路基路面工程知识点总结和题库
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1.路基、路面的基本概念:路基:是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设
计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而
成的岩土结构物。
路面:在路基顶面,行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物影响路基路面稳定的因素: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。自然区
划:北部多年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡区、东南湿热区、西南潮
湿区、西北干旱区、青藏高寒区。路基干湿类型:干燥、中湿、潮湿、过湿。
路基土分类及优劣:砂性土最优、粘性土次之、粉性土属于不良材料,最容易引起路基
病害、重粘土,是不良的路基土、特殊土,用以填筑路基时必须采取相应技术措施。
路面分类:柔性路面、刚性路面、半刚性
路面路基的水温状况:由于湿度与温度变
化对路基产生的共同影响。我国公路与城市道路设
计规范中均以100kN 作为标准轴载。
我国的道路车辆轴限为100KN 沥青路面主要损害类型表现为:路基工作区:在路基某一深度处,当车轮荷载引起的垂直应力Z与路基土自重引起
的垂直应力a B相比所占比例很小,仅为
1/10 〜1/5时,该深度Z a
范围内的路基称为路基工作区。汽车对道路的静态压力影响因素:1. 汽车轮胎内压(0.4~0.7MPa );2. 轮胎的刚度和轮胎
与路面的接触的形态;3. 轮载的大小。
接触形状为圆形,接触面上的压力为均匀分布,即将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载,并采用轮胎内压作为轮胎接触压力
p 。路基的承载能力的指标:土基回弹模量、地基反应模量、加州承载比路基的主要
病害:路基沉陷、边坡滑塌、碎落和崩塌、
路基沿山坡滑动、不良地质和水文条件造成
的路基破坏。
路基病害防治:(1 1 )正确设计路基横断面;(2 )选择良好的路基填料,必要时进行稳定处理;(3 )采用正确的填筑方法,充分压实;(4 )适当提高路基,防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入到路基工作区范围;(5 )正确进
行排水设计(地面排水、地下排水、路面结构排水及地基的特殊排水);(6 )必要时设置隔离层隔绝毛细水上升,设置
隔温层减少路基冰冻和水分累计,设计砂垫层以疏干土基;(7 )采取边坡加固、修筑支挡结构物、土体加筋等技术,
提高整体稳定性。路面材料的力学强度特性:抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度、应力- 应变特性。累积变形与疲劳特性:重复荷载作用下出现的破坏极限状态主要有两种:(1 )弹塑性工作状态,累积变形;(2)弹性工作状态,疲劳破坏。
路基设计的一般要求:1 、根据路线平、纵、横设计进行路基布置;2 、在荷载应力作用区(路基工作区)内部分应进行严格
碾压施工(特别是路床部分),与路面设计一起进行综合考虑;3、必须有确保路基
强度与稳定性的附属设施,包括路基排水、路基防护与加固、取土坑、弃土堆、护坡道等;4 、对于一般路基,可结合当地情况选用典型断面图或设计规定,不必进行论证和验算,对于高填、深挖路基及地质和水
文条件特殊的路基,须进行个别设计和验算。路基的类型与构造:路堤、路堑、半填半挖路基。
一般路基的设计内容:1. 选择路基断面形式,确定路基宽度与高度;2. 选择路堤填料与压实标准;3. 确定边坡形状与坡度;
4. 路基排水系统系统与排水结构设计;
5. 坡面防护与加固设计;
6. 附属设施设计。路基宽度:行车道路面及其两侧路肩宽度
之和。
路基的高度:路堤的填筑高度或路堑的开挖
深度,是路基设计高程和地面高程之差。
路基边坡坡度:路基边坡坡度对路基稳定十
分重要,确定路基边坡坡度时路基设计的重
要任务。公路路基的边坡坡度,可用边坡高度H 与边坡宽度b 之比表示,并取H=1. 附属设施:取土坑与弃土坑、护坡道与碎
落石、堆料坪与错车道。
简答:
1 、石灰稳定类基层:在粉碎的土和原状松散的土(粗中细)中掺入适量的石灰和水,按照一定的技术要求,经拌和,在最佳含水量下摊铺,压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层。形成原理:离子交换
作用、结晶作用、火山灰作用、碳酸化作用。初期表现为土的团结、塑性降低、最
