!1《路基路面工程》复习资料

华东交通大学（桥梁工程专业用）第1页共28页路基路面工程复习资料（路基部分）第一章、路基的作用和要求1.分类：路堤、路堑、半填半挖2.作用：支承路面、承受交通荷载3.要求：整体结构稳定性（设计，力学分析，护坡）、强度（换填，压实方式，施工工艺）、水温稳定性（换填，排水）第二章、路基的力学特点及影响因素1.路基土的分类：根据土的颗粒组成，粘性指标，有机质含量分为：巨粒土，粗粒土，细粒土，特殊土2.土的工程性质：巨粒贵，砂土优，粘土次，粉土差。3.土的工程分级：土：松土，普通土，硬土；岩石：软石，次坚石，坚石（使用范围不同，工程造价不同。）4.路基干湿类型：干燥、中湿、潮湿三类。5.路基工作区：在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为1/10~1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区6.工作区内路基要求：强度、稳定性重要，压实度提高。7.提高路基土的抗变形能力是提高路基路面整体强度和刚度重要方面。8.重复荷载对路基土的影响：重复荷载：产生塑性变形累积。土体逐渐被压密，每次的塑性变形量逐渐减小，直至最后稳定，这种不会导致土体产生剪切破坏。2）每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到破坏。9.加州承载比（CBR）：评定土基及路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。试验时，用一个端部面积为19.35cm2的标准压头，以0.127cm/min的速度压入土中。记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度达到1.27cm时为止。标准压力值是用高质量标准碎石由试验求得。CBR=P/Ps*100%：pi、ps——相同惯入度时的测试材料和标准碎石的单位压力，Mpa.10.路基的主要变形破坏：影响稳定性因素：自重、行车荷载、水分、温度变化（正温度、负温度）、风蚀作用。11.路堤沉陷：垂直方向产生较大的沉落12.路基破坏的原因：1）填料不当；2）填筑方法不合理：①不同土混杂；②未分层填筑、压实；③土中有未经打碎的大块土或冻土块；④荷载、水和温度综合变化；⑤原地面软弱，如泥沼、流沙、垃圾堆积未做处理等；⑥冻胀、翻浆。13.溜方：少量土体沿土质边坡向下移动而形成。边坡上表面薄层土体下溜。原因：流动水冲刷边坡、施工不当引起。14.滑坡：一部分土体在重力作用下沿某一滑动层滑。原因：土体稳定性不足引起。15.剥落和碎落：路堑边坡风化岩层表面，大气温度与湿度交替作用以及雨水冲刷和动力作用之下，表面岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。16.崩塌：整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。华东交通大学（桥梁工程专业用）第2页共28页17.路基沿山坡滑动原因：①山坡较陡；②原地面未清除杂草或人工挖台阶；③坡脚未进行必要的支撑。18.不良地质和水文条件造成路基破坏，不良地质条件：泥石流、溶洞等。较大自然灾害：大暴雨地区。19.季节性冰冻地区与翻浆。冻涨导致土体积增大，破坏原有结构；雨水或冰晶体解融使局部土层含水过多，超过液限，形成泥浆20.路基破坏原因综合分析：1）不良工程地质和水文地质条件：地质构造、岩层走向、土质、地下水位等；2）不利的水文和气候因素：降雨、洪水、干旱等；3）设计不合理：边坡坡度、填高、排水、加固防护等；4）施工不合理：填筑顺序、压实、爆破等21.路基病害防治，提高路基稳定性，防止各种病害产生，采取措施：1）、正确设计路基横断面。2）、选择良好的路基用土填筑路基，必要时对填土作稳定处理。3）、采取正确的填筑方法，充分压实路基，保证达到规定的压实度。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路基工作区范围。5）、正确进行排水设计。6）、必要时设计隔离层隔绝毛细水，设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积。7）、采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加固等防护技术措施，以提高其稳定性。第三章一般路基设计1.