《道路工程》讲义一六

路基工程中南大学土木工程学院道路工程系路基工程概述一般路基设计地基处理与路基填筑路基边坡与支挡结构路基工程主要内容中南大学土木工程学院道路与铁道工程国家重点学科1路基工程的特点2路基性能要求特点3路基稳定的影响因素4公路自然区划分与干湿类型5路基的受力特征及要求6路基的变形、破坏及防治

公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。第一节概述第二节路基工程的特点路线长、工程量大；

沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；

沿线经济程度和交通特点不一样。◆1、工程特点全天候畅通高速安全舒适经济◆2、路基的使用要求即结构与功能两个方面要求1.承载能力(SupportLoadAbility)包括强度和刚度两个方面。2.稳定性(Stability)

在地表上开挖或填筑路基，会改变原地面地层结构的受力状态，从而造成路基失稳；大气降水、大气周期性变化对稳定性的影响。3.耐久性(Durability)

道路工程有较长的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能。◆3、路基性能要求特点第三崖节米路逼基稳所定的悦影响绒因素地形走地貌海拔煌高度路线袖与地折势地财貌的欧结合呢程度1.地理烫条件岩石占或土颈的种汇类与水成因地质馒走向著与层融理有无爪软弱惰层或肃软弱钱夹层有无驰地震劲、泥夹石流虑或岩响溶等拐不良梁地质闷情况2.地质泻条件气温垃（季械节性披与地剑形性浆）降水日照风力雕风向3.气候谣条件地表径水的鉴水文孙条件1、地工表积差水水戒位与碎存水蹦时间2、地贪表水灿的排翠泄3、河累流的码常水育位与首洪水励水位4、河盏流的耐河岸较及河蜓床的溜淤积地下啄水的金水文锋地质斤条件1、地咽下水烤的移登动规永律2、地秧质内漏的层规间水殿、裂杆隙水话、泉沿水4.水文置和水敢文地寺质条米件土的倦不同截颗粒风组成休形成邀不同尽的材虑料强芦度机隔理不同清类别骑的土刑受水瞧温影伶响的漂程度喝不同不同毁的土廉类有扁不同踩的工句程特此征与粥性质5.土的梯类别6.路基检土的课分类一、圈按粒筛径组毕成、沿塑性讽指数(p霸la卸st适ic盯i站nd外ex死)：6.路基脖土的亿分类第四杏节盏公路掏自然畏区划2、区投划定谈制原壤则：自然敢条件易影响旋道路诞建设自然偶条件担大致到相同子的划蚂分为视一区鼻，在产同一个区内皆从事津公路抽规划泛、设稍计、岂施工律、管爪理时钟，可润相互查参照1、区泥划定沃制原溉因：道路溉工程或特征鼓相似地表毯气候动区划村差异阴性自然历气候立因素半既有糊综合终又有炊主导沈作用指的凯是根蜂据全沿国各厉地气候、水文、地质、地形等条合件对得公路粱工程朴的影目响而你划分恩的地坝理区闻域。第四照节让公路巩自然捞区划3、《公路袜自然絮区划领标准JT膛J0家03斗-8博6》：按三坝个等委级进它行区塘划：七个关一级放区划济：以两懒条均葛温等挖值线推和两扇条等俗高线币为标春志北部观多年工冻土爪区——Ⅰ东部秒温润铲季冻述区——Ⅱ黄土病高原梨干湿喂过渡莫区——Ⅲ东南莲湿润松区——Ⅳ西南比潮暖虎区——Ⅴ西北哭干旱谎区——Ⅵ青藏英高寒谨区——Ⅶ全年均温-2℃等值线，一月份均温0℃等值线。1000米等高线，走向北偏东，3000米等高线，走向自西向东。第四石节办公路粉自然拒区划一级区名称公路工程的自然条件特点路基路面的设计要求北部多年冻土区多年冻土层春夏有热融发生，降低土基强度；秋季层上水由上至下冻结，形成承压水；冬季产生冻胀。路面设计重要原则是维持冻稳性，保护冻土上限不至下降；路基设计宁填勿切，填土最好为冻稳定性好的土或砂砾东部湿润季冻区

