第11讲路基工程概述ppt

　　不错顺口醋酸多次 第11讲 路基工程概论 路基工程 第1章 路基工程总论 第1章－路基工程总论 1.1 概述 1.2 土基的受力与强度 1.3 路基的破坏形式与缘由分析 1.4 公路自然区划与土基干湿类型 1.5 路基土的分类与工程性质 1.1－概述 路基工程特点 工程数量大； 影响工期的关键； 对道路质量影响大。 路基设计的一般要求 整体稳定性； 强度和刚度； 水温稳定性等。 1.2－土基的受力与强度 路基的受力状况 路基工作区 路基强度和强度指标 1.2.1 路基的受力状况 1.2.2 路基工作区 1.2.3 路基强度和强度指标 土基回弹模量（弹性模量） 1.3 路基的破坏形式与缘由分析 路堤的变形破坏 路堑的变形破坏 特殊地质水文条件下的破坏 路基破坏缘由分析 不良工程地质和水文地质条件 地质构造、岩层走向、土质、地下水位等 不利的水文和气候因素 降雨、洪水、干旱等 设计不合理 边坡坡度、填高、排水、加固防护等 施工不合理 填筑顺序、压实、爆破等 1.4 公路自然区划与土基干湿类型 公路自然区划 1.5 路基土的分类与工程性质 路基土的分类 路基土的工程分级 路基工程 第2章 一般路基设计 第2章－一般路基设计 2.1 路基典型横断面与构造 2.2 土基排水设计 2.3 路基边坡防护与加固 2.1 路基典型横断面与构造 路基横断面的典型形式: 路堤 路堑 半填半挖路基 2.1 路基典型横断面与构造 路基的基本构造: 宽度 高度 边坡坡度 2.1 路基典型横断面与构造 路基宽度： 行车道 +路肩 +中央分隔带 2.1 路基典型横断面与构造 路基高度：路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高与地面标高之差。 2.1 路基典型横断面与构造 路基边坡坡度： 用边坡高度H与边坡宽度之比值表示，并取H＝1。 2.1 路基典型横断面与构造 2.2 路基排水设计 路基排水的目的与要求 路基排水设计的原则 地面排水设施的构造与布置 地下排水设施的构造与布置 地下排水设施的构造与布置 明渠水文水力计算 明渠水文水力计算 明渠水文水力计算 排水设施综合设计 2.3 路基边坡防护与加固设计 2.3 路基边坡防护与加固设计 路基土的工程性质 砂土：无塑性，强度高，水稳定性好，压实困难。 砂性土：粗、细颗粒适宜，理想材料。 粉性土：粉土颗粒，毛细作用强烈，水稳定性差，需改良使用。 粘性土：细颗粒含量多，透水差，毛细现象显著，应充分压实。 重粘土：不透水，膨胀性和塑性大。 第1章 路基工程总论 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 路基高度设计要求： 路基上部土层应处于干燥或中湿状态，尽量满足路基临界高度的要求； 尽可能的避免使用高路堤与深路堑； 沿河浸水路堤高度应高出设计水位＋壅水高度＋波浪侵袭高度＋0.5m。 边坡高度：填方坡脚或挖方坡顶标高与路基设计标高之差。 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 考虑因素：边坡土质、岩石性质、水文地质条件、边坡高度等。 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 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 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 路基排水的目的与要求 地面排水设施的构造与布置 地下排水设施的构造与布置 明渠的水文水力计算 地下排水设施的水文水力计算 排水系统的综合设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 影响路基的水源：地面水和地下水 路基排水目的：将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面有充足的强度与稳定性。 设计 施工 养护 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 1.排水设施要因地制宜、全面规划、因势利导、合理地布局、综合治理、讲究实效、注意经济。 2.注意与农田水利相配合。 3.设计前一定要进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划。 4.要注意防止附近山坡的水土流失，不破坏天然水系。 5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等详细情况，就地取材，以防为主。 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 边沟 截水沟 排水沟 跌水与急流槽 倒虹吸与渡水槽 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 盲沟 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 渗沟 渗井 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 注：F－汇水面积，φ－地貌系数，h－径流厚度，Z－植物拦蓄厚度，α－综合折减系数。 过水断面面积： 湿周： 水力半径： 流速： 通过流量： 设计流量： 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 水力计算－沟渠尺寸确定 要求： 满足设计流量； 流速介于最小和最大容许值之间； 断面尺寸经济合理，便于施工养护。 最佳水力断面： 在设计流量条件下，以容许最大流速通过时的过水断面。 容许最小流速： 淤积 容许最大流速： 冲刷 土类别 土类、铺砌 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 ①试算法： 初选b.h.m→w.P.R→V→Q→QvsQs→验算Vmin.Vmax。 