括强度和刚度两个方面。包括强度和刚度两个方面。2.稳定性稳定性 在地表上开挖或填筑路基，会改变原地面地在地表上开挖或填筑路基，会改变原地面地 层结构的受力状态，从而造成路基失稳；大气降水、大层结构的受力状态，从而造成路基失稳；大气降水、大气周期性变化对稳定性的影响。气周期性变化对稳定性的影响。3.耐久性耐久性 道路工程有较长的使用年限，因此路基路面工道路工程有较长的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能。程要求有很好的耐久性能。4.表面平整度表面平整度 是影响行车安全、行车舒适性以及运输是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。效益

3、的重要使用性能。5.表面抗滑性能表面抗滑性能 保证车轮与路面之间有足够的附着力保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力，以增加行车安全。和摩擦力，以增加行车安全。 概论概论公路用土一般根据土的颗粒粒径组成、土颗粒的矿公路用土一般根据土的颗粒粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标等进行划分；物成分或其余物质的含量、土的塑性指标等进行划分；我国的公路用土依据我国的公路用土依据土的颗粒组成特征、土的塑性指标土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在的情况和土中有机质存在的情况进行土类划分。进行土类划分。土的种类：我国公路用土分类总体系包括土的种类：我国公路用土分类总体系包括巨粒

4、土、巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土粗粒土、细粒土和特殊土四类，并进一步细分为四类，并进一步细分为11种。种。1-21-2、路基土的分类、路基土的分类各类土的工程性质各类土的工程性质1、巨粒土：强度和稳定性很高，是筑路的良好材料，也可用于砌筑边坡。2、级配良好的砾石混合料：除可填路基外，可用于中级路面或高级路面的基层、底基层。3、砂土：无塑性，强度与水稳性好，但粘结性小，易松散，可掺少量粘土，利于压实。4、砂性土：既有一定数量粗颗粒，又有一定数量的细粒，级配适宜，为理想的填料。5、粉性土：毛细作用强烈，易造成冻胀翻浆，属于不良公路用土。6、粘性土：在适合含水量下应充分压实和在良好的排水条件下，筑

5、成路基也能稳定。7、重粘土：不透水，粘聚力特大，塑性很大，干燥时 很坚硬，施工难开挖与破碎。作为路堤填料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，重粘土也为不良材料。此外，还有一些特殊土类，如有特殊结构的土、含有机质的土以及易溶盐的土等，用以填筑路基时必须采取相应的技术措施。分三级区划：分三级区划：1.一级区划：一级区划：按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分为北部多地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分为北部多年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡区、东南湿热区、西南潮暖区、西北干

6、旱区和青区、东南湿热区、西南潮暖区、西北干旱区和青藏高寒区等七个大区；藏高寒区等七个大区；2.二级区划：二级区划：在一级区划的基础上，以潮湿系数在一级区划的基础上，以潮湿系数K（年（年降雨量降雨量R/年蒸发量年蒸发量Z）为主要指标（分）为主要指标（分6个等个等级），还考虑气候特征、地貌类型、自然病害等级），还考虑气候特征、地貌类型、自然病害等因素，将全国划分为因素，将全国划分为33个二级区划和个二级区划和19个副区，个副区，共共52个二级区划。个二级区划。3.三级区划：三级区划：在二级区划基础上，由各地区根据当地在二级区划基础上，由各地区根据当地具体情况再自行划定。具体情况再自行划定。1-31

7、-3、公路自然区划、公路自然区划 各自然区划的筑路特点各自然区划的筑路特点道路设计原则道路设计原则保温。保温。路面结构要突出路面结构要突出防冻胀防冻胀与翻浆与翻浆。筑路的主要问题是黄土筑路的主要问题是黄土的冲蚀与遇水湿陷。的冲蚀与遇水湿陷。筑路的主要问题是水毁、冲刷筑路的主要问题是水毁、冲刷 和和滑坡。滑坡。该区土基软湿，注意路基整体稳定该区土基软湿，注意路基整体稳定性。性。气候干燥，可采用沥青混凝土层气候干燥，可采用沥青混凝土层解决砂石路面搓泥、松散。注意沙漠地区风蚀和沙埋。解决砂石路面搓泥、松散。注意沙漠地区风蚀和沙埋。有多年冻土，注意保温设计，且有多年冻土，注意保温设计，且沥青路面在日照

