浅析影响路基稳定性的因素

市Ｉ Ｉ ｉ ｌ 政 与 路因素
张 雪 松
（ 龙 江 省 龙 建 路 桥 第 二 工程 有 限公 司 ， 黑 黑龙 江 安 达 １ １０ ） ５４ ０ 摘 要 ： 结构直接暴露在 大气之 中， 路基 经受着 自然环境 因素的影响。 温度和湿度是 对路 基路 面结构有重要影响的自 然环境 因素。 基 面结 路 路
施。
巨粒土包 括漂石（ 块石 ） 和卵石 （ 块石 ）有 ， 很高的强度和稳定性， 是用以填筑路基 的良好材 料； 亦可用于砌筑边坡 。 级配 良 好的砾石混合后 ， 密实程度好， 强度和稳定性均能满足要求。除了 填筑路基 之外 ， 以用于铺筑中级 路面， 可 经适 当 处理后 ， 可以铺筑高级路面的基层、 底基层。 砂土 无塑性 ， 透水性强 ， 毛细上升高度小 ， 具有较大 的 内摩擦 系数 ， 强度 和水稳定性均好 ， 但砂 土枯结 性小 ， 易于松散 ， 压实 困难 ， 但是经过充分压实 的 砂 土路基 ， 压缩变形小 ， 稳定性好。 为了加强压实 和提高稳 定性 ， 以来用振动法压实， 可掺加 可 并 少量粘土 ， 以改善级配织成。 砂性土含有一定数量的粗颗粒 ，叉含有一 定数量的细颗粒 ： 级配适宜强度、 稳定性 等都 能 满 足要求 ， 是理想的路基场筑材料。如细粒土质 砂土， 其粒径组成接近最佳级配 ， 遇水不枯着， 不 膨胀雨天不泥拧 ， 晴天不扬尘 ， 便于施工。 粉性土含有较多的粉土颗粒 ，干时虽有粘 性， 但易于破碎， 浸水时容易成为流动状态。 粉性 土 毛细 作 用 强 烈 ， 细 上升 高 度 大 （ 达 １ ｍ） 毛 可 ． ， ５ 在季节性冰冻地 区容易造成冻胀 、翻浆等病害。 粉ｌ 生土属 于 不 良 的公 路用 土 ， 必 须用 粉 陛土填 如 筑路基 ， 则应采取技术措施， 如改 良土质 ， 并加强 排水采取隔离水等 。粘性土中细颗粒含量多 ， 土 的 内摩 擦 系 数小 而 粘 聚力 大 ， 水 性小 而 吸水 能 透 力强 ， 毛细现象显著 ， 有较大的可塑性 。 粘性土干 燥 时 较 坚 硬 ， 工 时不 易 破 碎 ， 湿后 能 长期 保 施 浸 持水分， 不易挥发 ， 因丽承载力小。 于粘性土如 对 在适当含水量时加以充分压实和设置 良好 的排 水设施， 筑成的路基也能获得稳定 。重粘土工程 性质与粘性土相似 ，但其含粘土矿物成 分不 同 时， 性质有很大差别。 粘土矿物主要包括蒙脱土、 伊利土、 高岭土。 蒙脱土主要分布在东北地区 ， 其 塑 性 大 ， 湿 后 膨胀 强烈 ， 时 收缩 大 ， 吸 干燥 透水 性 极 低 ， 性 大 ， 剪强 度 低 。 压缩 抗 高岭 土 分 布在 南方 地区 ， 其塑性较低 ， 有较高的抗剪强度和透水性 ， 吸 水 和膨 胀 量较 小 。 利土 分 在 华 中 和华北 地 伊
构的温度和湿度状况随周围环境 的变化 而变化 ， 路基路 面体 系的性质 与状态也随之发生变化。路 基土和路 面材料 的强度 与刚度 随路 面结构 内部 温 度和湿度的 变化有时会有大幅度 的增减 。 关键词 ： 路基稳定性 ； 因素 ； 路基土
１概述
