02路基土的特性及设计参数
路基土的特性及设计参数
小组讨论讨论一：路基工作区计算时荷载应力有两种计算方法：1）用简化布辛尼斯克公式进行计算；2）用层状体系计算软件计算，请结合习题7和8讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。
答：荷载大小对工作区深度的影响：由工作区深度计算公式可知：Za=√(3&KnP/γ)。
荷载大小与工作区深度成正比。
因此荷载越大，工作区深度越深。
不同路面结构对工作区深度的影响：路面结构的强度和模量远大于路基土，路面材料的容量也不同于路基土。
路面结构的存在，使轮载传递到路基顶面的附加应力显着减小。
因为路面结构和一定厚度的路基共同承担车辆荷载，路面结构与路基工作区组成了道路的工作区，也就是工作区深度=路面结构厚度+路基工作区深度。
因此路面结构的厚度越大，道路工作区的深度也就越小。
应力计算方法对工作区深度的影响：（1）路基工作区深度的计算，布辛尼斯克公式与层状体系理论程序计算结果相差较多，轴重100KN时，n=5相差为；n=10相差为；轴重120KN时，n=5相差为；n=10相差为。
（2）根据“公路低路堤设计指南”提出的情况，布辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度过小，而层状体系理论程序所得的比辛尼斯克修正公式所得的路基工作区深度为大。
（3）根据“公路低路堤设计指南”规定n=10，在采用层状体系理论公式后，采用n=5或n=10为宜，尚需再论证。
讨论二：请讨论路基顶面综合模量E和路基反应模量K的意义和在路面设计中的作用，如何结合路基湿度的变化选择路基顶面综合模量E或路基反应模量K。
答：路基顶面综合模量E：即路基回弹模量。
用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力，因而可以应用弹性立论公式描述荷载与变形之间的关系。
以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在以弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。
路基反应模量K：使用温克勒（E. Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。
第二章路基土
一般以主成分粒组进行定义，控制主成分粒组的比例在50%以上，而特殊土则分 为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土，前三者按特殊土塑性图（图2-4）
上的位置定名，盐渍土按含盐百分率分类。
共五十二页
2.1.1路基(lùjī)土的分类
各种土类的区分(qūfēn)： 2. 巨粒土分类表 试样中巨粒组粗颗粒（>60mm的颗粒）质量多于总质量15%的土称为巨粒土，如 果巨粒组土粒质量少于或等于总质量的15%，可扣除巨粒，按照粗粒或细粒土 分类。
2. 对于新建道路，用路基临界高度作为(zuòwéi)路基干湿类型的判别标准。
与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度称为路基临界高度H。
为了保证路基的强度和稳定性，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≥干燥、中湿状态 所对应的临界高度。
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2.3 路基的力学强度特性
2.3.1路基受力状况 2.3.2路基工作区 2.3.3路基土的受力特性 2.3.4重复荷载对路基土的影响
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2.3.1路基(lùjī)受力状况
z
K
P Z2
P:一侧轮轴荷载（KN） K：系数(xìshù)，0.5 Z：圆形均布荷载中心下应力作用点的深度m
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第二章 路基(lùjī)土的特性及 设计参数
共五十二页
本章(běn zhānɡ) 摘要
通过路基土颗粒和性能特点的描述，学习路基土的分类方法和分类，掌握 路基土的颗粒分布和主要工程特点；通过路基土湿度和温度状况的变化
(biànhuà)分析，学习路基湿度的来源和路基干湿类型划分方法，掌握 路基土稠度指标和由土的基质吸力确定的饱和度指标的划分方法； 学习路基承载力参数指标和测定方法、路基设计主要参数，掌握路基 工作区计算方法、路基承载力指标和设计参数的意义。
第二章 路基基本性质
