【正文】 集料 ) 24 且 2hD? ，一般取 m a x1 0 2 0 2 . 5D c m h c m d c m? ? ?， ， 二、抗拉強(qiáng)度 直接拉伸試驗(yàn)或間接拉伸試驗(yàn) (劈裂試驗(yàn)測得 ) 1—— 壓條 2—— 試件 通過壓條沿直徑方向按一定的速率施加荷載，直至試件開裂破壞。在低溫下， t? 隨針入度和溫度的增加而下降。 三、抗彎拉強(qiáng)度 通常簡支小梁三分點(diǎn)加載試驗(yàn)評定。 水泥硅以 15cm 15cm 55cm， max 4d cm? 為準(zhǔn) 10cm 10cm 40cm， max 3d cm? ，尺寸換算系數(shù)為 四、應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 顆粒材料的 應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 對于用作基層和墊層材料的無機(jī)結(jié)合料碎 (礫 )石材料，由三軸試驗(yàn)所得的應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線具有與粘性土相似的非線性特性。此外，碎 (礫 )石材料的模量值同材料的級配、顆粒形狀、密實(shí)度等因素有關(guān)、通常，密實(shí)度越高、模量值越大；顆粒梭角多者有效高的模量；當(dāng)細(xì)料含 量不多時(shí)，含水量的影響很小。其應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系也呈現(xiàn)出非線性性質(zhì)，表征其關(guān)系的模量值，也是應(yīng)力的函數(shù)。材料的強(qiáng)度與模量隨齡期而不斷提高，板體性增強(qiáng)，剛度增大。 瀝青混合料受到外力作用時(shí)，可表現(xiàn)為三種狀態(tài)：一是純彈性體其變形的產(chǎn)生和恢復(fù)是瞬時(shí)的，不隨時(shí)間而變化；二是粘彈體， 其變形隨時(shí)間發(fā)展而衰減，卸載之后變形隨時(shí)間增長可全部恢復(fù)；三是彈粘塑性體，其變形隨時(shí)間發(fā)展，具有衰減特征，但卸載后存在不可恢復(fù)的塑性變形。 2)勁度模量 (勁度 )：表示粘性和彈性兩種聯(lián)合效應(yīng)的指標(biāo)。,()t T t Ts ??? 167。重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生塑性變形積累，當(dāng)累積變形起出一定限度時(shí)，出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)； ，在重復(fù)荷載作用下雖然不產(chǎn)生塑性變形，但是結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生微量損傷，當(dāng)微量損傷累積達(dá)到一定限度時(shí)，路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞斷裂，出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)。 二、疲勞特性 疲勞：彈性狀態(tài)的路面材料承受重復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，可能在低于靜作用下的報(bào)限應(yīng)力值時(shí)出現(xiàn)破壞時(shí)材料度的降低現(xiàn)象稱為疲勞。 疲勞強(qiáng)度： 出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值。 疲勞極限： 材料應(yīng)力反復(fù)作用一定次數(shù)后，疲勞強(qiáng)度不再下降， 于穩(wěn)定值，此穩(wěn) 定值稱為疲勞極限。 水泥硅及無機(jī)結(jié)合料處治的混合料： 疲勞曲線 圖 235 P57 疲勞方程 rff N? ? ??? ?? 瀝青混合料： 控制應(yīng)力：較厚的瀝青面層 控制應(yīng)變：較薄的瀝青面層，隨基層共同產(chǎn)生位移。 27 第三章 一般路基設(shè)計(jì) 一般路基：是指在正常的地質(zhì)與水文條件 下，路基填控不超過設(shè)計(jì)規(guī)范或技術(shù)手冊所充許的范圍。 