路基路面工程知识点总结
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前言
路线:空间线(平面、纵面),决定行车的安全、舒适、经济、快捷;
路基:按照路线位置和技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物;(承受荷载)
路面:用硬质材料铺筑于路基顶面的层状结构;(承受荷载)
三者的关系:路线的确定应考虑路基的稳定性;路面位于路基之上,强度和稳定性相互影响和维护。
第一章总论
1路基路面工程特点
①土石方工程量大,耗费大量材料,造价较高
②施工工艺较简单,但季节性强,讲究工序
③涉及面广:受自然因素和人为因素影响,变异性和不确定性大(水文地质情况复杂,气候多变)
2工程上对路基路面的要求
(1)对路基的要求:
整体稳定;足够的强度,允许小变形;水温稳定性
(2)对路面的要求:
强度与刚度——承载能力;稳定性;耐久性;表面平整度;表面抗滑行性能;沙尘,噪音低
综上:路基路面工程的基本性能:承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性
3影响路基路面稳定的因素
自然因素:地理条件:平原(保证排水设计和最小填土高度)山岭
地质条件:岩石种类、层理、倾向、夹层、断层
气候条件:温度、湿度日照、风力(材料老化和地下水位
水文和水文地质条件:地表、地下材料类别:砂类土、粘性土、粉性土
人为因素:设计(合理与否);施工方法和养护与管理措施
4路基土的分类及工程性质
巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土巨粒土:高的强度和稳定性填筑路基和砌筑边坡
砾石混合料(级配良好):强度、稳定性、密实度高;填筑路基、铺筑中级路面、高级或次高级的基层或底基层
砂土:无塑性,透水、粘性小,易松散,但压实后稳定性好强度大、水稳定性好;压实困难(振动法、掺入少量粘土)
砂性土:粗细搭配,级配好,强度和稳定性高,理想的路基填筑材料粉性土:水稳定性差,毛细现象、
易冻胀翻浆,不可用,需处理
粘性土:粘性大,颗粒细,毛细现
象,透水性差,可塑性强,干燥强
度大,遇水承载力降低充分压实
和良好的排水设计,可保证路基稳
定
重粘土:不透水,粘聚力强,施工
干燥时,难以破碎;不可用
5冻胀:积聚于面层下的水结冰后体
积增大,使路基隆起而造成的路面
开裂等破坏现象。
翻浆:冻涨土在温度升高后融解,
无法迅速排除,在行车荷载作用
下,路基路面结构产生较大变形,
湿度很大的路基土会以泥浆的形式
从冻涨后开裂的路面层裂隙中冒出
或挤出。
6公路自然区划区划定制原因和原
则:
原因:(1)自然条件影响道路建设;
(2)自然条件大致相同的划分为一
区,在同一区内从事公路规划、设
计、施工、管理时,可相互参照
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
综合又有主导作用
8对新建公路:
路基临界高度:指保证路槽底
80cm上部土层处于某种干湿状态,
在最不利季节路槽地面距地下水位
或地面积水位的最小高度。
9路面分层及层面功能
面层:特性:直接承载→满足强
度、稳定性
要求:结构强度、变形能力、稳定
性、耐磨、抗滑、平整
材料:水泥混凝土;沥青混凝土;
沥青混合料;碎石(掺土或不掺土)
混合料
基层:特性:承载、传递、扩散。
材料:粒料类:碎砾石材料,片
石,圆石、工业废渣和土、砂;无
机结合料类:水泥稳定类,石灰稳
定类,工业废渣稳定类沥青稳定
类:热拌沥青碎石,沥青灌入碎
石,乳化沥青碎石混合料
分层:当基层较厚时,分两层施
工:上基层,下基层
材料不同时称底基层,设在基层之
下,分担基层承重作用
垫层:土基与基层之间
作用:改善土基的温湿状况;扩散
和传递由基层传递的荷载应力;防
路基土挤入基层
要求:水稳定性、隔温性能。材
料:透水性(松散类):砂,砾石,
炉渣;稳定性(稳定类):水泥或石
灰稳定土
注意(1)路面并不一定具有图示结
构层次,可增可减。缓冲层:防止
基层开裂反射面层;连结层:防止
沥青面层沿基层滑移
(2).路面结构层次的划分并非一成不
变(旧路改造补强)
(3).为保护沥青路面边缘,一般基层
应较面层每边宽约0.25m ,垫层较
基层每边宽0.25m。
10路面分类:按力学特性及设计方
法
柔性路面:总体刚度小,弯沉变形
大,抗弯拉强度低
如:粒料基层+ 沥青面层、碎(砾)
石面层、块石面层
刚性路面:抗弯拉强度高,整体刚
度大,处于板体工作状态,竖向弯
沉小
如:水泥混凝土路面
半刚性路面:前期具有柔性路面力
学性质,后期强度与刚度均大幅增
长,但仍远小于水泥混凝土半刚性
基层。如:用无机结合料和水硬性
结合料修筑的基层
第二章行车荷载、环境因素、材
料的力学性质
1行车荷载:我国规范规定:标准
轴载BZZ-100的P=100/4kN,p
=700KPa d=0.213m,D=0.302m
2路基工作区: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
3土基的承载能力
参数指标:回弹模量、地基反应
模量、加州承载比
土基回弹模量:反映土基在瞬时
荷载作用下的可恢复变形能力,可
应用弹性理论
地基反应模量K定义:根据温克
勒地基假定,土基顶面任一点的弯
沉l仅与作用于该点的垂直压力p成
正比,而同相邻点处压力无关,则
压力p与弯沉l之比称为地基反应模
量K,即:K = p / l
加州承载比定义:承载力以材料
抵抗局部荷载压入变形的能力表
征,并采用高标准碎石为标准,以
它们的相对比值表示
4路基的变形、破坏
1. 路基沉陷
路基沉陷:路基表面在垂直方向产
生较大的沉落。
路基沉缩:路基填料不当,填筑方
法不合理,在路基内部形成过湿的
夹层等因素,在荷载和水温综合作
用下,引起路基沉缩。
地基沉陷:原天然地面承载力极
低,路基修筑前未处理,在路基自
重作用下,地基下沉或向两侧挤出
2. 边坡滑塌