【正文】 粘性，彈 — 粘 — 塑性等不同性狀；在低溫時，混合料基本上屬彈性體，而在常溫和高溫時則可能相應(yīng)變?yōu)閺?— 粘性或彈 — 粘 — 塑性體。2 7 路面材料的累積變形與疲勞特性 路面結(jié)構(gòu)在荷載應(yīng)力重復(fù)作用下，可能出現(xiàn)的破壞狀態(tài)有： 彈塑性工作狀態(tài)。 出現(xiàn)疲勞的原因： 由于材料內(nèi)部存在不均質(zhì)或局部缺陷，荷載作用下在該處發(fā)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)微裂隙，應(yīng)力的反復(fù)作用使微裂隙逐步擴展肉而不斷減少有效的承受應(yīng)力的面 26 積，終于在反復(fù)作用一定次數(shù)后導(dǎo)致破壞。 反復(fù)應(yīng)力低于疲勞極限值時，材料可經(jīng)受應(yīng)力無限多次的作用尷不出現(xiàn)破壞。或指在工程地質(zhì)和水文條良好的地段修筑的填控不大的路基。 路基的類型與構(gòu)造 一、基本的構(gòu)成： 路基寬度 =路面寬 +分隔帶 +路肩 +綠化帶《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》取決于公路等級。 要求： ①保記最小填土高度 (水文條件不良時 )，使路基處于中濕以上狀態(tài)； ②浸水路壩高度 =設(shè)計洪水位 +壅水高 +波浪侵襲高 +(安全高度 ) 邊坡坡度：邊坡高度 H 與邊坡寬度 b 之比 值。 路堤設(shè)計 路堤：全部用巖土填筑而成的路基。臺階高度宜為路堤分層填土原度的 2 倍 (40～ 60cm)，在橫坡陡于 1： 的斜坡上修筑的路，應(yīng)進(jìn)行滑動穩(wěn)定性驗算。 用不同 (性質(zhì) )的填料筑路基時，應(yīng)遵守下列規(guī)則： (1)不同性質(zhì)的填料應(yīng)分層鋪筑 ，不得混雜亂填 (但可摻配后使用 )，以免形成水囊或滑動面。 三、矮路堤： (h) 注意水文，地質(zhì)條件的影響，設(shè)計時需滿足最小填土高度。 四、一般路堤： (h=～ ) 套用標(biāo)準(zhǔn)圖，注意取土坑的設(shè)置。 護坡道：保護路基邊坡穩(wěn)定性的措施之一，設(shè)置的目的是加寬邊坡橫向距離，減少邊坡平均度。 (2)折線：符合堤身的受力狀況，上部減小下滑力，下部增加抗滑力。 邊坡坡度： 參照表 33 P65 選用 注：沿河浸水路壩，在設(shè)計水往下采用 1： ～ 1:,在 常水位下采用 1：～ 1:。 路塹設(shè)計 一、工程地質(zhì)法： 路塹邊坡與路堤邊坡不同，影響其穩(wěn)定性的因素較復(fù)雜，除了開控深度和坡體的巖性或土質(zhì) (強度和密度 )以外，還有地質(zhì)構(gòu)造特征，巖石的風(fēng)化和破碎程度，土層的面因素類，地面水和地下水的作用，當(dāng)?shù)貧夂蚝推扑槌潭龋?dāng)?shù)貧夂驐l件，邊坡的方位等，這些因素都會影響程到路塹邊坡的穩(wěn)定性，必須在設(shè)計邊 坡時綜合考慮。坡 30 度和極限高度另一方面則要分析已有邊坡的工程地質(zhì)條件。它表示巖層在空間的延伸方向。 c、 結(jié)構(gòu)面中夾有軟弱層或水浸水潤層； 均屬于結(jié)構(gòu)面的不利情況，容易產(chǎn)生順層滑塌，這種受結(jié)構(gòu)面控制的巖質(zhì)路塹邊坡，應(yīng)進(jìn)行單獨設(shè)計。 31 邊坡坡度： 參考表 38 (P66) 邊坡形狀 a．直線型：適于單一巖層，風(fēng)化和破碎程度相差不大的坡體。 邊坡坡度： 參照表 36 (P66)選定。 