路基路面复习提纲

1、路基工程复习提纲 教教 材材 授授 课课 课课 件件第一、二章第一、二章第一章第一章 路基工程总论路基工程总论第三章第三章第二章第二章 一般路基设计一般路基设计第四章第四章 第三章第三章 边坡稳定性设计边坡稳定性设计第五章第五章 第四章第四章 路基防护与加固路基防护与加固第六章第六章 第五章第五章 挡土墙设计挡土墙设计第七章第七章 第六章第六章 路基排水设计路基排水设计第八、九章第八、九章 第七章第七章 路基施工路基施工2 第一章第一章 路基工程总论路基工程总论11 概 述 概 述 路 基 的 本 构 关 系31-2 1-2 路基的本构关系路基的本构关系三三. . 路基土的分类与工程性质路基土

2、的分类与工程性质四四. . 路基压实路基压实一一. . 土基的受力与强度土基的受力与强度二二. . 路基水温状况与干湿类型路基水温状况与干湿类型第一章 路基工程总论复习提纲 1. 路基(结构主体是路床)是公路的主体，又是路面的基础(路基工作区) 。只有稳固的路基(路基应有足够的强度及水温稳定性), 才能保证路面的质量；维持道路的线形 (路基应有足够的整体稳定性)。 2. 路基通常用横断面特征来归类，路基有三种基本形式：路堤(路基基身顶面高于原地面)、路堑(路基开挖于原地面)、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。 3. 路基在使用过程中会受到自然因素(地理气侯、水文

3、和工程土壤地质)和人为因素(车载作用、路基的设计与施工)两方面的影响，而产生各种各样的病害与变形(路堤的三沉、路堑的三落、边坡的三坍), 为防治病害, 应先分析并判断其属于自然或人为因素原因的哪一种, 从而采取相应的防治措施。【第一节小结】【第二节小结】1. 路基作为本学科的研究对象, 应从其自然属性、材料特性、使用品质等方面入手分析其本构关系。而这首先需要引入公路自然区划的概念并了解其意义。 2. 路基的重要自然属性之一是指路基的干湿类型, 其决定了路面结构层的设计。这里需要了解路基湿度的来源(水文状况及大气温度引起的路基湿度的变化)及干湿类型分类和划分的方法。3. 路用土的材料特性决定了填

4、方路基填料的选择, 填料应以强度高、水稳性好、压缩性小、施工方便等具有良好工程性质及料源丰富、经济的岩土材料为宜。4. 压实可以改善路用土的使用品质, 可通过提高密实度, 降低土体的压缩性、透水性和膨胀性，达到增加强度及稳定性的目地。土的密实度与在最佳含水量条件下压实得到的最大干容重有关,这取决于土质、压实功和压实方式。施工中又以压实度这一反映干容重相对量的指标来控制土基的压实，压实度与路基部位、公路等级、自然条件及路基填挖方案有关。 * 总体设计 第二章 一般路基设计 横断面设计 排水设施 防护与加固 附属设施 第二章 一般路基设计复习提纲 1. 1. 一般路基是指在一般地质与水文等条件下的

5、路基。一般路基是指在一般地质与水文等条件下的路基。路基路基设计，通常包括路基基身、排水、防护与加固等方面。而对于设计，通常包括路基基身、排水、防护与加固等方面。而对于边坡高度和基底横坡超过规定以及工程地质条件特殊的非一般边坡高度和基底横坡超过规定以及工程地质条件特殊的非一般性路基，需要进行个别论证和稳定性验算。性路基，需要进行个别论证和稳定性验算。【第一节小结】 2.2.路基基身设计，内容涉及填料选择、压实标准、路基边坡、路基基身设计，内容涉及填料选择、压实标准、路基边坡、地基、地质等方面的问题。其中确定路基边坡坡度地基、地质等方面的问题。其中确定路基边坡坡度, ,主要是确主要是确定路基边坡的

6、形状定路基边坡的形状( (直线、折线和台阶形直线、折线和台阶形) )与坡率。与坡率。3. 3. 路基填方边坡坡率路基填方边坡坡率, , 一般取决于填料种类和边坡的高度。一般取决于填料种类和边坡的高度。对于浸水路堤边坡，对于浸水路堤边坡， 除应设计好路基的控制标高，在设计水除应设计好路基的控制标高，在设计水位以下，坡率采用位以下，坡率采用( 1:1.751:2.0 ), ( 1:1.751:2.0 ), 在常水位以下在常水位以下, , 坡率坡率采用采用( 1:21:3 )( 1:21:3 )，在低水位以下坡面可考虑用砌石防护。，在低水位以下坡面可考虑用砌石防护。4. 4. 路堑边坡坡度，应根据边

