路基湿度的预估课件

第三章自然因素影响引言路面温度场湿度路基湿度的预估第三章自然因素影响引言路面温度场湿度路基湿度的预估1一、引言自然因素，也称环境因素，主要指温度和湿度的影响。对材料性能的影响对内应力的影响温度的影响一、引言自然因素，也称环境因素，主要指温度和湿度的影响。温2造成材料性能的变化水的剥蚀作用干缩-湿涨循环，造成开裂；冻融循环造成强度降低内应力，涨缩的不均匀造成

湿度的影响湿度的影响3含水量与压实度土基的强度选择合理的施工季节是工程师的责任

路面力学参数随湿度而变化

施工过程中的影响使用过程中的影响施工过程中的影响使用过程中的影响4二、路面温度场

温度变化特性温度状况预测设计中的考虑思考二、路面温度场温度变化特性温度状况预测设计中的考虑思考5气温呈周期性变化，每天一个周期，每年一个周期气温的突然变化路表温度与气温基本同步变化，而且路表温度（高温）大大高于气温。低温时，路面的温度与气温大体相等。路面深处的温度也呈周期变化，像气温一样，但越深越滞后。温度沿深度的变化温度梯度雨、云、风和气温的变化，使路面温度梯度随之变化，路面的内应力将会非常复杂。面层内月平均温度变化，1月份最低，7月份最高。温度变化特性气温呈周期性变化，每天一个周期，每年一个周期温度变化特性6影响路面温度的因素外因：气温，太阳辐射（日照和云量），风速，降雨量，蒸发等内因：材料的热传导率、热容量和对辐射热的吸收能力预估方法统计分析法：回归方程形式简单，输入参数少，预测精度可以满足工程需要理论分析法：一维热传导方程温度状况预测影响路面温度的因素温度状况预测7预估方程日本的秋山政敬路表温度Ts与气温Ta之间，在雨天时大致呈线性关系，而在晴天及阴天时则呈曲线关系,沥青路面内部最高温度Tmax与路表温度Ts之间，不管层厚大小，皆为直线关系:

雨天时：

晴天及阴天时：

预估方程8

SHRP方法

或 或9在研方法在研方法10材料设计中的考虑，选择合适的沥青，设计满足高温性能要求的混合料，一系列试验在60℃下进行。结构设计中的考虑，沥青路面的车辙控制，水泥路面的板块划分和翘曲应力控制

设计中的考虑材料设计中的考虑，选择合适的沥青，设计满足高温性能要求的混合11从力学的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足要求？从使用性能的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足要求？

思考题从力学的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足12三、湿度

湿度变化平衡湿度季节性冰冻地区土基的水文状况路表水的影响，动水压力路面结构设计中对水的考虑三、湿度湿度变化平衡湿度季节性冰冻地区土基的水文状况131、湿度变化造成路面湿度变化的因素有：1、湿度变化造成路面湿度变化的因素有：142、平衡湿度不透水的面层，湿度主要受地下水位的影响地下水位的影响范围是一定的，一般黏土6米、砂质黏土3米、砂土0.9米左右土基一般在平衡湿度条件下工作

思考题：土基强度设计验收标准应如何考虑？2、平衡湿度不透水的面层，湿度主要受地下水位的影响153、季节性冰冻地区土基的水文状况华北、东北和西北地区为季节性冰冻地区在冻结过程中将在温度坡差的条件下出现湿度积聚的现象，造成冻涨和翻浆，见下图设计时通过设置垫层，保证路面的最小抗冻厚度、降低地下水位的方法解决影响水份积聚、即冻涨和翻浆的因素包括土质条件水文条件气候条件养护条件

3、季节性冰冻地区土基的水文状况华北、东北和西北地区为季节164、路表水的影响，动水压力高速行车条件下，路面将受到很大的动水冲击力光面轮胎、不透水路面条件下，动水压力可以按照贝努力方程求解轮胎花纹、路面空隙的存在使动水压力大大减小，仅为理论值的8%左右

4、路表水的影响，动水压力高速行车条件下，路面将受到很大的动175、路面结构设计中对水的考虑地下水：路基高度限制；设计模量的选取地表水：道路排水系统，路面排水系统；适当的材料设计以阻止水份的进入；多孔排水路面路面内部水：内部排水系统

5、路面结构设计中对水的考虑地下水：路基高度限制；设计模量18路基湿度的预估课件19一般路面排水性路面，空隙率20%左右排水性路面，20内部排水路面构造内部排水路面构造21四、路基湿度的预估

基于公路自然分区的预估方法现场调查法类比调查法四、路基湿度的预估基于公路自然分区的预估方法现场调查法类221、基于公路自然分区的预估方法公路自然分区（仿照苏联方法）根据气候、地理和地貌状况，将全国分为7个区，称为一级区；再根据潮湿系数分为33个二级区。在每个二级区内，认为潮湿系数是一致的。

7个一级区是：I永冻区；II东部温润季节冰冻区；III黄土高原干湿过渡区；IV东南湿热区；V西南潮暖区；VI西北干旱区；VII青藏高寒区。

1、基于公路自然分区的预估方法公路自然分区（仿照苏联方法）23路基的干湿类型按照H的大小，可将路基的干湿程度分为4个等级，即H>H1干燥状态 H2<H<H1中湿状态H3<H<H2潮湿状态H<H3过湿状态 H1、H2、H3路基湿度状态临界高度，ω1、ω2、ω3临界稠度路基的干湿类型242、现场调查法公路自然区划方法虽然比较简便，但比较粗糙，可以预估宏观的平均状况，但不能准确地反映具体道路、具体路段的路基湿度状况。所以，更直接的方法是现场调查法。