第二章路基基本性质授课内容§1 公路自然区划§2 路基土的工程分类§3 路基土的应力应变关系§4 路基承载力§5 路床设计§1 公路自然区划自然区划分类自然地理区划：综合自然区划、部门区划专业自然区划：农业、建筑、生态、公路区划目的我国幅员辽阔，各地自然条件和道路的工程性质差异很大。
区分不同地理区划自然条件对公路工程影响的差异性，便于道路工作者在路基路面结构类型选择以及设计、施工养护中采取合适的设计参数和技术措施，保证路基路面的强度和稳定性。
根据水、土、温度因素（相似性），在一定区域内，定性地确定公路工程的特点（即土基回弹模量，由干湿类型和土性质决定）。
区划原则以自然气候的综合性和主要性相结合为原则1、公路工程特征相似的原则：在同一区划内，在同样的自然因素下筑路具有相似性。
2、地表气候区划差异性的原则：地表气候是地带性差异和非地带性差异的综合结果。
3、自然气候因素既有综合又有主导作用的原则：自然气候变化是各种因素综合作用的结果，但其中又有某种因素起主导作用。
公路自然区划划分（1）二级区划：潮湿系数k（2）三级区划：1、水热、地理和地面；2、地表地貌、水文和土质。
各自然区划的筑路特点Ⅰ区-北部多年冻土区：道路设计原则-保温Ⅱ区-东部湿润季冻区：路面结构要突出-防冻胀与翻浆Ⅲ区-黄土高原干湿过渡区：筑路主要问题是黄土的冲蚀与遇水湿陷Ⅳ区-东南湿热区：筑路主要问题是水毁、冲刷和滑坡Ⅴ区-西南潮暖区：土基湿软，注意路基整体稳定性Ⅵ区-西北干旱区：气候干燥，砂石搓泥、松散，沙漠地区风蚀和沙埋Ⅶ区-青藏高寒区：有多年冻土，注意保温设计，沥青路面易老化评价（1）侧重于为低等级道路服务，病害主要考虑冻胀与翻浆。
目前高等级公路的冻胀与翻浆已经不是主要的病害（2）影响因素仅是水、热，没有考虑地貌、地质等。
（3）不能很好地为公路服务，服务范围不明确目前有用的仅是土基模量、最小路基高度、稠度参照该区划；§2 路基土的工程分类分类的基本原则（1）应选用对土的工程性质、最能反映土的基本属性和便于测定的指标作为分类依据（2）要有一定的逻辑性（3）应能反映土在不同工作条件下的特性土的工程分类标准（GB-T 50145-2007）分类体系（1）划分指标：土的颗粒组成及其特征土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数土中有机质含量（2）粒组定义：工程上常把大小相近的土粒合并为组粒组划分：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土图粒组划分（3）颗粒级配特征：不均匀系数C u和曲率系数C cd10、d30和d60是指土的特征粒径，分别是指小于该粒径的土粒质量为土总质量的10%、30%和60%。
02路基土的特性及设计参数
第一节 路基土的分类及工程特性
核心内容
路基土的分类 路基土的工程性质
路基填料的选择
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第一节 路基土的分类及工程特性
岩石 地球 风化 搬运、沉积 土 地球
土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物
2、大气温度及其对路基水温状况的影响
路基水温状况及其变化
路基水温状况是湿度与温度变化对路基产生的共同影响; 地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路基冻胀与
翻浆现象。
热融thaw
冻胀丘 Pingo
路基冻胀 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
1、路基土的分类
2）粗粒土
试样中粗粒组含量大于50%的土称为粗粒土，粗粒
土分砾类土和砂类土二种；
砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量多于砂粒组质量的土称为
砾类土。
砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量少于或等于砂粒组质量的
土称为砂类土。
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H1相对应于wc1，为干燥和 中湿状态的分界标准；
H1 、 H2 、 H3见表2-9
wc wc1
wc1 wc wc 2
wc 2 wc wc3
H2相对应于wc2，为中湿与 潮湿状态的分界标准；
H3相对应于wc3，为潮湿和 过湿状态的分界标准。
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路基土的特性及设计参数课件
抗滑参数
定义
抗滑参数是指土体抵抗滑动破坏 的能力，通常用地基抗滑安全系 数来表示。它是评估土体抗滑稳 定性的关键指标。
影响因素
抗滑参数受土体的内摩擦角、粘 聚力、地下水位、坡度等因素的 影响。
工程应用
