路基路面工程知识点总结

第一章绪论道路主要是由路基和路面组成的。

路基是在地表按照道路路线位置和一定技术要求开挖或堆填而成的岩土结构物。

路面是在路基顶面行车部分用各种坚硬材料铺设的层状结构物。

路基路面的基本要求：1、路基整体应稳定牢固2、路基上层应密实均匀3、路面结构应坚强耐久4、路面表面应平整抗滑路基的断面型式：路堤、路堑、半填半挖路基路堤：指基身顶面高于原地面的填方路基，有一般路堤、浸水路堤、陡坡路堤、高大路堤等基本形式。

路堑：全部为挖方的路基称为路堑，有全路堑、半路堑、半山洞三种型式。

半填半挖：整个横断面上既有填方又有挖方的路基零填路基：不填不挖路基路面结构层，分为面层、基层、垫层面层：直接同车轮和大气相接触的结构层，应具有较高的结构强度和气候稳定性，耐久、防渗，表面还应有良好的平整度和粗糙度。

路面的使用品质主要取决于面层。

水泥混凝土面层应设置纵、横向接缝，以减小伸缩变形和翘曲变形受阻而产生的内应力，并满足施工需要。

面层表面应具有一定横向坡度，以利排水。

基层：主要承受由面层传下来的行车荷载竖直力的作用，并把它扩散到垫层和土基。

应具有足够的强度和刚度、足够的水稳性垫层：当路基水温状况不良和土基湿软时，在路基和基层之间加设垫层，起排水、隔水、防冻、防污、扩散应力等作用路基路面工程的特点：1、线性工程，流动性大2、永久建筑，占地多3、类型繁多，施工协作要求高4、施工周期长5、干扰因素多6、经济影响巨大路路面设计的内容：勘察设计、路基设计、路面设计、设计方案比选路基路面建筑的内容：准备工作、路基施工、路面施工、质量控制和检验第二章行车荷载分析汽车对路基路面的重力作用，包括自重和载重第三章自然因素的影响自然因素对路基路面体系的影响主要表现为适度和温度公路自然区划以自然气候因素的综合性和主导型相结合为原则一级自然区的筑路特点：I区——北部多年冻土区：采用保护多年冻土的原则，宁填勿挖。

采取保温措施，以防路基热融沉陷。

Ⅱ区——东部温润季冻区防治冻胀和翻浆，采取隔温、排水和截断毛细水上升。

Ⅲ区——黄土高原干湿过渡区主要问题黄土的冲蚀和遇水湿陷，注意排水。

Ⅳ区——东南湿热区霉雨、夏雨，加强排水，气温高、热季长，注意热稳性、抗滑性和不透水性。

Ⅴ——西南潮暖区雨期较长，土基较湿，注意保证路基整体稳定性。

Ⅵ——西北干旱区改铺沥青路面。

Ⅶ——青藏高旱区采取措施保证路基整体稳定性。

路面表层温度周期性起伏同气温的变化几乎完全同步，其温度较气温高。

路面结构内不同深度处的温度随气温呈现周期性变化，起伏的幅度随深度的增加而减小，其峰值的出现也随深度增加而越来越滞后。

影响路面结构内温度状况的因素分为外部因素和内部因素外部因素：主要为气候条件，气温和太阳辐射是决定路面温度状况的两项最重要的因素内部因素：为路面结构的热物性路基湿度的来源和变迁：大气降水和蒸发、地面水、地下水、温度路基的干湿类型：以不利季节路床表面以下80cm深度内的平均稠度划分为干燥、中湿、潮湿、过湿四类第四章材料的力学特性路基路面材料分三大类型：土和颗粒材料、沥青类材料、水硬性材料极限强度：指材料在静载一次作用下达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大应力路基路面结构出现的强度破坏有：1、因剪应力过大而引起沿某一滑动面的滑移或相对变位2、因拉应力或弯拉应力过大而引起的断裂抗剪强度：摩尔-库伦强度理论τf = c +σtanφτf 材料的抗剪强度σ作用在剪切面上的法向应力c和φ分别是材料的粘聚力和内摩擦角土和颗粒材料的抗剪强度是由矿质颗粒之间的摩擦、嵌挤、毛细、吸附等作用形成抗剪强度参数同颗粒的大小和形状、矿物成分和级配、密实度和含水量、受力条件等因素有关饱和软粘土在快速加荷时的内摩擦角几乎为零干砂没有粘聚力，内摩擦角大约为28°~35°材料的抗拉强度可采用直接拉伸试验和间接拉伸试验（劈裂实验）测定沥青混合料的抗拉强度随沥青含量和施荷速率的增加而增加，随针入度和温度的增加而下降影响水泥混凝土等水硬性材料的抗拉强度、抗弯拉强度的因素：集料（或土）组成、结合料含量和活性、拌制均匀性、压实程度、龄期疲劳：材料承受多次重复应力的作用，会在低于材料极限强度的应力值时出现破坏现象材料抵抗疲劳破坏的能力，可用打到疲劳破坏时所能经受的反复应力大小（疲劳强度）和作用次数（疲劳寿命）来表示沥青混合料的疲劳试验可采用控制应力或控制应变两种加荷方式在相同的初始应力或应变条件下，控制应变试验所得到的材料疲劳寿命要比控制应力试验的大得多，两者的差别大小同温度（即混合料的劲度）有关：低温时差别较小，高温时较大。