佳含水量增加最大密实度减少。后期表现为结晶结构的形成,从而提高其板体性,强度和稳定性。影响因素:土质、灰质、石灰
剂量、含水量、密实度、石灰土的龄期、养
生条件。
2、水泥稳定类基层:在粉碎的或原状松散的
土中,掺入适当水泥和水,按照技术要求,
经拌和摊铺,在最佳含水率时压实及养护成
型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的
路面基层称为水泥稳定类基层。形成原理:
水泥的水化作用、离子交换作用、化学激发
作用、碳酸化作用。影响因素:土质、水泥
的成分和剂量、含水量、施工工艺过程。
3、水泥混凝土路面:优缺点:优点①强度
高②稳定性好③ 耐久性好④能见度好缺点:
①水和水泥用量大②有接缝,舒适性差③开
放交通迟④修复困难。设计步骤:
4、沥青路面:优缺点:优点①足够的力学强
度;②一定弹性和塑性变形
能力;③与汽车轮胎附着力好;④有
高度的减震性;⑤不扬尘,易清洗;
⑥维修较简单,可再生利用。缺点:
①施工受季
节、气候影响大;②工艺
要求高,有一定毒性;③材料易老化;④初
期建设费用高。设计步骤:
5 、无机结合料稳定路面:在粉碎的或原状
松散的土(细粒土、碎砾石及砂稳类)中掺
入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或
工业废渣等)和水,经拌和得到的混合料
在压实和养生后,其抗压强度符合规定要
求的材料称为无机结合料稳定材料,以此修
筑的路面称无机结合料稳定路面。
路基防护类型及措施:
1》坡面防护:1. 植物防护——种草,铺草
皮2 :工程防护——抹面,喷浆,护面
2》冲刷防护:1 :直接防护——砌石护
坡、混凝土预制板、土工织物抛石2:间接
防护——导流构造物(丁坝、顺坝、格
坝)、河道整治(疏浚、改道)
软土基加固:砂垫层法,换填法,分阶段施
工法,反压护道法,超载压顶法,竖向排水
法,挤密桩法和加固土桩法
挡土墙类型:按挡土墙位置分:路堑挡土
墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙
按墙体材料分:石砌挡土墙,混凝土挡土
墙,钢筋混凝土挡土墙,砖砌挡土墙,木质
挡土墙,刚挡土墙按结构形式分:重力式,
半重力式,衡重式,悬臂式,扶壁式,锚杆
式,拱式,锚定板式,桩板式,跺式挡土
墙构造:由墙身(墙背、墙面、墙顶、护
栏)、基础、、排水设施和伸缩缝等部分组
成。
排水措施:排水措施::设置地面排水沟,
引排地面水;夯实回填土顶面和地面松土,
防止雨水及地面水下渗,必要时可加设铺
砌;对路堑挡墙墙趾前的边沟应予以铺砌加
固,以防边沟水渗人基础;设置墙身泄水
孔,排除墙后水。
主动土压力: 挡土墙向外移动((位移或
倾覆)),土压力随之减少,直到墙后土
体沿破裂面下滑处于极限平衡状态。被动土
压力: 墙向土体挤压移动,土压力随之增
大,土体被推移向上滑动处于极限平衡状
态。
静止土压力: 墙处于原来位置不动,土压力
介于两者之间,称为静止土压力。
沉降缝:为防止建筑物各部分由于地基不
均匀沉降引起房屋破坏所设置的垂直缝称为
沉降缝伸缩缝,是指为防止建筑物构件
由于气候温度变化(热胀、冷缩),使结构
产生裂缝或破坏而沿建筑物或者构筑物施
工缝方向的适当部位设置的一条构造缝。
——设计时,一般将沉降缝与伸缩缝合并设
置,沿路线方向每隔10〜15m 设置一道,兼
起两者的作用,缝宽22 〜3cm ,缝内一
般可用胶泥填塞,但在渗水量大,填料容
易流失或冻害严重地区,则宜用沥青麻筋或
涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿内、
外、顶三方填塞,填深不宜小于0.15m ,当
墙后为岩石路堑或填石路堤时,可设置空缝
计算土压力方法:1》一般条件下库仑土压
力计算2》大俯角墙背的主动土压力——第
二破裂面法3》折线形墙背的土压力计算:
1、
延长墙背法2 、力多边形啊4》粘性土土压
力计算: 1 、等效内
摩擦角法2、力多边形法5》不同土层的土压
力计算:设计时,一般将沉降缝与伸缩缝合
并设置,沿路线方向每隔10〜15m 设置一
道,兼起两者的作用,缝宽22〜3cm,缝
内一般可用胶泥填塞,但在渗水量大,填
料容易流失或冻害严重地区,则宜用沥青麻
筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿
内、外、顶三方填塞,填深不宜小于
0.15m ,当墙后为岩石路堑或填石路堤时,
可设置空缝6》有限范围填土时的土压力:公
式7》被动土压力计算:公式重力式挡土
墙:: 重力式挡土地依靠墙身自重支撑土压
力来维持其稳定。—般多用片((块))
石砌筑,在缺乏石料的地区有时也用混凝土
修建。工量较大、型式简单、施工方便,可
就地取材,适应性较强,故被广泛采用。。
有A 竖直式B 俯斜式C 仰斜式D 折线式