世界各国公路用土的分类方法虽然 不尽相 同， 但是分类的依据大致相近， 一般都根据土颗 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 。我国公路用土依 据土的颗粒组成特性、 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 殊土类 ， 并进一步细分为 １ 种士。 １ 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。 ２路基土的工程性质 各类公路用土具有不同的工程性质 ，在选 择路基填筑材料 以及修筑稳定土路面结构层时 ， 应 根据不 同的土类分别采取不同的工程技术措
区， 其性质介于上述两者之 间。 重粘土不透水 ， 粘 程中， 受到各种外界因素的影响 ， 使湿度发生变 聚力特强 ， 塑性很大 、 干燥时很坚硬 ， 施工时难 以 化 。 路基 湿度 的水 源可 分 为 以下 几方 面 ：１大 气 （） 挖 掘 与破 碎 。 降水 ；２地 面水 ；３地下水 ；４ 毛细水 ；５ 水 （） （） （） （） ３路基环境因素影响 蒸气凝结水。 ３ 影响路基稳定性 的因素 ． １ 上述各种导致路基湿度变化的水源 ，其影 ３１１ ．．地理条件。 公路沿线的地形 、 地貌和海 响程度随当地 自然条件 和气候特点以及所 采取 拔高度不仅影响路线的选定 ， 也影响到路基与路 的工程措施等的变化而不同。 面的设计 。平原、 丘陵、 山岭各区地势不 同， 路基 ３． ．２大气温度及其对路 基水温状 况 的影 ２ 的水文状况也不同。 平原区地势平坦 ， 排水田难 ， 响。我国华北 、 东北和西北地区为季节性冰冻地 地表易积水 ， 地下水位相应较高 ， 因而路基需要 区， 这些地 区的路基在冬季冻结的过程 中会在负 保持一定 的最小填土高度 ； 丘陵区和山岭 区地势 温度坡降的影响下 ， 出现湿度积聚现象 。气温下 路面和路基结构 内的温度也随之 起伏较大 ， 路基排水设计至关重要 ， 否则会导致 降到零度以下 ， 稳定性下降 ， 出现破坏现象 ， 影响路基的稳定性 。 由 上而下地逐渐降到零下。在负湿度 区内 ， 自由 ３ ． 地质条件。 ．２ １ 沿线 的地质条件 ， 如岩石的 水、毛细水和弱结合水随温度降低而相继冻结 ， 种类、 成因、 节理、 风化程度和裂 隙情况 。 石走 于是土粒周围的水膜减薄 ， 岩 剩余了许多 自由表 面 向、 向、 倾 倾角、 层理和岩层厚度有无夹层或遇水 能增加了土的吸湿能力 ， 促使水分由高温处向上 软化的夹层 ， 以及有无断层或其他不 良 地质现象 移动 ， 以补充低温处失去的部分。 由试验得知 ， 在 （ 岩溶 、 冰川、 泥石流、 地震等 ） 都对路基的稳定性 温度下降到一 ℃以下时 ， ３ 土中未冰冻的水分在负 有 一定 的影 响 。 ‘ 温差 的影响下实际上 已不可能向温度更低处移 ３１ ．－ ３气候条件。气候条件如气温 、 降水、 湿 动。因此 ，负温度区的水分移动一般发生在 度、 冰冻深度、 照、 日 蒸发量 、 风向、 风力等都会影 ３ ℃等温线之间， 在正温度区内 ， 因零度等温线附 响公路沿线地 面水利地下水的状况 ， 并且影响到 近土 中自由水和毛细水的冻结 ， 形成 了与深层次 路基 的水温情况 。在一年之中， 气候有季节性 的 土层之间的温度坡差 ， 从而促使下面的水分向零 变化， 因此路基的水温状况也随之变化 。气候还 度等温线附近移动。 