混合料的疲劳寿命还受到混合料组成、何在和环境等因素的影响，混合料的劲度对疲劳性状也起关键性作用疲劳寿命延长的方法：提高沥青混合料的密实度，降低空隙率，适当增加沥青的用量，可减轻应力集中现象，使疲劳寿命延长较厚沥青面层采用控制应力的疲劳试验，较薄沥青面层采用控制应变方式材料受力后产生的变形包括弹性、粘弹性、粘性、塑性变形弹性应变和粘弹性应变属于可恢复的，统称为回弹应变。

永久（残余）应变包括塑性和粘性应变，在重复荷载作用下会逐渐积累。

沥青混合料的蠕变试验表明，在作用应力恒定的情况下，变形随时间的发展，取决于作用应力的大小。

温度对沥青混合料的性状也有重大影响土和颗粒材料，除具有弹塑性性质外，当细料（粘粒）含量和湿度增加时，还会呈现明显的粘性性质。

水硬性材料，随着龄期的增加就接近弹性变形体。

模量：材料在荷载作用下的应力应变之比，应力-应变关系：E=σ／εE-模量σ-应力ε-应变土和颗粒材料用三轴试验测得的回弹模量E r随偏应力σd(=σ1-σ2)的增大而减小、侧限应力σ3的增大而增大土和材料的颗粒越细，相应的回弹模量值越低；密实度越高，模量值越大。

粘性土的模量值，随含水量增加而显著减小。

碎（砾）石材料，颗粒棱角多者有较高的模量水硬性材料的模量，随龄期会不断增大，而应力与应变之间在较宽的范围内基本上呈直线关系。

反映材料在给定受荷时间和温度条件下的应力-应变关系的参数称作劲度模量（劲度）泊松比：材料受力后，除应力作用方向产生应变外，在它的垂直方向也会产生应变。

材料的泊松比μ是反映这两个垂直方向应变关系的参数：μ=﹣ε’／εε-轴向应变ε’-侧向应变细粒土的μ值0.3~0.5；颗粒材料0.2~0.5；沥青混合料0.25~0.5；水硬性材料0.1~0.25加州承载比CBR:是美国加利福尼亚州提出的一种评定路基土和路面材料承载能力的指标。

用来表征材料抵抗局部荷载压入变形的能力，并以标准碎石承载能力的相对值表示。

第五章一般路基设计路基设计通常包括路基基身、排水、防护与加固等方面路基病害的类型：剥落和溜塌、崩塌、坍塌、滑坡、滑移、沉落、沉缩、冻胀与翻浆剥落：易风化的软质岩石（如泥灰岩、泥质页岩等）边坡或含易溶盐多的土质（如黄土等）边坡，其表面薄层岩土因物理风华易松碎而同母体分离，在重力等作用下呈片状碎屑逐渐脱落下来，称为剥落碎落：严重风化破碎的岩石路堑边坡较陡时，会产生块状岩屑的剥落现象，又称碎落溜塌：粘土质边坡的表层土被谁饱和或迅速融化而沿坡面下溜，称为溜塌崩塌：在陡峻的斜坡上，岩土体在自重作用下突然而迅猛地从高处崩塌和倒塌下来的现象。