7、坡高度、土的密实程度和成因类路堑边坡坡度，应根据边坡高度、土的密实程度和成因类型及生成年代、岩石的种类型及生成年代、岩石的种类( (岩性岩性) )和风化破碎程度、地质构和风化破碎程度、地质构造、水文地质和地面排水条件因素综合分析确定。在一般条造、水文地质和地面排水条件因素综合分析确定。在一般条件下，挖方边坡坡度应结合路线附近已建工程的人工边坡及件下，挖方边坡坡度应结合路线附近已建工程的人工边坡及自然山坡的稳定状况，按规范规定取值自然山坡的稳定状况，按规范规定取值( (工程地质比拟法工程地质比拟法) )。【第二节小结】 1. 1. 路基防护路基防护, , 是保护边坡免受水、风、气温等自然因素长是

8、保护边坡免受水、风、气温等自然因素长期的侵蚀，在保持边期的侵蚀，在保持边 坡稳定的同时还起到美化路容的作用。坡稳定的同时还起到美化路容的作用。路基防护的方法一般可分为坡面防护及冲刷防护两类。路基防护的方法一般可分为坡面防护及冲刷防护两类。2. 2. 坡面防护包括了植物防护和工程防护两大类别。植物防护坡面防护包括了植物防护和工程防护两大类别。植物防护有种草、铺草皮、有种草、铺草皮、 植树、骨架植物防护等形式，工程防护有植树、骨架植物防护等形式，工程防护有砌体防护、实体护面墙或拱形、孔窗形、肋式护墙等圬工防砌体防护、实体护面墙或拱形、孔窗形、肋式护墙等圬工防护的做法及针对路堑进行封闭防护的几种形式

9、，如抹面、喷护的做法及针对路堑进行封闭防护的几种形式，如抹面、喷护护( (喷浆、喷射砼喷浆、喷射砼) )、锚杆挂网喷护及合成材料植被网坡面防、锚杆挂网喷护及合成材料植被网坡面防护等等。护等等。3. 3. 冲刷防护分为对堤岸边破的直接防护或采取设置导治结构冲刷防护分为对堤岸边破的直接防护或采取设置导治结构物的间接防护措施，直接防护包括植物防护、石砌护面、砼物的间接防护措施，直接防护包括植物防护、石砌护面、砼预制板块、抛石、石笼、驳岸挡墙等；预制板块、抛石、石笼、驳岸挡墙等； 导治结构物包括丁导治结构物包括丁坝、顺坝、防水林等，必要时可改移河道。坝、顺坝、防水林等，必要时可改移河道。第三章第三章

10、路基边坡稳定性设计路基边坡稳定性设计 3.1 3.1 概述概述 3.2 3.2 直线滑动面边坡稳定性计算直线滑动面边坡稳定性计算 3.3 3.3 曲线滑动面边坡稳定性计算曲线滑动面边坡稳定性计算 3.5 3.5 浸水路堤稳定性计算浸水路堤稳定性计算 3.4 3.4 陡坡路堤稳定性计算陡坡路堤稳定性计算 3.6 3.6 岩石路堑边坡稳定性计算岩石路堑边坡稳定性计算第三章第三章 路基边坡稳定性设计复习提纲路基边坡稳定性设计复习提纲1. 1. 稳定性验算是针对高填深挖、陡坡、浸水及不良地质条件稳定性验算是针对高填深挖、陡坡、浸水及不良地质条件下的特殊路基。下的特殊路基。 路堤的稳定性验算方法有三种：

11、由粗粒类材料路堤的稳定性验算方法有三种：由粗粒类材料填筑的路基按直线滑动面法，用带有粘性的土填筑路堤用圆弧填筑的路基按直线滑动面法，用带有粘性的土填筑路堤用圆弧滑动面的条分法，地面横坡大于滑动面的条分法，地面横坡大于1:2.51:2.5时的陡坡路堤用传递系数时的陡坡路堤用传递系数法。岩石路堑边坡的稳定性验算通常有工程地质比拟法和力学法。岩石路堑边坡的稳定性验算通常有工程地质比拟法和力学验算法两种。验算法两种。 2. 2.极限平衡法是稳定性验算的数值分析方法极限平衡法是稳定性验算的数值分析方法, , 其假定边坡沿某其假定边坡沿某一形状滑动面破坏，根据力学平衡原理，计算岩土体在破坏面上一形状滑动面

