道路路基路面基础.pptx

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1、1.1 1.1 对路基和路面的基本要求对路基和路面的基本要求对路基和路面的基本要求对路基和路面的基本要求一一.对路基的基本要求对路基的基本要求路路基基是是道道路路的的基基本本结结构构物物，一一方方面面要要保保证证汽汽车车行行驶驶的的通通畅畅与与安安全全，另另一一方方面面要要支支持持路路面面承承受受行行车车荷载的作用。荷载的作用。提出两项基本要求：提出两项基本要求：路基结构物的整体必须具有足够的稳定性路基结构物的整体必须具有足够的稳定性 直直接接位位于于路路面面下下的的那那部部分分路路基基（有有时时称称作作土土基基），必必须须具具有有足足够够的的强强度度，抗抗变变形形能能力力（刚刚度度）和和水温

2、稳定性水温稳定性第1页/共65页二二.对路面的基本要求对路面的基本要求路面直接承受行车荷载的作用路面直接承受行车荷载的作用作作用用：能能够够担担负负汽汽车车的的荷荷载载而而不不破破坏坏；其其次次保保证证道道路全天候安全通车，保证车辆有一定的行驶速度。路全天候安全通车，保证车辆有一定的行驶速度。基本要求：基本要求：强度，刚度和稳定性强度，刚度和稳定性平整度平整度 抗滑性抗滑性 少尘少尘 耐久性耐久性 噪声低噪声低第2页/共65页一一.路基：路基：路堤、路堑、半填半挖路堤、路堑、半填半挖路堤、路堑、半填半挖路堤、路堑、半填半挖路路基基主主要要由由土土、石石材材料料在在原原地地面面上上修修筑筑（堆堆

3、填填或或开开挖）而成，结构简单。挖）而成，结构简单。典典型型的的路路基基横横断断面面：路路堤堤、路路堑堑、半半填填半半挖挖。它它们们由由路路基基的的边边坡坡，路路肩肩（人人行行道道），车车行行道道，分分隔隔带带以及支档和排水构造物等组成。以及支档和排水构造物等组成。1.2 1.2 路基和路面结构的组成和层次划分路基和路面结构的组成和层次划分第3页/共65页（一）路堤一）路堤一）路堤一）路堤路基顶面高于原地面的填方路基路基顶面高于原地面的填方路基根据填土高度分为：根据填土高度分为：高路堤高路堤（大于：土质（大于：土质18m18m，石质，石质20m20m）矮路堤矮路堤（1.01.5m1.01.5m

4、）一般路堤一般路堤（1.518m1.518m）断面有路基顶宽、边坡坡度、护坡道、取土坑或边沟，断面有路基顶宽、边坡坡度、护坡道、取土坑或边沟，支档结构、坡面防护等。支档结构、坡面防护等。第4页/共65页低低矮矮路路堤堤的的边边坡坡采采用用单单坡坡形形式式，高高路路堤堤和和沿沿河河浸浸水水路路堤堤的的边边坡坡采采用用上上陡陡下下缓缓的的折折线线形形式式，或或者者台台阶阶形形式式，在在边边坡坡中中部部设设置置宽宽1m1m以以上上的的平平台台（护护坡坡道道）。低低矮矮路路堤堤的的两两侧侧设设置置边边沟沟，以以拦拦截截和和排排除除流流向向路路堤堤的的地地表表径径流流。路路堤堤由由两两侧侧取取土土坑坑填

5、填筑筑而而路路基基边边缘缘与与取取土土坑坑底底高高差差大大于于2m2m时时，在在路路堤堤坡坡脚脚设设置置宽宽1m1m以以上上的的护护坡坡道道。高高路路堤堤或或浸浸水水路路堤堤的的边边坡坡，采采取取适适当当的的坡坡面面防防护护和和加加固固措措施施，为为收收缩缩高高路路堤堤的的坡坡脚以减少填方数量或少占用土地，可设置支档结构物。脚以减少填方数量或少占用土地，可设置支档结构物。第5页/共65页（二）路堑：全部由地面开挖出的路基（二）路堑：全部由地面开挖出的路基（二）路堑：全部由地面开挖出的路基（二）路堑：全部由地面开挖出的路基分全路堑、半路堑（台口式）、半山洞分全路堑、半路堑（台口式）、半山洞挖挖方