在路基设计中，抗滑参数是确定 路基边坡坡度和采取相应防护措 施的重要依据。通过选择合适的 土体和改进土体的抗滑性能，可 以提高路基的抗滑稳定性，防止 路基滑坡和崩塌等灾害的发生。
工程实例分析
04
工程背景介绍
项目概述
对本课程所涉及的工程实例进行 简要概述，包括工程的目的、规 模和地理位置等。
工程环境
介绍工程所在地的地形地貌、气 候条件、水文地质等自然环境因 素，以及工程所面临的挑战和限 制。
土质特性分析
土壤类型
详细阐述工程实例中所遇到的土壤类型，包括粘土、砂土、淤泥等 ，并分析其物理和化学性质。
渗透性
渗透性是指水在土中的渗透能力， 对路基的排水设计和稳定性分析具 有重要意义。
化学性质
PH值
土的PH值可以反映其酸碱性质，对路基土中水泥稳定土的强度和 稳定性有影响。
盐分含量
路基土中的盐分含量会引起土的膨胀和侵蚀等问题，需要在实际工 程中进行严格控制。
化学成分
路基土的化学成分决定了其与水、水泥等材料的化学反应能力，对 路基的稳定性和耐久性具有重要影响。
碎石土
01
碎石土的定义
碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量大于30%的土，具有较好的排水
性和抗剪强度。
02
碎石土的工程性质
碎石土的强度和稳定性较高，变形能力较小，但渗透性质较好，有利于
排水。
03
碎石土的适用范围
道路工程施工参数包括(3篇)
第1篇一、路基施工参数1. 土方填筑参数：包括填料选择、填筑方法、填筑厚度、压实度等。
填料一般选用碎石、卵石、砾石、粗砂等，填筑方法有水平分层填筑、竖向填筑法、混合填筑法等。
填筑厚度应根据填料种类和压实度要求确定，压实度应符合设计规范。
2. 路基处理参数：包括地基处理、边坡处理、排水设施等。
地基处理方法有换填、夯实、加固等；边坡处理包括边坡坡度、坡面防护等；排水设施包括排水沟、涵洞、桥涵等。
3. 路基稳定性参数：包括路基土的物理力学性质、路基稳定性评价等。
路基土的物理力学性质应符合设计要求，路基稳定性评价应确保路基在施工和使用过程中安全稳定。
二、路面施工参数1. 路面基层（底基层）施工参数：包括原材料选择、配合比设计、施工工艺、压实度等。
基层（底基层）材料一般选用石灰土、水泥稳定碎石等，配合比设计应满足设计要求，施工工艺包括拌合、摊铺、碾压等。
2. 沥青路面施工参数：包括沥青混合料配合比设计、施工工艺、压实度、温度等。
沥青混合料配合比设计应满足设计要求，施工工艺包括拌合、摊铺、碾压等，压实度应符合设计规范，温度控制是沥青路面施工的关键。
3. 水泥混凝土路面施工参数：包括混凝土配合比设计、施工工艺、养护等。
混凝土配合比设计应满足设计要求，施工工艺包括拌合、运输、摊铺、碾压、养护等。
三、桥梁施工参数1. 桥梁基础施工参数：包括基础类型、施工方法、地基处理、防水等。
基础类型有桩基础、浅基础等，施工方法有钻孔灌注桩、挖孔桩等，地基处理有换填、夯实、加固等，防水措施包括防水层、排水系统等。
2. 桥梁上部结构施工参数：包括梁体类型、施工方法、模板体系、张拉控制等。
梁体类型有预制梁、现浇梁等，施工方法有支架法、悬臂法等，模板体系应符合设计要求，张拉控制应确保梁体质量。
四、隧道施工参数1. 隧道地质条件：包括地层岩性、地下水、断层、节理等。
地质条件直接影响隧道施工方案和施工参数的确定。
2. 隧道施工方法：包括新奥法、传统的矿山法等。
第2章 路基土的特性及设计参数
2.1 路基土的分类及工程特性
2.1.1 路基土的分类 (1) 巨粒土
巨粒组（粒径大于60mm ）质量少于或等于总质量15%的 土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。
2.1 路基土的分类及工程特性
10 0
累积曲线
d60
d30
d10
粒径(mm)
2.1 路基土的分类及工程特性
2.1.1 路基土的分类
土的塑性指标
液限
土从流动状态转变为可塑状态的界限 含水率，用WL表示。
塑限
土由可塑状态转变为半固体状态的界 限含水率，WP表示。
塑性 指数
液限与塑限的差值，IP=WL -WP
液性指数：
IL
W WP WL WP
2.3 路基水温状况及干湿类型
2.3.3 路基土的基质吸力与饱和度
《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）: 路基存在四种干湿状态：干燥、中湿、潮湿、过湿。
路基干湿类型的划分指标：
平均稠度：
c
L L P
缺点： 对于塑性指数为零或接近于零的土组，土的平均稠
度不能全面反应路基的工作状态。
图1土基中沿深度的应力分布
令 则 土基自重引起的压应力： 土基中任一点受到的竖向压应力：
2.2 路基的力学强度特性
2.2.2 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。
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。