一般路基可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?，地質(zhì)情況，直接選用典型斷面圖或設(shè)計(jì)規(guī)定，不必進(jìn)行個(gè)別論證和驗(yàn)算。 167。 路基高度：是指路壩的填筑厚度或塹的開控深度，是原地面標(biāo)高與路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高標(biāo)的相差數(shù)值。 路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：新建公路為路基邊緣標(biāo)高；在高超高、加寬地段則為設(shè)置超高，加寬前的路基邊緣標(biāo)高；沒有中央分隔帶的高速，一級公路，為中央分隔的外側(cè)邊緣標(biāo)高。 取決于地質(zhì)，水文條件，并由邊坡穩(wěn)定性和橫斷面經(jīng)濟(jì)性等因素比較選定。 167。 一、地基 路基應(yīng)坐落在具有足夠承載力和低壓縮性的地基上，以免基底出現(xiàn)剪切破壞而危及路堤的穩(wěn)定，或者路堤出現(xiàn)過量沉降而影響路面的行駛質(zhì)量。 地基為斜坡，其坡度陡于 1： 5 時(shí)，原地面應(yīng)開挖臺階，以防止路堤沿斜坡下滑。 二、填料： 修筑路堤的理想填料為水穩(wěn)性好，壓縮性小，便于施。在選擇填料時(shí)，一方面要考慮料源和經(jīng)濟(jì)性；另一方面要顧及填料的性質(zhì)是否適宜。每種填料層累計(jì)總厚不宜小于 。反濾層可采用砂、礫及碎 (礫 )石等材料，并按兩部分填料的粒徑差別情況，分別做成一層或多層，每層厚度為 ～。 干燥路基最小填土高度為： 砂性土： ～ 。 粉性土： ～ 。 當(dāng)填方高度不大，填方 數(shù)量較少，全部填方或部分填方，可以在路基兩側(cè)設(shè)置取土坑，使之與排水溝渠相結(jié)合。平原地區(qū)的高速，一級公路不宜沒路側(cè)取土坑；橋頭引道兩側(cè)不宜設(shè)置敢土坑，特殊情況可在下游一側(cè)高置取土坑，但應(yīng)留有不小于 4m的護(hù)坡道。填方路基設(shè)置路側(cè)設(shè)置取土坑，路基邊緣與取土坑底之高差大于 2m時(shí)，對于一般公路應(yīng)設(shè)置護(hù)坡道 (寬 1～ 2m),高速一級公路其護(hù)坡道寬度不小 于 3m. ： (1)直線：即壩頂?shù)狡履_采用一種坡度。但按堤身的受力條件，邊坡應(yīng)為上部陡下部緩。但變坡不宜過多，多了不易施工，坡面也易受沖刷。設(shè)置護(hù)坡道可以減少緩流經(jīng)較長坡面的地面水流速，防止坡面沖刷，適于高路堤。并視水流情況采取邊坡防護(hù)與加固。 167。 同時(shí)，由于每一段路塹所處的環(huán)境和具體條件不同，各個(gè)因素的影響程度便相差殊異，所以在路塹設(shè)計(jì)中維以用力學(xué)驗(yàn)算方法來解決問題，而通常采用經(jīng)驗(yàn)法。 采用這一方法時(shí)，一方面要調(diào)查和分析自然山坡和人工挖坡的穩(wěn)定狀態(tài)。由于影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，兩種邊坡的工程地質(zhì)條件不可能完全相同，因此，對比時(shí)只能在眾多的因素中抓住主要的或 關(guān)鍵的因素。 巖層的走向：巖層層面志水平面交線的方位角。 巖層的傾向：垂直走向順傾斜面向下引出一條直線，此直線在水平面的投影的方位角。 AB— 走向 CD— 傾向 ? — 傾角 a、結(jié)構(gòu)面的走向與路基走向的夾角 350～ 450； b、傾向路線而傾角大于 100 時(shí)。 (2)巖體的完態(tài)程度 (破碎程度 ) a、巖體的發(fā)育程度：節(jié)理組數(shù)，間距。 (5)施工方法： 若采用大爆破壞施工方法，將使坡體受到劇烈的震動(dòng)作用，增加巖體的破碎程度和裂隙的張開程度，不利于坡體穩(wěn)定，因此，路塹邊坡度要緩于采用一般施工方法的。 b．折線型 坡高范圍內(nèi)上、下的破碎 c．