路基设计的一般要求目的:保证路基的强度和稳定性2.典型横断面：路堤、路堑、半填半挖横断面。3.路基顶面高于原地面的填方路基，称为路堤。断面由顶宽、边坡坡度、护坡道、边沟、支挡结构、坡面防护等组成。4.填土高度（H）：路肩边缘至原地面的高度。5.依据路堤高度分类：矮路堤：h＜1.0～1.5m；一般路堤：h＝1.5～18m；高路堤：土质h≥18m、质h≥20m6.路堑：般路堑（h20m），路堑（h≥20m）7.路堤断面形式：矮路堤、一般路堤、浸水路堤、护脚路堤、挖沟填筑路堤8.路堑断面形式：全挖路堑、台口式路堑、半山洞路堑9.半填半挖路堤形式：一般挖填路堤、矮挡土墙路堤、护肩路堤、砌石路堤、挡墙路堤、半山桥路堤10.一般路基设计包括如下内容：①选择路基横断面形式，确定路基宽度与高度；②选择路基填料与压实标准；③确定边坡形状与坡度；④路基排水系统布置与排水结构设计；⑤坡面防护与加固设计；⑥附属设施设计11.路基宽度包括行车道（路面）宽度和两侧路肩宽度，高等级公路还包括中央分隔带、路缘带、变速车道、紧急停车道12.路基高度：路堤的填筑高度和开挖深度，是路基设计标高与原地面标高之差。13.中心高度：指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。14.边坡高度：指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。15.路基高度确定:首先从路基的强度和稳定性要求出发，保证路基上部（路床部分）处于干燥或中湿状态，根据临界高度结合公路沿线具体条件和排水防护措施确定最小填土高度；再考虑纵坡要求和工程经济等因素确定填挖高度。16.路基边坡形式有：直线形、曲线形、台阶形、折线形四种。17.路堑的折线式边坡上部缓，下部陡；路堤的折线式边坡上部陡，下部缓。18.路基附属设施：取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道华东交通大学（桥梁工程专业用）第3页共28页第五章路基排水设计1.危害路基的水源：①地面水：产生冲刷（导致路基整体稳定性受损害，形成水毁）和渗透（降低路基强度）。⑤地下水（包括上层滞水、层间水、潜水）：使路基湿软，降低路基强度；引起冻胀、翻浆或边坡滑坍，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。2.路基排水的任务：是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度与稳定性。3.路基地面排水设施包括：边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸与渡水槽、蒸发池、油水分离池、排水泵站等。4.边沟：设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。5.截水沟（天沟）：设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当处，用于截引路基上方流向路基的地面径流，防止冲刷和侵蚀挖方边坡和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。6.排水沟：主要用途在于引水，将路基范围内的各种水源的水流,引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。7.跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45°，跌水的构造，有单级和多级之分，沟底有等宽和变宽之别。单级跌水适用于排水沟渠连接处，由于水位落差较大，需要消能或改变水流方向。较长陡坡地段的沟渠，为减缓水流速度，并予以消能，可采用多级跌水。8.按照水力计算特点，跌水的基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个组成部分。9.急流槽的构造按水力计算特点，亦由进口、槽身和出口三部分组成。10.蒸发池（积水池）：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门开挖的凹坑修筑蒸发池，以汇集路界地表水。并通过蒸发和渗漏使之消散。11.倒虹吸与渡水槽设置原因：当水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，可以采用管道或沟槽，从路基底部或上部架空跨越，前者称为倒虹吸，后者为渡水槽。