34 填挖結(jié)合路基設(shè)計 一、橫斷面型式： 填挖結(jié)合的路基橫斷面，兼有路堤和路塹的設(shè)計要求，以上路堤，路塹的設(shè)計要點，均應(yīng)對照采用。若坡面為風(fēng)化的巖土，頂寬可適當(dāng)放寬，兼起碎落臺的作用，墻內(nèi)坡直立，墻外坡為 1： ～ 1: B、護肩路基 填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口或堅硬巖石地段陡坡的半挖路基，當(dāng)填方不大，但邊坡伸出較遠(yuǎn)不易填筑時，可修筑擴肩路基。砌石頂寬采用 ,基底以 1： 5 向內(nèi)傾斜，砌石高度為 2～ 15m，襟邊寬度 為 ～ 15m,襟邊寬度為 ～。 d、護腳路基： 當(dāng)山坡上的填方路基有沿斜坡下的傾向，或為加固，收回填方坡腳時，可采用護腳路基。擋土路基設(shè)計應(yīng)符 合《公路擋土墻設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。 滑動面的形狀： 邊坡發(fā)生滑動壩 (破壞 )時形成的滑動面，有時像加圓柱形，有時像碗形，有時類似于平面。 折線破壞面 曲線破壞面 若下滑面為二個或多個破壞面，則屬于超靜定問題，通常需作某些假定，使之變?yōu)殪o定問題。 iiihh??????? 34 (二 )邊坡的取值： 對于折線形成臺階形邊坡，一般可取平均值。 a、公路有可能不利位置布置。 思路：假定滑動面按力的平衡方程求解。 假定土榫體 ABC 沿假裂面 AD 滑動，其穩(wěn)定系數(shù) K 為 sin sinF N C G G sw CLK T G w G w?? ??? ? ?? ? ? 先假定路堤邊坡值，然后通地坡腳 A，假定 3～ 4 個可能的破壞面 wi，按上式求關(guān)的穩(wěn)定系數(shù) Ki，得 ki與 wi 的關(guān)系曲線，在 k=f(w)曲線上找到 Kmin 及時應(yīng)的 35 極限破裂面傾斜面 w 值。 1111()sinnnn i i i i iiinniiiiF G Lw C LKT G w????????????? 說明： ① Kmin 的確定方法同 路壩邊破穩(wěn)定性分析方法相同。 (土的抗力以粘聚力為主，內(nèi)摩擦力較小 )。 ii xsin R? ? ③計算每一小段滑動面上的抵抗力。 這種方法完全不考慮土條間相互作用力的影響，所以得到的安全系數(shù)往往偏低 (10%～ 20%)。 ⑤確定圓心輔助線 a、 法 (H=h+ho 邊坡高度 h 及荷載換算土柱高度 ho) b、簡單 法 (H=h) c、 360 法 d、簡單 360 法 一般采用 360 法 (求解方便 )，分析重要建筑物的穩(wěn)定性時，采用方法一 (較精確 )，求出的穩(wěn)定數(shù) K 值最小。4 2 陡坡路堤穩(wěn)定性 一、陡坡路堤： 驗算前提： 路堤修筑在陡坡上 (地面橫坡大于 1： 2— 不易風(fēng)化巖石或 1： — 其他情況 )。 ? 為已知 ()( ) s inC L Q P lK QP ? ???? ? ?? ? 當(dāng)滑動面為多個坡度的折線傾斜面時，可將滑動面以上土體按折線段劃 38 分不若干條塊，自上而下分別計算各土體的剩余滑動力。 浸水路堤穩(wěn)定性 一、滲透動水壓力的作用。都必須進(jìn)行不滲透動水壓力的計算。 由巖土填 筑的路基，大面積暴露在空，長期受自然因素的強烈作用。主要設(shè)施有：坡面防護，沖刷防護。草的品種宜采用易成活，生長快，根系發(fā)達(dá)，葉莖低矮或有葡萄莖的多年。 1)植物防護 a、種草：適于邊坡不陡于 1： 1 的土質(zhì)邊坡。如：土的強度在浸水后降低，巖性差的巖體，在水溫變化條件下，加劇風(fēng)化；沿河路堤在水流的沖刷，浸蝕作用下，易遭破壞，濕軟地基承載力不足導(dǎo)致路基沉陷等，為了確保路基的強度和穩(wěn)定性，路基的防護與加固，是不可缺少的工程技術(shù)措施。 