公路路基设计中的土壤力学参数确定
公路路基设计中的土壤力学参数确定公路建设是国家基础设施建设的重要组成部分，而土壤力学参数的准确确定在公路路基设计中起着至关重要的作用。
土壤力学参数是指描述土壤在受力作用下的力学性质的参数，包括土壤的压缩特性、剪切特性等，是公路路基设计中考虑的关键因素之一。
下文将介绍在公路路基设计中土壤力学参数的确定方法。
一、场地勘测在进行土壤力学参数确定之前，首先需要进行场地的勘测工作。
通过实地勘测，了解地质情况、土层分布、地下水位等信息，为后续实验提供必要的数据基础。
同时，对场地的地质构造、地质构造暴露情况等进行详细观测，可以为土壤力学参数的合理确定提供依据。
二、室内试验在进行室内试验时，通常采用标准试验方法对采集的土壤样本进行实验分析。
常见的试验包括压缩试验、剪切试验等，通过这些试验可以获取土壤的力学参数数据。
在进行室内试验时，需要严格控制试验条件，保证试验结果的准确性。
三、现场试验为了更准确地确定土壤力学参数，通常还需要进行现场试验。
现场试验包括动力触探、原位压缩试验等，通过这些试验可以更真实地了解土壤力学参数的实际情况。
现场试验结果与室内试验结果相互印证，可以提高土壤力学参数确定的准确性。
四、参数校核在确定土壤力学参数后，需要对参数进行校核验证。
比较实测数据与试验数据，对土壤力学参数进行修正和调整，确保参数的准确性和可靠性。
参数校核是确定土壤力学参数的最后一道工序，也是保证公路路基设计准确性的重要环节。
五、结论综上所述，公路路基设计中土壤力学参数的确定是一个复杂而重要的工作。
通过场地勘测、室内试验、现场试验和参数校核等环节，可以准确确定土壤力学参数，并为公路路基设计提供可靠的数据基础。
土壤力学参数的准确确定对于公路工程的建设和运营具有重要意义，希望相关工程师能够在实践中不断总结经验，提高参数确定的准确性和有效性。
路基力学特性与设计参数
我国公路路基用土依据土的颗粒组成特征，土的塑性指标 和土中有机质存在的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和 特殊土四大类，并进一步细分为12种土，如表4-2所示。
第四章 路基力学特性与参数设计
土的颗粒组成特征，用不同粒径粒组在土中的百分含量表 示。表4-1所列为不同粒组的划分界限及范围。
三、城市轨道交通事故的判定标准
• 事故一旦产生，产生人员伤亡、财产损失、影响 公共安全，城市轨道交通非正常运营等后果，这 些可能的后果也是城市轨道交通事故的主要判定 依据，包括：
• 城市轨道交通作为大容量的公共交通工具， 直接关系到广大乘客的生命安全。“安全 运营”一直是其完成运输任务的首要目标 和基本原责。因此，分析城市轨道交通事 故产生的主要因素以及影响程度，制定预 防事故相关对策以及突发事故后的救援措 施，对于改善城市轨道交通系统的运营安 全现状，预防事故的发生和降低事故损失 都具有十分重要的意义。
土颗粒组成特征可根据级配曲线反映的土粒分布范围与形 状，分别采用不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）表示。
当Cu≥5、Cc=1~3时，属良好级配；如不同时满足此条件， 则属不级配。
式中：d10，d30，d60 分别相当于累计百分含量 为10％，30％和60％ 的粒径，d10称为有效粒径，d60称为限制粒径。
为控制路基的变形，应对路基土质类型及其变形特性有正 确的了解，对路基土的抗变形能力指标及设计参数有恰当 的估计与反映，并选取相应的措施保证路面的使用性能。
第四章 路基力学特性与参数设计
§4.1路基土的分类与工程性质
一、路基土的分类
路基用土的成分、结构、组成以及物理力学性质差别很 大，土的生成作用及所经历的年代有长有短，因而土的种类 繁多。为正确评价土的工程性质，以便采取合理的结构设计 与施工方案，必须对路基用土进行工程分类。
路基土的特性及设计参数80页PPT
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
路基土的特性及设计参数
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是
路基的力学特点及影响因素
12
• 路基土和路面材料的体积随路基路面结构 内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩。
• 路基路面结构的强度、刚度、及稳定性在 很大程度上取决于路基的湿度变化。
• 面层的透水性对路基路面的湿度有很大影 响，若采用不透水的面层结构，将减少降 水和蒸发的影响。
（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
2
三、路基土的工程分级
（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合技术手段运用的依据