6、方边边坡坡可可视视高高度度和和岩岩土土层层情情况况设设置置成成直直线线或或折折线线。挖挖方方边边坡坡的的坡坡脚脚处处设设置置边边沟沟以以汇汇集集和和排排除除路路基基范范围围内内的的地地表表径径流流。路路堑堑的的上上方方应应设设置置成成截截水水沟沟以以拦拦截截和和排排除除流流向向路路基基的的地地表表径径流流。挖挖方方弃弃土土可可堆堆在在路路堑堑下下方方。边边坡坡坡坡面面易易风风化化或或有有碎碎落落物物时时，在在坡坡脚脚处处设设置置0.51.0m0.51.0m的的碎碎落落平台，坡面可采用防护措施。平台，坡面可采用防护措施。第6页/共65页（二）路堑：全部由地面开挖出的路基（二）路堑：全部由地面开挖

7、出的路基（二）路堑：全部由地面开挖出的路基（二）路堑：全部由地面开挖出的路基分全路堑、半路堑（台口式）、半山洞分全路堑、半路堑（台口式）、半山洞第7页/共65页（三）半填半挖（三）半填半挖（三）半填半挖（三）半填半挖横断面上部分为挖方，下部分为填方的路基。横断面上部分为挖方，下部分为填方的路基。通常出现在地面横坡较陡处。通常出现在地面横坡较陡处。第8页/共65页二二二二.路面结构：面层、基层、垫层路面结构：面层、基层、垫层路面结构：面层、基层、垫层路面结构：面层、基层、垫层（一）面层（一）面层直接承受自然影响和行车作用的层次。也可分面层直接承受自然影响和行车作用的层次。也可分面层上、下层上、下

8、层或面层或面层上、中、下层上、中、下层。承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力作用，承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力作用，受到降水的侵蚀和温度变化的影响，应具有较高的受到降水的侵蚀和温度变化的影响，应具有较高的结构强度、抗变形能力，耐磨、透水性好，表面良结构强度、抗变形能力，耐磨、透水性好，表面良好的平整度和粗糙度以抗滑。好的平整度和粗糙度以抗滑。第9页/共65页组成面层的面料：组成面层的面料：（1 1）水水泥泥混混凝凝土土：具具有有较较高高的的强强度度和和刚刚度度，能能承受较繁重的车辆荷载作用。承受较繁重的车辆荷载作用。（2 2）沥沥青青混混合合料料：以以碎碎石石为为集集料料，沥沥

9、青青作作结结合合料料，分分上上下下两两层层铺铺筑筑，上上层层采采用用较较细细的的集集料料，沥沥青青量量较较多多，混混合合料料密密实实而而透透水水性性小小，下下层层则则采采用用较较粗粗集集料料，空空隙隙含含量量较较多多，沥沥青青贯贯入入碎碎石石，用用作作面面层层时时，应加封层，这种面层属次高级路面。应加封层，这种面层属次高级路面。第10页/共65页（3 3）碎碎（砾砾）石石混混合合料料：以以土土作作为为结结合合料料的的各各种种碎碎石石或或（砾砾石石）混混合合料料，如如泥泥结结碎碎石石和和级级配配砾砾石石等等，其其顶顶面面宜宜设设置置成成为为沙沙土土磨磨耗耗层层和和松松散散保保护护层层，这这类类面

10、面层层只只能能承承受受中中等等和和轻轻交交通通，属属于于中中级级和低级路面。和低级路面。（4 4）水水泥泥混混凝凝土土嵌嵌锁锁式式块块料料：整整齐齐或或半半整整齐齐块块石，这类面层能承受较重的荷载，但平整度较差。石，这类面层能承受较重的荷载，但平整度较差。第11页/共65页（二）基层（二）基层（二）基层（二）基层位位于于面面层层之之下下，路路面面结结构构中中的的承承重重部部分分，承承受受由由面面层层传传来来的的车车轮轮荷荷载载垂垂直直压压力力，并并把把它它向向下下面面层层次次扩扩散散分分布布的的层层次次。应应具具有有足足够够的的抗抗压压强强度度和和扩扩散散应应力力的的能能力力，应应有有平平整整

