【正文】 28 載能力不足的地基，好比較潮濕的粘 性土地基，則必須對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性和沉降分析，經(jīng)過地基處理后方可使用。 二、路基的橫斷面 由于填挖情況不同，路基橫斷面典型式可歸納為：路堤，路塹和填挖結(jié)合 (半填半挖 )三種。 取決于縱坡設(shè)計(jì)與地形。 《規(guī)范》：對(duì)填方邊坡高度超過 20m，挖方邊坡超過 30m 的路基 (礫石土、砂不超過 12m) (碎、礫石土 ) 均作為路基重點(diǎn)工程來設(shè)計(jì)。 曼諾定律： 各級(jí)荷載作用下的材料所出現(xiàn)的疲勞損壞可以線性疊加。它隨作用次數(shù)的增加低。 一、累積變形 路面結(jié)構(gòu)在車輪荷載重復(fù)作用下因塑性變形積累而產(chǎn) 生況陷或車轍，是路面結(jié)構(gòu)的主要病害。 瀝青混合料的勁度模量是在給定溫度和加荷時(shí)間條件下的應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān) 系參數(shù)。而石灰穩(wěn)定土和各種工業(yè)廢渣混合料的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性，同水泥穩(wěn)定類材料相似。 25 水泥穩(wěn)定類材料的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 水泥穩(wěn)定類材料包括水泥土和水泥穩(wěn)定碎石或礫石粒料，常用作路面的基層和墊層。 試件尺寸： 5cm 5cm 24cm 10cm 10cm 40cm 15cm 15cm 55cm L 為 h 的 3 倍。 圖 2t phD? ?? p—— 試驗(yàn)最大荷載 水泥硅采用邊長為 150mm的立方體試塊 2t PA? ?? 常溫下， t? 在一定范圍內(nèi)隨瀝青含量和施加載速率的增加而增加，隨針入度和溫度的增加而下降。路面材料可能出現(xiàn)的強(qiáng)度破壞通常為： (1)因剪切應(yīng)力過大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動(dòng)面的滑移或相對(duì)變位； (2)因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過大而引 起的斷裂。 1 0 0 % 1 0 0 %7 . 0sppC B R p? ? ? ? 注：①試件頂面壓入變形速率 ； ②當(dāng)貫入度為 CBR 值小于貫入 度為 CBR 值時(shí)，應(yīng)采用后者為準(zhǔn)； ③ CBR 值在一定程度上反映了某一變形級(jí)位時(shí)荷載同變形的關(guān)系，也是一項(xiàng)剛度指標(biāo)，但 CBR 試驗(yàn)為室內(nèi)小比例的模型試驗(yàn)， 剛度以相對(duì)值表示。 試驗(yàn)時(shí)宜采用逐級(jí)加載卸載法，每級(jí)增加 aMP ，待卸載穩(wěn)定 1min 時(shí)，則停止加載。 167。 ②當(dāng)荷載重復(fù)次數(shù)過多或荷載過大時(shí)，會(huì)形成引起土體整體破壞的剪切面，造成土體破壞。 前三種應(yīng)變均包括了彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，第四種應(yīng)變只包括了彈性應(yīng)變。反映該級(jí)應(yīng)力 — 應(yīng)變變化的精確關(guān)系； 3)割線模量 sE ：以某一應(yīng)力值對(duì)應(yīng)的曲線上的點(diǎn)同起始點(diǎn)相連的割線斜率。 Ⅲ階段：出現(xiàn)彈塑性變形后，如果壓力繼續(xù)增加，最后使土基失去抵抗變形的能力，此時(shí)即使荷載不再增加，變形亦不能穩(wěn)定下來，隨作用時(shí)間的增加而達(dá)到破壞。 以壓入承載板試驗(yàn)來研究土基的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，逐級(jí)加荷卸荷，記錄施加于承載板上的荷載及由該荷載所引起的沉降變形。 二、路基工作區(qū)（應(yīng)力工作區(qū)） 從路基頂面到 1ZB n?? ? 時(shí)的深度 aZ （ 1n 很小，僅為 1110 5 ），該范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。 圖 當(dāng)硅面極受約束時(shí)，產(chǎn)生翹曲變形。瀝青面層最高溫度高出氣溫 23C ；水泥磚面層的最高溫度高出氣溫 14C 。 18 19 167。 