Ⅳ区——东南湿热区 该区雨量充沛集中，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系 统进行设计。该区水稻田多，土基湿软。由于气温高、热季长，要注意黑色面层材 料的热稳定性和防透水性。
Ⅴ区——西南潮暖区 该区山多，筑路材料丰富，对于水文不良路段，必须采取措施，稳定路基。 Ⅵ区——西北干旱区 该区大部分地下水位很低，道路冻害较轻。个别地区，如河套灌区，内蒙草原洼地， 地下水位高，翻浆严重。丘陵区1.5m以上的深路堑冬季积雪厚，雪水浸入路面造成 危害，所以沥青面层材料应具有良好的防透水性，路肩也应作防水处理。
若天然地基承载力不足，产生地基下限，叫做沉陷，一般发生在软弱地基上
16
2.路基边坡的坍方
1）溜方
2）崩落
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑坍
17
3.路基沿山坡滑动——滑移
土的工程特性指标
土的工程特性指标一、物理特性指标1.颗粒粒径分布：土的颗粒粒径分布可以通过筛分试验获得。
具有较大颗粒的土壤具有较大的孔隙比和较低的饱和度，容易形成较大的渗流通道，导致较大的渗透系数。
2.比重和容重：比重反映了土壤颗粒密实程度，容重反映了单位体积土壤的质量。
比重和容重可以通过密度试验获得，对于土壤的承载能力、渗透性和稳定性等起着重要的作用。
3.孔隙比和孔径分布：孔隙比反映了土壤的贯通程度，孔径分布决定了土壤的渗透性和水分储存能力。
孔隙比和孔径分布可以通过孔隙比试验和水分润湿曲线试验获得。
二、力学特性指标1.固结性：土壤的固结性反映了土壤在荷载作用下变形的能力。
固结性可通过压缩试验获得，对于土壤的沉降和变形控制具有重要意义。
2.剪切强度：土壤的剪切强度反映了土壤抵抗剪切破坏的能力。
剪切强度可通过剪切试验获得，对于计算土体的稳定性和承载力等具有重要作用。
3.压缩特性：土壤的压缩特性反映了土壤在连续加荷作用下的变形行为。
压缩特性可通过压缩试验获得，对于预测土体的固结沉降和变形具有重要意义。
三、水文特性指标1.渗透系数：渗透系数反映了土壤对水的渗透能力，可通过渗透试验进行测定。
渗透系数对于工程中的排水设计和地基排水起着重要作用。
2.含水量变化特性：土壤的含水量变化特性反映了土壤对水分的吸附和释放能力。
土壤的含水量变化特性可以通过吸附性曲线试验和脆弱性曲线试验来研究，对于土壤的水分调控具有重要意义。
3.渗流特性：土壤的渗流特性与土壤孔隙结构和水分运动有关。
渗流特性可以通过渗透试验和渗透模型研究获得，对于土地利用和地下水资源管理具有重要的参考价值。
综上所述，土的工程特性指标是工程中对土壤进行评价和设计的重要参数。
准确地了解土的物理特性、力学特性和水文特性等指标，可以为工程设计和施工提供准确的依据，保证工程的安全和可靠性。
路基土工程性质概述
路基土工程性质概述摘要：土是必不可少的路基填料，路基土的性质优劣直接关乎路基的使用性能。
给出了土的一般性定义，介绍了路基土特性试验的内容，路基土的几个重要性质，密度和最佳含水率、水力传导系数、冻胀敏感性、膨胀能力。
关键词：路基土；最佳含水率；冻胀敏感性1引言土可以定义为由含有气体或液体的非连续的颗粒组成的松散的地球物质，在基岩上发现的一个相对松散的聚集矿物、有机材料和沉积物，或除了嵌入的页岩和岩石之外的任何地球物质。
在粒径和级配的基础上将土分为三类：粗粒或粗粒土，由砂和砾石组成；细粒或粘性土，由粘土组成；粉土介于二者之间。
粒径和级配是粗粒土的重要因素。
均匀级配意味着土壤主要由一个粒径尺寸的颗粒组成，应具有高渗透性。
良好的分级意味着不同粒径尺寸的颗粒存在，且有足够的比例，这将导致更高的密度和强度。
间断级配将意味着在土壤中缺少某些粒径尺寸的颗粒。
矿物对土壤的性质也有显著影响，粘土颗粒比粗粒土的情况更为显著。
粗粒土主要由含有石英的硅质物质和长石颗粒组成。
2 路基土2.1 路基土的特性试验路基土的特性试验包括以下内容：（1）粒度分布（通过筛分分析）（2）比重（3）阿太堡界限：国际上将液限，塑限称阿太堡界限（4）有机质含量（5）保水导水性（6）压实（7）霜冻敏感性（8）未冻结的水分含量（9）回弹模量或加州承载比（CBR）2.2 密度和最佳含水率压实松散土是提高其承载力的最简单途径。
向土中加水，在压实过程中，起润滑土颗粒和空气的作用。
由于水被添加到土中，土的密度由于压实而增大。
然而，超过某一特定的含水率，即使土变得更加可行，土的单位重量也会减少。
这可以用一个事实来解释，即超出了“最佳”的水含率，水不能进入空隙，从而占用最初由土颗粒固体的空间，也就是说，它造成土颗粒分离，从而导致相应的密度降低。
2.3 水力传导系数基于达西（1856）实验结果，水流通过土体具有以下特点：v：流速i：水力梯度（单位长度水头损失）k：系数一般 k 称为渗透系数或渗透率或水力传导系数。