11、的的路路面面，保保证证面面层层的的厚厚度度均均匀匀，与与面面层层结结合合良良好好，以以提提高高路路面面结结构构整整体体强强度度，避避免免面面层层沿沿基基层层滑滑移推挤，以及具有足够的水稳性。移推挤，以及具有足够的水稳性。第12页/共65页修筑基层用的材料有：修筑基层用的材料有：各各种种结结合合料料（如如石石灰灰，水水泥泥或或沥沥青青等等）稳稳定定性性碎碎（砾）石混合料（砾）石混合料。各各种种工工业业废废渣渣混混合合物物：如如化化铁铁炉炉溶溶渣渣（水水淬淬渣渣），煤煤渣渣或或粉粉煤煤灰灰等等石石灰灰（石石灰灰类类渣渣）组组成成的的混混合合料料（二渣）或外掺碎石或土的混合料（三渣或二灰土）（二渣）

12、或外掺碎石或土的混合料（三渣或二灰土）第13页/共65页 各种碎砾石混合料或天然砾石各种碎砾石混合料或天然砾石。片石、块石或圆石片石、块石或圆石。第14页/共65页（三）垫层：介于基层和土基之间的层次（三）垫层：介于基层和土基之间的层次（三）垫层：介于基层和土基之间的层次（三）垫层：介于基层和土基之间的层次 作作用用：改改善善土土基基的的温温度度和和湿湿度度状状况况，保保证证面面层层和和基基层层的的强强度度稳稳定定性性和和抗抗冻冻胀胀能能力力。扩扩散散由由基基层层传传来来的的荷荷载载应应力力，减减少少土土基基所所产产生生的的变变形形，季季节节性冰冻地区和土基水温状况不良时设置。性冰冻地区和土基

13、水温状况不良时设置。第15页/共65页 材料：材料：强度要求不一定高，其水稳性要好。强度要求不一定高，其水稳性要好。松散颗粒材料（透水性垫层）：如砂、砾石、炉渣、片石、锥形块石松散颗粒材料（透水性垫层）：如砂、砾石、炉渣、片石、锥形块石等。等。整体性材料（稳定类垫层）：水泥、石灰稳定土。整体性材料（稳定类垫层）：水泥、石灰稳定土。第16页/共65页（四）土基：路基顶部的土层，路面的基础（四）土基：路基顶部的土层，路面的基础（四）土基：路基顶部的土层，路面的基础（四）土基：路基顶部的土层，路面的基础承承受受由由路路面面传传递递下下来来的的车车轮轮荷荷载载及及路路面面的的自自重重，原原状土的路堑（

14、挖方）或拢动土填筑的路堤（填方）。状土的路堑（挖方）或拢动土填筑的路堤（填方）。路路堤堤材材料料应应水水稳稳性性好好，压压缩缩性性小小，便便于于施施工工压压实实。可可用用运运距距较较短短的的土土、石石材材料料，或或将将路路基基顶顶面面下下一一定定深度内的土层压实至规定的要求。深度内的土层压实至规定的要求。第17页/共65页（五五五五）磨磨磨磨耗耗耗耗层层层层：耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性差差差差的的的的砂砂砂砂石石石石路路路路面面面面设设设设置置置置砂砂砂砂砾砾砾砾石石石石，石石石石 屑屑屑屑 等等等等 坚坚坚坚 硬硬硬硬 的的的的 细细细细 粒粒粒粒 料料料料 与与与与 粘粘粘粘 土土土土 拌拌

15、拌拌 和和和和 后后后后 铺铺铺铺 成成成成（2-2-2-2-3cm3cm3cm3cm）作用：作用：改善行车条件，延长使用寿命改善行车条件，延长使用寿命改善行车条件，延长使用寿命改善行车条件，延长使用寿命 （六六六六）保保保保 护护护护 层层层层：粗粗粗粗 砂砂砂砂 或或或或 砂砂砂砂 土土土土 混混混混 合合合合 料料料料 铺铺铺铺 成成成成（1cm1cm1cm1cm）第18页/共65页（七）防滑磨耗层：（七）防滑磨耗层：沥青路面铺设沥青砂，沥青石屑（沥青路面铺设沥青砂，沥青石屑（2-3cm2-3cm）（八）联结层：（八）联结层：高等级路面，在基层或面层之间铺设沥青混合料高等级路面，在基层或