3、类比调查法对类似道路的调查

2、现场调查法公路自然区划方法虽然比较简便，但比较粗糙，可25第三章自然因素影响引言路面温度场湿度路基湿度的预估第三章自然因素影响引言路面温度场湿度路基湿度的预估26一、引言自然因素，也称环境因素，主要指温度和湿度的影响。对材料性能的影响对内应力的影响温度的影响一、引言自然因素，也称环境因素，主要指温度和湿度的影响。温27造成材料性能的变化水的剥蚀作用干缩-湿涨循环，造成开裂；冻融循环造成强度降低内应力，涨缩的不均匀造成

湿度的影响湿度的影响28含水量与压实度土基的强度选择合理的施工季节是工程师的责任

路面力学参数随湿度而变化

施工过程中的影响使用过程中的影响施工过程中的影响使用过程中的影响29二、路面温度场

温度变化特性温度状况预测设计中的考虑思考二、路面温度场温度变化特性温度状况预测设计中的考虑思考30气温呈周期性变化，每天一个周期，每年一个周期气温的突然变化路表温度与气温基本同步变化，而且路表温度（高温）大大高于气温。低温时，路面的温度与气温大体相等。路面深处的温度也呈周期变化，像气温一样，但越深越滞后。温度沿深度的变化温度梯度雨、云、风和气温的变化，使路面温度梯度随之变化，路面的内应力将会非常复杂。面层内月平均温度变化，1月份最低，7月份最高。温度变化特性气温呈周期性变化，每天一个周期，每年一个周期温度变化特性31影响路面温度的因素外因：气温，太阳辐射（日照和云量），风速，降雨量，蒸发等内因：材料的热传导率、热容量和对辐射热的吸收能力预估方法统计分析法：回归方程形式简单，输入参数少，预测精度可以满足工程需要理论分析法：一维热传导方程温度状况预测影响路面温度的因素温度状况预测32预估方程日本的秋山政敬路表温度Ts与气温Ta之间，在雨天时大致呈线性关系，而在晴天及阴天时则呈曲线关系,沥青路面内部最高温度Tmax与路表温度Ts之间，不管层厚大小，皆为直线关系:

雨天时：

晴天及阴天时：

预估方程33

SHRP方法

或 或34在研方法在研方法35材料设计中的考虑，选择合适的沥青，设计满足高温性能要求的混合料，一系列试验在60℃下进行。结构设计中的考虑，沥青路面的车辙控制，水泥路面的板块划分和翘曲应力控制

设计中的考虑材料设计中的考虑，选择合适的沥青，设计满足高温性能要求的混合36从力学的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足要求？从使用性能的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足要求？

思考题从力学的角度考虑，仅预估或仅考虑路面的最高和最低温度是否满足37三、湿度

湿度变化平衡湿度季节性冰冻地区土基的水文状况路表水的影响，动水压力路面结构设计中对水的考虑三、湿度湿度变化平衡湿度季节性冰冻地区土基的水文状况381、湿度变化造成路面湿度变化的因素有：1、湿度变化造成路面湿度变化的因素有：392、平衡湿度不透水的面层，湿度主要受地下水位的影响地下水位的影响范围是一定的，一般黏土6米、砂质黏土3米、砂土0.9米左右土基一般在平衡湿度条件下工作

思考题：土基强度设计验收标准应如何考虑？2、平衡湿度不透水的面层，湿度主要受地下水位的影响403、季节性冰冻地区土基的水文状况华北、东北和西北地区为季节性冰冻地区在冻结过程中将在温度坡差的条件下出现湿度积聚的现象，造成冻涨和翻浆，见下图设计时通过设置垫层，保证路面的最小抗冻厚度、降低地下水位的方法解决影响水份积聚、即冻涨和翻浆的因素包括土质条件水文条件气候条件养护条件

3、季节性冰冻地区土基的水文状况华北、东北和西北地区为季节414、路表水的影响，动水压力高速行车条件下，路面将受到很大的动水冲击力光面轮胎、不透水路面条件下，动水压力可以按照贝努力方程求解轮胎花纹、路面空隙的存在使动水压力大大减小，仅为理论值的8%左右

4、路表水的影响，动水压力高速行车条件下，路面将受到很大的动425、路面结构设计中对水的考虑地下水：路基高度限制；设计模量的选取地表水：道路排水系统，路面排水系统；适当的材料设计以阻止水份的进入；多孔排水路面路面内部水：内部排水系统

5、路面结构设计中对水的考虑地下水：路基高度限制；设计模量43路基湿度的预估课件44一般路面排水性路面，空隙率20%左右排水性路面，45内部排水路面构造内部排水路面构造46四、路基湿度的预估

基于公路自然分区的预估方法现场调查法类比调查法四、路基湿度的预估基于公路自然分区的预估方法现场调查法类471、基于公路自然分区的预估方法公路自然分区（仿照苏联方法）根据气候、地理和地貌状况，将全国分为7个区，称为一级区；再根据潮湿系数分为33个二级区。在每个二级区内，认为潮湿系数是一致的。

7个一级区是：I永冻区；II东部温润季节冰冻区；III黄土高原干湿过渡区；IV东南湿热区；V西南潮暖区；VI西北干旱区；VII青藏高寒区。

1、基于公路自然分区的预估方法公路自然分区（仿照苏联方法）48路基的干湿类型按照H的大小，可将路基的干湿程度分为4个等级，即H>H1干燥状态 H2<H<H1中湿状态H3