路基的强度和稳定性课件1

道路工程技术

路基的强度和稳定性1道路工程技术路基的强度和稳定性1§2.2路基土的分类§2.3路基的强度§2.1路基路面稳定的影响因素§2.5中国公路自然区划§2.4路基的水温状况与干湿类型2§2.2路基土的分类§2.3路基的强度§2.1§2.1路基路面稳定的影响因素3§2.1路基路面稳定的影响因素31.地理条件地形地貌海拔高度路线与地势地貌的结合程度41.地理条件地形地貌42.地质条件岩石或土的种类与成因地质走向与层理有无软弱层或软弱夹层有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况52.地质条件岩石或土的种类与成因53.气候条件气温（季节性与地形性）降水日照风力风向63.气候条件气温（季节性与地形性）64.水文和水文地质条件地表水的水文条件1、地表积水水位与存水时间2、地表水的排泄3、河流的常水位与洪水水位4、河流的河岸及河床的淤积地下水的水文地质条件1、地下水的移动规律2、地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况74.水文和水文地质条件地表水的水文条件75.土的类别土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理不同类别的土受水温影响的程度不同不同的土类有不同的工程特征与性质85.土的类别土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理8§2.2路基土的分类9§2.2路基土的分类910102、土的分类标准112、土的分类标准113、各种土类的区分123、各种土类的区分123、各种土类的区分133、各种土类的区分133、各种土类的区分143、各种土类的区分143、各种土类的区分153、各种土类的区分154、各种土的工程性质认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同的土类采取不同的工程技术措施：级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料；巨粒土是良好的路基材料；砂性土是施工效果最优的路基建材；粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材；粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害；特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。164、各种土的工程性质认识清楚路基及路面§2.3路基的强度17§2.3路基的强度172、路基工作区在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为1/10~1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。该深度Za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。对模量不同的路面结构，应将路面折算为与路基同一性质的整体后，再进行计算。讨论工作区？工作区内：强度、稳定性重要，压实度提高。18182、路基工作区深度192、路基工作区深度193、路基的强度和强度指标路基的强度，用抵抗相对滑动位移变形和竖直位移变形的能力，作为具体指标来表征。1）抗剪强度在路基边坡内，当路基强度不够，不能抵抗剪应力的作用。便会沿某一剪切面产生相对移动于是边坡破坏，稳定丧失。土体必须具有抵抗此变形能力，用抗剪强度表示，公式S=σtanΦ+c(2-4)。土体的抗剪强度取决于土的粘结力C和内摩擦角φ。土的颗粒越细，粘聚力越大。沙土的粘聚力很小或没有，由于粘聚力不如内摩擦力影响大，因此土的颗粒越大，抗剪强度就越高。203、路基的强度和强度指标202.回弹模量通过路面传到土基的垂直压力，使土基产生一定程度的竖向位移变形，假设土基是均质的弹性体，在圆形垂直均布荷载作用下，当应力与应变成直线关系时，可用弹性理论来解荷载与变形之间的关系，用下式表示：从上述的公式可以看出，土基回弹模量，表示土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力.土基回弹模量的测定方法主要有：承载板法，贝克曼梁法，CBR（加州承载比）仪法等212.回弹模量土基回弹模量的测定方法主要有：21§2.4路基的水温状况与干湿类型1、路基的水温状况22§2.4路基的水温状况与干湿类型1、路基的水温状况221、路基的水温状况

（1）路基水的来源原始土具有的自然含水量；大气降水；地面水；地下水；毛细上升水；水蒸汽凝结水；薄膜移动水……（2）路基水温状况及其变化地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路基冻胀与翻浆现象。231、路基的水温状况

（1）路基水的来源23（3）温度对路基路面稳定的影响

温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。24（3）温度对路基路面稳定的影响

温度造成路基体的膨胀与收缩，（4）湿度对路基路面稳定的影响

湿度对路基的影响：湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施，并控制路基的干湿类型。湿度对路面的影响：水分积蓄于路基路面体内，降低路基路面的强度与刚度，造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性25（4）湿度对路基路面稳定的影响

湿度对路基的影响：25（5）路基的干湿类型

26（5）路基的干湿类型

26（5）路基的干湿类型

27（5）路基的干湿类型

27（6）路基的干湿类型划分

路基的干湿状态路基存在四种干湿状态：干燥、中湿、潮湿和过湿路基干湿状态的要求一般要求处于干燥或中湿状态路基干湿类型的划分指标以分界稠度ωc1、ωc2、ωc3作为划分指标路基干湿类型的划分标准28（6）路基的干湿类型划分

路基的干湿状态28路基干湿类型的划分标准—表1-7

29路基干湿类型的划分标准—表1-7

29（7）路基干湿类型的确定方法老路：求算平均稠度，查表确定干湿类型原有道路的土基以下80cm范围内的平均稠度Bm，应在不利季节测定。如当地有非不利季节与不利季节的路基湿度换算关系时，可在非不利季节测定，再换算为不利季节的数值使用。30（7）路基干湿类型的确定方法老路：求算平均稠度，查表确定干湿（7）路基干湿类型的确定方法新路：以路基临界高度为判别标准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称为路基临界高度H。即：H1相对应于wc1，为干燥和中湿状态的分界标准；H2相对应于wc2，为中湿与潮湿状态的分界标准；H3相对应于wc3，为潮湿和过湿状态的分界标准31（7）路基干湿类型的确定方法新路：以路基临界高度为判别标讨论：路基干湿类型如何保证？新建公路：路基处于设计阶段，如何保证路基满足规定的干湿类型？已建公路：路基处于潮湿状态，如何使其满足干燥或中湿状态？32讨论：路基干湿类型如何保证？32§2.5中国公路自然区划1、公路区划依据的意义2、公路区划依据的原则道路工程特征相似的原则地表气候区划差异性原则自然气候因素既有综合又有主导作用的原则33§2.5中国公路自然区划1、公路区划依据的意义333、我国的公路自然区划我国的公路自然区划分为三级：一级区划按多年冻土、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、西北干旱区和青藏高寒区等七个大区；二级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、润湿、润干、中干和过干等六个等级，结合各区的地理、气候特征等因素进行二级区和二级副区的划分；三级区划则是二级区划的具体化。343、我国的公路自然区划我国的公路自然区划分为三级：343、我国的公路自然区划353、我国的公路自然区划354、区划与路基路面设计的相关性不同地区自然条件的差异同公路建设关系密切路基路面与地势地貌、地质、水文、水热及土质等不同区划特征紧密相关各区划有各自不同的设计注意点（见P14)364、区划与路基路面设计的相关性不同地区自然条件的差异同1、路基的干湿类型有哪几种？划分方法有哪几种？各适用什么条件？2、测得某路槽下80cm内土层含水量如下：深度（cm）0~1010~2020~3030~4040~5050~6060~7070~80含水量（%）18.5418.6319.2119.2319.5219.751