而这部分上移的水分便又成 受地形 的影响 ， 例如 ， 山顶与山脚、 山南坡与山北 了负湿度 区水分移动的补给来源 ， 就造成了上层 坡气候有很大 的差别 ， 这些 因素都会严重影响路 路基湿度的大量积聚。 基 路面 的稳定 性 。 积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而 ３１ 水文条件和水文地质条件 。水文条 件 造成面层开裂， ．４ ． 即冻胀现象。 春暖化冻时， 路面和 如公路沿线地表水的排泄、 河流洪水位 、 常水位 、 路基结构 内上而下逐渐解冻， 而积聚在路基上层 有无地表积水和积水时间的长短 ， 河岸的淤积情 的冰先融解 ， 水分难 以迅速排除 ， 造成路基上层 况 等 。水 文地 质 条 件如 地 下水 位 、 下 水移 动 的 的湿度增加 ，路面结构的承载能力便大大降低 。 地 规律， 有无层间水、 裂隙水 、 泉水等。所有这些地 若是在交通任务繁重的地区，经重车反复作用 ， 面水及地下水都会影响路基路面的稳定性 ， 如果 路基路面结构会产生较大的变形 ， 严重时路基土 处理不 当， 常会引起各种病害。 以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出， 形成 翻 ３１ 土 的类别 。 ．５ ． 土是建筑路基的基本材料 ， 浆 。冻胀和翻浆的出现 ， 使路面遭受严重损坏 。 不同的土类具有不同的工程性质 ， 因而将直接影 对于渗透性较高 的砂性土以及渗透性很 低 水分都不容易积聚 ， 因此不易发生 冻 响路基 的强度与稳定性。 不同的土类含有不同粒 的粘性土 ， 径的土颗粒 ， 砂粒成分多的土， 强度构成 以内摩 胀与翻浆。 埘于粉性土和极细砂则 由于毛细水活 擦力为主 ， 强度高 ， 受水的影响小 ， 但施工时不易 动力强 ， 极易发生冻胀与翻浆 。周边 的水文条件 压实。较细的砂 ， 在渗流情况下 ， 容易流动 ， 形成 和气候条件亦是重要原 因。地 面排水不 良， 地下 流砂。 粘粒 成 分 多的 土 ， 度形 成 以 粘聚 力 为 主 ， 水位高 ， 强 路基湿度大 ， 水源充足， 冬季气温反复无 其强度随密实程度的不同变化较大， 并随湿度 的 常， 路基冻结缓慢 ， 这些都是产生冻胀 与翻浆 的 增大而降低。粉质类土毛细现象强烈， 路基路面 重要 自然条 件 。 的 强 度 和 承 载 力 随着 毛 细 水 上 升湿 度 增 大 而 下 参 考 文献 降。在负温度坡差作用下 ， 水分通过毛细作用移 ｆ 张秀华 ， １ １ 聂让， 武敬民． 钢纤维混凝土在 多年冻 ．纤 Ａ 动并积聚 ， 位局部土层湿度大幅度增加 ， 造成路 土 地 区 的应 用研 究 ｆ １ 维 水 泥 与 纤 维 混 凝 基陈服 、 最后导致路基翻浆等各种破坏。 土——全 国第 四届 学术 会议 论 文集 （ ）ｃ． 二 【】 １９ ９ ２． ３ Ｉ ２路基的水温状况和干湿类 型 ２杨世 高级 ３ ．路基的温度来源 。路基的强度与稳定 『１ 基 。 公 路 过 湿 土路 基 的 综合 稳 定技 术 ＿１ ２ 性在很 大程度上 与路基的湿度 以及大气温度 引 ｆ１ Ａ． 海峡两岸土力学及基础工程地工技 术学术研 起 的路 基 的水 温 状 况有 密 切关 系。 路基 在 使 用 过 讨会 论 文 集 ． ９ ． １ ４ ９
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