16、面层之间铺设沥青混合料作作用用：防防止止面面层层沿沿基基层层表表面面滑滑移移，或或防防止止基基层层裂裂缝缝直直接接影影响响面面层层开开裂裂等等结结构性能的要求。构性能的要求。第19页/共65页磨耗层、保护层、联结层为附属层次，养护措施。磨耗层、保护层、联结层为附属层次，养护措施。磨耗层、保护层、联结层为附属层次，养护措施。磨耗层、保护层、联结层为附属层次，养护措施。下下下下面面面面层层层层次次次次比比比比上上上上一一一一层层层层次次次次每每每每侧侧侧侧至至至至少少少少宽宽宽宽出出出出0.25cm0.25cm0.25cm0.25cm，路路路路面面面面外外外外侧侧侧侧至至至至路路路路基基基基边边边

17、边缘缘缘缘之之之之间间间间应应应应用用用用土土土土培培培培填填填填形形形形成成成成路路路路肩肩肩肩，从从从从横横横横向向向向支支支支承承承承路路路路面面面面，供供供供临临临临时时时时停停停停车车车车、堆堆堆堆放放放放养养养养路路路路材材材材料料料料、行行行行人人人人行行行行走走走走。在在在在路路路路肩肩肩肩靠靠靠靠近近近近车车车车行行行行道道道道的的的的某某某某一一一一宽宽宽宽度度度度范范范范围围围围内内内内，加加加加铺铺铺铺一一一一定定定定强强强强度度度度的的的的路路路路面面面面结结结结构构构构层层层层形形形形成成成成硬硬硬硬路路路路肩肩肩肩，以以以以承承承承受受受受偶偶偶偶然然然然的的的的

18、车车车车轮轮轮轮荷荷荷荷载。载。载。载。第20页/共65页第21页/共65页一一一一.路面分类路面分类路面分类路面分类根根据据前前面面所所述述，路路面面是是用用各各种种材材料料按按不不同同配配置置方方法法和和施施工工方方法法修修筑筑而而成成，根根据据不不同同的的使使用用目目的可作不同的分类。的可作不同的分类。1.3 1.3 路面分类与分级路面分类与分级第22页/共65页（一）按材料和施工方法分类（五大类）（一）按材料和施工方法分类（五大类）（一）按材料和施工方法分类（五大类）（一）按材料和施工方法分类（五大类）碎碎（砾砾）石石类类：用用碎碎（砾砾石石）按按嵌嵌挤挤原原理理或或最最佳佳级级配配原

19、原理理配配料料铺铺压压而而成成的的路路面面，一一般般用用作作面面层层、基层。基层。结结合合料料稳稳定定类类：掺掺加加各各种种结结合合料料，使使各各种种土土、碎碎（砾砾）石石混混合合料料或或工工业业废废渣渣的的工工程程性性质质改改善善，成成为为具具有有较较高高强强度度和和稳稳定定性性的的材材料料，经经铺铺压压而而成成的路面，用作基层、垫层。的路面，用作基层、垫层。第23页/共65页 沥沥青青类类：在在矿矿质质材材料料中中，以以各各种种方方式式掺掺入入沥沥青青材料修筑而成的路面，可作面层、基层。材料修筑而成的路面，可作面层、基层。水水泥泥混混凝凝土土类类：以以水水泥泥与与水水合合成成水水泥泥浆浆为

20、为结结合合料料，碎碎（砾砾）石石为为骨骨料料，砂砂为为填填充充料料，经经拌拌和和，摊摊铺，震捣和养生而成的路面，可作面层、基层。铺，震捣和养生而成的路面，可作面层、基层。块块料料类类：用用整整齐齐、半半整整齐齐块块石石或或预预制制水水泥泥混混凝凝土土块块铺铺砌砌，并并用用砂砂嵌嵌缝缝后后碾碾压压而而成成的的路路面面，用用作作面面层。层。第24页/共65页（二）按路面力学特性分类（二）按路面力学特性分类（二）按路面力学特性分类（二）按路面力学特性分类 柔柔性性路路面面：主主要要包包括括用用各各种种基基层层（水水泥泥混混凝凝土土除除外外）和和各各类类沥沥青青面面层层，碎碎（砾砾）石石面面层层、块块