沟渠水力计算方式 ②最佳断面法： 计算常数m.k.y.n.a.i→A（Qs）→w0.h.b→V.Q→QvsQs→验算Vmin.Vmax。 ③类比法： 经验，相似性。 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 坡面防护 植物防护：种草、铺草皮、植树 矿料防护：抹面、喷浆、勾缝、灌浆 砌石防护：护坡、护面墙 冲刷防护 直接防护：抛石、石笼 间接防护：丁坝、顺坝、格坝 支挡工程 第一章 路基工程总论 第2章 一般路基设计 冻胀:沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动，并积聚在该处。这种现象特别是在季节性冰冻地区尤为严重。积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。 翻浆:春暖化冻时，路面和路基结构由上而下逐渐解冻，而积聚在路基上层的水分先融解，水分难以迅速排除，造成路基上层的湿度增加，路面结构的承载能力便大幅度的降低。经重车反复作用，路基路面结构会产生较大的变形，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成了翻浆。 铜陵学院 Tongling University * 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 车轮荷载应力： 路基自重应力： 路基任意点： 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 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。 概念： 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。 工作区内：强度、稳定性重要，压实度提高。 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 路基土的应力—应变特性 土基强度指标： 弹性模量 土基反应模量 加州承载比（CBR） 抗剪强度 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 路基土变形：弹性、塑性 试验：压入承载板和三轴压缩试验 应力与回弹变形的关系:非线性 应力—应变特性：非线性、弹塑性 模量：初始切线模量、切线模量、 割线模量、回弹模量 路基土的应力—应变特性 第一章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 路基模型：弹性半空间体 现场承载板试验 测定方法： 弯沉试验 ? 地基反应模量 路基模型：文科勒地基（弹簧地基） 测定方法： 承载板试验测定（一次加载到位）。 第1章 路基工程总论 以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。 加州承载比（CBR） 概念： CBR试验：室内和室外试验 第1章 路基工程总论 抗剪强度 库仑理论 第1章 路基工程总论 路堤的变形破坏 路堑的变形破坏 特殊地质水文条件下的破坏 路基破坏缘由分析 第1章 路基工程总论 路堤沉陷 边坡溜方及滑坡 路堤沿山坡滑动 第1章 路基工程总论 边坡碎落、滑塌和崩塌 第1章 路基工程总论 滑坡 泥石流 岩溶 地震 …… 第1章 路基工程总论 第1章 路基工程总论 公路自然区划 区划的目的、原则 三级区划 土基干湿类型 路基潮湿的来源 土基干湿类型划分 路基临界高度 路基水温状况对路基稳定性的影响 保证路基强度和稳定能力的措施 第1章 路基工程总论 区划的目的： 区分不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，并在路基路面的设计、施工和养护中采取适当的技术措施和采用合适的设计参数，以保证路基、路面的强度和稳定能力。 区划的原则： 道路工程特征相似 地表气候区划差异性 自然气候因素既有考虑又有主导作用 第1章 路基工程总论 7个一级区划 多年冻土 季节冻土 全年不冻土 潮湿系数 K=年降雨量R/年蒸发量Z 公路自然区划 33个二级区划， 18个二级副区 三级区划 第1章 路基工程总论 公路自然区划 Ⅰ北部多年冻土区； Ⅱ东部温润季冻区； 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。 第1章 路基工程总论 路基干湿类型 第1章 路基工程总论 路基湿度来源： (1)大气降水 (2)地面水 (3)地下毛细水 (4)水蒸汽凝结水 路基干湿类型划分 按不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度来确定。（已建道路） 平均稠度： 路基干湿类型： 干燥、中湿、潮湿和过湿。 第1章 路基工程总论 路基临界高度－新建道路 路基临界高度是指在最不利季节，当路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时，路槽底距地下水位或长期地表积水水位的最小高度。 路基填高→平均稠度→干湿类型 →路基力学参数（模量） 第1章 路基工程总论 翻浆 路基水温状况对路基稳定性的影响 最不利季节 荷载 外因 （水、温） 强度 路基 稳定性 南方－雨季 北方－春融季节 第1章 路基工程总论 保证路基强度和稳定能力的措施 1．正确设计； 2．选择良好填料； 3．正确填筑，充分压实； 4．保证路基合理高度； 5．设计地面排水； 6．设置隔离层、隔温层； 7．边坡加固、防护。 第1章 路基工程总论 路基土的分类 路基土的工程分级 路基土的工程性质 第1章 路基工程总论 分类依据：土颗粒的粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质含量、土的塑性指标。 分类：巨粒土，粗粒土，细粒土，特殊土。 第1章 路基工程总论 分类依据：开挖难易程度。 分类：松土，普通土，硬土，软石，次坚石，坚石。 第1章 路基工程总论

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