1、路基路面工程,主讲：杨帆,引 言,路基路面工程是道路桥梁工程技术、市政工程技术等专业最重要的主干核心课之一。路基路面工程在道桥专业的课程体系中起承上启下的作用，路基路面工程是工程地质、土力学、公路工程材料等先修课程的具体应用，同时又为公路施工技术、公路施工组织设计、公路工程检测与养护等后续课程奠定坚实的基础。因此，学习好本课程，掌握路基路面工程设计的基本知识和基本理论，对于日后从事道路勘察设计、道路施工、施工图图纸会审和工程计量等工作具有极其重要的意义。,第一篇 路 基 工 程,第一章 绪 论,本章学习要点：公路的组成、路基工程特点，影响路基稳定的因素及路基的要求，路基土的工程特性及工程分级，
2、公路自然区划，路基干湿类型与路基临界高度、最小填土高度，路基受力状况与路基工作区，路基土的应力应变特性与土基的强度指标。,第一节公路的组成及路基的工程特点,一、公路组成公路是供汽车或其他车辆行驶的一种线形带状结构体。它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和排水设施等基本部分组成。此外，还有路线交叉、防护工程和交通工程及沿线设施等。路基是路面、路肩、边坡、边沟等部分的基础。它是按照路线的平面位置和设计高程在地面上开挖和填筑成一定断面形式的线形人工土石料构造物。路基作为行车部分的基础，必须保证有足够的强度和稳定性，能防止水及其他自然灾害的侵蚀。路面是公路表面部分。它是用一定级配的混合料铺筑于路基之上的
3、单层或多层结构物。路面要求平整，具有足够的强度，良好的稳定性和抗滑性能。路面质量的好环，直接影响到行车的安全性、舒适性和车辆的通行能力。,桥涵是公路跨越河流、山谷、通道等障碍物而架设的结构物。一般用钢筋混凝土、块石等材料建造而成。隧道是连接山岭两侧公路的一条山洞。隧道修筑施工技术复杂，工程造价比一般路面高，但它缩短了两地间行车距离，提高了公路的技术等级，保证了行车快速安全，从而降低运输成本。公路防护工程是对路基进行防护和加固，以保证路基的强度和稳定性，从而维持正常的汽车通行和行车安全。,二、公路路基的分类和路基工程特点,1、公路路基的分类 （1）按其形式不同：整体式和分离式 （2）按其材料不同
4、：石质路基、土质路基、土石混填路基、软质材料路基等。 （3）按其填挖不同：填方路基，挖方路基、填挖集合路基、零填零挖路基等。 （4）按其所处条件不同：一般路基、特殊地基（软土、人工填土、失陷性黄土、红粘土、膨胀土、多年冻土）等。,2、路基工程特点,结构形式简单，工艺相对简单。 路基工程土石方数量大。 路面工程耗资多。 工程复杂多变。 作用的车辆荷载的随机性。 材料差异性大，可靠性差。 路基路面的损坏状态和原因，常是多种复杂的。 影响因素多变、牵涉范围广、施工组织安排不易。,三、路基工程与其他有关工程项目的关系,与路线设计的关系,1.道路线形的确定，不仅要考虑到线形的优劣，还要考虑路基的稳定、土
5、方量的大小、工程地质情况及工程的难易程度等。 2.对于路线难以避让的不良地段，也可以选择较好的线形，通过正确的路基设计来处理好不良地质。,与路面工程的关系,1.路基的强度与稳定性，是保证路面强度与稳定性的基本条件。提高路基的强度与稳定性，就可以减少路面厚度、降低路面造价。 2.路面强度的好坏也是路基强度与稳定性的重要影响因素。良好的路面可以防止雨水侵入路基，确保路基的强度与稳定性。,与桥涵工程的关系,桥头引道路基与桥位的选设和桥孔的设计密切相关，桥梁基础的确定及桥梁造价与地基有直接的关系。,隧道内的路基排水设施要完善。隧道洞口两端路基与隧道内路基的衔接要恰当。,与隧道工程的关系,第二节影响路基
6、稳定的因素及对路基的要求,一、影响路基稳定的因素 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 6、路基设计 7、路基施工 8、养护措施 9、植被覆盖,总之，地质条件是引起路基路面破坏的基本前提，水则是造成病害的主要原因。,二、对路基的基本要求路基除断面尺寸应符合设计规范要求外，还应满足下列基本要求。1、具有足够的整体稳定性。2、具有足够的承载力。3、具有足够的水温稳定性和耐久性。4、应符合环境保护要求，避免引发地质灾害，减少对生态环境的影响。,三、保证路基强度和稳定性的措施1正确设计 2选择良好填料 3正确填筑，充分压实 4保证路基合理高度 5设计地面排水
