1、路基路面工程的特点,一.路基、路面的概念:1.路基：路基是在天然地表按照道路的设计线性（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。2.路面：路面是路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。,对路基路面的要求,承载能力稳定性耐久性表面平整度表面抗滑性,路基路面设计的内容,1.路基设计的内容 (1)根据路线设计确定的路基填挖高度和顶宽、结合沿线地质、水文情况设计路基横断面形状和边坡坡度(2) 排水工程的设计(3)路基的防护与加固设计 (4)有关附属设施等 2.路面设计的内容 (1)路面结构组合设计 (2)路面结构厚度计算(3)路面材料组成设计,1-4 路基土的分类及
2、其工程性质 一.分类： 根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、特殊土四种。如下：,路基土的工程分类及性质,各类土的工程性质如下：1.巨粒土：具有高的强度及稳定性，是良好的路基材料，也可砌筑边坡；2.级配良好的砾石混合料：密实度好，强度及稳定性均能满足要求。除填筑路基外，经适当处理后，也可作高级路面的基层、底基层；3.砂土：透水性强，毛细水上升高度小，大，强度和水稳定性好；C小，易于松散，压实困难；4.砂性土：是理想的填筑材料5.粉性土：不良公路用土，毛细水上升高度大（可达1.5m）6.粘性土：需充分压实，设置良好的排水设施；7.重粘土：不良公路用
3、土,路基材料,沙性土最优； 粘性土次之； 粉性土属不良材料。,公路自然区划,我国公路自然区划分为三个等级：一级区划将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻三大地带，再根据水热平衡和地理位置划分为七个一级区：北部多年冻土区：东部温润季冻区：黄土高原干湿过度区：东南湿热区：西南潮暖区：西北干旱区：青藏高寒区,二级区划是在一级区划的基础上以潮湿系数为标志划分的52个二级区。潮湿系数定义为：K=R/Z R:年降水量 Z:年蒸发量按K值大小分为六个的等级过湿区 K2.00中湿区 2.00K1.50润湿区 1.50K1.00润干区 1.00K0.5中干区 0.5K0.25过干区 K0.25三级区划是在二级
4、区划的基础上进一步细分的，由各地区掌握。,路基湿度的水源,大气降水地面水地下水毛细水水蒸气凝结水薄膜移动水：在土的结构中水以薄膜的形式从含水率较高处向较低处流动，或由温度较高处向冻结中心周围流动；,冻胀与翻浆,产生的原因，过程 渗透性很高的沙性土和渗透性很低的粘性土，不易发生冻胀和翻浆； 粉性土，由于毛细水活动力强，易发生,路基干湿类型,路基的稠度,对于原有公路，按不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度确定干湿类型。,新建道路,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。 在设计路基时，要求路基保持干燥或中湿状态；,路面横断面,槽式横断面 全铺式横断面,路面结
5、构分层,面层 基层 底基层 垫层 路基,第二章 行车荷载 环境因素 与材料的力学特性,1.车辆种类客车：小、中、大货车：整车、半挂车、全挂车,新车辆分类方法（暂定）,轴型,前轴/ 方向轴 （单轴单轮） 单轴 （单轴双轮） 双联轴 三联轴,路面结构分析和设计中需考虑2轴4轮以上的车辆 （不含2轴4轮）。,轮胎压力,轮胎充气压力 轮胎接地压力,当量圆荷载,压力 半径 间距,交通分析,交通量是指一定时间间隔内，各类车辆驶经某道路横断面的数量。(小时交通量，日交通量，月交通量，年平均日交通量 (AADT),年平均日卡车交通量 (AADTT) )。,方向系数 车道系数,当量轴载换算 设计年限内累计交通量
6、,轮迹横向分布系数,环境因素,温度 湿度 路面结构内温度、湿度的预测,路基受力与工作区,1.路基受力状况2.路基工作区,路基土的应力应变特性,承载板试验三轴试验,土基的非线性特性,砂性土 粘性土,重复荷载作用下路基土的行为,土体逐渐压密，塑性变形趋于稳定 产生剪切变形，造成土体破坏 取决于： 土的性质和状态 重复荷载的大小 荷载的性质（施加速度，持续时间等）,土基的承载能力,一.土基的回弹模量 （刚性承载板、柔性承载板）二.地基反应模量 （温克勒地基）三.加州承载比,路面材料的力学强度特性,一.强度特性强度是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载或应力。1.抗剪强度 直剪试验，三轴试
7、验=c+tan2.抗拉强度直接拉伸，间接拉伸劈裂试验3.抗弯拉强度小梁试验,应力应变特性,土基及粒料材料 水泥混凝土 无机结合料 沥青混合料,累积变形,趋于稳定 破坏,疲劳特性,水泥混凝土及无机结合料稳定材料 （应力比疲劳寿命）,沥青混合料疲劳试验,控制应力试验（较厚的沥青面层：在这样的路面结构中，沥青层是主要的承重层，在重复荷载作用下，材料被破坏而变弱，应变增加。但因沥青层较厚，应力变化不大） 控制应变试验 （较薄的沥青面层：沥青层不是主要的承重层，沥青层的应变主要有下层材料决定，沥青层劲度模量的变化不会对其应变有大的影响）曼诺（Miner)定律 （线性叠加）,第三章 一般路基设计,一般路基
8、指在良好的地质和水文等条件下，填方高度和挖方深度不大的路基。通常认为一般路基可以结合当地的地形、地质情况，直接选用典型断面图或设计规定，不必进行个别论证和验算。,路床：路基顶面以下0.8m范围以内的部分； 路基横断面形式： 路堤 路堑 填挖结合,一般路基设计的内容,选择路基横断面形式，确定路基宽度与路基高度； 选择路堤填料与压实标准； 确定边坡形状与坡度； 路基排水系统布置和排水结构设计； 坡面防护与加固设计； 附属设施设计,路基宽度： 为行车道路面与两侧路肩宽度之和。,路基宽度,路基高度 ：是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是指路基中心线处路基设计高程与原地面高程之差。应满足路基临界高度的要求。,路基边坡坡度：路基边坡高度与宽度之比，通常记为：1：n（路堑）或1:m（路堤），称为边坡坡率。并由边坡稳定和横断面经济性来确定。,路基压实,在最佳含水率下，采用一定的压实功，可以达到最大密实度； 最佳含水率是一个相对值，随压实功能的大小和土的类型而变化； 施加的压实功越大，压实土的细粒含量越少，则最佳含水率越小，而最大密实度越高；,轻型击实和重型击实 压实度：现场实际达到的干密度与标准击实法得到的最大干密度的比值。,路基附属设施,取土坑与弃土坑 护坡道,