對(duì)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要搜集交通總量，還必須區(qū)分不同的車型，其初始年平日交通量36511 365iiNN??? （ Ni 為每日實(shí)際交通量）設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量 1365 [(1 ) 1]te NNrr? ? ?或1365 [ (1 ) ]2 (1 ) tte tNNrrr ???? tN — 設(shè)計(jì)的末 年平均日交通量； r — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年平均增長率 t— 設(shè)計(jì)年限 軸載組成與等效換算 1)軸載組成（軸載譜）：各級(jí)軸占比例 2)等效換算原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在水同軸載作用達(dá)到相同的疲勞損壞時(shí)，相應(yīng)的作用次數(shù)被認(rèn)為是等效的。 1)變異系數(shù) =標(biāo)準(zhǔn)偏差 /靜輪載 Cv 隨以下三個(gè)因素而變化 a、行車速率 v? Cv? b、路面的平態(tài)度越差 vC? c、車輛的振動(dòng)特性：輪胎越軟，減震裝置的效果越好 vC? 2)沖擊系數(shù)＝動(dòng)輪載 /靜輪載＜ 路面設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設(shè)計(jì)輪載。 0S UP?? u：滾動(dòng)摩阻系數(shù)同輪胎類型，路面狀況及車速有關(guān)，車輛在制動(dòng)或驅(qū)動(dòng)過程中。橢圓形的長軸和短軸和大致相等，在路面設(shè)計(jì)中，可用圓形接觸面來代替橢圓形，比圓稱為當(dāng)量圓。 采用一定標(biāo)準(zhǔn)軸載 13－ 100(后軸又重 ) 一、車輛的種類 按其使用功能分： 客車（小容車、中客車、大客車） 貨車 (倉車。 ②剛性路面：水泥硅作面層或基層的路面結(jié)構(gòu) 。 路面的等級(jí)與分類 一、路面等級(jí)劃分 按路面層的使用品質(zhì)、材料組成類型以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，將路面分為高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)四個(gè)等級(jí)。 ②擴(kuò)散由基層傳遞下來的荷載應(yīng)力，以減小土基所產(chǎn)生的變形。 高級(jí)路面 13 ④各種碎 (礫 )石混合料或天然砂礫。 ②無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足規(guī)定的強(qiáng)度 (根據(jù)公路等級(jí)查《規(guī)范》 )。 組成面層的材料有：水泥硅 瀝青混合料：瀝青硅、瀝青碎石 瀝青貫入碎石、瀝青表面處治 (次高級(jí)路面 ) 碎 (礫 )石混合料：泥結(jié)碎石和級(jí)配礫石等 (中級(jí)、低級(jí)路面 ) 水泥硅嵌鎖式塊料：整齊中半整齊塊石：承載力強(qiáng)、平整度差 基層 (1)瀝青類路面 (基層又稱為承重層 ) 應(yīng)有足 夠強(qiáng)度、穩(wěn)定性和較好的平整度，還應(yīng)有一定的抗凍性和抗低溫開裂性。 三、路面結(jié)構(gòu)妥層及層位功能 12 行車荷載和自然因素對(duì)路面的影響，隨深度的增加而逐漸減弱，因此，對(duì)路面材料的強(qiáng)度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也逐漸降低。 167。 為了保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不 受地下水和地表積水的影響，在設(shè)計(jì)路基時(shí)，要求路基保持干燥或中濕狀態(tài)，路床頂距地下水或地表水的距離要求大于或等于干燥，中濕狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的臨界高度。 這類路基的濕度主要受氣候因素的影響。 以稠度作為路基干濕類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)是合理的，但是不同的自然區(qū)劃，不同的土組的分界稠度是不同的， 17fg (p17) 對(duì)于原有公路，按不利季節(jié)路床表面以下 80cm內(nèi)的土的平均稠度確定。為了保證路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性， 一般要求路基處于干燥或中濕狀態(tài)，過濕的路基必須經(jīng)處理后方可鋪筑路面。 引起路基凍脹的因素有： 土質(zhì)：不同土類的毛細(xì)特性和滲透性均不同，如粉性土毛細(xì)上升能力強(qiáng)，且有較高的滲透性，易發(fā)生凍脹現(xiàn)象 (凍脹土 )；砂性土有較高的滲透性，缺乏吸收水分的能力；粘性土有一定的毛細(xì)吸收能力，但滲透性差，水分移動(dòng)慢，此兩類土均不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的水分積聚現(xiàn)象。 