臺階型 程度有顯著差別 對于軟硬巖層交互層的情況，若交互層次多且薄，或軟層厚而硬層薄，則可按軟層巖石的性質(zhì)設(shè)計(jì)為直線形邊坡；若軟層薄而硬層厚則按硬 巖石的性質(zhì)設(shè)計(jì)成直線形邊坡，而對軟巖層采取坡面防護(hù)，當(dāng)交互層均很厚，采用臺階型，在不同巖層的分界面處設(shè)置平臺。 (2)土的組織結(jié)構(gòu)，土的密實(shí)程度 (表 37 P66)，土中所含雜物，水文條件等。 邊坡形狀 1)直線型：地質(zhì)均勻，地質(zhì)水文條件較好。 167。 二、提高路基的穩(wěn)定性的辦法： 32 開挖臺階：地面自然橫坡陡于 1： 5 時(shí)，或分期修建或改建公路加寬時(shí)，新舊路基 填方邊坡的銜接處。 可用漿砌或干砌片石，高度不超過 2m,頂寬 ～ 。 護(hù)肩應(yīng)采用當(dāng)?shù)夭灰罪L(fēng)化的片石砌筑，高度一 般不超過 2m，其內(nèi)外坡均直閏，基底面以 1： 5 向內(nèi)傾斜，當(dāng)護(hù)肩高度小于 1m 時(shí)，頂寬宜采用 ，當(dāng)高度大于 1m時(shí)，頂寬宜采用 1m,護(hù)肩內(nèi)側(cè)應(yīng)填石。 砌石應(yīng)選用當(dāng)?shù)夭灰罪L(fēng)化的開山片石砌筑，內(nèi)側(cè)填石。滿足上表要求。當(dāng)基砌地質(zhì)條件變化時(shí)，應(yīng)分段砌筑，并沒沉降，當(dāng)?shù)鼗鶓B(tài)體巖石時(shí)，可將地基做成臺階型，但最低一級的寬度不應(yīng)小于 。 護(hù)腳由于砌片石砌筑，斷面為梯形，護(hù)腳斷面面積與路壩斷面面積之比應(yīng)為1： 6～ 1： 7。 f、擋墻路基 支撐填方路基，確保路基穩(wěn)定，進(jìn)一步壓縮用地寬度。 33 第四章 路基邊穩(wěn)定性分析性設(shè)計(jì) 167。 荷載、地震、大爆破等。 直線破壞面 未知量：安全系數(shù)，法向力 N 的大小、方向。為一靜力平衡問題，可以求解。 路基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)中的一些假設(shè)： ① 不考慮滑動(dòng)土體本身內(nèi)的應(yīng)力分布 (即將下滑的土體近似視作本身無變形的剛體； ② 平衡僅在破壞裂面上達(dá)到，滑動(dòng)時(shí)成態(tài)體下滑； ③ 最危險(xiǎn)的破裂面發(fā)生在穩(wěn)定系數(shù)小的破裂面上 (通過試算法確定 ) 二、邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)， (一 )土的計(jì)算參數(shù) 對于路塹或天然土坡：原狀土的容重 ??? .內(nèi)摩擦角 ??? 、及粘聚力（ c）。 多層土體的計(jì)算參數(shù)： (加權(quán)平均法 ) c= i i i iic h c hhH???? iiihh?? ??? 直線法和圓弧法可通過合理的分段，直接使用不同土層的參數(shù)。 取坡腳點(diǎn)至坡頂點(diǎn)的連線。 當(dāng)量土柱高 ho(以相等壓力的土層厚度來代替荷載 ) ho NQLB??? ?? N 為布置汽車車輛數(shù) (橫斷面方向 ) B 為汽車橫向分布寬度 N=2 時(shí) (10t. 15t. B=) B=Nb+(N1)d 式中： b、為一輛車的橫向?qū)挘? d、為相鄰兩輛車胎 (或履帶 )外緣之間的凈距； Q 為每輛車重； ?為填土容重； L 為車輛前后輪著地長度 (與汽車荷載等級有關(guān) ) 荷載按最不利位置布置。 b、城市道路只允許車輛布置在行車道上。圖解法和表解法。 工程地質(zhì)法： 一般路堤及均質(zhì)土路， 以力學(xué)法為主，而及工程地質(zhì)法復(fù)核；石質(zhì)或碎 (礫 )石類土的路塹，一般以工程地質(zhì)法為主 ；對于非均質(zhì)類黃土類路基，以工程地質(zhì)法為主，兩種方法結(jié)合運(yùn)用。 直線法： 適用于砂土和砂性土，土的抗力以內(nèi)摩擦力為主，粘聚力甚小。 砂類土 0c? 則 FKTw????? K=1 w?? ?? 抗滑力等于下滑有力 (滑動(dòng)面土體處于極限平衡 狀態(tài) ) K1 路堤邊坡處于狀態(tài)； K1 路堤邊坡不穩(wěn)定。 其破裂面上 .cii? 為定值。 ② 如果某一分塊有換算土柱荷載，應(yīng)包括在內(nèi)。 