冬季冻胀，春季翻浆，夏秋水毁和泥石流有一定影响。地形以平原和丘陵为主。路基填土高度应符合要求；应采取措施隔温、排水、截断毛细水上升；应用水稳性冻稳性好的材料做路面基层。黄土高原干湿过渡区为东部温润季冻区向西北干旱区和西南潮暖区的过渡区。地下水位深，干燥土基强度较好，但粉质大孔性黄土易冲蚀和遇水湿陷。选择不透水的面层或上封闭层，以防雨水下渗造成黄土失陷；潮湿地段注意排水；掺灰类结构层是稳定的路面基层，或在石料基层下设砂砾底基层一级区名称公路工程的自然条件特点路基路面的设计要求东南湿热区雨量充沛，雨型季节性强，台风暴雨多；地温高，易引起沥青路面泛油，加大水泥路面翘曲应力；水稻田多，土基湿软，强度低。注意黑色面层材料的热稳定性和防透水性；沥青材料宜选用较高标号，保证基垫层稳定性；加强公路排水设施；水稻田、软土和潮湿路段应处理。西南湿暖区雨期较长，蒸发较少，渗透较大，故土基较湿；石质路基和部分干湿季节分明地区，土基强度较高。保证其湿稳性；过湿地区已采用路堤，并使边坡符合要求；石料丰富，有利于设计中就地取材。西北干旱区土基强度和水文状况均佳，筑路砂石材料较多；中级路面易搓板松散和扬尘；高山区有风雪流危害；灌区和绿洲有冻胀翻浆。保证其干稳定性，改建沥青路面为有效方法；绿洲灌区应充分利用就近所产砂砾、石料进行处理；还应注意风蚀和沙埋的防治。青藏高原区滑坡、崩塌、泥石流等极严重；沥青老化快；公路通过条件困难。按保温原则设计，保证路基稳定性；沥青路面设计应采取措施。北部非多年穴冻土等区：嘉冻土蛋、冻鱼土退纺化（巷全球糊气温半升高腾）东部汪温润搭集结鼓区：宽冻胀症翻浆黄土睬高原蜡干湿昨过渡争区：皮黄土东南脏湿热组区：冠排水喉、湿金软地泻基西南蔬潮暖夜区：同不良阻地质扩（喀坛斯特蔑、滑素坡）西北续干旱房诚区：兄缺水悬、雪色害青藏时高寒棕区：板高寒蒙、冻齿土各个族自然洗区划谨内路洲基路冬面设企计的的注意疑事项33个二意级区河划和19个副住区：以潮凳湿系茫数（K=年降自雨量R/年蒸驻发量Z）划仰分三级尚区划拒：各淘省，征自治刺区自辽行划璃定3、《公路害自然嗽区划拉标准JT墨J0议03堵-8驶6》：第四纪节捐公路下自然欢区划◆4、我房诚国的毙公路锅自然庆区划第五班节宵路基哈的水愉温状积况与杰干湿窄类型◆1、路民基的岩水温办状况（1）路狂基水匹的来丹源原始薄土具胡有的乱自然偏含水具量；帆大气听降水模；地终面水纷；地锐下水艺；毛膨细上芒升水变；水关蒸汽泉凝结讯水；背薄膜辰移动道水……（2）路宪基水颂温状集况及准其变狡化地下质水与腥温度没共同贱作用候造成泪路基录湿度渴的变要化，匀最典蒙型的托是路基浊冻胀与翻浆逆现象。◆1、路厉基的管水温液状况冻胀丘Pingo热融thaw渗入路面渗入路肩由路肩由边沟由较高处渗入地下水位由下层土水汽移动由地下水地下水位变动◆1、路白基的绝水温障状况温度地造成路基寺体的膨幸胀与难收缩掌，甚预至引统起路跪基的勉冻胀井；（3）温条度对亿路基弊稳定域的影呀响路面开裂◆1、路龙基的逗水温扒状况冻胀(f妻ro醋st狡h柿ea侄ve哪)：积聚粒于面慰层下扫的水偏结冰序后体似积增暂大，间使路华基隆悉起枕而造舱成的最路面扣开裂归等破钻坏现类象。膨胀的压力翻浆(f暂ro煌st友b估oi耐li护ng湾)：冻涨惨土在刃温度叶升高钓后融唉解，碎无法象迅速况排除申，在协行车怖荷载浩作用鼠下，剪路面摧结构伟破坏奥，水少进入平路基恶，路仍基土土会以赌泥浆朵的形朋式从疮冻涨栽后开哭裂的馒路面父层裂养隙中沉冒出巩或挤谣出。条件办：①粉质谎土和杨极细束的砂②温班度变炒化③地咏下水漏位高◆1、路繁基的灶水温齿状况湿度存对路奇基的策影响目：湿软靠、冰末冻及霜整体肠不稳肢定，池需设脉置良刑好的拾排水复设施怀，并两控制薯路基艘的干雨湿类仇型。◆（4）湿甘度对押路基台路面低稳定而的影瞧响◆1、路剂基的野水温础状况对于不同座的粘饱土，高含水袭量相觉同，稠度挂可能幻玉不同不同迎的粘液土，ωp、ωL大小膀不同wpwwL液性指数定义：IL<0IL=0–1IL>1坚硬状态可塑状态流态0.00–0.250.25-0.750.75–1.00硬塑可塑软塑天然稠度用于划分路基的干湿状态◆（5）路嫩基的薄干湿笔类型塑性指数——吸附结合水的能力；粘性大小；大致反映粘土颗粒含量

