【正文】 動：整個路基沿傾斜的原地面向下滑動。滑坡主要是由于土體的穩(wěn)定性不足所引起的。主要是由于流動水沖刷邊坡或施工不當而引起的。2．邊坡滑塌路基邊坡滑塌分為溜方與滑坡兩種情況。1．路基沉陷路基沉陷是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。25 路基的變形、破壞及防治——————p——對應于某一貫入度的土基單位壓力；ps——相應貫入度的標準壓力。三、加州承載比文科勒地基：土基頂面任一點的彎沉僅同該點的垂直壓力成正比，而與其他相鄰點處的壓力無關。剛性壓板：壓板下土基頂面的撓度為等值。一、土基回彈模量反映土基在瞬時荷載作用下的可恢復變形性質(zhì)。土基承載能力：路基頂面在一定應力級位下抵抗變形的能力。167。四、重復荷載對路基土的影響塑性變形積累：土的性質(zhì)、相對荷載、荷載作用的性質(zhì)。三、路基土的應力——應變特性路基土變形：彈性、塑性試驗：壓入承載板試驗和三軸壓縮試驗：繪應力與回彈變形的關系——非線性。工作區(qū)內(nèi)：強度、穩(wěn)定性重要，壓實度提高。二、路基工作區(qū)概念：在路基某一深度處，當車輪荷載引起的垂直應力與路基土自重引起的垂直應力相比所占比例很?。?/101/5），該深度范圍內(nèi)的路基稱為應力工作區(qū)。設計：路基受力在路基彈性限度范圍內(nèi)。23 土基的力學強度特性167。 輪跡橫向分布的圖形和峰值：交通的渠化程度，它隨許多因素變化，諸如：交通組織類型(不分車道混合交通，劃標線分道行駛或設分隔帶分道行駛)、車道寬、交通密度、交通組成、車速以及司機的駕駛習慣和經(jīng)驗等。我國瀝青路面和水泥混凝土路面規(guī)范均以單軸100kN作為標準軸載，以BZZ100表示。五、交通分析交通量是指一定時間間隔內(nèi)通過道路某一斷面的車輛總數(shù)。3. 瞬時性～。2. 動載特性其變異系數(shù)： (1)行車速度：車速越高，變異系數(shù)越大； (2)路面的平整度：平整度越差，變異系數(shù)越大； (3)車輛的振動特性：輪胎的剛度低，減振裝置的效果越好，變異系數(shù)越小。運動狀態(tài)的汽車：垂直靜壓力、水平力、振動力。5. 標準軸載我國現(xiàn)行路面設計規(guī)范中規(guī)定的標準軸載BZZ—100的P=100/4kN，p=700kPa：d100=， D100=4. 當量的圓將車輪荷載簡化成當量的圓形均布荷載，并采用輪胎內(nèi)壓力作為接觸壓力p，輪胎與路面接觸圓的半徑可以按式()確定。2. 接觸壓力直接取內(nèi)壓力作為接觸壓力，并假定在接觸面上壓力是均勻分布的。垂直壓力P：與汽車輪胎的內(nèi)壓力Pi、輪胎的剛度和輪胎與路面接觸的形狀、輪載的大小等有關。貨車：整車、牽引式掛車和牽引式半掛車。一、車輛的種類分為客車與貨車兩大類。167。前期具有柔性路面的力學性質(zhì)，后期的強度和剛度均有較大幅度的增長，但是最終的強度和剛度仍遠小于水泥混凝土。豎向彎沉較小，路面結(jié)構(gòu)主要靠水泥混凝土板的抗彎拉強度承受車輛荷載，通過板體的擴散分布作用，傳遞給基礎上的單位壓力較柔性路面小得多。2．剛性路面主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)。主要靠抗壓強度和抗剪強度承受車輛荷載的作用。167。要求： 要求：水穩(wěn)性、隔溫性。 分層：分兩層或三層。要求：是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應力的能力，具有足夠的水穩(wěn)定性。水泥混凝土路面也有分上下兩層鋪筑。材料：水泥混凝土、瀝青餛凝土、瀝青碎(礫)石混合料、砂礫或碎石摻土或不摻土的混合料以及塊料等。17路面結(jié)構(gòu)及層位功能一、路面橫斷面二、路拱橫坡度路拱： 橫坡度：行車、排水三、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能特點：直接同行車和大氣接觸，承受較大的行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，受到降水的浸蝕和氣溫變化的影響。路基臨界高度:與分界稠度相對應的路基離地下水位或地表積水水位的高度稱為路基臨界高度H。即 wc= (wL w)/(wL wp) （）:1)對于原有公路，按不利季節(jié)路槽底面以下80cm深度范圍內(nèi)路基土的平均稠度確定。干濕類型以分界稠度wcwc2和wc3來劃分。三、路基干濕類型干燥、中濕、潮濕和過濕。翻漿:春暖化凍時，路面和路基結(jié)構(gòu)由上而下逐漸解凍，而積聚在路基上層的水分先融解，水分難以迅速排除，造成路基上層的濕度增加，路面結(jié)構(gòu)的承載能力便大大降低。這種現(xiàn)象特別是在季節(jié)性冰凍地區(qū)尤為嚴重。16路基水溫狀況及干濕類型一、路基濕度來源(1)大氣降水；(2)地面水；(3)地下水；(4)毛細水；(5)水蒸汽凝結(jié)水；(6)薄膜移動水。