12、破坏，根据力学平衡原理，计算岩土体在破坏面上达到极限平衡时的安全系数。其基本假定是达到极限平衡时的安全系数。其基本假定是破裂面以上的不稳破裂面以上的不稳定土体沿破裂面作整体滑动，不考虑其内部的应力分布不均和局定土体沿破裂面作整体滑动，不考虑其内部的应力分布不均和局部移动。部移动。土的极限平衡状态只在破裂面上达到土的极限平衡状态只在破裂面上达到, ,破裂面的位置破裂面的位置要通过试算才能确定。要通过试算才能确定。3. 3. 圆弧条分法的计算原理是圆弧条分法的计算原理是假定破裂面为圆柱面假定破裂面为圆柱面, , 将破裂圆将破裂圆柱棱体划分为若干竖向土条柱棱体划分为若干竖向土条; ; 计算中不考虑土

13、条间的计算中不考虑土条间的相互作用相互作用力力; ; 边坡稳定的安全系数用破裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩边坡稳定的安全系数用破裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义。之比来定义。确定滑动面圆心辅助线的方法有确定滑动面圆心辅助线的方法有4.5H4.5H法及法及3636法。法。确定临界圆心的过程为确定临界圆心的过程为: :选取若干可能的滑动面选取若干可能的滑动面, ,这些滑动面分别这些滑动面分别为通过坡脚与路基顶面中点或为通过坡脚与路基顶面中点或1/41/4路基宽以及外侧坡顶等两点弦路基宽以及外侧坡顶等两点弦线的圆等。据此作出若干个滑动圆弧线的圆等。据此作出若干个滑动圆弧, , 用条分法计算出每一

14、滑动用条分法计算出每一滑动体的稳定系数体的稳定系数K, K, 绘出绘出 K K 值曲线值曲线, , 在图上即可定出最危险破裂面在图上即可定出最危险破裂面的临界圆心。的临界圆心。4. 4. 剩余下滑力法剩余下滑力法( (又称传递系数法又称传递系数法):):所谓剩余下滑力所谓剩余下滑力 E E是指土是指土坡滑动力坡滑动力T T与计入稳定系数与计入稳定系数K K值后被折减的抗滑力值后被折减的抗滑力R R之差值。该方之差值。该方法是以最后一块法是以最后一块( (坡脚处坡脚处) )的的E En n值的正负值确定其整体稳定性。若值的正负值确定其整体稳定性。若E En n0, 0, 则稳定；否则判断失稳。则

15、稳定；否则判断失稳。5. 5. 浸水路堤的特点浸水路堤的特点: : 除承受普通路堤一样的外力和自重外除承受普通路堤一样的外力和自重外, ,还受水的浮力和渗透动水压力的作用还受水的浮力和渗透动水压力的作用; ; 稳定性与路堤填料透稳定性与路堤填料透水性有关，压实良好的粘性土或渗水性强的材料填筑的路基水性有关，压实良好的粘性土或渗水性强的材料填筑的路基, ,边边坡稳定性受水位涨落的影响不大。浸水路堤边坡稳定性验算方法坡稳定性受水位涨落的影响不大。浸水路堤边坡稳定性验算方法采用圆弧条分法，当但应考虑洪水水位骤然降落最不利的情况。采用圆弧条分法，当但应考虑洪水水位骤然降落最不利的情况。计算中，要注意干

16、燥与浸润部分土体的计算中，要注意干燥与浸润部分土体的及及c c 的取值不同，浸润的取值不同，浸润线以下土条重量按浮容重，渗透动水压力可用浸润线以下低水位线以下土条重量按浮容重，渗透动水压力可用浸润线以下低水位以上的土条面积的水重来表征。以上的土条面积的水重来表征。 6. 6. 岩石路堑边坡的稳定性分析主要用工程地质比拟法从分析岩岩石路堑边坡的稳定性分析主要用工程地质比拟法从分析岩层结构面与路基边坡面的相互关系来判断其稳定性层结构面与路基边坡面的相互关系来判断其稳定性, , 有条件时也有条件时也以力学分析法加以校核。以力学分析法加以校核。1 1 防护与加固工程的分类防护与加固工程的分类二二. .