0BDI ?? ?? ? (415) 三、浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分 ()()o c B B c c B BC B nf N f N C L C L RMK M T T R D S? ? ??? ? ? ???? ? ?抵 抗滑 (416) c c B c c B BcBf N f C L C LK T T D? ? ?? ??? ?? (417) 說明： 粘土填筑的路堤，透水性較強的材料，不透水材料填筑的路堤，不考慮 D 的影響； 39 普通土填筑的浸水路堤，先給出土體內(nèi)的浸潤線，然后由 (417)式計算。 當(dāng)河中水位上升時，滲透動水壓力指向土體內(nèi)部，增加路壩穩(wěn)定性； 水位驟然下降時，土體內(nèi)部的水流出邊坡需要較長時間，由于不位的差異其滲透動水壓力的方向，指向土 體外面，不利于路壩的穩(wěn)定性 (邊坡凸起，滑坡或滲透水流帶走路壩細(xì)小的土粒而引起路堤的變形 )。 ③ K 為所容許的安全系數(shù)值。 驗算中，假定滑動面以上的土體是沿滑動面作態(tài)體滑動。 原理：應(yīng)用圖角和分析計算的結(jié)果制成的一系列計算參數(shù)表的邊坡穩(wěn)定性分析方法。 ④ 試算的滑動面是任意的，通常取通過坡腳 與距路基內(nèi)側(cè) 1／ 4B 處，距路 37 基內(nèi)介邊緣 B／ 2 處。 滑動力矩為： siniis i i i ixM G R G R G xR?? ? ? ? ? 抗滑力矩為： ( ) ( )r i i i i i i iM R C L f N R C L G L? ? ?? ? ? ? ? ⑤求穩(wěn)定系數(shù) K 值。 (2)基本原理： 將圓弧滑動面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計算每一土條沿滑動面的下滑力和抗滑力，然后疊加計算出態(tài)個滑動土體的穩(wěn)定性。 ③ Kmin≥ 。 b、均質(zhì)砂類土路塹 1 ()2F G LW C L c A DK c wT G S in W A B A D S in W S in W?? ?? ?????? ? ? ? ?? ? ? ? ? /AB h Sin?? 則： 2()c S inK C W p h S in S in W?? ? ? ?? ? ? ? ?? 令 f ??? 2o ca h?? [ ( ) ] ( ( )ooK f c w a c w c w f a c w? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? dk/dw=o 可求 kmin 對應(yīng)的破裂面傾斜角 wo 為： c s cooac o c o fa? ? ??? ? 而m in )( 2 ) 2 ( c sco o oK a f c a f a?? ?? ? ? ? 。 (一 )力學(xué)分析法 根據(jù)滑動面形狀分直線破壞面法圓弧破壞面法。 三、邊坡穩(wěn)定性分析方法： 力學(xué)法：數(shù)解法 (基礎(chǔ) )。 (三 )汽車荷載當(dāng)量換算。 路堤：填土壓實后的容重 ??? 、內(nèi)摩擦角 ??? 、及粘聚力 (c)。平衡方程 3 個 (法向力之和為零，切向力之和為零，對任 一點的彎矩之和為零 )。 邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法 一、邊坡穩(wěn)定原理： 邊坡堤塌的基本原因：抗滑小于滑動面； 主要因素：土質(zhì) (c、 ? )、水、邊坡形狀 (過續(xù) )。護腳外側(cè)的襟邊寬度應(yīng)符合《規(guī)范》要求。