21、料料面面层层所组成的路面结构。所组成的路面结构。在在荷荷载载作作用用下下所所产产生生弯弯沉沉变变形形较较大大，路路面面结结构构本本身身抗抗弯弯拉拉强强度度较较低低，车车轮轮荷荷载载通通过过各各种种结结构构层层向向下下传传递递到到土土基基，使使土土基基受受到到较较大大的的单单位位压压力力。土土基基的的强强度，刚度和稳定性对路面结构整体强度有较大影响。度，刚度和稳定性对路面结构整体强度有较大影响。第25页/共65页 刚性路面：刚性路面：水泥混凝土作面层或基层的路面结构水泥混凝土作面层或基层的路面结构水水泥泥混混凝凝土土的的强强度度，特特别别是是抗抗弯弯拉拉（抗抗折折）强强度度，比比其其他他各各种种

22、路路面面材材料料高高得得多多。弹弹性性模模量量也也较较其其他他各各种路面材料大得多，呈现较大的刚性。种路面材料大得多，呈现较大的刚性。注注：用用水水泥泥、石石灰灰等等无无机机结结合合料料处处治治的的碎碎（砾砾）石石及及含含有有水水硬硬性性结结合合料料的的工工业业废废渣渣修修筑筑的的基基层层，在在前前期期具具有有柔柔性性路路面面的的力力学学性性质质，后后期期：刚刚性性结结构构层层，板板体体性性增增强强，最最终终抗抗弯弯拉拉强强度度和和弹弹性性模模量量较较刚刚性性结构层低称为结构层低称为半刚性路面半刚性路面。第26页/共65页二二二二.路面等级的划分路面等级的划分路面等级的划分路面等级的划分（一一

23、）高高级级路路面面：包包括括由由水水泥泥混混凝凝土土、沥沥青青混混凝凝土土碎碎石石混混合合料料、整整齐齐块块石石、条条石石，预预制制水水泥泥混混凝凝土土联联锁块等面层所组成的路面。锁块等面层所组成的路面。特特点点：结结构构强强度度高高，使使用用寿寿命命长长，适适应应较较大大的的交交通通量、平整无尘，能保证高速行车。量、平整无尘，能保证高速行车。适适用用：高高速速公公路路，一一、二二级级公公路路及及城城市市快快速速路路，主主干路和次干路。干路和次干路。第27页/共65页（二二）次次高高级级路路面面：沥沥青青贯贯入入式式，热热拌拌沥沥青青碎碎石石混混合合料料、乳乳化化沥沥青青碎碎（砾砾）石石混混合

24、合料料、沥沥青青碎碎（砾砾）石表面处治和半整齐块石等面层所组成的路面。石表面处治和半整齐块石等面层所组成的路面。特特点点：强强度度稍稍差差，使使用用寿寿命命略略短短，适适应应交交通通量量小小些些，行车速度较低。行车速度较低。适适用用：二二、三三级级公公路路及及城城市市次次干干路路，支支路路和和街街坊坊道道路。路。第28页/共65页（三三）中中级级路路面面：水水结结、泥泥结结和和级级配配碎碎（砾砾）石石，礓礓石石（一一种种不不透透水水的的矿矿石石，块块状状或或颗颗粒粒状状）、碎碎砖砖和不整齐块石等面层组成的路面。和不整齐块石等面层组成的路面。特特点点：强强度度低低，使使用用期期限限短短，平平整整

25、度度差差，易易扬扬尘尘，仅仅适适应应较较小小的的交交通通量量，行行车车速速度度低低，需需要要经经常常维维修修或或补补充充材材料料，造造价价低低，养养护护工工作作量量大大，运运输输成成本本较较高。高。适用：适用：三、四级公路。三、四级公路。第29页/共65页（四四）低低级级路路面面：各各种种粒粒料料或或当当地地材材料料改改善善的的土土所筑成的路面：炉渣土，砾石土，砂砾土等。所筑成的路面：炉渣土，砾石土，砂砾土等。特特点点：强强度度低低，水水稳稳性性和和平平整整度度都都差差，易易扬扬尘尘，低低速速行行车车，适适应应交交通通量量小小，雨雨季季不不能能通通车车，造造价价低，要求经常养护修理，运输成本很