（完整版）路基路面（黄晓明版）知识点提要
（完整版）路基路⾯（黄晓明版）知识点提要路基路⾯⼯程重点复习（第六版）其中★：必须掌握，▲：必须了解，其他未标注的是⽼师勾选的重点。
第⼀章概论1. 路基路⾯的⼯程特点主要包括哪⼏个⽅⾯？路基和路⾯是道路的主要⼯程结构物：①路基是在天然地表⾯按照道路的设计线性（位置）和设计横断⾯（⼏何尺⼨）要求开挖或堆填⽽成的岩⼟结构物；②路⾯是在路基顶⾯⽤各种混合料铺筑⽽成的层状结构物。
路基和路⾯⼯程是道路⼯程的主要组成部分，其特点是：(1) 路基⼯程的⼟⽅量很⼤，⽽路⾯结构在道路造价中所占⽐重很⼤；(2) 路基与路⾯⼯程是⼀项线性⼯程，公路沿线地形起伏、地质、地貌、⽓象特征多变，造成了路基与路⾯⼯程复杂多变的特点。
2. 路基路⾯的性能要求包括哪⼏个⽅⾯？(1) 承载能⼒：路基路⾯结构承受荷载的能⼒；(2) 稳定性：在降⽔、⾼温、低温等环境作⽤下仍能保持其原有特性的能⼒； (3) 耐久性：在车辆荷载的反复作⽤与⼤⽓⽔温周期性的重复作⽤下的性能变化特性； (4) 表⾯平整度：路⾯表⾯纵向凹凸量的偏差值； (5) 路⾯抗滑性：路⾯表⾯抗滑能⼒的⼤⼩。
3. 为什么要特别重视路基的稳定性？路基稳定性受哪些因素影响？(1) 处于不稳定的路基结构会导致路基失稳，从⽽引发滑坡或坍塌等病害出现。
(2) 路基稳定性受地理条件、地质条件、⽓候条件、⽔⽂和⽔⽂地质条件、⼟的类别等因素的影响。
4. 路⾯结构为什么要进⾏分层设计？⽔泥混凝⼟路⾯和沥青混凝⼟路⾯如何分层设计？(1) ⾏车荷载和⾃然因素对路⾯的影响,随深度的增加⽽逐渐变化。
因此,对路⾯材料的强度、抗变形能⼒和稳定性的要求也随深度的增加⽽逐渐变化。
通过沥青路⾯结构应⼒计算结果可以发现,荷载作⽤下垂直应⼒z σ，随着深度的增加⽽变⼩,⽔平拉应⼒r σ⼀般为表⾯受压和底⾯受拉,剪切应⼒zr τ先增加后减⼩。
为适应这⼀特点，路⾯结构通常是分层铺筑。
(2) 按照使⽤要求、受⼒状况、⼟基⽀承条件和⾃然因素影响程度的不同进⾏分层，通常按照各个层位功能的不同，划分为三个层次，即⾯层、基层和路基（垫层）。
公路工程中关于路基土质的规范要求
公路工程中关于路基土质的规范要求在公路工程中，路基土质的规范要求是确保公路的设计、建设和运营具备坚固和可持续性的重要因素之一。
路基是公路的基础部分，负责承载交通荷载并分散荷载到下方的地基，因此对路基土质的要求十分严格。
本文将介绍公路工程中关于路基土质的规范要求，包括土壤类型、物理指标和力学性质等方面。
一、土壤类型在公路工程中，土壤主要分为三类：粉砂土、粘性土和砾石土。
粉砂土的颗粒大小介于0.075mm至4.75mm之间，其含沙量较高，具有较好的排水性能。
粘性土的颗粒细小，具有良好的黏聚性和塑性，但排水性能较差。
砾石土的颗粒较大，含有较多的砾石颗粒，具有较好的排水性能和承载能力。
二、物理指标1.土壤含水率：公路工程要求土壤的含水率满足设计要求，以确保路基的稳定性。
土壤的含水率直接影响土壤的稠密度和抗剪强度。
2.土壤密度：土壤密度是指单位体积土壤的质量，公路工程要求土壤密度达到一定的标准，以提供足够的承载能力和稳定性。
3.土壤颗粒分布：土壤颗粒分布对土壤的稳定性和排水性能有重要影响。
公路工程要求土壤颗粒分布均匀、大小适中。
三、力学性质1.土壤压实性：公路工程要求土壤具有较好的压实性能，以确保路基的紧密度。
土壤的压实性能影响着土壤的承载能力和排水性能。
2.土壤抗剪强度：公路工程要求路基土壤具有足够的抗剪强度，以抵抗交通荷载和地震力。
土壤的抗剪强度直接影响着路基的稳定性和安全性。
3.土壤可塑性指标：土壤的可塑性指标可以评估土壤的变形性质和塑性。
公路工程要求土壤的可塑性指标符合设计要求，以确保路基的稳定性和耐久性。
四、其他要求除了上述的物理指标和力学性质要求外，公路工程中还有一些其他要求需要考虑。
1.排水性能：路基土壤需要具备良好的排水性能，以防止积水和渗水对路基造成损害。
排水系统中的排水沟、排水管等设施的设计和施工也是重要的要求之一。
2.保护环境：公路工程要求对土壤进行环境保护，避免土壤被污染和破坏。
在施工过程中，应采取相应的措施，减少对土壤的破坏和污染。
第四章 路基力学特性与设计参数
在工作区范围内的路基，对于支承路面结构和车轮荷载影 响较大，在设计中应加以注意。
路基工作区的深度Za可以用如下近似公式计算。
路基工作区的深度Za随车轮 荷载的增大而加深。
二 、路基土的变形特性
第四章 路基力学特性与参数设计
路基土的变形可分为三种类型：行车荷载反复作用下产生的
塑性累积变形；填土自重荷载作用在短期内产生的压密沉降；
填土自重荷载作用下随时间而增长的固结沉降。
沥青路面在使用过程中所出现的沉陷、车辙和裂缝等损坏， 虽然一部分是由于路面各结构层本身的变形所引起，但相当 大部分是路基过量的塑性变形所造成的。
第四章 路基力学特性与参数设计
§4.2路基土的力学特性
一、路基受力状况与路基工作区