12.倒虹吸设置条件：路基横跨原有沟渠，且沟渠水位高于路基设计标高，不能按正常条件设置涵洞。13.倒虹吸作用原理：借助上下游沟渠水位差，利用势能迫使水流降落，经路基下部管道流向路基另一侧，再复升流入下游水渠。14.倒虹吸构造：管道两端设竖井，井底标高低于管道，起沉淀泥沙和杂物作用，进口处设置沉沙池和拦泥栅15.渡水槽构造：进出水口、槽身和下部支承。16.路基地下排水设施包括暗沟(管)、渗沟、渗井、仰斜式排水孔、检查疏通井等。17.暗沟（管）用于排除泉水或地下集中水流，无渗水和汇水的功能。18.渗沟及渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水埋藏较浅或无固定含水层时，宜采用渗沟19.渗井：当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置，可设置渗井，穿过不透水层，将路基范围的上层地下水，引入更深的含水层中去，以降低上层的地下水位或全部予以排除。20.渗井施工不易，单位渗水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。21.中小型明沟，建造费用主要取决于土石方，多按水力最佳断面条件设计。华东交通大学（桥梁工程专业用）第4页共28页22.大型明沟，取土太深会受到地质条件和地下水影响，施工困难，造价升高，水力最佳断面可能不是经济上最佳断面，取b/h=3或4，做成宽而浅的断面。第六章软土地基处理1.软土地基是指粘土或粉土中，微小颗粒含量极高，孔隙率大的有机质土、泥炭类等影响填土和构筑物稳定或使结构物产生过大沉降的地基，或受地表长期积水和地下水位影响较大的地基。2.软土地基分类：滨海沉积类、湖泊沉积类、河滩沉积类、谷地沉积类3.软土地基的工程特性：天然含水量高、透水性差、压缩性高、抗剪强度低、流变性显著4.土的流变性：土体在外力作用下变形和流动的性质5.软土地基常见的软土地基处理方法及其分类：（1）、抵抗滑动破坏（稳定性）：垫层处理法（表层排水、砂垫层、土工聚合物、加固土）；反压护道法；（2）、减少路基沉降（强度）；超载法；垂直排水法（砂井、袋装砂井、塑料板排水板法）；（3）、增强稳定、增加强度；换填法；挤密砂桩法；振冲法（碎石桩、钢渣桩等）；加固土桩法（水泥粉喷桩）6.土工布法：起柔性支撑和滤垫作用，它对深降无影响，但对稳定性起很好的作用。土工织物：土工膜、格栅、网格、土工垫、土工板、排水板。作用：反滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护六大类7.反压护道：护道高度不一般为路堤的1/3~1/2合适。设计关键：护道的高度和宽度，要求在满足稳定性的基础上，寻求断面最小，占地又少的断面。（按设计规范要求）8.换填法：人工、机械、爆破法将软土挖除换填。适用于软土层较薄2m，无上覆硬壳的情况。当软土液性指数较大时，可用抛石挤淤。9.挤密砂桩法：砂桩挤密软土，形成复合地基，外荷载作用时，应力向砂桩集中，使其周围土层压力减小，沉降也会减小。工艺流程：装有垂直振动器的套管就位、振动下沉、将砂灌入套管中、边振动边使套管上下运动、套管逐步上提、成桩。10.振冲法有置换法和挤密法两种。工艺流程：布置桩位→设备就位→启动水泵和振冲器→振冲造孔→清孔→成孔验收→填料→振密成桩→检查验收11.深层搅拌桩法（干法、湿法）施工工艺（湿法）：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→移桩12.排水固结法：饱和软土在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积渐渐减小，地基发生固结沉降。同时孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，土体的抗剪强度随有效应力的提高而增大。一般有砂井、袋装砂井、排水固结、降水预压、真空排水预压等。13.砂井法施工：射水法，打入空心钢管法和爆破法等。注意：路堤底部必须铺设砂垫层的沟通砂井，将砂井中的渗透出来的水引至路堤坡脚以外，垫层厚度应保证地基沉降后不致错断和便于施工。缺乏砂材料时也可用砂沟代替砂垫层。14.袋装砂井优点：①用砂少，造价低；②保证连续性和密实性，不会因地基变形而切断；③井径细小，对土层扰动小；④重量轻，施工方便15.塑料排水板：使用机械一种为履带式打桩机，一种为门架式插板机(