2022年路基路面工程知识点总结 .docx
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1、精品_精品资料_前言路线: 空间线(平面、纵面),打算行车的安全、舒服、经济、快捷.路基:依据路线位置和技术要求修筑的作为路面基础 的带状构造物.(承担荷载) 路面:用硬质材料铺筑于路基顶面的层状结构.(承担荷载)三者的关系 :路线的确定应考虑路基的稳固性. 路面位于路基之上, 强度和稳固性相互影响和爱护.第一章 总论1 路基路面工程特点土石方工程量大, 耗费大量材料,造价较高施工工艺较简洁, 但季节性强,讲究工序涉及面广: 受自然因素和人为因素影响, 变异性和不确定性大 (水文的质情形复杂,气候多变)2 工程上对路基路面的要求(1) 对路基的要求:整体稳固.足够的强度,答应小变形.水温稳固性
2、(2) 对路面的要求:强度与刚度 承载才能. 稳固性.耐久性.表面平整 度.表面抗滑行性能. 沙尘, 噪音低综上:路基路面工程的基本性能:承载才能、稳固性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性3 影响路基路面稳固的因素自然因素:的理条件:平原(保证排水设计和最小填土高度)山岭的质条件:岩石种类、层理、倾向、夹层、断层气候条件 :温度、湿度日照、风力(材料老化和的下水位水文和水文的质条件:的表、的下材料类别:砂类土、粘性土、粉性土人为因素:设计(合理与否).施工方法和养护与治理措施4 路基土的分类及工程性质巨粒土、粗粒土、细粒土、特别土巨粒土: 高的强度和稳固性填筑路基和砌筑边坡砾石混合料(级配良好)
3、 : 强度、稳固性、密实度高. 填筑路基、铺筑中级路面、高级或次高级的基层或底 基层砂土:无塑性,透水、粘性小,易松散,但压实后稳固性好强度大、水稳固性好. 压实困难(振动法、掺入少量粘土)砂性土:粗细搭配,级配好,强度和稳固性高, 抱负的路基填筑材料粉性土:水稳固性差,毛细现象、易冻胀翻浆, 不行用, 需处理粘性土:粘性大,颗粒细, 毛细现象,透水性差,可塑性强,干燥强度大,遇水承载力降低 充分压实和良好的排水设计, 可保证路基稳固重粘土:不透水,粘聚力强, 施工干燥时,难以破裂. 不行用5 冻胀:积聚于面层下的水结冰后体积增大, 使路基隆起 而造成的路面开裂等破坏现象.翻浆:冻涨土在温度上
4、升后融解,无法快速排除,在行车荷载作用下, 路基路面结构产生较大变形, 湿度很大的路基土会以泥浆的形 式从冻涨后开裂的路面层 裂隙中冒出或挤出.6 大路自然区划区划定制缘由和原就 :缘由:( 1)自然条件影响道路建设.(2)自然条件大致相同的划分为一区, 在同一区内从事大路规划、设计、施工、治理时,可相互参照原就:道路工程特点相像. 的表气候区划差异性. 自然气候因素既有综合又有主 导作用8 对新建大路 :路基临界高度 :指保证路槽底 80cm 上部土层处于某种干湿状态, 在最不利季节路槽的面距的下水位或 的面积水位的最小高度. 9 路面分层及层面功能面层:特性:直接承载 满足强度、稳固性要求
5、:结构强度、变形才能、稳固性、耐磨、抗滑、平整材料:水泥混凝土.沥青混凝土.沥青混合料.碎石(掺土或不掺土)混合料基层:特性:承载 、传递、扩散.材料:粒料类:碎砾石材料,片石,圆石、工业废渣和土、砂.无机结合料类:水泥稳固类,石灰稳固类,工业废渣稳固类沥青稳固类:热拌沥青碎石,沥青灌入碎石, 乳化沥青碎石混合料分层:当基层较厚时,分两可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_层施工: 上基层,下基层材料不同时称底基层,设 在基层之下, 分担基层承重作用垫层:土基与基层之间 作用:改善土基的温湿状 况.扩散和传递由基层传递的荷载应力 .防路基土挤入基层要求:水稳固性、隔温性能.材料:透水
6、性(松散类) : 砂,砾石,炉渣.稳固性(稳固类):水泥或石灰稳固土留意( 1) 路面并不肯定具有图示结构层次,可增可 减 .缓冲层:防止基层开裂反射面层.连结层:防止沥青面层沿基层滑移(2). 路面结构层次的划分并非一成不变( 旧路改造补强)(3). 为爱护沥青路面边缘, 一般基层应较面层每边宽 约 0.25m ,垫层较基层每边宽 0.25m.10 路面分类:按力学特性及设计方法柔性路面:总体刚度小,弯沉变形大,抗弯拉强度低 如:粒料基层 + 沥青面层、碎(砾)石面层、块石面层刚性路面:抗弯拉强度高, 整体刚度大, 处于板体工作状态,竖向弯沉小如:水泥混凝土路面半刚性路面: 前期具有柔性路面