8、下易老沥青路面在日照下易老化。化。路基干湿类型划分方法路基干湿类型划分方法（1）已建公路：）已建公路：不利季节测定路床不利季节测定路床80cm内土层的含水内土层的含水量，确定其量，确定其；按自然区划、土类查表确定；按自然区划、土类查表确定分界稠度；分界稠度；比较平均稠度与分界稠度，确定干湿类比较平均稠度与分界稠度，确定干湿类型。型。：于路槽底面以下：于路槽底面以下80cm内，每内，每10cm取土样测定其天然含水率、塑限含水率和液限含水率，取土样测定其天然含水率、塑限含水率和液限含水率，按下式计算：按下式计算： 1-4 1-4 、路基干湿类型、路基干湿类型（2）新建公路：）新建公路：用用路基的临

9、界高度路基的临界高度作为判别标准。作为判别标准。 新建道路时，按自然区划、土类查表确定分界路基新建道路时，按自然区划、土类查表确定分界路基临界高值，以此作为判别标准，临界高值，以此作为判别标准，与路基设计高度作比较，与路基设计高度作比较，确定路基干湿类型。确定路基干湿类型。路基干湿类型路基平均稠度wc与分界相对稠度的关系一般特性干燥wc wc1路基干燥稳定，路面强度和稳定性不受地下水和地表积水影响。路基高度 H H1中湿wc1 wc wc2路基上部土层处于地下水或地表水影响的过渡带区内，路基高度 H2 H H1潮湿wc2 wc wc3路基上部土层处于地下水或地表积水毛细影响区内，路基高度 H3

10、 H H2过湿wc wc3路基极不稳定，冰冻区春融翻浆，非冰冻区弹簧，路基经处理后方可铺筑路面，路基高度H H3标准轴载的确定标准轴载作为路面交通分析和结构设计的轴重，其它轴重要按一定的原则换算为设计的轴重。 确定方法：1、我国采用BZZ-100KN为标准轴载。1-5、当量圆半径当量圆半径 可以按下式可以按下式确定。确定。 因为因为式中：式中：P作用在车轮上的荷载，作用在车轮上的荷载，kN； p轮胎接触压力，轮胎接触压力，kPa；接触面当量圆半径，接触面当量圆半径，m。P p Pp2车轮荷载当量圆半径车轮荷载当量圆半径 对于双圆式对于双圆式 对于单圆式对于单圆式 对于对于BZZ-100kN,

11、P = 700 kPa 所以所以, d =0.213m, D =0.320mdpPD28PPd4路基工程部分路基工程部分路基的力学特点及影响因素路基的力学特点及影响因素一般路基设计一般路基设计路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析路基防护与加固路基防护与加固挡土墙设计挡土墙设计路基排水设计路基排水设计 路基部分路基部分 1-1 1-1 路基工作区路基工作区概念：概念：在路基某一深度在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂处，当车轮荷载引起的垂直应力直应力z与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为很小，仅为11015时，该深度时，该深度Za范围内的路基

12、称范围内的路基称为为路基工作区路基工作区。 该深度该深度Za随车辆荷载增大而增大，随路面的强度和随车辆荷载增大而增大，随路面的强度和厚度的增加而减小。厚度的增加而减小。确定：确定：路基工作区深度路基工作区深度Za可以用下式计算。可以用下式计算。3KnP Z a 1 1 路基的力学特点路基的力学特点1-2 1-2 土基的承载能力土基的承载能力 路基作为路面结构的基础，它的抵抗车轮荷载能力路基作为路面结构的基础，它的抵抗车轮荷载能力的大小，主要决定于路基顶面在一定应力级位下抵的大小，主要决定于路基顶面在一定应力级位下抵抗变形的能力。抗变形的能力。用于表征土基承载力的主要参数指标：用于表征土基承载力

13、的主要参数指标：回弹模量回弹模量地基反应模量地基反应模量加州承载比加州承载比(CBR)基本内容：基本内容：1、路基的类型与构造；、路基的类型与构造；2、路基设计；、路基设计；3、路基附属设施。、路基附属设施。重点：重点：路基设计。路基设计。2 2 一般路基设计一般路基设计u1、取土坑与弃土堆、取土坑与弃土堆u3、堆料坪与错车道、堆料坪与错车道1.堆堆料坪：料坪：路面养护用矿质材料就近选择路旁合适路面养护用矿质材料就近选择路旁合适地点堆放备用。高等级路面一般采用集中堆放料场。地点堆放备用。高等级路面一般采用集中堆放料场。2.错错车道：车道：单车道公路由于双向会车和相互避让的单车道公路由于双向会车

14、和相互避让的需要，常每隔需要，常每隔200500m设置错车道一处。设置错车道一处。3 3 路基边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析基本内容：基本内容：1、三类滑动面的基本验算方法、三类滑动面的基本验算方法；（直线滑动面的换算方法与示例、曲线滑动面的验算方法与示例、折线滑动面的验算）（直线滑动面的换算方法与示例、曲线滑动面的验算方法与示例、折线滑动面的验算）2、几种特定条件下的路基边坡稳定性验算。、几种特定条件下的路基边坡稳定性验算。（浸水路堤的边坡稳定验算方法与示例、软土路堤的边坡稳定验算与示例）（浸水路堤的边坡稳定验算方法与示例、软土路堤的边坡稳定验算与示例）重点：重点：直线滑动面的验算方法。直

