环境因素分析实用教案

1、第一节 公路(gngl)自然区划 为了区分各地自然区域的筑路特性，经过长期研究，制定了公路自然区划标准，见图31(见教材）。 一、区划的原则(yunz)与分级 1、区划原则(yunz) （1）道路工程特征相似的原则(yunz) （2）地表气候区划差异性的原则(yunz) （3）自然气候因素既有综合又有主导作用的原则(yunz) 第1页/共21页第一页，共22页。 2、区划分级 （1）一级区划 以两条均温等值线：全年均温2等值线和一月份均温0等值线；两条等高线：1000m和3000m作为(zuwi)一级区划的标志，将全国分成七个一级区，见表3-1代号一级区名平均温度()平均最大冻深(cm)潮湿系

2、数K地形阶梯土质带I北部多年冻土区全年22000.51.00东部1000m等高线两侧棕粘性土II东部湿润季冻区1月0102000.51.00东部1000m等高线以东棕粘性土,黑粘性土,冲击土,软土III黄土高原干湿过渡区1月0201400.251.00东部1000m等高线以西,西南3000m等高线以东黄土IV东南湿热区1月0全年1426101.002.25东部1000m等高线以东黄棕粘土,红粘性土,软土V西南潮湿区1月0全年1422201.002.00东部1000m等高线以西,西南3000等高线以东紫粘土,红色石灰土,砖红粘性土VI西北干旱区1月0山区垂直分布东部100250,西部40100东

3、部0.250.5,西部005东部1000m等高线以西,西南3000m等高线以北栗粘性土,砂砾土,碎石土第2页/共21页第二页，共22页。 （2）二级区划 二级区划以潮湿系数为主要区分标志 。 在7个一级区划内进一步分为33个二级区和19个副区（亚区），具体见公路(gngl)自然区划标准。潮湿系数K为年降水量（mm）与年蒸发量（mm）的比值，按区内的K值大小分为六个等级，见表32表示。 （3）三级区划 三级区划是二级区划的进一步划分。 名称过湿区中湿区润湿区润干区中干区过干区K2.002.001.501.501.001.000.500.500.250.25第3页/共21页第三页，共22页。二、各

4、自然区划的筑路(zh l)特点（1）I区北部多年冻土区：防止翻浆，应采取换土、稳定土、砂垫层等处理方法。 （2）区东部温润季冻区：防止翻浆和冻胀 。（3）区黄土高原干湿过渡区：黄土对水分的敏感性，干燥土基强度高、稳定性好 。（4）区东南湿热区：防止水毁、冲刷、滑坡 。（5）V区西南潮暖区：充分利用当地材料筑路 。（6）区西北干旱区：沥青面层(min cn)材料应具有良好的防透水性 ；砂石路面经常出现松散，搓板和波浪现象 。（7）区青藏高寒区：须按保温原则设计 。第4页/共21页第四页，共22页。第二节 路基湿度(shd)状况分析 一、路基湿度(shd)的来源 （1）大气降水 （2）地面水 （3

5、）地下水 （4）毛细水 （5）水蒸汽凝结水 （6）薄膜移动水 第5页/共21页第五页，共22页。二、路基湿度状况(zhungkung)的预估 1、按所属自然区划和路基潮湿类型估计 （1）干燥类 （2）中湿类 （3）潮湿类 （4）过湿类 通过对各自然区划内不同潮湿类型路基的湿度状况进行广泛调查后，可编制出区分各类路基潮湿类型的临界高度(god)，以及分界相对稠度值，表33和表34（见教材）列出其中一部分数值可供参考。第6页/共21页第六页，共22页。 2、通过沿线的现场调查预估 沿道路设计线，按自然地理特征的不同把全线分为若干段；每一路段上选取几个断面，钻取试样，测定其含水量，并进行土的特征含水

6、量试验。由不同深度处土样的试验结果，点绘出相对含水量（相对于塑限、液限或最佳(zu ji)含水量）断面图，见图3-2。 3、通过对条件相似的现有道路的调查预估第7页/共21页第七页，共22页。三、大气温度(wnd)及其对路基水温状况的影响 季节性冰冻地区易发生冻胀与翻浆 。这些地区的路基在冬季冻结的过程中会在负温度坡降的影响下，出现湿度积聚现象。积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。春暖化冻时，路面和路基结构(jigu)由上而下逐渐解冻，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成了翻浆 。 对于渗透性较高的砂性土以及渗透性很低的粘性土，水分都不容易积聚，因此不易发生