砌石路基應(yīng)每隔 15～ 20m 設(shè)伸縮一道。 襟邊寬度應(yīng)滿足： 地基地質(zhì)情況 強風(fēng)化的硬 質(zhì)巖石 弱風(fēng)化巖石 或軟質(zhì)巖石 密實的粗粒土 襟邊寬度 L(m) ～ ～ ～ C、砌石路基： 當(dāng)填方較大，邊坡伸出較遠(yuǎn)或邊坡落實而不易填筑時，可采用砌石路基。 支持結(jié)構(gòu)： A 矮墻路基： 適于挖方邊坡較陡，坡面巖性較差或其良地質(zhì)現(xiàn)象， (軟土地基或冰凍嚴(yán)重地段不宜設(shè)置矮墻路基 ) 作用：支撐邊坡不滑動，減緩邊坡坡度。 2)折線型、階型：邊坡高，多層土組成，上部土層的穩(wěn)定性較下部土層的穩(wěn)定性好，可采用上陡下緩的折線或臺階型邊坡。 三、土質(zhì)挖方邊坡 調(diào)查內(nèi)容： 1)碎 (礫 )石類土的成因 冰川沉積層：碎石與塊石之間聯(lián)結(jié)程度好； 沖積層穩(wěn)定性優(yōu)于積層； 坡積層：由分化巖石組成，其上部較松散，下部常為中等密實，宜采用不同的坡度。 b、裂縫之間的填充情況： 填充物質(zhì)為硅質(zhì)、鈣質(zhì)：能起膠結(jié)作用 (有利 ) 填充物質(zhì)為泥土、粘土：遇水膨脹 (不利 ) (3)巖石的風(fēng)化程度 (表 39 P67) (4)巖石性質(zhì) : a．成因：強度而言 巖漿巖 沉積巖 沉積巖的變質(zhì)巖 原沉積巖 巖漿巖的變質(zhì)巖 原巖漿減 b．成份：巖漿巖 石英、長 石、云母 強度遞減 沉積巖 硅質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì) 強度遞減 c．構(gòu)造：巖石組織成的顆粒：細(xì)的優(yōu)于粗的，均質(zhì)的優(yōu)于混雜的，致密的優(yōu)于疏松的，塊石優(yōu)于片石，厚層優(yōu)于薄層。它表示在空間的傾斜方向。 二、巖質(zhì)路塹邊坡 調(diào)查內(nèi)容及穩(wěn)定性分析： 巖體結(jié)構(gòu)面對路基不利的情況： 結(jié)構(gòu)面：是指巖體內(nèi)形成的地質(zhì)界面。 工程地質(zhì)法：比照著當(dāng)?shù)鼐哂邢嗤こ痰刭|(zhì)條件而處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的自然山坡和穩(wěn)定的已成人工控坡，來確定路塹邊坡的形狀和坡度。 五、高路堤 : 填方總高度超過 18m(土質(zhì) )， 20m(石質(zhì) )， 12m(砂礫 )的路基，須特殊 設(shè)計邊坡形式，且進(jìn)行路基穩(wěn)定性驗算。 (3)臺階形：每隔一定高度設(shè)置寬度不小于 1～ 2m的護坡道，護坡道具有 3%外向橫坡。適應(yīng)于矮路壩和中等高度路堤。 29 《規(guī)范》路線外集中取土范圍和深度，使能兼顧農(nóng)田、水利、漁池建設(shè)和環(huán)境保護等。 粘性土： ～ 。 (2)不同填料的成位安排，應(yīng)考慮路基工作條件，如路堤的浸水或受水位漲落影響的部分，宜盡可能選用透水性較好而不易被水沖蝕的材料，如礫 (卵 )石，砂礫等； (3)透水性較小的土填筑路壩下層時，其頂面應(yīng)做成 4%的雙向橫坡，以保正上層透水性土有排水出路； (4)為防雨水侵蝕沖刷，可采用透水性較小的土包邊，但包邊部分的土應(yīng)與中間部分的一起壓實，并沒盲溝，以利排水； (5)當(dāng)路堤兩部分填料的顆粒尺寸相差較大時，應(yīng)在其間加設(shè)反濾層 ，防止兩部分填料相互混入，而引起路堤下沉。 壓實以及運距短的土、石材料。根據(jù)經(jīng)驗，基巖、礫石土或一般砂土和粘性土地基，基本上符合支承路堤的要求，而對于承