15、线滑动面的验算方法。4 4 路基防护与加固路基防护与加固基本内容：基本内容：1、坡面防护；、坡面防护；2、堤岸防护与加固。、堤岸防护与加固。3、软土地基加固、软土地基加固5 5 挡土墙设计挡土墙设计基本内容：基本内容：1、概述；、概述；（挡土墙的用途、类型与特点，重力式挡土墙的构造与布置，挡土墙的基础要求与类型）（挡土墙的用途、类型与特点，重力式挡土墙的构造与布置，挡土墙的基础要求与类型）2、土压力计算；、土压力计算；（作用于挡土墙的力系、特定条件下的土压力计算、土压力的简易计算）（作用于挡土墙的力系、特定条件下的土压力计算、土压力的简易计算）3、重力式挡土墙的设计与稳定性验算。、重力式挡土墙

16、的设计与稳定性验算。（行车荷载的换算、滑动与倾覆稳定性、地基应力与墙身应力、示例）（行车荷载的换算、滑动与倾覆稳定性、地基应力与墙身应力、示例）重点：重点：重力式挡土墙的设计与稳定性验算。重力式挡土墙的设计与稳定性验算。挡土墙土压力计算挡土墙土压力计算一、作用在挡土墙上的力系一、作用在挡土墙上的力系主要力系有：主要力系有：1、挡土墙自重、挡土墙自重G及墙上恒载及墙上恒载2、墙后土体的主动土压力、墙后土体的主动土压力Ea（包括作用在墙后填料破裂棱（包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载）体上的荷载，简称超载）3、基地的法向反力、基地的法向反力N及摩擦力及摩擦力T4、墙前土体的被动土压力、墙

17、前土体的被动土压力Ep计算挡土墙压力计算挡土墙压力Ea，首先要确定产生最大土压力的破裂面，首先要确定产生最大土压力的破裂面，求出破裂角求出破裂角。但是这在事先并不知道，必须进行试算。但是这在事先并不知道，必须进行试算。试算时，通常先假定破裂面位置通过荷载中心，按此图式及试算时，通常先假定破裂面位置通过荷载中心，按此图式及相应的计算公式算出相应的计算公式算出角，与原假定的破裂面位置作比较，看是角，与原假定的破裂面位置作比较，看是否相符。如与假定不符，应根据计算的否相符。如与假定不符，应根据计算的角重新假定破裂面，重角重新假定破裂面，重复以上计算，直至相符为止，最后根据此破裂角计算最大主动复以上计

18、算，直至相符为止，最后根据此破裂角计算最大主动土压力。土压力。5-2 车辆荷载的换算及计算参数车辆荷载的换算及计算参数车辆荷载换算车辆荷载换算（1）按墙高确定的附加荷载强度进行换算按墙高确定的附加荷载强度进行换算将汽车荷载按均布荷载考虑，换算成容重与墙后填料将汽车荷载按均布荷载考虑，换算成容重与墙后填料相同的均布土层。相同的均布土层。q：附加荷载强度：附加荷载强度：墙高小于等于墙高小于等于2m,取取20kN/m;墙高大于等于墙高大于等于10m,取取10 kN/m墙高墙高H在在210m，进行线性内插，进行线性内插（2）根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算。根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算。其

19、中：其中： 挡土墙的一般破坏形式及原挡土墙的一般破坏形式及原因：因： 1)挡土墙挡土墙沿基底滑动而造成的破坏（基底抗滑力不足）；沿基底滑动而造成的破坏（基底抗滑力不足）； 2)挡土墙挡土墙绕墙趾转动所引起的倾覆（抗倾覆力矩不足）；绕墙趾转动所引起的倾覆（抗倾覆力矩不足）； 3)因基础因基础产生过大或不均匀的沉陷而引起的墙身倾斜；产生过大或不均匀的沉陷而引起的墙身倾斜； 4)因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏。因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏。挡土墙验算挡土墙验算重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计墙身截面强度验算时墙身截面强度验算时验算截面位置验算截面位置（一）增加抗滑稳定性（一）增加抗