：1）以水熱、地理和地貌為依據(jù)，分為若干個具有相似性的區(qū)域單元；2）以地表的地貌、水文和土質(zhì)為依據(jù)分為若干個類型單元。：七個一級區(qū)Ⅰ——北部多年凍土區(qū)；Ⅱ——東部溫潤季凍區(qū)；Ⅲ——黃土高原干濕過渡區(qū)Ⅳ——東南濕熱區(qū)；Ⅴ——西南潮暖區(qū)；Ⅵ——西北干旱區(qū)；Ⅶ——青藏高寒區(qū)。粘性土：細顆粒含量多重粘土：167。粉性土：粉土顆粒，毛細作用強烈。砂土：無塑性，壓實困難。14 路基土的分類巨粒土：高強度、穩(wěn)定性。2．地質(zhì)條件：3．氣候條件：氣溫、降水、濕度4．水文和水文地質(zhì)條件：河流洪水位，常水位：不同的土類具有不同的工程性質(zhì)。167。四、路面表面平整度影響行車安全，行車舒適性以及運輸效益的重要使用性能。、翻漿。二、穩(wěn) 定 性，改變原地層結(jié)構(gòu)。強度——抵抗車輪荷載引起的各個部位的各種應力。一、承載能力要求路基路面結(jié)構(gòu)整體及其各組成部分具有與行車荷載相適應的承載能力。路面結(jié)構(gòu)在道路造價中所占比重很大，達到30％左右。路基和路面相輔相成。：在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。167。5．自動控制與量測技術：在施工過程中嚴格控制各項指標。3．結(jié)構(gòu)分析理論：設計由經(jīng)驗為主演變成以結(jié)構(gòu)分析理論為主。：路面管理網(wǎng)絡系統(tǒng)、項目和路網(wǎng)級優(yōu)化管理決策三、引起重視的學科1．材料科學：材料微觀結(jié)構(gòu)研究，復合材料研究。 :一種主要的結(jié)構(gòu)型式。： 在力學理論基礎方面，建立了彈性力學多層結(jié)構(gòu)承受多個圓形荷載的分析系統(tǒng)。：70年代中期，采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。80年代末采用總厚度超過70cm的重型瀝青路面結(jié)構(gòu)。早期的瀝青路面薄層表面處治層。：我國古代：條石、塊石和石板歐洲：石料20世紀：形成新的學科分支二、我國路基路面工程的成果：7大區(qū)：巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土：以回彈模量作為評價路基強度與穩(wěn)定性的力學指標。第一章 總論 167。11 道路工程發(fā)展概況一、古代道路發(fā)展概況：4000多年前：車和行車的路商代：驛道傳送西周：以都市為中心秦代：大修馳道、直道西漢：驛亭3萬處唐代：以長安為中心的驛道網(wǎng)清末：修建了簡陋的公路19121949：13萬 km，通車8萬km。：： ： ：60年代初，揭開了用國產(chǎn)瀝青筑路的序幕。70年代末，逐步形成了以貫入式路面為主的瀝青路面承重結(jié)構(gòu)。形成了瀝青路面整套技術。在我國形成丁關于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的整套技術。: 在力學基礎理論方面，運用解析法及有限元法建立彈性力學層狀結(jié)構(gòu)，彈性地基板體結(jié)構(gòu)模型。: 路面的平整度、破損程度、承載能力及抗滑性能。2．巖土工程學：土力學、巖石力學、地質(zhì)學、土質(zhì)學、水文地質(zhì)學等。4．機電工程：施工裝備的性能與施工工藝。：大型的管理系統(tǒng)，對區(qū)域范圍內(nèi)路基路面工程各個階段的信息進行跟蹤、采集、存儲、處理、定期作評估和預測。12 路基路面工程的特點：在天然地表面按道路的設計線形(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。：路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎，路面結(jié)構(gòu)層的存在又保護了路基。路基與路面工程工程數(shù)量十分可觀。路基路面是一項線形工程，決定了路基與路面工程復雜多變的特點。結(jié)構(gòu)承載能力包括強度與剛度兩方面。剛度——在車輪荷載作用下不發(fā)生過量的變形。三、耐久性 路基路面工程從規(guī)劃、設計、施工至建成通車需要較長的時間，因此路基路面工程應具有耐久的性能。五、抗滑性能：摩擦系數(shù)。13 影響路基路面穩(wěn)定的因素1．地理條件：公路沿線的地形、地貌和海拔高度平原區(qū)地勢平坦，路基需要保持一定的最小填土高度。167。礫石混合料：強度、穩(wěn)定性滿足要求。砂性土：粗、細顆粒適宜，理想材料。需改良使用。15 公路自然區(qū)劃一、公路自然區(qū)劃的制定原則 二、公路自然區(qū)劃的劃分我國公路自然區(qū)劃分為三個等級。:依據(jù)潮濕系數(shù)K，將全國分為33個二級區(qū)和18個二級副區(qū)。 