路基承受两种荷载作用，一种是路面路基自重产生的荷 载，另一种是车辆轴重而产生的荷载。
在两种荷载的共同作用下，路基土在一定范围内（路基 工作区），处于受力状态。
正确的路基路面设计应使路基土在轮载作用下只产生弹 性变形，当车辆使过后，路基可以恢复原状，这样可以保证 路基的相对稳定，而不致引起路面的破坏。
假如土体为理想的线性弹性体，则E应为一常量，施加的 荷载与回弹变形之间应呈直线关系。
实际上图所示的荷载与回弹变形之间的曲线关系是普遍的， 因此，土基的回弹模量E并不是常数。
第四章 路基学特性与参数设计
路基应力-应变的非线性特性，还可由三轴压缩试验的结果 予以证明。图示为三轴压缩试验应力-应变关系曲线。土的 竖向压应变ε1可以按照下式计算。
实际上路面结构层的刚度及材料的单位重均比路基土大， 其受力特性也不同。但计算中近似地将其视为路基土材料， 由此计算而引起的误差在工程上是允许的。
道路工程 路基部分2
第三节 路基干湿类型
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：干燥、中湿、潮湿和过湿。
（一）平均稠度判定法（适用于已建路基）
稠度：
wc
wL wL
wm wP
平均稠度：
n
wc i1
wLi wmi wLi wPi
8
如果80cm内为同 一种土稠度：
路堤边沟
路堑边沟
排水沟
沟渠连接示意图 1-排水沟；2-其他沟渠；3-路中线；4-桥涵
天沟
吊沟、跌水与急流槽
缓流井
• 用于承接从吊沟汇入侧沟的地表水并削减其能量， 保护路基本体不受冲蚀
三、地下排水设施的构造与布置
盲沟
地下排水设施的构造与布置 渗沟
渗井
边坡渗沟正视图
拱形边坡渗沟
(二)、坡面补强及加固
1、对于不宜采用植物防护的岩质边坡，如页岩等易 风化岩边坡可采用抹面、喷浆、勾缝、灌浆等方法防 护，同时防止坡面水洗蚀和风化剥落
2、混凝土薄板
•
对于不易用植物防护的土质边坡，可直接用厚
0.8～1.0cm之混凝土薄板防护，重量轻，节约坞土，
也可工厂化预制
3、土工布
路堑坡面覆盖的防护
wc
wL wL
wm wP
按不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度
来确定，分八层，每层10cm。（已建道路）
（二）路基临界高度判定法（－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。
•
现有一段待建公路，自然区划为Ⅱ4 ,地基土质为
《公路自然区划标准》（JTJ003—86）对我国进行了自 然区划，分为三个等级，一级、二级和三级。 七个一级区，33个二级区划，18个二级副区：
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路基湿度的来源 大气湿度及其对路基水温状况的影响 路基干湿类型 路基土的基质吸力与饱和度
1、路基湿度的来源
1、路基湿度的状况
路基水的来源
原始土具有的自然含水量，路基水的主要来源有：
大气降水； 地面水； 地下水； 毛细上升水； 水蒸汽凝结水； 薄膜移动水 ……
平衡湿度状态下的路基回弹模量=
标准条件下的模量×湿度调整系数(TMI)
3、路基土的基质吸力与饱和度
重力含水率(w)、体积含水率(θw)和饱和度(S)
Gs和ρd一定时，三者均能有效表征路基湿度状况。
湿度变化导致土体体积变化，w不变而S和θw发生变 化，S和θw表征路基湿度实际情况，故均可采用，因 S直观，采用饱和度S作为路基湿度的评价指标。
路基填料
路基填料是路堤施工中的填方筑路材料。
填料选择要求
路基填料应选择强度高、水稳性好、压缩性小，且运输便利
、施工方便的天然土源。
路基填料选择依据的指标是CBR值。
公路工程中常见的填料类型
①漂石、卵石（巨粒土）与粗砾石 ②土石混合料
③砾类土、砂类土
第二节 路基的水温状况与干湿类型
路面开裂
3、路基土的基质吸力与饱和度
采用基质吸力指标的原因
JTG D30-2004采用平均稠度指标作为路基湿度评价
指标，虽然综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限 ，也能反映土的软硬程度。
wc
(wL
w
) (wL
wP )
(wL wP ) 0
对于塑性指数为零或接近于零的土组，土的平均稠
细粒组(小于0.075mm的颗粒)质量不小于总质量
50%的土总称为细粒土。
细粒土应按其在塑性图（低液限wL<50%；高液限
wL≥50%）中的位置确定土名称。
细粒土塑性图
1、路基土的分类
3）细粒土
细粒土
粉土
1、路基土的分类
特殊土
包括黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土。 黄土、膨胀土和红黏土按特殊土塑性图定名。
第二章
路基土的特性及设计参数
主要内容