过程中岩土块有有翻滚和跳跃现象坍塌：指路基边坡的土体发生推移和坍落的现象，亦称为堆塌。

坍塌时，土体的运动速度较快（但比崩塌慢），很少有翻滚现象；无固定滑动面，也无明显的软弱面。

滑坡：山坡（边坡）岩土体因被水浸湿或下部支撑力量受到削弱，在重力作用下沿着一定的软弱面（滑动面）整体向下滑动的现象滑移：在较陡的山坡上填筑路基，如果原地面（基底）未经处理而为水所浸湿，下侧边坡坡脚又未加以必要的支挡，则堤身就可能在自重等作用下沿原地面向下滑移沉落：沉缩：路基因填料不当、填筑方法不合理和压实不足，在水分、自重和行车作用下，基身会逐渐压密，而出现沉缩冻胀与翻浆：冬季的负气温作用使路基内的水分不断向上积聚而冻结，导致路基体积膨胀和路面隆起开裂，称为冻胀；春融期间，路基上层的土首先化冻，因含水过多而变得稀软，在行车作用次下泥浆沿路面裂缝冒出，形成翻浆病害原因的综合分析：1、路基的岩土条件是产生病害的内部原因和基本前提2、水往往是路基病害的直接肇因3、除了水的侵蚀作用外，引起路基病害的外部因素还有气温、风雪、地形、地震、荷载等4、设计不合理、施工不妥当、养护不及时等人为因素，也会促使路基产生病害填料选择：填筑路基的材料（简称填料）以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料为宜。

在选择填料时，一方面要考虑料源和经济性，另一方面要顾及填料的性质是否合适各种填料：不易风化的石块、土石混合料、砂砾材料、砂性土、粉性土、粘性土、特殊土、易风化的软质岩石、工业废渣填筑规则：1、不同性质的填料应分层铺筑2、不同填料的层位安排，应考虑路基工作条件3、透水性小的土填筑下层时，其顶面应做成4的双向横坡，以保证上层透水性土有排水出路4、为了防止雨水侵蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，一起压实，并设盲沟以利排水5、当路堤两部分填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反滤层，以防止两部分填料相互混入，引起路堤下沉用土压实后达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值来表征土的密实程度，称作压实度，作为压实要求的指标。

边坡形状：直线、折线、台阶形路堤的极限高度：在天然的软土地基上，用快速施工方法建造一般断面的路堤所能达到的最大高度地基沉降：是由路堤荷载作用下地基土的压缩（固结）及剪切（侧向）变形引起的基底处理：1、基底土密实稳定、地面坡度缓于1：5时，路堤可直接填筑在天然地面上2、路堤基底为耕地或较松的土时，应在填筑前进行压实3、路线经过水田、池塘或洼地是应根据积水和淤泥层等具体情况，采取排水疏干、清淤换填、晾晒或掺灰等处理措施，经碾压密实后再填路堤4、在地面坡度陡于1：5的稳定斜坡上填筑路堤时，为使填方部分与原地面紧密结合，基底应挖成台阶，以防堤身沿斜坡下滑道路排水可分为地表排水和地下排水两大类排水设施分类：1、地表排水沟渠：边沟（侧沟）、截水沟（天沟）、路侧取土坑、排水沟（引水沟）、跌水和急流槽2、地下排水沟管：明沟、暗沟（管）、渗沟、隔离层3、路面排水设施：路面（含路肩）表面排水、中央分隔带排水、路面内部排水4、泄水和蓄水结构物路基排水系统的设计步骤：1、在路线平面图上绘出必要的路堑坡顶线和路堤坡脚线，标明路测弃土堆和取土坑的位置等2、在路基的上侧山坡上可设置截水沟等拦截地表径流3、路基两侧按需要设置边沟或利用去坑，必要时采用路肩排水系统和中央分隔带排水系统，汇集并排除道路表面的水4、根据沿线地下水的情况，设置必要的地下排水设施5、将拦截或汇集的水流，用排水沟管引排到指定的低地、河沟或桥涵等处6、选定桥涵的位置，使这些沟管同桥涵连成一个完整的排水系统地表排水沟渠的设计内容包括：确定平面位置、沟底纵坡、断面尺寸和结构形式等方面排水沟渠应具有一定的坡度，使沟内的水流能尽快排出，以防发生漫溢或引起冲刷，沟底纵坡一般不宜小于0.5％。