17、防护与加固工程的设计要求防护与加固工程的设计要求三三. .坡面防护的适用场合坡面防护的适用场合四四. .路基堤岸防护及适用场合路基堤岸防护及适用场合五五. .地基加固地基加固本章内容本章内容: :第四章第四章防护与加固防护与加固二. 按结构特点分上述挡墙的共同作用是承受墙后填料的侧向土压力。挡土墙的类型 路堤挡土墙 ：收缩坡脚,防止路基下滑, 确保路基稳定;浸水挡土墙 ：避免路基边坡受水流冲刷;路堑挡土墙 ：降低边坡高度, 减少刷方数量;路肩挡土墙 ：在需要抬高公路时可减少填方并节约用地;山坡挡土墙 ：支挡覆盖层或堆积坡体下滑;一.按挡墙的设置位 置和起的作用分 重力(衡重)式:主要依靠墙体自

18、重抵抗墙背承受的土压力,墙背仰斜时所 受土压力小,断面较经济;俯斜墙背所受土压力大,但用于墙趾处地面横 坡较大时可减小墙高;衡重式挡墙重心后移,稳定性较好,适用于地形陡 峻而地基条件较好的填方路基挡墙或路堑挡墙。钢筋砼悬臂式:悬臂式由立壁和底板组成, 结构自重较轻, 需靠踵板上的 填土来保持稳定, 趾板可增加抗倾覆能力及减少基底压应力, 立壁则作 为单悬臂构件抵抗土压力。锚定式:由钢筋砼墙面及锚固构件两部分组成, 属轻型挡墙. 按锚固的方 式不同, 又可分为锚杆式、锚定板式及桩板式等。前二者靠锚入稳定 地层中的钢杆或埋入填料稳定区内的锚定板产生抗拔力来稳定墙体， 后者用锚固桩埋入地层中, 中间

19、用挡土板抵挡墙后土体。 加筋土挡墙:是一种由竖直墙面、水平拉筋和墙内填料三部分组成的加 筋体, 通过筋土间的相互摩擦, 加筋体形成复合的墙体结构而保持稳定。挡土墙的构造 1明确挡土墙排水的目的、具体做法与要求。前者是要 疏干墙后土体。 避免由于墙后积水形成的静水、冻胀及膨胀压力。后者则需1. 做好地表排 水，防止地面水下渗。可采取设截水沟、填土表面设隔水层、墙前边沟铺 砌加固等措施。2.做好墙身排水, 主要是设置泄水孔、反滤层、隔水层、以 及非透水性填料墙背需设置厚30cm的砂卵石连续排水层等排水构造。2基础 了解基础的形式及埋置深度这两方面的要求。基础有天然地基、换填 扩大基础、钢筋砼底板、

20、倾斜基地、台阶形及拱形等。对于扩大基础基底的 拓宽应符合刚性角的要求, 对于倾斜基底, 其倾斜度为 1:0.1(0.2)。基础是台阶形的,其高宽比不大于2:1, 台阶宽不小于0.5米.台阶形埋置深度应按天然地面为土质或岩质两种情况来考虑。对岩质地基应满足基础嵌入岩层的具体要求。主动土压力的计算三. 重力式挡墙墙身构造。包括墙面及墙背坡度、墙顶宽度、护拦设置等几 项规定。 挡土墙的构造可分为墙身、基础、填料、排水及沉降伸缩接缝等几方面 一. 搞清库仑主动土压力的计算原理和适用条件，假定墙后填料为均质散粒体, 即土体无粘性;当墙向外移动或倾转时, 墙后土体会沿通过墙踵的破裂面 和与墙背的接触面这两

21、个平面下滑;把墙和滑动土楔视作刚性体, 根椐静力 平衡条件,可推导出土楔处于极限平衡状态时给予墙背的土压力Ea。 二. 运用土压应力分布图进行土压力计算。 tgZBZdydyZEEEEKKKKHExyhhyxayaxa sin cos )sin()cos()tantan 2100112）（）（得得由由作作土土压压应应力力分分布布图图求求（一. 包括滑动和倾覆稳定、基底应力及偏心距和墙身截面强度等方面的验算。主动土压力的计算 三. 衡重式(凸形墙背)上墙土压力的计算: 明确第二破裂面法的概念及出现 第二破裂面的条件。四. 衡重式(凸形墙背)全墙土压力的计算: 土压力计算分上下墙两部份,分开计算