第一节 路基土的分类及工程特性 第二节 路基水温状况及干湿类型 第三节 路基的力学强度特性 第四节 路基的承载能力及材料参数
第一节 路基土的分类及工程特性
核心内容
路基土的分类 路基土的工程性质 路基填料的选择
第一节 路基土的分类及工程特性
岩石 地球
三者 关系式
S
ws
w
s d
1
w d
w 1
Gs
w
1
d s
S
1
d Gs w
S
w
wd w
S
Gs
w e
4、路基土的基质吸力与饱和度
土的基质吸力
饱和土的孔隙中不但充填有水，而且还有空气，水
—气分界面（收缩膜）具有表面张力，在非饱和土中 ，孔隙气压力与孔隙水压力不相等，并且孔隙气压力 大于孔隙水压力，收缩膜承受着大于水压力的空气压 力，这个压力差值称为基质吸力。
①黄土：低液限黏土（CLY），分布范围大部分在A线以上，且wL<40%；②膨胀土：高液限黏土（CHE），分布范
围大部分在A线以上，且wL>50%；③红黏土：高液限粉土（MHR），分布范围大部分在A线以下，且wL>55%。
盐渍土分类表
特殊土塑性图
冻土分类表
2、路基土的工程性质
认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同
1、路基土的分类
2）粗粒土
试样中粗粒组含量大于50%的土称为粗粒土，粗粒
土分砾类土和砂类土两种；
砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量多于砂粒组质量的土称为
砾类土。
砾粒组(2mm-60mm的颗粒)质量少于或等于砂粒组质量的
土称为砂类土。
1、路基土的分类
粗粒土
粗粒土
1、路基土的分类
3）细粒土
1、路基土的分类
我国公路用土分类包括巨粒土、粗粒土、细粒
土和特殊土四类，计12种。
1、路基土的分类
土的基本代号
1、路基土的分类
不均匀系数Cu 和曲率系数Cc
1、路基土的分类
1）巨粒土
试样中巨粒组粗颗粒(大于60mm的颗粒)质量多于总
质量15%的土称为巨粒土。如果巨粒组土粒质量少于 或等于总质量15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细 粒土的相应规定分类定名。 巨粒土
的土类采取不同的工程技术措施： 级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料； 巨粒土是良好的路基材料； 砂性土是施工效果最优的路基建材； 粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材； 粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害； 特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。
3、路基填料的选择
2、大气温度及其对路基水温状况的影响
路基水温状况及其变化
路基水温状况是湿度与温度变化对路基产生的共同影响; 地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路基冻胀与
翻浆现象。
冻胀丘 Pingo
热融thaw
路基冻胀
2、大气温度及其对路基水温状况的影响
温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀； 温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割； 温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。
基质吸力通常是描述非饱和土的力学性质的重要参
数，水土特征曲线即基质吸力与土壤含水率的关系的 曲线是描述基质吸力的重要指标。
3、路基土的基质吸力与饱和度
土的基质吸力与饱和度之间关系
如何确定 基质吸力？
基于非பைடு நூலகம்和土力学中土－水特性曲线理论预估路基湿度
3、路基土的基质吸力与饱和度
度不能全面反映路基土的工作状态。
JTG D30-2015用路基工作区和地下水位确定湿度。
3、路基土的基质吸力与饱和度
路基湿度设计状态
竣工2~3年
路基湿度
平衡湿度状况
回弹模量室内试验条 件湿度（标准状态）
路基湿度设计状态
路基实际的设计状态→平衡湿度状况，与回弹模量室内试 验条件不完全一致,因此：
风化 搬运、沉积
土 地球
土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物
形成过程 影响
形成条件
物理、力学 性质
1、路基土的分类
不同粒组的划分界限及范围
其中：以60mm作为粗粒组与巨粒组的分界； 以0.075mm作为细粒组与粗粒组的分界； 2mm是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限； 0.002mm是粘粒与粉粒的区分界限。