7、力学性质, 后期强度与刚度均大幅增长, 但仍远小于水泥混凝土半刚性基层.如:用无机结合料和水硬性结合料修筑的基层其次章行车荷载、环境因素、材料的力学性质1 行车荷载:我国规范规定 : 标 准 轴 载 BZZ-100的P=100/4kN , p=700KPa d=0.213m,D=0.302m2 路基工作区 :在路基某一深度 Za 处,当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自 重引起的垂直应力相比所 占比例很小,仅为 1/101/5 时,该深度 Za 范畴内的路基称为路基工作区3 土基的承载才能参数指标:回弹模量、的基反应模量、加州承载比土基回弹模量: 反映土基在瞬时荷载作用下的可恢 复变形才能, 可
8、应用弹性理论的基反应模量 K 定义:依据温克勒的基假定, 土基顶面任一点的弯沉 l 仅与作用于该点的垂直压力p 成正比,而同相邻点处压力无 关,就压力 p 与弯沉 l 之比称为的基反应模量 K,即: K = p / l加州承载比定义: 承载力以材料抗击局部荷载压入 变形的才能表征, 并采纳高标准碎石为标准, 以它们的相对比值表示4 路基的变形、破坏1. 路基沉陷路基沉陷: 路基表面在垂直方向产生较大的沉落.路基沉缩:路基填料不当, 填筑方法不合理, 在路基内部形成过湿的夹层等因素, 在荷载和水温综合作用下, 引起路基沉缩.的基沉陷: 原自然的面承载力极低,路基修筑前未处 理,在路基自重作用下,
9、的基下沉或向两侧挤出2. 边坡滑塌溜方:由于少量土体延土质边坡向下移动所形成.滑坡:一部分土体在自重作用下沿某一滑动面滑动. 滑坡缘由:边坡坡度过陡. 边坡坡脚被冲刷淘空. 填土层次支配不当路堑滑坡缘由: 边坡高度和坡度与自然岩土层次性质 不适应. 粘性土层和蓄水的砂石层交替隐藏. 有倾向于路堑方向的斜坡层理存在3. 碎落和倒塌:路堑边坡风化岩层表面, 在大气温度、湿度以及冲刷、动力作用下, 表面岩石从坡面剥落下来,向下滚落.4. 路基沿山坡滑动:在较陡的山坡填筑路基, 路基底部被水浸湿, 坡角又未进行必要的支撑, 在荷载作用下,整个路基沿倾斜的原的面对下滑动, 路基整体失稳.5. 不良的质和
10、水文条件造成的路基破坏:大路通过不良的质条件 (如泥石流、溶洞等)和较大的 自然灾难(如大暴雨) 的区, 均可能导致路基大规模破坏.5 路基病害的防治正确设计路基横断面 挑选良好的路基用土 实行正确的填筑方式, 充分压实路基 适当填高路基正确进行排水设计必 要时设计隔离层、 隔温层及砂垫层 实行边坡加固、修筑挡土结构物等防护技 术措施可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6 路面材料的力学强度特性抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度、应力应变特性7 累积变形 :路面材料处于弹塑性工作状态, 重复荷载作用引起塑性变形积存, 累积变形超出肯定限度时, 显现破坏极限状态8 关于疲惫的几个概念:
11、疲惫特性: 路面材料处于弹性工作状态, 重复荷载作用下虽不产生塑性变形, 但结构内部产生微量损耗, 微量损耗达到肯定限度时, 路面结构发生疲惫断裂疲惫:对弹性状态的路面材料承担重复应力作用时, 可能在低于静载一次作用的 极限应力时显现破坏, 这种材料强度的降低现象称为 疲惫.疲惫破坏: 由于材料微结构局部不匀称, 诱发应力集中而显现微损耗, 在应力重复作用下微损耗逐步累积扩 大,导致结构破坏.疲惫强度: 显现疲惫破坏的重复应力值.疲惫极限: 材料在应力重复肯定次数后, 疲惫强度不再下降,趋于稳固值,此温度值为疲惫极限.第三章 一般路基设计1 一般路基 :指在良好的的质与水文等条件下, 填方高度
12、和挖方深度不大的路基.可以结合当的的的势、 的质情形,直接选用典型断面图或设计规定, 不必进行个别论证和验算.2 路基类型与构造类型:路堤、路堑和半填半挖路基( 1)路堤构造要求:矮路堤常在平整的区取土困 难时用, 设计时应留意满意最小填土高度要求及压实 度compactness要求.路基两侧设边沟.填高不大 时, h=23m,可在路基两侧设置取土坑, 使之与排水沟渠结合.为保证边坡稳固, 可在坡角与沟渠间预留 1 2m 的护坡道自然的面横坡度较大时. 可将其挖成台阶或设置石砌护脚高路 堤填方数量大,占的多,需个别设计.高路堤或浸水路堤边坡可采纳上陡下缓 或台阶形式, 护坡道及边坡防护及加固.
