路基路面工程總結

2021-12-20 01:59:57 字數 4617 閱讀 8313

第一章總論

1)路基、路面的基本概念路基:是在天然地表面按照道路的設計線形(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或堆填而成的岩土結構物。路面:

是在路基頂面的行車部分由各種混合料鋪築而成的層狀結構物。2)路基路面應具有的基本效能:1.

承載能力:強度與剛度2. 穩定性3.

耐久性(壽命)4. 表面平整度(舒適性、表面特性)5. 表面抗滑效能(安全性、表面特性)

3)影響路基路面穩定的因素:主要影響因素(主要影響路基)1.地理條件 2.地質條件 3.氣候條件 4.水文和水文地質條件 5.土的類別

4)路基土的分類:

劃分依據:土的顆粒組成特徵、土的塑性指標和土中有機質存在情況

分類:巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土

5)特殊土分為黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土和凍土

黃土屬於低液限黏土(cly)wl<40% 膨脹土屬於高液限黏土(che) wl>50% 紅黏土屬於高液限粉土(mhr) wl>55%

凍土可分為多年凍土、隔年凍土和季節凍土三類

6)不同路基土的公路工程性質

巨粒土:強度和穩定性好,良好;也可用於砌築邊坡。

級配良好的礫石混合料:良好;還可用於中級路面和高階路面的基層、底基層。

砂土:無塑性,強度和水穩性好,但易鬆散,壓實困難。

砂性土:含有粗顆粒和細顆粒,級配適宜,良好。

粉性土:乾時易結塊,濕時易流動;毛細作用強烈,容易造成凍脹、翻漿等病害,須經處理(隔離水)才可使用。

粘性土:透水性小、吸水能力強,具有較大的可塑性;持水能力強,承載力小;需壓實和排水使用。

重粘土:不透水、粘聚力大,塑性大,乾燥堅硬,難以施工。

7:)路基土的優劣排序:

砂性土最優粘性土次之粉性土屬於不良材料,最容易引起路基病害

重粘土,是不良的路基土特殊土,用以填築路基時必須採取相應技術措施。

第五節公路自然區劃

1)自然區劃的原則

1. 道路工程特徵相似的原則(同一自然條件下築路相似)

2. 地表氣候區域差異性的原則(地帶性差異和非地帶性差異的綜合結果)

3. 自然氣候因素既有綜合又有主導作用的原則(道路凍害為例:水和熱綜合)

2)7個一級自然區劃劃分:ⅰ區— 北部多年凍土區;ⅱ區—東部溫潤季凍區 ;ⅲ區—黃土高原乾濕過渡區 ;ⅳ區—東南濕熱區 ;ⅴ區—西南潮暖區 ;ⅵ區—西北乾旱區 ;ⅶ區—青藏高寒區吧要求掌握基本氣候特徵】

第六節路基水溫狀況及乾濕型別

1)路基濕度的**:大氣降水;地面水;地下水;毛細水;水蒸氣凝結;水薄膜移動水。

2)凍脹:積聚的水凍結後體積增大,使路面隆起而造成面層開裂的現象

翻漿:在交通繁重的地區,經重車反覆作用,路基路面結構會產生較大的變形,嚴重時,路基土以泥漿的形式從脹裂的路面縫隙中冒出,形成了翻漿

三、路基乾濕型別

1)路基按其乾濕狀態不同分為四類:乾燥、中濕 、潮濕和過溼。一般要求路基處於乾燥或中溼狀態。

2) 稠度ωc :為土的含水量ω 與土的液限ωl 之差與土的塑限ωp 與液限ωl 之差的比值。

即 ωcl )/( ωp - ωl )

ωc——土的稠度;ωl——土的液限 ω——土的含水率 ωp——土的塑限

3)平均稠度確定:

4)路基乾濕型別:乾燥中濕潮濕過濕

第七節路面結構及層位功能

1)路面橫斷面:路面橫斷面由行車道、硬路肩和土路肩組成。隨道路等級不同而不同。

通常分為:槽式橫斷面形成方式:開挖,培槽

全鋪式橫斷面排水需要考慮遠期路面的改擴建中、低階路面

2:) 路面結構分層及層位功能

通常按照位層功能的不同,劃分為三個層次:面層,基層和墊層

1:面層:面層是直接同行車和大氣接觸的表面層次,他承受較大的行車荷載的垂直力,水平力和衝擊力的作用

2:基層:基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力,並將力擴散到下面的墊層和土基中去

3:墊層:墊層介於土基與基層之間,他的功能是改善土基的濕度和溫度狀況,以保證面層和基層的強度,剛度和穩定性不受土基水溫狀況變化造成的不良影響,

功能:將基層傳下的車輛荷載應力加以擴散,以減小土基產生的應力和變形:同事也能阻止路基土擠入基層中,形象基層結構的效能

第八節路面的等級與分類

1)路面等級劃分:根據面層的使用品質、材料組成型別以及結構強度和穩定性,

可以分為四個等級。

2)路面分類【按照力學特性分類】:柔性路面剛性路面半剛性路面

第二章:行車荷載、環境因素、材料的力學特性

1)車輛的種類:道路上通行的車輛主要分為客車與貨車兩大類。

客車:小客車、中客車、大客車;