26、高。低，要求经常养护修理，运输成本很高。适用：适用：四级公路。四级公路。第30页/共65页一一一一.道路自然区划的缘由道路自然区划的缘由道路自然区划的缘由道路自然区划的缘由各各种种气气候候、地地形形、地地貌貌、水水文文、地地质质条条件件等等差差别别很很大大，对对道道路路构构筑筑物物产产生生的的影影响响和和可可能能造造成成的的危危害也是各不相同的。害也是各不相同的。例例如如：季季节节性性冰冰冻冻的的地地区区的的道道路路病病害害主主要要是是冻冻胀胀与翻浆。与翻浆。1.4 1.4 道路的自然区划道路的自然区划第31页/共65页二二二二.公路自然区划公路自然区划公路自然区划公路自然区划按按地地理理地地

27、貌貌及及气气候候的的差差异异性性，道道路路工工程程特特征征的的相相似似性性，地地表表气气候候区区域域分分异异性性及及自自然然气气候候要要素素的的基基本原则进行公路自然区划，分为三个等级。本原则进行公路自然区划，分为三个等级。第32页/共65页一级区划：全国范围，地理气候条件一级区划：全国范围，地理气候条件一级区划：全国范围，地理气候条件一级区划：全国范围，地理气候条件北部多年冻土区北部多年冻土区东部湿润季冻区东部湿润季冻区黄土高原干湿过渡区黄土高原干湿过渡区东南湿热区东南湿热区西南潮暖区西南潮暖区西北干旱区西北干旱区青藏高寒区青藏高寒区第33页/共65页第34页/共65页二级区划：二级区划：二

28、级区划：二级区划：在在一一级级区区划划内内，根根据据地地貌貌类类型型，水水湿湿状状态态及及道道路路自自然然病病害害等等因因素素，划划分分为为3333个个二二级级区区和和1919个个副副区。区。三级区划：三级区划：三级区划：三级区划：在在二二级级区区划划内内进进一一步步区区划划而而得得，结结合合当当地地具具体体条条件划分。件划分。第35页/共65页一一一一.土的生成土的生成土的生成土的生成地地球球表表面面30308080厚厚的的范范围围是是地地壳壳，地地壳壳中中原原来来整整体体坚坚硬硬的的岩岩石石经经过过风风化化、剥剥蚀蚀、搬搬运运、沉沉积积，形成固体矿物、水和气体的集合体称为土。形成固体矿物、

29、水和气体的集合体称为土。不同的风化作用，形成不同性质的土不同的风化作用，形成不同性质的土风化作用有三种：风化作用有三种：物理风化物理风化、化学风化化学风化、生物风化生物风化1.5 1.5 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类第36页/共65页1.1.1.1.物理风化物理风化物理风化物理风化岩岩石石受受风风、霜霜、雨雨、雪雪的的侵侵蚀蚀，温温度度、湿湿度度变变化化，不不均均匀匀膨膨胀胀与与收收缩缩，使使岩岩石石产产生生裂裂缝缝，崩崩解解为为碎碎块块，这这种种风风化化作作用用，只只改改变变颗颗粒粒大大小小与与形形状状，不不改改变变矿矿物物成成分分，称称为为物物理理风风化化。由由物物理理风风

30、化化生生成成的的为为粗粗颗颗粒粒土土，如如碎碎石石、卵卵石石、砾砾石石、砂砂土土等等，呈松散状态，总称无粘性土。呈松散状态，总称无粘性土。第37页/共65页2.2.2.2.化学风化化学风化化学风化化学风化岩岩石石碎碎屑屑与与水水、氧氧气气和和二二氧氧化化碳碳等等物物质质接接触触，使使岩岩石石碎碎屑屑发发生生化化学学变变化化，改改变变了了原原来来组组成成矿矿物物的的成成分分，产产生生一一种种新新的的成成分分次次生生矿矿物物。土土的的颗颗粒粒变变得得很很细，具粘结力，如粘性土、粉质粘土。细，具粘结力，如粘性土、粉质粘土。第38页/共65页3.3.3.3.生物风化生物风化生物风化生物风化由由动动植植

31、物物和和人人类类活活动动对对岩岩体体的的破破坏坏，称称为为生生物物风风化化，矿矿石石成成分分没没有有变变化化。例例如如开开山山打打隧隧道道等等活活动动形成的土。形成的土。第39页/共65页二二二二.土的结构和构造土的结构和构造土的结构和构造土的结构和构造（一）土的结构（一）土的结构土颗粒之间的相互排列和联结形式称为土的结构土颗粒之间的相互排列和联结形式称为土的结构1.1.单粒结构单粒结构粗粗颗颗粒粒土土，如如卵卵石石、砂砂等等，在在沉沉积积的的过过程程中中，每每个颗粒在自重作用下，单独下沉，达到稳定状态。个颗粒在自重作用下，单独下沉，达到稳定状态。第40页/共65页2.2.蜂窝结构蜂窝结构当当

