2路基工程概论

第二二章章路路基基工工程程概概论论本章提提示：：作为路路基工工程概概论，，内容容均为为重要要知识识点，，是后后面学学习的的基础础，需需要重重点把把握公公路自自然区区划、、路基基土的的分类类及工工程特特性、、干湿湿类型型划分分、土土基受受力特特点及及承载载力评评价等等知识识点（（包括括内容容具体体知识识点））。2.1公路自自然区区划2.2路基土土的分分类2.3路基干干湿类类型2.4影响路路基稳稳定性性的因因素2.5路基的的力学学强度度特性性及评评价2.6常见的的路基基病害害全部为为重点点2.1公路自自然区区划划分原原则1）道路路工程程特征征相似似2）地表表气候候区划划差异异性3）自然然气候候因素素既有有综合合又有有主导导作用用1.一级区区划按自然然气候候，全全国轮轮廓性性地理理地貌貌划分分Ⅰ区——北部多多年冻冻土区区；Ⅱ区——东部温温润季季冻区区；Ⅲ区——黄土高高原干干湿过过渡区区；Ⅳ区——东南湿湿热区区；Ⅴ区——西南潮潮暖区区；Ⅵ区——西北干干旱区区；Ⅶ区——青藏高高寒区区。区划目目的1）为了了区分分各地地自然然区域域的筑筑路差差异，，在工工程活活动中中采取取适当当的技技术措措施和和设计计参数数2）为了了在全全国范范围内内贯彻彻统一一的路路基路路面设设计方方法2.二级区区划二级区区划以以潮湿湿系数数为主主要分分区依依据，，按公公路工工程的的相似似性及及地表气气候的的差异异，进进一步步分为为33个二级级区和和19个副区区。潮湿系系数K式中：：R——年降水水量，，mm；Z——年蒸发发量，，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级润润干干0.5≥≥K＞0.255级中中干干0.25≥≥K6级过过干干3.三级级区区划划划分分的的方方法法有有两两种种，，一一种种以以水水热热，，地地理理和和地地貌貌为为依依据据，，另一一种种是是以以地地表表的的地地貌貌、、水水文文和和土土质质为为依依据据，，由由各各省省、、自自治治区区自自行行划划定定。。土是是岩岩石石经经过过风风化化后后在在不不同同条条件件下下形形成成的的自自然然历历史史的的产产物物搬运运、、沉沉积积形成成过过程程形成成条条件件物理理、、力力学学性性质质风化化岩石地球土地球影响响2.2路基基土土的的分分类类2.2路基基土土的的分分类类依据：1）土的颗颗粒组成成特征2）土的塑塑性指标标3）土中中有机机质存存在的的情况况。2.2.1路基土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土、粗粗粒土土、细细粒土土和特殊土土四类，，细分分为十一种土。。表2.1粒组划划分表表土类区区分的的依据据一般以以主成成分粒粒组进进行定定义，，控制制主成成分粒粒组的的比例例在50%以上，，而特特殊土土则分分为黄黄土、、膨胀胀土、、红粘粘土、、盐渍渍土和和冻土土，前前三者者按特殊塑塑性图图上的位位置定定名，，盐渍渍土按按含盐盐百分分率分分类。。碎石在在土类类中的的位置置碎石是是人工工开采采的土土类，，一般般与砾砾相近近。各种土土类的的区分分巨粒土土和粗粗粒土土粒组含含量级配指指标细粒土塑性图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：：土土类类名名称称可可用用一一个个基基本本代代号号表表示示。。当当由由两两个个基基本本代代号号构构成成时时，，第一一个个代代号号表表示示土土的的主主成成分分，，第第二二个个代代号号表表示示副副成成分分(级配配或或液液限限)。当由由三三个个基基本本代代号号构构成成时时，，第第一一个个代代号号表表示示土土的的主主成成分分，，第第二二个个代代号号表示示液液限限(或级级配配)，第第三三个个代代号号表表示示土土中中所所含含次次要要成成分分。。2.2.2路基基土土的的工工程程性性质质巨粒粒土土有很很高高的的强强度度和和稳稳定定性性，，用用以以填填筑筑路路基基是是良良好好的的材材料料。。级配配良良好好的的砾砾石石混合合料料，，密密实实程程度度好好，，强强度度和和稳稳定定性性均均能能满满足足要求求。。除除了了填填筑筑路路基基之之外外，，可可以以用用于于铺铺筑筑中中级级路路面面，，经经适适当当处处理后可以铺筑筑高级路面的的基层、底基基层。砂土无塑性，透水水性强，毛细细上升高度小小，具有较大大的内摩擦系系数，强度和水水稳定性均好好，但砂土粘粘结性小，易易于松散压实实困难.砂性土含有一定数量量的粗颗粒，，又含有一定定数量的细颗颗粒，级配适宜，强度、、稳定性等都都能满足要求求，是理想的的路基填筑材材料。粘性土中细颗粒含量量多，土的内内摩擦系数小小而粘聚力大大，透水性小而吸水能力力强，毛细现现象显著，有有较大的可塑塑性。粘性土土干燥时较坚硬，施施工时不易破破碎。浸湿后后能长期保持持水分，不易易挥发，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）已建建公路路计算不不利季季节路路槽底底面以以下80cm深度内内土的的平均均稠度度，与与分界界稠度度比较较（2）新建建公路路路基尚尚未建建成，，用路路基临界高高度判别。。与分界界稠度度相对对应的的路基基离地地下水水位或地表表积水水水位位的高高度称称为路路基临临界高高度H。干燥中湿潮湿过湿路基自重应力：