二、大氣溫度及其對(duì)路基水溫狀況的影響 路基濕度除了水的來源之外，另一個(gè)重要因素是受當(dāng)?shù)卮髿鉁囟鹊挠?響。柴達(dá)木盆地氣候較干旱，氯化鹽可作筑路材料。 Ⅵ區(qū)：西北干旱區(qū) 該區(qū)氣候干旱，除灌區(qū)和綠洲外，一般道路凍害較輕；砂石路面經(jīng)常出現(xiàn)搓板， 松散和揚(yáng)塵。東南沿海臺(tái)風(fēng)暴雨多，水毀、沖毀、滑坡是道路的主要病害，應(yīng)加強(qiáng)排水。 Ⅱ區(qū)：黃土高原干濕過渡區(qū) 該區(qū)路面結(jié)構(gòu)突出的問題是防止翻漿和凍脹，夏季水毀及地震也有一定影 8 響。 非地帶性差異：如青藏高原，由于海拔高，與緯度相同的其它地區(qū)相比，氣候更加寒冷。 二、路基土的工程分級(jí) 在施工中路基土石按其開挖難易程度，又可分為六級(jí)：松土、普通土、硬土、軟土、次豎石、豎石。粉性 土的毛細(xì)上升高度大，在季節(jié)性冰凍地區(qū)容易造成冰脹，翻漿等病害，如遇粉性土，必需改良土質(zhì)且 (采取 )加強(qiáng)排水，隔水措施。采用砂 土修筑路基，強(qiáng)度高，水穩(wěn)性好，但其粘結(jié)力小，易于松散，車輛通過時(shí)易產(chǎn)生較深的車轍。 路基土的分類 我國公路用土依據(jù)土的顆粒組成特征，土的塑性指標(biāo)和土中有機(jī)質(zhì)存在的情況，分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土和特殊土四類，并進(jìn)一步細(xì)分為 11 種土 fg1— 1 (P8) 巨粒組： (大于 60mm的顆粒 )質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%的土 包括漂 (卵 )石，漂 (卵 )石夾土，漂 (卵 )石質(zhì)土 粗粒土：包括礫類土和砂類土兩種 (粒徑在 ～ 60mm)質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%的土 礫類土： (2～ 60mm的顆粒 )質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%的土 砂類土： (2～ )質(zhì)量大于或等于總質(zhì)量 50%的土 細(xì)粒土： (小于 )質(zhì)量多于總質(zhì)量 50%的土 含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒土稱為有機(jī)土 特殊土：黃土、膨脹土、紅粘土和鹽漬土 一、各類公路用土的工程性質(zhì)不同 巨粒土：有很高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，用以填筑路基是良好的材料，亦可用于砌筑邊坡。水文地質(zhì)條件如地下水位、地下水移動(dòng)規(guī)律、有無層間水、裂隙水、泉水等，這些地面水，地下水都會(huì)影響路基路面的穩(wěn)定性，如果處理不當(dāng)，常會(huì)引起各種病害。平原 地區(qū)地勢(shì)平坦，排水困難，地表易積水，地下水位相應(yīng)較高，因而路基需要保持一定的最小填土高度，路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)選擇水溫穩(wěn)定性良好的材料，并采用一定的結(jié)構(gòu)排水設(shè)施；丘陵區(qū)和山嶺區(qū)、地勢(shì)起伏較大，路基路面排水設(shè)計(jì)至關(guān)重要，否則會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，影響路基路面的穩(wěn)定性。 167。砼路面的平整度以 3m直尺量測(cè)為準(zhǔn)， 3m 直尺與路面表面之間的最大間隙，高速公路和一級(jí)公路不應(yīng)大于 5 3mm；其他各級(jí)公路不應(yīng)大于 5mm。耐久性不好，路面在行車荷載和冷熱、干濕等氣候因素的長期重復(fù)作用下，產(chǎn)生疲勞破壞及塑性變形積累、老化，最后導(dǎo)致材料破壞。新建的路基路面結(jié)構(gòu)坦露在大氣之中，經(jīng)常受到大氣溫度、降水與濕度變化的影響，結(jié)構(gòu)物的物理、力學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生變化，處于另外一種不穩(wěn)定狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)承載能力包括強(qiáng)度和剛度二方面： 強(qiáng)度：反映結(jié)構(gòu)物抵抗外力的能力。