路基路面工程知识点总结
概论(4课时)
公路发展的阶段
土路(2)石板路,硬化路(3)水泥混凝土路(4)快速路,高速公路
路基路面工程的特点
土方量大
一项线性工程
沿线地形起伏,地质,地貌,气象特征多变
沿线城镇经济发达程度与交通繁忙程度不一
路基路面工程的性能要求
承载能力
稳定性
耐久性
表面平整度
路面抗滑性
路基路面结构
路面——(1)面层(2)基层(3)功能层(根据需要设置)
路基——上路床(30cm)下路床(50/90cm)上路堤(70cm)下路堤
路面结构分层的原因
行车荷载和自然因素对路面的影响,随深度的增加而逐渐变化。因此,对路面材料的强度,抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐变化。为了适应这一特点,路面结构通常是分层铺筑的,按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同,分成若干层次。
层位功能
面层:直接同行车和大气接触的表面层,它承受较大行车荷载的垂直力和水平剪切力的作用,同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。
要求:较高的结构强度以抵抗垂直应力作用
较高的抗变形能力以抵抗剪切作用
较好的水稳定性以抵抗水损害
很好的温度稳定性以抵抗车辙
其表面还应有良好的抗滑性和平整度
基层:主要承受面层传来的车辆荷载的作用力,将垂直力扩散到下面的路基土中去;承受拉应力作用并维持良好的耐久性。
要求:一定的强度和刚度(承重层)
良好的抵抗疲劳破坏的能力
足够的水稳定性
较好的平整度
功能层:为保证面层和基层不受路基水温状况变化所造成的不良影响,必要时设功能层,它的主要功能是加强路面结构层之间的联结、改善路基的湿度和温度状况。
要求:水稳定性和隔温性要好
路面分类
沥青结合料类基层、粒科类基层(柔性基层)沥青路面
无机结合料类基层(半刚性基层)沥青路面
组合式基层沥青路面
水泥混凝土基层(刚性基层)沥青路面
水泥混凝土路面
路基路面稳定性影响因素
地理条件
地质条件
气候条件
水文和水文地质条件
土的类别
路基路面上的作用(交通荷载和路基路面自重)
路基路面工程的环境影响因素
温度(统计方法,理论方法)
湿度
公路区划依据的意义——目的和意义
为了区分各地自然区域的筑路特性。
原则:(1)道路工程特征相似原则(2)地表气候区划差异性原则(3)自然气候因素既有综合又有主导作用的原则
区划
多年冻土季节冻土全年不冻土
Ⅰ区——北部多年冻土区
Ⅱ区——东部温润季冻区
Ⅲ区——黄土高原干湿过渡区
Ⅳ区——东南湿热区
Ⅴ区——西南潮暖区
Ⅵ区——西北干旱区
Ⅶ区——青藏高寒区
根据我国地理,地貌,气候等因素,以均温等值线和三阶梯的两条等高线作为一级区划的标志。
潮问系数K为年降雨量R与年蒸发量Z之比。K=R/Z
路基土的特性及设计参数(4课时)
路基土的分类(我国公路用土依据土的颗粒组成特性,土的塑性指标和土中有机质含量的情况进行区分)
巨粒土:漂石土,卵石土
粗粒土:砾类土,砂类土
细粒土:粉质土,黏质土,有机质土
特殊土:黄土,膨胀土,红黏土,盐渍土,冻土
路基土的工程性质
土作为路基建筑材料,砂类土最优,黏质土次之,粉质土属不良材料,最容易引起路基病害,很高液限黏土,特别是蒙脱土也是不良的路基土。
粉质土含有较多的粉土颗粒,干时虽有黏性,但易于破碎,浸水时容易成为流动状态。粉质土毛细作用强烈,毛细水上升高度大。在季节性冻土地区容易造成冻胀,翻浆等病害·。
路基填料的选择(路堤施工中的填方建筑材料,应选择强度高,水稳性好,压缩性小,且运输便利,施工方便的天然土源。)
漂石,卵石(巨粒石)与粗砾石
土石混合料
砾类土,砂类土
粉质土
黏质土
特殊土
生活垃圾及工业废渣
路基工作区(车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直压应力之比大于0.1的范围称为路基工作区)
随路面刚度和厚度的增加而减小
随车轮荷载的加大而加深
意义:在路基工作区内,路基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,对工作区深度范围内的土质选择,路基的压实度应提出较高要求。
路基湿度的影响源
大气降水,地面水,地下水,毛细水,水蒸汽凝结水,薄膜移动水
路基平衡湿度状况和路基平衡湿度预估方法
路基平衡湿度状况
潮湿,中湿,干燥
临界高度法
平均稠度法
基质吸力法
路基抗变形能力参数
路基回弹模量(ResilientModulusofSubgrade)
路基土动态回弹模量
路基反应模量(ReactionModulusofSubgrade)
加州承载比(CaliforniaBearingRatio,CBR)
是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定路基及路面材料抗变形能力的指标。抗变形能力以材料抵抗局部荷载压入的能力表征,并以高质量标准碎石为标准,以它们的相对比值表示CBR值。
路基材料参数
路基土的强度参数:黏聚力c内摩擦角φ
路基设计
路基基本概念:公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,是路面的基础。它承受路面传来的行车荷载和路基与路面结构的自重并将其扩散至地基,是公路的承重主体。
路基的类型与构造
路堤
路堑
填挖结合路基
路基附属设施
取土坑与弃土堆
护坡道与碎落台
堆料坪与错车道
路基的主要病害类型及原因
路基沉陷(路基在垂直方向产生较大的沉落):①路基填料选择不当②路基压实不足③填筑方法不合理
路基边坡塌方(边坡土方从原边坡上剥离)
路基沿坡面滑动(整体或局部沿原地面向下移动)
路基横断面设计
路基宽度
路基高度
路基边坡坡率
路基边坡稳定性分析
直线滑动面的边坡稳定性分析(适用于黏结力较小的砂类土)
折线滑动面的边坡稳定性分析
曲线滑动面的边坡稳定性分析
路基防护与支挡结构设计
坡面防护
植物防护
工程防护
挡土墙的一般构造
一般由墙身、基础、排水设施与伸缩缝等构成。
作用在挡土墙上的力系
挡土墙自重力及位于墙上的恒载。
墙后土体的主动土压力Ea,作用点位于距墙底1/3墙高的位置。
基底的法向反力N及摩擦力T。
墙前土体的被动土压力Ep,作用点位于距墙底1/3埋深位置。
主动土压力静止土压力被动土压力
挡土墙稳定性验算
抗滑稳定性计算(P)
抗滑动稳定系数Kc(P)
抗倾覆稳定方程(P)
增加抗滑稳定性的方法
设置倾斜基底
采用凸榫基础
增加抗倾覆稳定性的方法
展宽墙趾
改变墙面及墙背坡度
改变墙身断面类型
路基施工
路基施工机械:松土机、平土机、堆土机、铲运机和挖掘机。
路基施工的前期准备工作
组织准备工作
技术准备工作
物质准备工作:包括各种材料与机具设备的购置、采集、加工、调运与储存以及生活后勤供应等。
路堤填筑与压实基本要求:必须做好施工排水,保持施工场地的干燥。
填筑方案
分层平铺
竖向填筑
路基压实机具:碾压式、夯击式和振动式
路基压实度K(Subgrade