路 基 工 程 §1 路基工程的特点 一、路基的概念及其作用 1、路基的概念 路基是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。 2、路基的作用 ???? 承受行车荷载的作用 ?????承受自然因素的作用 二、路基的基本性能 1、承载能力 2、稳定性 3、耐久性 §2 影响路基稳定的因素 1.地理条件 2.地质条件 3.气候条件 4.水文和水文地质条件 5.土的类别 6.其它 1.地理条件 公路沿线的地形、地貌和海拔高度不仅影响路线的选定,也影响到路基与路面的设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同,路基的水温状况也不同。 2.地质条件 沿线的地质条件:如岩石的种类、成因、节理,风化程度和裂隙情况,岩石走向,倾向、倾角、岩层厚度,有无夹层或遇水软化的夹层,以及有无断层或其它不良地质现象(岩溶、冰川、泥石流、地震等)都对路基路面的稳定性有一定的影响。 ? 3.气候条件 气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、蒸发量、风向、风力等都会影响公路沿线地面水和地下水的状况,并且影响到路基路面的水温情况。 在一年之中,气候有季节性的变化,因此路基路面的水温状况也随之变化。 气候还受地形的影响,例如山顶与山脚,山南坡与山北坡气候有很大的差别,这些因素都会严重影响路基路面的稳定性。 ? 4.水文和水文地质条件 水文条件如公路沿线地表水的排泄,河流洪水位,常水位,有无地表积水和积水时期的长短,河岸的淤积情况等。 水文地质条件如地下水位,地下水移动的规律,有无层间水、裂隙水、泉水等。 所有这些地面水及地下水都会影响路基路面的稳定性,如果处理不当,常会引起各种病害。 ? 5.土的类别 不同的土类含有不同粒径的土颗粒: 砂粒成分多的土,强度构成以内摩擦力为主,强度高,受水的影响小,但施工时不易压实。较细的砂,在渗流情况下,容易流动,形成流砂。 粘粒成分多的土,强度形成以粘聚力为主,其强度随密实程度的不同,变化较大,并随湿度的增大而降低 5.土的类别 粉土类土毛细现象强烈,路基路面的强度和承载力随着毛细水上升、湿度增大而下降, 在负温度坡差作用下,水分通过毛细作用移动并积聚,使局部土层湿度大幅度增加,造成路基冻胀,最后导致路基翻浆,路面结构层断裂等各种破坏。 6.其他因素 植物覆盖影响地面径流和导流,从而在一定程度上影响路基水温情况的变化。 §3 路面结构及层位功能 一、路面及其功能 1、定义:路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。 2、功能:承受行车荷载和自然因素的作用 3、重要性:是公路的重要组成部分,直接影响公路的行车速度、运输成本、行车安全和舒适程度。 4、对路面的要求: 强度、稳定性、耐久性、表面平整度 、表面抗滑性能 、尽可能低的扬尘性。 ??????? 二、路面的构造 1、断面形式 ①槽式横断面:一般公路采用,就是在整个车行道宽度范围内将路基挖成同深的槽形,然后分层铺筑路面结构层。 ②全铺式横断面:在路基整个宽度范围内铺筑路面,在盛产石料地区或路基较窄的中低级路面上采用。 2、路拱形式 为了排除路面上的水,路面表面应做成中间高、两边低的拱形,叫路拱。 ①作用——保证路面上雨水及时排出,减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度 ②形式——直线形或抛物线形 ③路拱横坡度的选择—考虑有利于行车平稳 有利于横向排水两方面的要求 路拱形式有两种:二次抛物线形、直线形 三、路面结构分层及层位功能 路面结构通常按照各个层位功能的不同,划分为三个层次,即面层、基层和垫层。 (一)、面 层 1、作用——承受较大的行车荷载的作用,及降水的浸蚀和气温变化的影响。 2、要求——较高的结构强度,抗变形能力, 较好的水稳定性和温度稳定性, 耐磨,不透水;良好的抗滑性和平整度。 3、材料——水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎(砾)石混合、 砂砾或碎石掺土或不掺土的混 合料、块料等。 4、结构——一层、两层或三层 (二)、基 层 1、作用—承受由面层传来的车辆荷载的垂直力, 并扩散到下面的垫层和土基中去。 2、要求—足够的强度和刚度、良好的扩散应力的能力、 足够的水稳定性、较好的平整度 3、材料—各种结合料稳定土;稳定碎(砾)石; 贫水泥混凝土、天然砂砾; 各种碎石或砾石、片石、块石或圆石; 各种工业废渣;土砂石所组成的混合料等。 4、结构—基层 、底基层 (三)、垫 层 1、作用—改善土基的湿度和温度状况 ; 将基层传下的车辆荷载应力加以扩散, 以减小土基产生的应力和变形; 阻止路基土挤入基层 。 2、要求——水稳定性和隔温性能好 3、材料——松散粒料 ;稳定类材料 4、结构 §4 路基的变形、破坏及防治 一、路基的主要病害 二、路基病害防治 一、路基的主要病害 1.路基沉陷 2.边坡滑塌? 3.碎落和崩塌 4.路基沿山坡滑动 5.不良地质和水文条件造成的路基破坏 二、路基病害防治 为提高路基的稳定性,防治各种病害的产生,主要有以下一些措施: 1.正确设计路基横断面。 2.选择良好的路基用土填筑路基,必要时对路基上层填土作稳定处理。 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人路基工作区范围。 二、路基病害防治 5.正确进行排水设计(包括地面排水、地下排水、路面结构排水以及地基的特殊排水)。 6.必要时设计隔离层隔绝毛细水上升,设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积,设置砂垫层以疏干土基。 7.采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加筋等防护技术措施,以提高其整体稳定性。 以上各项技术措施的宗旨在于限制水分侵入路基,或使已侵人路基的水分迅速排除,保持干燥,提高路基的整体强度与稳定性。 §5 路基设计的一般要求 1、路基设计应符合公路建设的基本原则 2、路基设计应兼顾农田基本建设的需要 3、沿河线的路基,应注意路基不被淹没或冲毁 4、必须穿过耕田地区的路基应尽量少占田地 §6 路基的类型与构造 路基横断面的典型形式,可归纳为路堤、路堑和填挖结合等三种类型。 路堤是指全部用岩土填筑而成的路基, 路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基, 此两者是路基的基本类型。 当天然地面横坡大,且路基较宽,需要一侧开挖而另一侧填筑时,为填挖结合路基,也称为半填半挖路基。 在丘陵或山区公路上,填挖结合是路基横断面的主要形式。 §7 路
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