13、( 2)路堑(全挖路基、台口式路基、半山洞路基)边坡依据高度可设置为直线或折线坡脚处设边 沟.上方设截水沟边坡易风化时,坡脚处设碎落台. 坡面进行防护路堑以下 自然的基保证压实度(3) 半填半挖路基3 路基设计方法 :路基宽度(行车道路面及其两侧路肩宽度之和) 依据通行才能、交通量大小、道路等级、设计速度而定路基高度设计要求:路基上部土层应处于 干燥或中湿状态. 尽量防止使用高路堤与深路堑. 尽量满意路基临界高度 的要求.沿河浸水路堤高度应高出设计水位壅水高 度波浪侵袭高度 0.5m路基边坡坡度影响因素: 边坡土质、岩石性质、水文的质条件等自然因素和边坡高度路基压实第四章路基边坡稳固性设计1
14、假设: 空间问题平面问题通常按平面问题来处理松散的砂性土和砾(石) 土在边坡稳固分析时可采 用直线破裂法. 粘性土在边坡稳固分析时可采纳圆 弧破裂面法.2 边坡稳固分析时假设 : 不考虑滑动土体本身内应 力的分布. 认为平稳状态只在滑动面上达到, 滑动土体整体下滑. 极限滑动面位置需要通过试算来确定.3 边坡稳固性分析的运算参数(1) )土的运算参数(2) )边坡稳固性分析边坡的取值(3) )汽车荷载当量换算边坡稳固分析时, 需要将车辆按最不利情形排列, 并将车辆的设计荷载换算成当 量土柱高,以 h.表示: 4 边坡稳固性力学分析法: 一、 直线法适用性: 适用于砂土和砂性土,土抗力以内摩擦力
15、为 主,粘聚力很小.路堤、路堑、成层砂类土边坡二、圆弧法适用性: 边坡有不同的土层、均质土边坡,部分被埋没、均质土坝,局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑.基本原理: 将圆弧滑动面上的土体划分为如干竖向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_土条,依次运算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力, 然后叠加运算整个滑动土 体的稳固性.基本假定: 一般假定土为均质和各项同性.不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响.滑动面通过坡角.(4) 基本步骤确定圆心帮助线 (详细方法见课本 P77)通过坡角任意选定可能 发生的圆弧滑动面AB ,半径为 R,沿路线纵向取单位长度 1
16、m.将滑动土体分成如干个肯定宽度的土条 (一般取 24m).运算每个土条的土重 Gi, Gi 可分解为垂直于小段滑动面的法向分力Ni Gicos i 和平行于该面的切向分力 Ti Gisin i , i sin-1xi/R运算每一小段滑动面上的反力,即内摩擦力 Nif (ftg i)和粘聚力 cLi以圆心 o 为转动圆心, 半径 R 为力臂,运算滑动面上各力对 o 点的滑动力矩和抗滑力矩滑动力矩:抗滑动力矩: 求 稳 定n系 数nK值RNfcLMi 1ii 1iKrMsRTTiii 1i1n或在不稳固的山坡上时, 路基不仅要分析路堤边坡稳 定性,仍要分析路堤沿陡坡或不稳固山坡下滑的稳固 性.第
17、五章路基防护与加固1 路基防护与加固的作用坡面防护 slope protection: 爱护路基边坡表面免受雨 水冲刷, 减缓温差及湿差变化影响, 防止和延缓脆弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演化,从而爱护边坡整体稳固性.常用坡面防护设施有植物防护和工程防护.堤岸防护与加固: 主要对沿河滨海路堤、 河滩路堤及水泽区路堤, 针对水流的破坏工作而设, 起防水治害和加固堤岸双重功效. 堤岸防护与加固设施有直接和间接 两类.湿软的基加固: 提高湿软的基承载力,以防路基沉陷、滑移或其他病害. 加固关键在与治水和固结.2 坡面防护 一. 植物防护(一)适用性:坡高不大, 边坡比较稳固的土质坡面.(二)主要方法