7、冻胀与翻浆 。第8页/共21页第八页，共22页。四、路基(lj)干湿类型1、路基按其干湿状态不同，分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。为了保证路基路面结构的稳定性，一般要求路基处于干燥或中湿状态。2、路基临界高度H:与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度。 3、稠度wc定义(dngy):土的含水量w与土的液限wL之差与土的塑限wp与液限wL之差的比值。 )()(pLLcwwwww第9页/共21页第九页，共22页。下表所列区划界限确定道路(dol)所属的路基干湿类型： cwWc1 cwcwcwcw第10页/共21页第十页，共22页。对于新建道路可以用路基临界高度作为判别标准(bioz

8、hn)，（1）H1相对应于Wc1，为干燥和中湿状态的分界标准(biozhn)；（2）H2相对应于Wc2，为中湿与潮湿状态的分界标准(biozhn)；（3）H3相对应于Wc3，为潮湿和过湿状态的分界标准(biozhn)。当路基的地下水位或地表积水水位一定的情况下，路基的湿度由下而上逐渐减小,如图： 第11页/共21页第十一页，共22页。第三节 路面(lmin)温度状况分析 一、温度变化 路表温度的周期性起伏，同气温的变化几乎完全同步。 由于部分(b fen)太阳辐射热被路面所吸收，路面的温度较气温高，面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化而呈现周期性变化，但起伏的幅度则随深度的增加而减小，其

9、峰值也随深度的增加而越来越滞后出现。第12页/共21页第十二页，共22页。 图3-4和图3-5分别显示了夏季晴天的情况下沥青类面层和水泥(shun)混凝土面层温度的日变化观测结果。路表温度的周期性起伏，同气温的变化几乎完全同步。 图3-4 沥青面层温度日变化曲线 图3-5 水泥(shun)混凝土面层温度日变化曲线 第13页/共21页第十三页，共22页。 路面结构内温度(wnd)状况随深度而变化的情况，可以更明显地从一天内不同时刻的路面温度(wnd)随深度分布的曲线图中看出，图3-6即为水泥混凝土面层的一个实例。 第14页/共21页第十四页，共22页。 温度沿深度一般呈曲线分布。顶面和底面之间的

10、温度坡差（或称梯度），在一天内经历了由负（顶温低于底温）到正（顶温高于底温）再到负的循环(xnhun)变化，具有同气温变化近乎同步的周期性特点，见图3-7。通常在早晨某一时刻（例如8：00）梯度接近于零，午后某时刻（例如13：0014：00）正温差达到最大值，而在凌晨某时刻（例如3：005：00）负温差达到最大值。 图3-7 水泥混凝土面层温度梯度日变化曲线 第15页/共21页第十五页，共22页。 云和雨对面层温度状况有很大的影响，特别在接近表面处。云层遮住太阳时路面(lmin)受到的辐射热降低，因而多云天气的面层温度日变化曲线出现局部波动，有许多小峰值。雨天时，日气温变动很小，面层内各深度处

11、的温度日变化曲线也波动很小，并且气温始终低于面层内温度，见图3-8。 图3-8 雨天时沥青路面(lmin)温度变化曲线第16页/共21页第十六页，共22页。 除了日变化之外，面层不同深度(shnd)处的温度还随气温而经历着年变化，图3-9所示为沥青面层不同深度(shnd)处的月平均气温变化的情况。可看出，平均气温为最高和最低的7月和1月份，面层的平均温度也相应为最高和最低值。第17页/共21页第十七页，共22页。二、路面(lmin)的温度状况 自然气温每年和每月都发生周期性变化，与大气直接接触的路面表面温度也相应的发生周期性变化。路面表面温度周期性起伏与气温的变化基本上是一致的。图3-10示沥

12、青路面中一天(y tin)中的温度变化。可以看出，太阳辐射和气温对沥青路面有极大的影响。 第18页/共21页第十八页，共22页。 沥青路面结构内不同深度处的温度，同样随气温变化也呈现出周期性的变化，但变化的幅度随离路表深度增大(zn d)而减小。图3-11示一个典型的温度随深度变化的情况。 第19页/共21页第十九页，共22页。 影响路面结构内温度状况有外部的和内在的两种因素。 外部：气候条件，例如气温、太阳辐射、风力、降水量、蒸发量和冷凝作用等 内在：从地球长波辐射热的散发和热的特性,包括路面材料(cilio)和地基的热传导率、热容量、对辐射热的吸收的能力等。 第20页/共21页第二十页，共22页。谢谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结第一节 公路自然区划。以两条均温等值线：全年均温2等值线和一