7、6设置隔离层、隔温层 7边坡加固、防护,第三节路基土的分类及工程特性,一、路基土的分类 1、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便于测定的指标作为分类依据。 （2）要有一定的逻辑性。（体系、简单易记） （3）应能反应土在不同工作条件下的特性。,2、分类体系,划分依据： 根据土的颗粒组成，塑性指数和土中有机质含量分类： 分类：巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土,3、分类方法 1. 按有机质含量：有机质土，无机质土。 2. 无机质土按粗粒含量：巨粒土、粗粒土、细粒土三类。 3. 巨粒土、粗粒土按其细粒含量和级配进一步细分（粒径大小、不均匀系数和曲率系数）。 4.细粒土按塑性
8、指数Ip和液限WL在塑性图上进一步细分。(补充）,二、土的工程性质,1、巨粒土：强度和稳定性很高，是筑路的良好材料，也可用于边坡护砌。 2、级配良好的砾石混合料：除可填路基外，可用于中级路面或路面基层或底基层。 3、砂土无塑性：强度与水稳性好，但粘结性小，易松散，可掺少量粘土，利于压实。 4、砂性土：既有一定数量粗颗粒，又有一定数量的细粒，级配适宜，为理想的填料。,5、粉性土：毛细作用强烈，易造成冻胀翻浆，属于不良公路用土。 6、粘性土：在适合含水量下应充分压实和在良好的排水条件下，筑成路基也能稳定。 7、重粘土：不透水，粘聚力大，干燥时很坚硬，施工难易开挖与破碎。,总结,作为路堤填料，砂性土
9、最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，重粘土也为不良材料。此外，腐殖土，盐渍土等也是不良筑路材料。还有一些特殊土类，如有特殊结构的土、含有机质的土以及易溶盐的土等，用以填筑路基时必须采取相应的技术措施。,三、路基土的工程分级,分类依据：开挖难易程度。 分类：松土，普通土，硬土，软石，次坚石，坚石。 路基土石划分的标准：参看书本第8面,第四节 公路自然区划,一、区划目的区分不同地理区域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、施工和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。,二、区划原则 以自然气候因素的综合性和主要性相结合为原则。 1.道
10、路工程特性相似性原则：即同一区划内，在同样自然因素下筑路具有相似性。 2.地表气候区划差异性原则：即地表气候是地带性差异与非地带性差别的结果。 3.自然气候因素既有综合又有主导作用的原则：即自然气候变化是多种因素作用结果。但其中又有某些因素起着主导作用。,三、区划方法 分三级区划： 1.一级区划：全国首先划分为三大地带：多年冻土、季节冻土和全年不冻土，再进一步根据水热平衡和地理位置划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖、和高寒七个大区： 2.二级区划：在一级区划的基础上，以潮湿系数K（年降雨量R/年蒸发量Z）为主要指标（分6个等级），还考虑气候特征、地貌类型、自然病害等因素，将全国划分为33个
11、二级区划和19个副区，共52个二级区划。 3.三级区划：在二级区划基础上，由各地区根据当地具体情况再自行划定。(书中有两种划分法）,四、各自然区划的筑路特点,区北部多年冻土区：道路设计原则保温。 区东部湿润季冻区：路面结构要突出防冻胀与翻浆。 区黄土高原干湿过渡区：筑路的主要问题是黄土的冲蚀与遇水湿陷。 区东南湿热区：筑路的主要问题是水毁、冲刷和滑坡。,区西南潮暖：该区土基软湿，注意路基整体稳定性。 区西北干旱区：气候干燥，可采用沥青混凝土层解决砂石路面搓泥、松散。注意沙漠地区风蚀和沙埋。 区青藏高寒区：有多年冻土，注意保温设计，且沥青路面在日照下易老化。,如不注意各区的筑路特点，则可能造成工
12、程病害。 由土体失稳造成的病害（一）,由土体失稳造成的病害（二）,由土基强度低造成的病害,第五节路基干湿类型及路基临界高度,路基的强度与稳定性，同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路面结构设计。因此，在进行路基路面设计前应严格区分路基的干湿类型。 一、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,大气降水，通过路面、路肩和边坡渗入路基；边沟水及排水不良时的地表积水，以毛细水的形式渗入路基；靠近地面的地下水，借助毛细作用上升到路基内部；在土粒空隙中流动的水蒸汽，遇冷凝结为水,图0.8 路基湿度来源示意图 1-大气降水；2-地面水；3-地下水上升的毛细水；4-水蒸气凝结的水,二、水温状况变化对道路工程的影响路基湿度除了水的来源之外，另一个重要因素是受当地大气温度的影响。由于湿度与温度变化对路基产生的共同影响称为路基的水温状况。沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动，并集聚在该处。这种现象在季节性冰冻地区最为严重。冻胀和翻浆就是路面在温度和湿度共同作用下产生的病害。,