路基但干湿训类型柴：路基村干湿哑类型辜是指兔路槽严底面必以下80遵cm深度狱内最锁不利蹦季节萍的干拆湿状勿态，练分为干燥、中湿、潮湿、过潮目湿4个类扯型，勤要求既路基该处于游干燥较和中口湿状扬态，传潮湿谣和过突潮湿倍路基恶必须押经过蛋处理遇后方粘可铺额筑路导面。干燥中湿潮湿过湿需处摇理◆（5）路适基的遗干湿阶类型塑限ωp液限ωl稠度厨界限粘性熄土的尤稠度移反映牺土中每水的积形态固态抗或半固春态塑态流态强结叛合水亭膜最丽大出现膝自由裹水强结瘦合水弱结臂合水自由飞水稠度寨状态含水健量土中尤水的连形态w缩限ωs◆（5）路焰基的况干湿绞类型（1）以平均巾稠度（连）来冰划分存和判侨断（对已萌有公仓路）式中倒：—不利木季节励路槽暖底面舅以下80橡cm深度懂内的刻平均买稠度任；—不利撞季节王路槽州底面哄以下80啄cm深度大内第i层的义稠度;—不利扒季节摊路槽龙底面缩慧以下80辅cm深度定内第i层的副天然克含水撑量；—路槽全底面萌以下80四cm深度萄内第i层的栏液限穗；—路槽层底面芬以下80话cm深度裹内第i层的涛塑限滴。◆（6）路佣基的服干湿淹类型创划分据计亚算值坑按道美路所隔处自舟然区层划和滋路基兴路基架土类畅别查星表确顶定__壶__夺__兆_坑_拥__纱__倚__兔__辟__母__册_剩_胃__受__大__干燥另中湿龟潮湿券过湿干燥中湿潮湿过湿需处皆理◆（6）路历基的读干湿炎类型险划分各自然区划土基分界稠度表（２纵）以平均扩相对丝式含水痒量(因)来划淡分和阔判断(对已叠有公携路)(1映-4国-3嫌)式中:昏—不利抢季节陪路槽沸底面递以下80记cm深度加内的毛平均厚相对迟含水煮量；—不利神季节偿路槽横底面柏以下80闲cm深度能内的背算术商平均丑含水耻量;—7楼6g平衡制锥所蛮测路秒基土拦样的目液限澡，％酱。据计临算值勾按道塞路所验处自乡丰然区桶划和久路基清土类曲别查随有关闻表格决确定吼的分大界相截对含范水量颤比较渣即可恼确定幅路基声干湿千类型车。____________________________干燥中湿潮湿过湿◆（6）路浅基的钻干湿舒类型烈划分（３牢）以稍路基临界兽高度来划近分与眠判断铜（对新抓建公铲路）路基凭尚未食铺筑更，前屋述方锄法无帜法应帮用。贫当路傍基的岛地下盯水位利或地旺表积激水水搂位一档定的局情况杜下，李路基玻湿度扑由下傲而上剃逐渐枯减少库。与分怠界稠镜度相董对应犹的路岭基顶篇面离险地下驾水位光或地图表积再水水蹄位的颠高度牺称路泰基临涛界高饿度。令：—路槽洽底面浸距地拼下水秤位或拳地表层积水纵水位欲的标济高之姜差；—对应所于井的最注小刃值切，即时最不虹利季公节路厅基处箭于干婆燥、组中湿瓦、潮痕湿状似态时蛙的路咐基临购界高笨度。◆（6）路建基的罚干湿根类型摸划分路基闸临界时高度与与路馅基干盘湿类熊型路基盼临界衰高度概与路际基干承湿类队型地下水位高度土的相对含水量平均稠度◆（6）路至基的线干湿迟类型愁划分路基胀干湿晴类型胞的划飞分标孩准路基自重应力：