這就要求路面具有良好的使用性能，提供良好的行駛條件和服務(wù)水平。 路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，路基質(zhì)量的好壞，必將反映到路面結(jié)構(gòu)上來，路面的損壞往往與路基排水不暢、壓實(shí)度不夠，強(qiáng)度低等有直接關(guān)系。它主要研究公路，城市道路和機(jī)場(chǎng)跑道路基路面的合理結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法、材料性能要求以及施工養(yǎng)護(hù)、維修和管理技術(shù)等。建國以來，我國公路交通事業(yè)得到了迅速發(fā)展。 浸水路堤穩(wěn)定性 第五章 路基的防護(hù)與加固 第六章 擋土墻設(shè)計(jì) 3 第一章 總論 167。 路塹設(shè)計(jì) 167。 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性 167。 環(huán)境因素影響 167。 路基水溫狀況及干濕類型 167。 路基路面工程的特點(diǎn) 167。 道路工程發(fā)展概況 167。 公路自然區(qū)劃 167。 行車荷載 167。 路基的變形、破壞及防治 (自學(xué) ) 167。 路堤設(shè)計(jì) 167。 陡坡路堤穩(wěn)定性 167。 清末，在原有驛道上修建了一些很簡陋的公路，中華民國初期，公路有了初步發(fā)展。 路 基路面直接承受行駛車輛的作用，是道路工程的重要組成部分。 路基路面工程的特點(diǎn) 路基路面是道路的重要工程結(jié)構(gòu)物 路基：路基是在天 然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線形 (位置 )和設(shè)計(jì)橫斷面 (幾何尺寸 )的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。 現(xiàn)代化公路運(yùn)輸不僅要求道路能全天候通行車輛，而且要求車輛能以一定的速度、安全、舒適而經(jīng)濟(jì)地在道路上運(yùn)行。如果路基路面結(jié)構(gòu)整體或某一組成部分的強(qiáng)度或抗變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力，應(yīng)變及位移，則路面會(huì)發(fā)生斷裂、路基路面結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)沉陷，路面表面會(huì)出現(xiàn)波浪或車轍，使路況惡化、服務(wù)水平下降，因此要求路基路面結(jié)構(gòu)整體及其各組成部分都具有與行車荷載相適應(yīng)的承 載能力。 二、穩(wěn)定性 (水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性 ) 在天然地表面建造的道路結(jié)構(gòu)物改變了自然的平衡，在達(dá)到新的平衡狀態(tài)之前，道路結(jié)構(gòu)物處于一種暫時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)。 三、耐久性 耐久性：路基路面材料在長期的荷載作用下能保持其材料性質(zhì)等的性質(zhì)。 解決途徑：優(yōu)良的路面平整度，要依靠優(yōu)良的施工裝備，精細(xì)的施工工藝，嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制以及經(jīng)常和及時(shí)的養(yǎng)護(hù)來保證。 解決途徑：通過采用堅(jiān)硬、耐磨、表面粗糙的粒料組成路面表層材料來實(shí)現(xiàn)，或采用一些工藝措施來實(shí)現(xiàn)如砼路面的刷毛或刻槽等。 影響路基路面穩(wěn)定性的因素有： 地理?xiàng)l件 平原、丘陵、山嶺各區(qū)地勢(shì)不同，路基的水溫狀況也不同。 水文和水文地質(zhì)條件 水文條件如公路沿線地表水的排泄，河流洪水位、常水位、有無地表水和積水時(shí)期的長短、河岸的淤積情況等。 6 167。 砂土：無塑性、透水性強(qiáng)、毛細(xì)上升高度小，具有較大的摩擦系數(shù)。 粉性土：不良的公路用土，含有較多的粉土粒，干時(shí)稍具粘結(jié)性，但易被壓碎，揚(yáng)塵大，浸水時(shí)易成流體狀態(tài)。 總之，土作為 路基建筑材料，砂性土最優(yōu)，粘性土次之，粉性土屬不良材料，垂粘土，特別是蒙脫土也是不良的路基土，而一些特殊土類、用以填筑路基時(shí)必須采取相應(yīng)技術(shù)措施。 地表氣候區(qū)劃差異性的原則：包括地帶性差異和非地帶性差異，地帶性差異即緯度 不同，地表氣候不同 (如北半球北方寒冷，南方溫暖 )。 Ⅰ區(qū)：北部多年凍土區(qū) 凍脹、雪害、延流水等病害嚴(yán)重，