32、土土的的颗颗粒粒较较细细（粒粒径径在在0.020.002mm0.020.002mm范范围围），在在水水中中单单个个下下沉沉，碰碰到到已已沉沉积积的的土土粒粒，由由于于土土粒粒之之间间的的分分子子引引力力大大于于颗颗粒粒自自重重，则则下下沉沉被被吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窝状结构。吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窝状结构。第41页/共65页3.3.絮状结构（二级蜂窝结构）絮状结构（二级蜂窝结构）粒粒径径小小于于0.005mm0.005mm的的粘粘土土颗颗粒粒，在在水水中中悬悬浮浮并并在在水水中中运运动动时时，形形成成小小链链环环状状的的土土集集粒粒下下沉沉，这这种种小小链链碰碰到到另另一一小小

33、链链环环被被吸吸引引，形形成成链链环环的的絮状结构。絮状结构。第42页/共65页上上述述三三种种结结构构中中，以以密密实实的的单单粒粒结结构构土土的的工工程程性性质质最最好好，蜂蜂窝窝的的结结构构其其次次，絮絮状状结结构构最最差差。后后两两种种土土，如如因因扰扰动动破破坏坏天天然然结结构构，则则强强度度低低，压压缩缩性性大大，不不可用作天然地基。可用作天然地基。第43页/共65页 （二）土的构造（二）土的构造同同一一土土层层中中，土土颗颗粒粒之之间间相相互互关关系系的的特特征征称称为为土土的构造。的构造。1.1.层状构造：层状构造：土层由不同的颜色，不同的粒径土层由不同的颜色，不同的粒径的土组

34、成层理，平原区的层理常为水平方向。的土组成层理，平原区的层理常为水平方向。2.2.分散构造：分散构造：土层中土粒分布均匀，性质相近，土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂、卵石层为分散构造。如砂、卵石层为分散构造。第44页/共65页3.3.结结核核状状构构造造：在在细细粒粒土土中中掺掺有有粗粗颗颗粒粒或或各各种种结结核，含有砂石的冰绩粘土等。核，含有砂石的冰绩粘土等。4.4.裂裂隙隙状状构构造造：土土体体中中有有很很多多不不连连续续的的小小裂裂隙隙，硬硬塑塑与与坚坚硬硬状状态态的的粘粘土土，裂裂隙隙强强度度低低，渗渗透透性性高高，工程性质差。工程性质差。第45页/共65页三三.土的特性土的特性压压

35、缩缩性性：反反映映压压缩缩性性大大小小的的指指标标弹弹性性模模量量（土土称称变变形模量），随材料的不同而差别很大。形模量），随材料的不同而差别很大。钢筋：钢筋：E E1 1=21=21万万MpaMpa 200#200#混泥土混泥土 E E2 2=2.6=2.6万万MpaMpa 卵石：卵石：E E3 3=4050Mpa =4050Mpa 饱和细砂：饱和细砂：E E4 4=816Mpa=816Mpa第46页/共65页 强强度度：土土的的强强度度指指抗抗剪剪强强度度，无无粘粘性性土土的的强强度主要为土粒表面粗糙不平的摩擦力。度主要为土粒表面粗糙不平的摩擦力。透透水水性性：由由于于土土体体中中固固体体

36、矿矿物物颗颗粒粒之之间间具具有有无无数数的的孔孔隙隙，孔孔隙隙是是透透水水的的，因因此此土土的的透透水水性性很很大。大。第47页/共65页四四.粘性土的物理特性粘性土的物理特性其其含含水水量量小小时时，土土呈呈半半固固态态，坚坚硬硬；当当含含水水量量增增加，土粒间距加大，土呈现可塑状态。加，土粒间距加大，土呈现可塑状态。如如含含水水量量再再增增加加，出出现现较较多多的的自自由由水水时时，粘粘性性土土变成液体状态变成液体状态第48页/共65页固态或半固态固态或半固态土的含水量土的含水量WW（%）0 0塑限塑限WWP P塑态塑态液限液限WWL L流态流态I IP P=W=WL LWWP P塑性指数