路基任意点：第六匙节亿路基探的受曲力特六征及什要求◆1、路舌基受积力状都况车轮荷载应力：

1）均布荷载

2）集中荷载在路怨基某章一深滴度Za处，扶当车忆轮荷鉴载引珍起的赠垂直欠应力船与路院基土吹自重衔引起墨的垂建直应盛力相着比所灵占比笔例很五小，红仅为1/肥10款~1返/5时，刃该深揪度Za范围短内的半路基腐称为它路基正工作励区。概念惰：该深铸度Za随车凶辆荷晓载增巨大而首增大睛，随纲路面宫的强劈燕度和洪厚度去的增您加而窗减小逆。工作我区内位：强桌度、袜稳定族性重内要，革压实浙度提删高。讨论挥工作榜区？对模句量不网同的骄路面说结构霜，多应将致路面光折算余为与需路基赌同一幕性质爷的整将体后额，再联进行戏计算骡。要求迹：◆这2、路妹基工爹作区第六形节眼路基堂的受想力特要征及寸要求2、路唇基工却作区高深度◆1、路行基常学见的也病害奇及其移起因路基街沉陷冰胀秩与翻脱浆边坡慢坍塌组和溜型坡挡土却墙或秘护坡铜的裂催缝、疮断茎裂、什鼓肚定或沉守陷第七渗节定路告基的机变形棵、破少坏及颗防治a)b)路基跑沉陷联（a.路基星沉陷;b稳.路基般沉缩;c虎.土基采沉陷胳）c)◆(睡1)路基裂沉陷◆（2）冰短胀与恶翻浆(F留ro测st们H株ea逝ve湖a香nd扩T扶ha万w)一般帆是冻饲敏土顿在水珍和低不温温嘉差的滑影响定下形豆成毛梳细现沃象积技聚冰捡棱所览致，耍这种嘱现象现发生材于季钉节性伙冰冻迟地区肠，当税温度线在零喉摄氏火度以给下反塞复变炕化时恋，由翠于负遮温度慢的坡掏差影劝响会秤将路型基内抬的水院分以宜毛细逝吸管涉的形直式积猛聚到虚上部器冻结度隆起哭，从血而使脸路基衰隆起闹和路粉面开昏裂，邪发生遣冰胀荷；而舟到了逢春融醒季节虏，路膀基上亡层土晃首先惯化冻肾，水肝分无微法排泡出或肆下阀渗，瞧这时绣在行滋车作速用下兼泥浆熔就会田沿路脖面裂就逢冒洋出，蝴形成粒翻浆娱。◆（3）边滴坡滑奖塌a)b)滑动面滑坡土堆c)路基梅边坡贯的破蜂坏（a.祥b.为溜退方；c.滑坡兼）◆（4）挡号土墙徒或护讽坡的绒裂缝鞋、断忧裂、胆鼓肚计或沉催陷裂缝般：基础农处理哲不当隐而造羡成砌份体产板生沉妨陷或掩施工瓜处理冻与养麦护不胶当而聪使砌社体产京生过僻度收抛缩或块膨胀降等都安会引掌起砌略体的油裂缝浇。断裂芦、倾群斜或隆鼓肚踪蝶：一般租是由皆于砌撕体后蚂土的映侧向享压力驾增大鸦或基帅础的酷不均幅匀沉颈陷所烛致，睬多由性水的蜡作用畏或冰佳冻作浑用而善引起笛。沉陷村：由于牲基础羊土质菊松软奸或压振实不劣足所亮致。◆2、路院基常咱见的貌病害亿及其觉起因第七陆节公路趣基的