路基路面工程总结

路基路面工程

第一章总论

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：是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。

2）路基路面应具有的基本性能：1. 承载能力：强度与刚度2. 稳定性3. 耐久性（寿命）4. 表面平整度（舒适性、表面特性）5. 表面抗滑性能（安全性、表面特性）

3）影响路基路面稳定的因素：主要影响因素（主要影响路基）1.地理条件 2.地质条件 3.气候条件 4.水文和水文地质条件 5.土的类别

4）路基土的分类：

划分依据：土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况

分类：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土

5）特殊土分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土

黄土属于低液限黏土（CLY）WL<40% 膨胀土属于高液限黏土（CHE） WL>50% 红黏土属于高液限粉土（MHR） WL>55%

冻土可分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土三类

6）不同路基土的公路工程性质

巨粒土：强度和稳定性好，良好；也可用于砌筑边坡。

级配良好的砾石混合料：良好；还可用于中级路面和高级路面的基层、底基层。

砂土：无塑性，强度和水稳性好，但易松散，压实困难。

砂性土：含有粗颗粒和细颗粒，级配适宜，良好。

粉性土：干时易结块，湿时易流动；毛细作用强烈，容易造成冻胀、翻浆等病害，须经处理（隔离水）才可使用。

粘性土：透水性小、吸水能力强，具有较大的可塑性；持水能力强，承载力小；需压实和排水使用。

重粘土：不透水、粘聚力大，塑性大，干燥坚硬，难以施工。

7:）路基土的优劣排序：

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。

第五节公路自然区划

1）自然区划的原则

1.道路工程特征相似的原则（同一自然条件下筑路相似）

2.地表气候区域差异性的原则（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（道路冻害为例：水和热综合）

2）7个一级自然区划划分：Ⅰ区—北部多年冻土区；Ⅱ区—东部温润季冻区；Ⅲ区—黄土高原干湿过渡区；Ⅳ区—东南湿热区；Ⅴ区—西南潮暖区；Ⅵ区—西北干旱区；Ⅶ区—青藏高寒区吧

【要求掌握基本气候特征】

第六节路基水温状况及干湿类型

1）路基湿度的来源：大气降水；地面水；地下水；毛细水；水蒸气凝结；水薄膜移动水。

2）冻胀：积聚的水冻结后体积增大，使路面隆起而造成面层开裂的现象

翻浆：在交通繁重的地区，经重车反复作用，路基路面结构会产生较大的变形，严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成了翻浆

三、路基干湿类型

1）路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。

2）稠度ωc：为土的含水量ω与土的液限ωL之差与土的塑限ωp 与液限ωL之差的比值。

即ωc = （ω - ωL）/（ωp - ωL）

ωc——土的稠度；ωL——土的液限ω——土的含水率ωp——土的塑限

3）平均稠度确定：

4）路基干湿类型：干燥中湿潮湿过湿

第七节路面结构及层位功能

1）路面横断面：路面横断面由行车道、硬路肩和土路肩组成。随道路等级不同而不同。

通常分为：槽式横断面形成方式：开挖，培槽

全铺式横断面排水需要考虑远期路面的改扩建中、低级路面

2:）路面结构分层及层位功能

通常按照位层功能的不同，划分为三个层次：面层，基层和垫层

1：面层：面层是直接同行车和大气接触的表面层次，他承受较大的行车荷载的垂直力，水平力和冲击力的作用

2：基层：基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将力扩散到下面的垫层和土基中去

3：垫层：垫层介于土基与基层之间，他的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度，刚度和稳定性不受土基水温状况变化造成的不良影响，

功能：将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形：同事也能阻止路基土挤入基层中，形象基层结构的性能

第八节路面的等级与分类

1）路面等级划分：根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，

可以分为四个等级。

2）

第二章：行车荷载、环境因素、材料的力学特性

1）车辆的种类：道路上通行的车辆主要分为客车与货车两大类。

客车：小客车、中客车、大客车；

货车：整车、牵引式挂车、牵引式半挂车。按载重量可以分为：轻型货车、中型货车、重型货车

2）我国公路与城市道路设计规范中均以100kN作为设计标准轴重。

3）汽车对道路的静态压力

当量圆半径δ可以按下式确定。 p

P πδ= 式中：P ——作用在车轮上的荷载，kN ； p ——轮胎接触压力，kpa ； δ——接触面当量圆半径，m 。

双圆荷载的当量圆直径d 和单圆荷载的当量圆直径D 分别按 和 = d 计算

四：运动车辆对道路的动态影响 P31页

车轮施加于路面的各种水平力Q 值与车轮的垂直压力P ，以及路面与车轮之间的附着系数

5）轮迹横向分布系数：两个条带（50cm ）频率之和。

6）路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部的温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩。

7）路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力σz 的近似计算：σz ＝ P ：一侧轮重荷载（kN ）；K:系数，一般取0.5；Z ：荷载中心下应力作用点的深度（m ）。

路基土本身自重在路基内深度为Z 处所引起的垂直应力σ B ： σB ＝γZ

γ：土的容重（kN/m3）； Z:应力作用点深度（m ）。

路基内任一点垂直应力包括由车轮引起σz 的和由土基自重引起的σB 两者共同作用。

8）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σz 与路基土自重引起的垂直应力σB 相比所占比例很小，仅为1/10～1/5时，该深度Z α范围内的路基称为路基工作区。 路基工作区深度的确定：

路基工作区内，土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区范围内的土质选择、路基的压实度应提出较高的要求。

9）路基土的应力－应变特性：路基土的变形包括弹性形变和塑性形变两部分。过大的塑性变形将导致各种沥青路面产生车辙和纵向不平整，对于水泥混凝土路面，路基土的塑性变形将引起板块断裂，弹性变形过大将使得沥青面层和水泥混凝土面板产生疲劳开裂。

10）压入承载板试验是研究土基应力-应变特性最常用的一种方法。这种方法是以一定尺寸的刚性承载板置于土基顶面，逐级加荷卸荷，记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形，根据试验结果，可绘出土基顶面压应力与回弹变形的关系曲线。

11）土基的应力应变关系除了出现非线性特性以外，还表现出塑性性质。

几种模量：（1）初始切线模量（2）切线模量（3）割线模量（4）回弹模量

第四节 土基的承载能力

1）路基的承载能力都用一定应力级位下的抗变形能力来表征，主要参数有土基回弹模量、地基反应模量、加州承载比（CBR ）等。