22、各自的土压力,然后取两者的矢量和作为全墙的土压力。下墙计算方法有 附加荷载法、延长墙背法等, 应明确相应的计算原理。五. 粘性土土压力的计算有等效内摩擦角法及力多边形法两种。等效内摩擦角 法是按换算前后土的抗剪强度相等或土压力相等的原则来计算D 。力多边 形法应用库仑理论进行土压力计算公式推导时作了两点假设,其一不考虑垂直 裂缝区深度hc范围内的土压力;其二破裂面上土的抗剪强度由土的内摩擦力 tg及粘聚力c 组成, 即考虑了破裂面上的粘结力对计算结果的影响。六. 浸水挡土墙的土压力计算: 应考虑与一般挡墙土压力计算的不同点:浸水后填 料容重改用浮容重; 砂性土值不变, 但粘性土则显著降低; 填

23、料内部出 现渗流时, 要计入动水压力。挡土墙验算 二. 作用在挡墙上的荷载类型有三大类: 永久荷载、可变荷载及偶然荷载。三. 抗滑稳定性项目: 验算基底摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。验算时要计算Kc, Kc=1.3, 并需满足滑动稳定方程的要求。增加抗滑稳定性的常用措施有: 采 用倾斜基底; 设置凸榫 ;采用人工换填基础等。 四.抗倾覆稳定性项目: 验算抵抗墙身绕墙趾向外倾覆的能力。同样要计算Ko, Ko=1.5, 并符合倾覆稳定方程的要求。增加抗倾覆稳定性的常用措施有:展宽 墙趾改变墙面或墙背的坡度；改变墙身断面类型，如改用衡重式等。 六. 浸水挡土墙验算:与一般挡墙相比不同是在浸水挡土墙上有

24、附加的作用力系, 三种附加作用力: 静水压力; 动水压力; 浮力。 踵板宽度计算依据: 墙踵板宽度B3 3 是根据挡土墙抗滑稳定性要求确定的。 趾板宽度确定; 趾板宽B1 1除高墙受倾覆稳定系数Ko控制外,一般由地基 应力或偏心距确定。 五. 偏心距项目: 避免因地基过度不均匀沉降而引起的墙身倾斜。基底应力验算 项目: 避免地基出现过大的下沉。钢筋砼悬臂式轻型挡墙结构断面尺寸设计 挡土墙验算挡土墙的布置 包括横断面布置及纵向布置。 横断面布置的内容是确定墙身断面、基础形式和埋置深度，拟定排水设计， 指定墙后填料等。 纵向布置在墙趾纵断面图上进行，内容有： 1. 确定挡墙起讫点和长度， 2. 处

25、理好墙与路基或其它结构物的衔接； 3. 按地基及地形进行分段，确定断缝位置； 4. 布置各段挡土墙的基础； 5. 设计泄水孔； 6. 对基础标高、挡墙起讫点标高、分段长度及桩号 等进行标注。（一）（一） 地面排水设施地面排水设施 （二）（二） 坡面排水设施坡面排水设施 （三）其它排水设施（三）其它排水设施 （四）沟漕加固（四）沟漕加固 （五）地下水排水设施（五）地下水排水设施 （三）（三） 排水明渠水力计算方法排水明渠水力计算方法 （二）（二） 水力基本计算公式水力基本计算公式（一）（一） 确定设计流量确定设计流量第六章 路基排水设计6.1常用的路基排水设施常用的路基排水设施明渠水文水力计算明

26、渠水文水力计算6.2第六章 路基排水设计复习提纲1. 1. 路基应设置完善的排水设施以确保路基处于干燥、坚实及稳定路基应设置完善的排水设施以确保路基处于干燥、坚实及稳定状态。路基排水包括地表排水和地下排水两大类。排水设计的状态。路基排水包括地表排水和地下排水两大类。排水设计的主要内容是排水结构物的合理设计及布置。主要内容是排水结构物的合理设计及布置。 2. 2. 地表排水沟渠的作用首先是排除路基范围内由降雨产生的地表地表排水沟渠的作用首先是排除路基范围内由降雨产生的地表泾流泾流( (边沟边沟),),其次是排除路基两侧可能进入路基范围的地表泾流其次是排除路基两侧可能进入路基范围的地表泾流( (截水沟截水沟) )以及影响路基范围的地表积水以及影响路基范围的地表积水( (排水沟排水沟), ), 跌水和急流槽跌水和急流槽作为特殊的地表排水结构物作为特殊的地表排水结构物, , 适应落差较大地段的沟渠排水适应落差较大地段的沟渠排水, , 或或衔接天沟、侧沟，引排渠内的水到排水沟或河渠。衔接天沟、侧沟，引排渠内的水