貨車:整車、牽引式掛車、牽引式半掛車。按載重量可以分為:輕型貨車、中型貨車、重型貨車

2)我國公路與城市道路設計規範中均以100kn作為設計標準軸重。

3)汽車對道路的靜態壓力

當量圓半徑δ可以按下式確定。 式中:p——作用在車輪上的荷載,kn; p——輪胎接觸壓力,kpa; δ——接觸面當量圓半徑,m。

雙圓荷載的當量圓直徑d和單圓荷載的當量圓直徑d分別按和 =d 計算

四:運動車輛對道路的動態影響 p31頁

車輪施加於路面的各種水平力q值與車輪的垂直壓力p,以及路面與車輪之間的附著係數

5)輪跡橫向分布係數:兩個條帶(50cm)頻率之和。

6)路基土和路面材料的體積會隨著路基路面結構內部的溫度和濕度的公升降而產生膨脹和收縮。

7)路基土在車輪荷載作用下所引起的垂直應力σz的近似計算:σz =

p:一側輪重荷載(kn);k:係數,一般取0.5;z:荷載中心下應力作用點的深度(m)。

路基土本身自重在路基內深度為z處所引起的垂直應力σb : σb =γz

γ:土的容重(kn/m3); z:應力作用點深度(m)。

路基內任一點垂直應力包括由車輪引起σz的和由土基自重引起的σb兩者共同作用。

8)路基工作區在路基某一深度處,當車輪荷載引起的垂直應力σz與路基土自重引起的垂直應力σb相比所佔比例很小,僅為1/10~1/5時,該深度zα範圍內的路基稱為路基工作區。

路基工作區深度的確定:

路基工作區內,土基的強度和穩定性對保證路面結構的強度和穩定性極為重要,對工作區範圍內的土質選擇、路基的壓實度應提出較高的要求。

9)路基土的應力-應變特性:路基土的變形包括彈性形變和塑性形變兩部分。過大的塑性變形將導致各種瀝青路面產生車轍和縱向不平整,對於水泥混凝土路面,路基土的塑性變形將引起板塊斷裂,彈性變形過大將使得瀝青面層和水泥混凝土面板產生疲勞開裂。

10)壓入承載板試驗是研究土基應力-應變特性最常用的一種方法。這種方法是以一定尺寸的剛性承載板置於土基頂面,逐級加荷卸荷,記錄施加於承載板上的荷載及由該荷載所引起的沉降變形,根據試驗結果,可繪出土基頂面壓應力與回彈變形的關係曲線。

11)土基的應力應變關係除了出現非線性特性以外,還表現出塑性性質。

幾種模量:(1)初始切線模量(2)切線模量(3)割線模量(4)回彈模量

第四節土基的承載能力

1)路基的承載能力都用一定應力級位下的抗變形能力來表徵,主要引數有土基回彈模量、地基反應模量、加州承載比(cbr)等。

2)地基反應模量溫克勒地基的假定:土基頂面任意一點的彎沉l,僅同作用於該點的垂直壓力p成正比,而同其它相鄰點處的壓力無關。

地基回彈反應模量k=p/l (kn/m3)p為壓力,l為彎沉

規定以直徑為76cm的承載板為標準

3)土基的回彈模量:兩種承載板:柔性承載板與剛性承載板

用剛性承載板測定土基回彈模量,壓板下土基頂面的撓度為等值

4)加州承載比(cbr):試驗時,用乙個端部面積為19.35cm 的標準壓頭,以0.

127cm /min的速度壓入土中,記錄每貫入0.254cm時的單位壓力,直至壓入深度達到1.27cm時為止

*100% p—對應於某一貫入度的土基單位壓力,kpa;

ps—相應貫入度的標準壓力,kpa

計算cbr值時,取貫入度為0.254cm。但當貫入度為0.254cm時的cbr值小於貫入度為0.508cm時的cbr時,應採用後者為準。

第五節路基的變形、破壞與防治

1)路基的主要病害 1.路基沉陷 (1)自身壓縮沉陷(2)天然地基承載力不足引起的沉陷。

2.邊坡滑塌:溜方和滑坡 3.碎落和崩塌 4.路基沿山坡滑動 5.不良地質和水文條件造成的路基破壞

2)路基病害防治1.正確設計路基橫斷面;2.選擇良好的路基填料,必要時進行穩定處理;3.

採用正確的填築方法,充分壓實;4.適當提高路基,防止水分從側面滲入或從地下水位上公升進入到路基工作區範圍;

5.正確進行排水設計(地面排水、地下排水、路面結構排水及地基的特殊排水);6.必要時設定隔離層隔絕毛細水上公升,設定隔溫層減少路基冰凍和水分累計,設計砂墊層以疏乾土基;7.

採取邊坡加固、修築支擋結構物、土體加筋等技術,提高整體穩定性。

3)路面材料的分類:(1)鬆散顆粒型材料及塊料;(2)瀝青結合料類;(3)無機結合料類。按不同的成型方式(密實型、 嵌擠型和穩定型)形成各種結構層。

4)摩爾(mohr—coumbnb)強度理論, 式中 τ——抗剪強度,kpa; c——材料的粘結力,kpa; σ——法向正應力,kpa; φ——材料的內摩阻角。

5)抗拉強度可由直接拉伸或間接拉伸試驗確定。

6)彎拉強度大多採用簡支小梁試驗進行評定。小梁截面邊長的尺寸應不低於混合料中集料最大粒徑的4倍。通常採用三分點載入。

7)考慮到溫度與加荷時間對瀝青混合料力學特性的影響,用勁度模量表徵其應力—應變關係。

路基路面工程總結

第一章總論 1 路基 路面的基本概念 路基 是在天然地表面按照道路的設計線形 位置 和設計橫斷面 幾何尺寸 的要求開挖或堆填而成的岩土結構物。路面 是在路基頂面的行車部分由各種混合料鋪築而成的層狀結構物。2 路基路面應具有的基本效能 1.承載能力 強度與剛度2.穩定性3.耐久性 壽命 4.表面平整度...

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