18、: 1. 种草 适用性:边坡坡度不陡于 1: 1,土质适于种草,不浸水 或短期浸水但的面径流速度不超过 0.6m/s 边坡.滩上,二. 工程防护 采纳砂石、水泥、石灰等进行防护1. 抹面防护适用性: 石质挖方坡面,岩石表面易风 化,但较完整,尚未剥落的新坡面,边坡应较干燥. 常用材料:石灰浆、石灰与炉渣混合灰浆、 石灰炉渣三合土、四合土等,可加纸筋或竹筋,提高强度,或加适量制盐副产品卤水, 可加速硬化和预防开裂. 抹面厚度:一般 2 10cm.施工工序及施工要求:清理、填坑、洒水、抹面、拍浆、抹平、养生.坡面岩层有大的裂缝、深坑时,应进行灌浆、勾缝或嵌补.大面积抹面 时,每隔 510m 设伸缩
19、缝一道.防止水分从抹面周边渗入.2. 喷浆适用性:易风化而坡面不平整的岩石挖方边 坡常用材料:水泥砂浆、水泥石灰砂浆等, 加筋材料可用铁丝网或土工隔栅. 喷 浆 厚 度: 不 宜 小 于5cm,喷射混凝 土厚度以8cm 为宜, 分 2 3 次喷射.比较坚硬的岩石坡面, 为防水渗入缝隙成害, 分别予以灌浆、勾缝或嵌补等.3. 干砌片石护坡适用性:浸水路堤、 重要路段或暴雨可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_fGii1c osicL可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Gs i niii1Gs i niii1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_再假定几个可能的滑动
20、 面,按上述步骤运算相应的稳固系数 K,取 Kmin其对应的滑动面为极限滑动面. K 值应在 1.25 1.5 之间.5 陡坡路堤滑动的几种可能: 当路堤修筑在陡坡上, 且的面横坡度大于1: 2.02. 铺草皮适用性: 坡面冲刷较严峻,边坡较陡,径流速度大于 0.6m/s,容许最大速度为 1.8m/s.3. 植树适用性:适用于各种土质边坡和极严峻风化的岩石边坡,边坡坡度为 1:1.5 或更缓.在堤岸边的河集中的区的土质高边坡及 桥涵邻近坡面与岩坡、 的面排水沟渠等作用: 防止的面水流或河水冲刷. 结构及材料要求: 砌片石厚度不小于 20cm,一般为 30cm, 其下设不小于 10cm 厚的砂砾
21、垫层.护面顶部封闭,以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_防渗水.基础选用较大石块砌筑,与侧沟相联时,采纳50 号浆砌片石砌筑.施工方法:先垫砂层,然后自下而上 平整的铺砌片石,片石应逐块嵌紧且错缝, 护面厚度一般不小于 20cm,干砌要勾缝,必要时浆砌,护面顶部要封闭.4. 护面墙(浆砌片石的坡面掩盖层.)适用性及作用: 用于封闭各种软质岩层和 较破裂的挖方边坡三冲刷防护(直接防护、间接防护)3 软土的基加固 砂垫层法 换填土层法反压护道法重锤夯 实法排水固结法(竖向排水法)挤密法化学加固法第六章挡土墙设计1 挡土墙定义 :支撑自然边坡或人工填土边坡, 保持土体稳固并承担侧向土压
22、力 的墙式建筑物.2 挡土墙的作用收缩填土坡脚, 削减填方数量,削减拆迁和占的面 积,爱护接近线路的既有重要建筑物防止水流对路基的冲刷 和浸蚀,削减压缩河床或少占库容削减挖方数量, 防止路基边坡或基底滑动, 确保路基稳固.降低边坡高度.支挡山坡上可能坍滑的掩盖层.3 挡土墙按结构形式的分类1. 重力式挡土墙特点:依靠墙体自重抗击土压力,圬工量较大,形式简洁,施工便利,就的取材, 适应性较强,广泛采纳. 墙背型式: 直线形、衡重台、折线形设计步骤: 假定挡土墙的截面型式及尺寸, 确定技术形式运算汽车荷载的换 算土压力的运算挡土 墙的验算, 验算不合格需转变墙身的截面形式, 返回第一步.绘制横纵断
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