20、滑稳定性1.设置倾斜基底设置倾斜基底3.采用人工基础采用人工基础2.采用凸榫基础采用凸榫基础4.加大挡墙尺寸加大挡墙尺寸（二）增加抗倾覆稳定性的方法（二）增加抗倾覆稳定性的方法1.展开墙趾展开墙趾2.改变墙面及墙背坡度改变墙面及墙背坡度3.改变墙身断面类型改变墙身断面类型4.加大挡墙尺寸加大挡墙尺寸（三）（三）提高基底承载力或减小基底应力提高基底承载力或减小基底应力1.采用人工基础采用人工基础2.采用扩大基础采用扩大基础 路基排水工程地面排水地下排水1.2.3.6 6 路基路面排水设计路基路面排水设计1) 路界地表排水：路界地表排水：(1)路面表面排水路面表面排水 横坡漫流、拦水带横坡漫流、拦

21、水带+急流槽、急流槽、u形沟形沟+急流槽急流槽(2)中央分隔带排水中央分隔带排水 中央分隔带渗水、超高路段排水中央分隔带渗水、超高路段排水2)路面内部排水：路面内部排水：(1)路面边缘排水路面边缘排水 (2)透水基透水基 (垫垫)层排水层排水 (3)多孔隙面层排水多孔隙面层排水路面排水工程：路面排水工程：路面工程部分路面工程部分路面结构组成路面结构组成路面材料的力学性质路面材料的力学性质块料路面、碎砾石路面块料路面、碎砾石路面无机结合料稳定路面无机结合料稳定路面沥青路面及其设计方法沥青路面及其设计方法 水泥混凝土路面及其设计方法水泥混凝土路面及其设计方法 路面部分路面部分、路面横断面、路面横断

22、面路面横断面由路面横断面由行车道、硬路肩行车道、硬路肩和和土路肩土路肩组成。随组成。随道路等级不同而不同。道路等级不同而不同。、路面结构分层及层位功能路面结构分层及层位功能行车荷载和自然因素对路面的影响，随深度的增加行车荷载和自然因素对路面的影响，随深度的增加而逐渐减弱，所以路面结构常分层铺筑，划分为而逐渐减弱，所以路面结构常分层铺筑，划分为面面层、基层、垫层层、基层、垫层。路面结构层次划分示意图路面结构层次划分示意图i i路拱横坡度；路拱横坡度；1 1面层；面层；2 2基层（有时基层（有时包括底基层）；包括底基层）； 3 3 垫层；垫层； 4 4 路缘石；路缘石；5 5加固路肩；加固路肩；6

23、 6土路肩土路肩一、路面类型一、路面类型【按照材料组成分类】【按照材料组成分类】土路面土路面砂石路面砂石路面块体路面块体路面沥青路面沥青路面水泥路面水泥路面复合式路面复合式路面1-3、路面的等级与分类、路面的等级与分类二、等级划分二、等级划分按使用品质、材料组成及结构强度与稳定性，路面按使用品质、材料组成及结构强度与稳定性，路面分为四级分为四级三、路面分类按结构的力学性能和设计方法的相似性分类：2-2、块料路面、块料路面3 无机结合料稳定路面无机结合料稳定路面基本内容：基本内容： 石灰土基层（特性，强度形成原理）；石灰土基层（特性，强度形成原理）； 水泥土基层（特性，强度形成原理）；水泥土基层

24、（特性，强度形成原理）； 工业废渣基层（种类，使用）。工业废渣基层（种类，使用）。重点：重点： 石灰土、水泥土基层的特性、强度形成原理。石灰土、水泥土基层的特性、强度形成原理。重点：重点： 柔性路面结构组合设计；柔性路面结构组合设计； 我国现行柔性路面厚度设计方法、强度指标。我国现行柔性路面厚度设计方法、强度指标。 1、刚性路面的工作特征；、刚性路面的工作特征；2、刚性路面的计算参数；、刚性路面的计算参数；3、弹性地基板理论；、弹性地基板理论； （荷载应力与温度应力）（荷载应力与温度应力）4、我国刚性路面板厚设计方法；、我国刚性路面板厚设计方法；5、刚性路面板平面尺寸设计。、刚性路面板平面尺寸

25、设计。 （平面尺寸拟定，应力验算）（平面尺寸拟定，应力验算）基本内容：基本内容：1、我国刚性路面板厚设计方法；、我国刚性路面板厚设计方法；重点：重点：2）力学模型：）力学模型：按基层和面层类型和组合的不同，路面结构分析可分别采用下述力学模型：按基层和面层类型和组合的不同，路面结构分析可分别采用下述力学模型： 1、弹性地基单层板模型弹性地基单层板模型适用于粒料基层上混凝土面层，旧沥青路面加适用于粒料基层上混凝土面层，旧沥青路面加铺混凝土面层铺混凝土面层;面层板底面以下部分按弹性地基处理。面层板底面以下部分按弹性地基处理。 2、弹性地基双层板模型弹性地基双层板模型适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层，旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层土面层，旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层;面层和基层或者新旧面