36 圓弧法： 適用于邊坡有不同有土層，均質(zhì)土邊坡，部分被淹沒，均質(zhì)土壩，局部發(fā)生滲漏，邊坡為折線或臺階形成的粘性土的路堤與路塹。 (1)假定： a、 土為均質(zhì)和各向同性； b、 滑動(dòng)面通過坡腳； c、 不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響。 (3)基本步驟： ①通過坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面 AB，將滑動(dòng)土體劃分為若干土條； ②計(jì)算每個(gè)土條的土體重 Gi 及 . sini i i iG L G??? ( i? 為該圓弧中心點(diǎn)的半徑線與通過圓心的豎線之間夾角。 ()iiiN CL?? ? ④計(jì)算滑動(dòng)面上各力對 o 點(diǎn)的力矩。 1 1 111()sin sinn n ni i i i ii i irnns i i i iiiR CL G L C L G LMK MR G G? ? ? ? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ??? ? ???說明：土條要 oy 軸右側(cè)時(shí)， xio，則 sin i o?? 土條在 oy 軸左側(cè)時(shí)， xio,則 sin i o?? 。但計(jì)算簡單，故仍獲廣泛應(yīng)用。經(jīng)過路基外側(cè)邊緣的圓弧為可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)滑動(dòng)面。 eg47 表解法： 適當(dāng)于均質(zhì)，直線形邊坡路堤，滑動(dòng)面通過坡腳，頂面為水平并延伸至無限遠(yuǎn)。 Ck fA BH?? ? ? H— 邊坡高度 (m) c— 土的粘聚力 (KPa) f— fg? (o) A、 B— 取決于幾何形狀的系數(shù) fg43 (P84) eg42 P86 167。 驗(yàn)算中應(yīng)采用滑動(dòng)面附近較為 軟弱的土的有關(guān)數(shù)據(jù)。 二、分析方法 當(dāng)基底為單一坡面，土體沿直線滑動(dòng)面態(tài)體下滑時(shí)，用直線法進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 1 1 1 11[ ( ] {[ sin ( ) ] }n n n n n n n n n n nE T E l N E C LK? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ( ) s inn n nT Q P ??? ( ) c o sn n nN Q P ??? 說明： ①當(dāng)最后的剩余滑動(dòng)力等于或小于零時(shí) (En≤ 0)，認(rèn)為合乎穩(wěn)定要求，大于零 (En0)，則不穩(wěn)定， (En≤ 0)必要時(shí)需采取加固措施； ②如中間某一條塊的剩余滑動(dòng)力為零或負(fù)值，則認(rèn)為該條塊及以上扣條塊是指穩(wěn)定的，可再以下一條塊開始計(jì)算剩余滑動(dòng)力 En+1(En 以零代入 )。 167。 浸水路堤：受到季節(jié)性或長期浸水的沿河路堤，河灘路堤，承受 外力、自重、浮力和滲透動(dòng)水壓力的作用。 凡是用粘性土填筑的浸水路堤 (純粘土路壩除外 )。 二、滲透動(dòng)水力的計(jì)算。 eg43 (P92) 第五章 路基的防護(hù)與加固 一、路基防護(hù)與加固的意義： 路基防護(hù)工程是防治路基病害，保證路穩(wěn)定，改善環(huán)境景觀，保護(hù)生態(tài)平衡的重要設(shè)施。巖土在不利的水溫條件下，物理、力學(xué)性質(zhì)常發(fā)生變化。 二、主要設(shè)施 選用的防護(hù)類型應(yīng)根據(jù)公路等級，當(dāng)?shù)貧夂?、水文、地形、地質(zhì)條件及筑路材料分布情況而定，并與周圍景觀協(xié)調(diào)。 坡面防護(hù)： 應(yīng)在穩(wěn)定的邊坡上設(shè)置，在 適當(dāng)于植物生長的土質(zhì)山坡上，應(yīng)優(yōu)先采用種草，鋪草皮，植物等植物防護(hù)措施，即可阻止地表水對坡面的沖刷和風(fēng)對坡面吹蝕，又可綠化路線增加美觀。不浸水或短期浸水但地面氣流速度不超邊