167。二、大氣溫度對路基水溫狀況的影響凍脹:沿路基深度出現(xiàn)較大的溫度梯度時，水分在溫差的影響下以液態(tài)或氣態(tài)由熱處向冷處移動，并積聚在該處。積聚的水凍結(jié)后體積增大，使路基隆起而造成面層開裂，即凍脹現(xiàn)象。經(jīng)重車反復作用，路基路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的變形，路基土以泥漿的形式從脹裂的路面縫隙中冒出，形成了翻漿。要求路基處于干燥或中濕狀態(tài)。稠度wc定義:土的含水量w與土的液限wl之差與土的塑限wp與液限之差wL的比值。2)對于新建道路，可用路基臨界高度為標準來確定。 167。要求：具備較高的結(jié)構(gòu)強度，抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，耐磨，不透水；其表面還應有良好的抗滑性和平整度。分層：分兩層或三層鋪筑。2．基層特點：承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。 材料：主要有各種結(jié)合料(如石灰、水泥或瀝青等)穩(wěn)定土或穩(wěn)定碎(礫)石、貧水泥混凝土、天然砂礫、各種碎石或礫石、片石、塊石或圓石，各種工業(yè)廢渣(如煤渣、粉煤灰、礦渣、石灰渣等)和土、砂、石所組成的混合料等。3．墊層特點：改善土基的濕度和溫度狀況；擴散基層傳下的荷載應力。材料：松散粒料，砂、礫石；穩(wěn)定類墊層，水泥、石灰穩(wěn)定。18路面的等級與分類一、路面類型面 層 類 型適 用 范 圍瀝 青 混 凝 土高速公路、一級公路、二級公路、三級公路水 泥 混 凝 土高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路瀝青貫入、瀝青碎石瀝青表面處治三級公路、四級公路砂 石 路 面四級公路二、路面分類 1．柔性路面總體結(jié)構(gòu)剛度較小，產(chǎn)生較大的彎沉變形，抗彎拉強度較低，土基承受較大的單位壓力。包括各種未經(jīng)處理的粒料基層和各類瀝青面層、碎(礫)石面層或塊石面層組成的路面結(jié)構(gòu)?？箯澙瓘姸雀撸^高的彈性模量，較大的剛性。3．半剛性路面用水泥、石灰等無機結(jié)合料處治的土或碎(礫)石及含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣修筑的基層。第二章 行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學性質(zhì)21 行車荷載客車：小客車、中客車與大客車。路面結(jié)構(gòu)設計——軸重作為荷載標準。二、車輛的軸型 我國公路與城市道路路面設計規(guī)范中以100kN作為設計標準軸重。三、汽車對道路的靜態(tài)壓力——靜態(tài)壓力。輪胎與路面接觸面上的壓力p內(nèi)壓力Pi，約為(～)Pi。近似于橢圓形，在工程設計中采用圓形接觸面積。 （）單圓荷載：對于雙輪組車軸，每一側(cè)的雙輪用一個圓表示；雙圓荷載：每一側(cè)的雙輪用兩個圓表示。四、運動車輛對道路的動態(tài)影響動力影響還有瞬時性的特征。車輪施加于路面的各種水平力Q值與車輪的垂直壓力P，以及路面與車輪之間的附著系數(shù)φ有關，其最大值Qmax不會超過P與φ的乘積，即： Qmax≤Pφ ()沖擊系數(shù)：振動輪載的最大峰值與靜載之比。 在路面結(jié)構(gòu)設計中，通過調(diào)查分析確定初始年平均日交通量N1，設計年限內(nèi)累計交通量Ne可以按式（）預估： ()汽車的軸載與通行次數(shù)可以按照等效原則換算成標準軸載的作用次數(shù)。各級軸載等效換算為標準軸載所依據(jù)的原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下，要達到相同的疲勞損壞程度。22 環(huán)境因素影響167。一、路基受力狀況路基：自重、輪重。輪載引起的垂直應力：自重垂直應力：路基任意點：應力——應變特性：非線性、彈塑性模量：初始切線模量、切線模量、割線模量、回彈模量24 土基的承載能力測定：圓形承載板柔性壓板：土基與壓板之間的接觸壓力為常量。承載板直徑：車輪的輪印當量圓直徑。二、地基反應模量K=p/l承載板試驗測定（一次加載到位）。KR=以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高質(zhì)量標準碎石為標準，以它們的相對比值表示CBR值。CBR試驗：室內(nèi)和室外試驗167。一、路基的主要病害路基的沉陷：一是路基本身的壓縮沉降；二是由于路基下部天然地面承載能力不足，在路基自用下引起沉陷或向兩側(cè)擠出而造成的。1)溜方：由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動所形成。2)滑坡：一部分土體在重