四种类型。其中AB 多用于路肩墙、路堤
墙;CD 多用于路堑墙。挡土墙布置方
式:横向布置、纵向布置、平面布置水对路
基的危害:冲刷和渗透,冲刷易形成水毁
现象,渗透则使土体过湿。轻者降低路基强
度,重者引起冻胀、翻浆或边坡滑塌水对路
面的危害表现为:降低路面材料强度,在
水泥混凝土路面接缝和路肩处造成唧泥;对
于沥青路面,水使沥青从石料表面剥落造成
各种病害;移动荷载下一起的唧泥和高水
压冲刷,造成路面基层承载力下降;在冻胀
地区,冻融季节水会引起路面承载能力普
遍下降。路基排水目的:是将路基范围的
土基湿度降到一定限度以内,保持路基常
年处于干燥状态,确保路基具有足够的强度
和稳定性。路基排水要求:路基设计时,必
须考虑将影响路基稳定的地面水、地下水
予以排除、拦截、隔断、疏干,降低;路基
施工中,首先应校合全线路基排水系统是否
完善,重视排水工程的质量和使用效果;路
基养护中,对排水设施应定期检查与维
修。
路面排水目的:是把降落在路界范围内的
表面水有效的汇集并迅速排除出路界,同时
拦截路界外可能流入的地表水。可分为路面
表面排水、中央分隔带排水及路面内部排
水。路面排水设计要求:一是各项设施具
有足够的泄水能力;二是自由水在路面结构
内的渗
流时间及渗流路径不能太长;排水设施有较
好的耐久性路基路面排水设计的一般原则:
1)
排水设施要因地制宜,全面规划,并充分利
用有利地形和自然水系。2)各
种路基排水沟渠的设置,应注意与农田水利
相配合。
3)设计前必须进行调查研究,做到综合设
计和分期修建。
4)注意防止附近山坡的水土流失,尽量不
破坏自然水系。
5)路基排水要结合当地具体情况,注意就
地取材,以防为主。
6)尽量阻止水进入路面结构,提供良好的
排水措施,迅速排除路面结构内的积水。
路基排水设备:地面排水设备(边沟,截
水沟,排水沟,跌水与急流槽,倒虹吸与渡
水槽,蒸发池)地下排水设备(暗沟,渗
沟,渗井)路面排水设计原则:
1)降落在路面的雨水,应通过路面横向坡
度向两侧排走
2)路线纵坡平缓、汇水量不大,路
堤较低且边坡坡面不会受冲刷时,应采用横
向漫坡的方式排水3)不
符合以上情况时,应沿路肩外侧边缘设置拦
水带,汇集路面表面水,然后通过泄水口和
急流槽排离4)设
置拦水带时,拦水带过水断面内的水,在高
速公路和一级公路上不得漫过右侧车道外边
缘,其他公路上不得漫过右侧车道中心线
中央分隔带排水
1)宽度小于3m 且表面采用铺面封闭的中
央分隔带排水:降落在分隔带表面的水向排
向两侧行车道;超高路段上,可在分隔带边
缘设置缘石或泄水口,或在分隔带内设置缝
隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟或泄水口
2)宽度大于3m 且表面未采用铺面封闭的
中央分隔带排水:降落在分隔带表面的水汇
集在分隔带中央的低洼处,并通过纵坡排流
到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。分隔带
的横向坡度不得陡于1:6;纵向排水坡
度,在过水断面无铺面时不得缓于0.25%,
有铺面时,不得缓于0.12%。当水流速度超
过地面土的最大允许流速时,应在过水断面
宽度范围内对地面进行防冲刷处理。在中央
分隔带低洼区的流水汇集处,应设置隔栅或
泄水口
3)表面无铺面且未采用表面排水措施的
中央分隔带:降落在分隔带表面的水下
渗,由分隔带内的地下排水设施排除
路面结构内水分的有害影响
1 )造成无粘结粒状材料和地基土强度降低
2)混凝土路面产生唧泥,出现错台、开裂
和路肩破坏
3)形成高压空隙水压力和高流速水流,引
起基层细颗粒产生唧泥,失去支承
4)冰冻深度大于路面厚度时,高水位下造
成冻胀
5)沥青混合料剥落,影响沥青混凝土耐久
性并产生龟裂
应设路面内部排水系统的情况1)年降水量
为600mm 以上的湿润和多雨地区,路基由
透水性差的细粒土组成的高速公路、一级公
路或重要的二级公路
2)路基两侧有滞水,可能渗入路面结构内
3)严重冰冻地区,路基为粉性土组成的潮
湿、过湿路段
4)现有路面改建或改善工程,需排除路面结
构内水分
路面内部排水系统设计要求
1)各项排水设施的泄水能力应大于渗入路面
结构内的水流;下游排水设施的泄水能力应
超过上游泄水能力2)渗
入水在路结构内的最大渗流时间,冰冻地区
不超过1h,其他地区不超过2h〜4h ;渗流长
度不超过45〜60m
3)各项排水设施不应被渗流从路面、路肩或
路基带来的细料堵塞
路基施工的重要性
1)精心设计,精心施工”是一个完整的过
程,施工比设计更重要、更复杂;
2)路基土石方工程量大、涉及面广、分布不
均匀;与其它工程项目交错,路基施工是道
路施工组织管理的关键
3)属野外操作,施工会碰到很多困难和不利
因素,路基的隐蔽工程又较多,所以路基施
工若质量不合标准,就会留下隐患,产生病
害,损害道