路基任意点：2.5路基的的力学学强度度特性性及评评价2.5.1路基受受力状状况车轮荷载应力：

1）均布荷载

2）集中荷载2.5路基的的力学学强度度特性性及评评价2.5.2路基工工作区区n=5～10在路基基某一一深度度Za处，当当车轮轮荷载载引起起的垂垂直应应力与与路基基土自自重引引起的的垂直直应力力相比比所占占比例例很小小，仅仅为1/10~1/5时，该该深度度Za范围内内的路路基称称为路路基工工作区区。该深度度随车车辆荷荷载增增大而而增大大，随随路面面的强强度和和厚度度的增增加而而减小小。对模量不同同的路面结结构，应将路面面折算为与与路基同一一性质的整整体后，再再进行计算算。实际工程中中，常统称称将路基顶顶面以下0.8m范围内视为为路基工作作区，称为为路床2.5.3路基土的应应力—应变特性在路面结构构总变形中中，土基的的变形占很很大部分，，约占70～95%。路基土的变变形包括弹性变形和塑性变形两部分。——呈非线性工作区内：：强度、稳稳定性重要要，压实度度提高。讨论工作区区？压入承载板板试验用回弹模量值E来表征(局部线性化化)(1)初始切线模模量(2)切线模量(3)割线模量(4)回弹模量车辆荷载重重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、密密实度、结结构状态)；(2)重复荷载的的大小，以以重复荷载载同一次静静载下达到到的极限强强度之比来来表示。(3)荷载作用的的性质，即即重复荷载载的施加速速度、每次次作用的持持续时间以以及重复作用的的频率。2.5.4路基土承载载能力评价价一般都采用用一定应力力级位下的的抗变形能能力来表征征1.土基回弹模模量——压入承载载板法柔性压板板刚性压板板1.1柔性压板板在压板中心处

压板边缘缘处1.2刚性压板板——常用（圆圆形）2.地基反应应模量承载板试试验（一次加加载到位位）3.加州承载载比(CBR)承载能力力以材料料抵抗局局部荷载载压入变变形的能能力表征征，并采用高高质量标标准碎石石为标准准，以它它们的相相对比值值表示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)试验过程程：用一个端端部面积积为19.35cm2的标准压头头，以0.127cm/min的速度压压入土中中。记录每贯贯入0.254cm时的单位位压力，，直至压压入深度达到到1.27cm时为止。。标准压力力值是用高高质量标准碎碎石由试试验求得得，其值值如表2.6所示。CBR值按式2.20计算。计计算CBR值时，取贯入度为0.254cm，但是当当贯入度度为0.254cm时的CBR值小于贯贯入度为为0.508cm时的CBR值时，应采用后后者准。。表2.6CBR试验标准准压力值值贯人值（cm）0.2540.5080.7621.0161.270标准压力（kPa）7.0310.5513.3616.1718.23表2.7常用路基基土的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常见的路路基病害害2.6.1路基工程程的基本本要求1.整体稳定定性2.强度3.水温稳定定性4.排水通畅畅5.上、下边边坡稳定定美观2.6.2路基的主主要病害害1.路基沉陷路基自身沉