路基路面工程——路基的基本性质讲解

z
p Z 1 2.5 D
2
（2-10）
2. 路基自重作用下的垂直压应力：
B Z
（2-11）
二. 路基工作区
1. 路基工作区概念： 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 2. 路基工作区深度Za：
二、大气温度及其对路基水温状况的影响 路基湿度除了水的来源之外，另一个重要因素是 受当地大气温度的影响。 由于湿度与温度变化对路基产生的共同影响称为 路基的水温状况。 对于渗透性较高的砂性土和渗透性很低的粘性土， 水分都不容易积聚，因此不易发生冻胀与翻浆；而对 于粉性土和极细砂则由于毛细水活动能力强，极易发 生冻胀与翻浆。
（三）细粒土 1.粉质土——强度低，干缩，毛细作用强，是不良路基填料 2.粘质土——透水性小，干缩湿胀，不适用于水湿状况剧烈 变化地区，可用于干旱地区路堤填筑或某些特 殊部位，也可以用来与砂土拌合后形成砂性土 使用 3.有机质土——不宜用作路基填料 （四）特殊土——不宜用作路基填料
三、路基土的工程分级（补充）
一、路基湿度的来源 路面的强度与稳定性在很大程度上与路基的湿 度以及大气温度引起的路基的水温状况有密切的关 系。 路基湿度的水源可分为以下几个方面： （1） 大气降水 （2） 地表水 （3） 地下水 （4） 水蒸气凝结水 （5） 薄膜移动水
入路面
渗入路肩
水 汽 移 动
地下水位
由 地 下 水
地 下 水 位 变 动
冻胀
翻浆
三、路基干湿类型 路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿 、 潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。 上述四种干湿类型以分界稠度ω c1 , ω c2 和ω c3 来划分。稠度ω c 定义为土的含水量ω 与土的液限 ω L 之差与土的塑限ω p 与液限ω L 之差的比值。 即 ω c = （ ω L - ω ）/ （ ω L - ω p ） 1.ω c = 1.0 , 即ω =ω p ，为半固体与硬塑状的 分界值； 2.ω c = 0 ,即ω = ω L ，为流塑与流动状的分界 值； 3. 1.0﹥ ω c ﹥0，即ω L ﹥ ω ﹥ ω p ，土 处于 可塑状态。
（一）分级目的 用于工程可行性研究或概、预算编制， 工程施工难易程度评价和技术手段运用的依据 （二）分级依据 凿岩机或人工钻孔1m所需要的时间——较软 爆破1m3所需炮眼长度——较坚 （三）等级 Ⅰ级——松土 Ⅱ级——普通土 Ⅲ级——硬土 Ⅳ级——软石 Ⅴ级——次坚石 Ⅵ级——坚石
§2-2 路基湿度状况及干湿类型
为了保证路基的强度和稳定性不受地下水 及地表积水的影响，在设计路基时，要求 路基保持干燥或中湿状态，路槽底距地下 水或地表积水的距离，要大于或等于干燥， 中湿状态所对应的临界高度。不同土质和 自然区的路基临界高度见P25 表2-8所示。
§ 2-3土基的力学强度特性
一. 路基受力状况
1. 车轮荷载作用下的垂直应力：
按照经验，给出wc1、wc2、wc3,,分别对应做为干燥、中湿、潮 湿、过湿的分界标准，叫做分界稠度。并通过针对各种土类的 试验，确定类似下图的关系确定相应的分界相对含水量w1、 w2、w3,和临界（或相对）高度h1、h2、h3
路面
路基
地下水位高度
地下水位与土的平均稠度
地下水位与土的相对含水量

第二章 路基的基本性质
§2-1 路基土的分类
§2-2 路基湿度状况与干湿类型 §2-3 路基土的力学强度特性（跟教材稍有不同） §2-4 路基的承载力
§2-1 路基土的分类
一般根据土颗粒的粒径组成，土颗粒的矿物成分或其余物质 的含量，土的塑性指标进行区划。我国将土分为巨粒土，粗粒土， 细粒土和特殊土四类，并进一步细分为 11+1 种土。 巨粒组（大于60mm的颗粒）质量多于总质量15%的土称为巨 粒土。
粗粒土
细粒土
特殊土
漂石土 卵石土 砾类土 砂类土 粉质土 粘质土 有机质土
黄土
膨胀土 红粘土 盐渍土
二、各种土的路用性质
（一）巨粒土 1.漂石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料， 不能用于路基填筑 2.卵石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料， 是强度和稳定性都好的路基填料，但是不能用于路 基上层填筑 （二）粗粒土 1.砾类土——是强度和稳定性都好的路基填料；级配和强度等 性质优良的砾石或砂砾用作混合材集料（水泥混凝土或贫混凝土 等） 2.砂类土 （1）砂——纯粹的砂是强度和稳定性都好的路基填料，同时 也用于其他混合材集料，细砂或粉砂容易产生被动水携带、砂土 液化或管涌，不适用于高路堤、沿河路堤和堤坝 （2）砂性土——是强度和稳定性都好的优良路基填料
特殊土主要包括黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土+冻土。
一、路基土的分类
依据颗粒组成、土的塑性指数和土质化学成分为4类11+1种
200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.074 0.002（mm）
巨粒组 漂石 （块石） 卵石 （小块石） 砾（角砾） 粗 中
粗粒组 砂
细粒组 粉粒 粘粒
细
粗
中
细
土
巨粒土
Za 3
KnP

三、路基土的应力－应变特性
路基土的变形包括弹性变形和塑性变形，过大的塑性变形导 致沥青路面出现车辙和纵向不平整，会导致水泥混凝土路面板 的断裂。在柔性路面结构中，土基的变形占很大部分。 土基土的组成包括固相、液相和气相三部分（三相体）。路 基土在应力作用下呈现的变形特性同理想的线弹性体有很大区 别。 土基的应力应变关系除了出现非线性特性以外，还表现出塑 性性质。即当荷载完全卸除时，变形不会全部恢复。（残余变 形或塑性变形）
粗粒土分砾类和砂类两种，巨粒组土粒质量小于或等于15%， 且砾粒组（2～60mm颗粒）质量多于50%的土称为砾类土；砾粒 组小于或等于50%的土称为砂类土 细粒组（小于0.074mm的颗粒）质量多于总质量50%的土总称 为细粒土。细粒土中粗粒组（2～60mm颗粒）质量小于总质量 25%的土称为细粒土，粗粒组质量为总质量25% ～50%的土称为 含粗粒的细粒土。