37、塑性指数=液限塑限液限塑限粘性土可塑状态时，含水量变化的最大范围粘性土可塑状态时，含水量变化的最大范围第49页/共65页五五.地基土的工程分类地基土的工程分类美国：美国：统一土壤分类法统一土壤分类法统统一一土土壤壤分分类类法法首首先先将将土土分分为为粗粗粒粒径径土土、细细粒粒径径土土和和高高有有机机土土三三大大部部分分。粗粗粒粒径径和和细细粒粒径径的的区区分分是是根根据据200200号号(0.074mm)(0.074mm)筛筛的的筛筛余余量量来来确确定定。粗粗粒粒径径土土进进一一步步根根据据4 4号号(4.76mm)(4.76mm)筛筛的的筛筛余余量量区区分分为为砾砾石石和和砂砂。砾砾石石和和

38、砂砂又又根根据据是是否否含含有有细细粒粒材材料料进进行行分分类类。细细粒粒径径土土根根据据液液限限大大小小分分为为两两组组。高高有有机机土土一一般般不不适适用用于于公公路工程。路工程。第50页/共65页统一土壤分类法最终将土壤分为统一土壤分类法最终将土壤分为1515类。类。G-G-砾石；砾石；S-S-砂；砂；M-M-粉粉土；土；C-C-粘土；粘土；W-W-级配良好；级配良好；P-P-级配不良；级配不良；U-U-级配均匀；级配均匀；0-0-有机质；有机质；L-L-低液限；低液限；H-H-高液限；高液限；P P t t-泥炭。泥炭。第51页/共65页统一土壤分类表统一土壤分类表第52页/共65页1

39、 1GW-GW-级配良好的砾石，砾石一砂混合物，很少级配良好的砾石，砾石一砂混合物，很少或没有细料。或没有细料。2 2GP-GP-级配不好的砾石，砾石一砂混合物，很少或级配不好的砾石，砾石一砂混合物，很少或没有细料。没有细料。3 3GM-GM-粉土质砾石，砾石一砂一粉土混合物。粉土质砾石，砾石一砂一粉土混合物。4 4GC-GC-粘土质砾石，砾石一砂一粘土混合物。粘土质砾石，砾石一砂一粘土混合物。5 5SW-SW-级配良好的砂和含砾砂，很少或没有细料。级配良好的砂和含砾砂，很少或没有细料。6 6SP-SP-级配不好的砂和含砾砂，很少或没有细料。级配不好的砂和含砾砂，很少或没有细料。7 7SM-S

40、M-粉土质砂，砂一粉土混合物。粉土质砂，砂一粉土混合物。8 8SC-SC-粘土质砂，砂一粘土混合物。粘土质砂，砂一粘土混合物。第53页/共65页9 9ML-ML-无机粉土，极细砂、石粉、粉土质或粘无机粉土，极细砂、石粉、粉土质或粘土质细砂。土质细砂。1010CL-CL-低至中塑性的无机粉土，含砂粘土、贫低至中塑性的无机粉土，含砂粘土、贫粘土。粘土。1111OL-OL-低塑性有机粉土和有机粉质粘土。低塑性有机粉土和有机粉质粘土。1212MH-MH-无机粉土，含云母或硅藻的细砂或粉土、无机粉土，含云母或硅藻的细砂或粉土、塑性粉土。塑性粉土。1313CH-CH-无机粘土或高塑性重粘土。无机粘土或高塑

41、性重粘土。1414OH-OH-中至高塑性的有机粘土。中至高塑性的有机粘土。1515P Pt t-泥炭、泥污或其它高有机土。泥炭、泥污或其它高有机土。第54页/共65页我国我国19881988年修订年修订工业与民用建筑地基基础工业与民用建筑地基基础设计规范设计规范把作为建筑地基的岩土分为六大把作为建筑地基的岩土分为六大类。类。第55页/共65页（1 1）岩石：）岩石：颗粒间牢固联结，呈整体或具有竭力裂隙的岩体。颗粒间牢固联结，呈整体或具有竭力裂隙的岩体。按坚固性分为：按坚固性分为：硬质岩石硬质岩石 软质岩石软质岩石 按风化的程度分为：按风化的程度分为：微风化微风化 中等风化中等风化 强风化强风化

42、 微微风风化化的的硬硬质质岩岩石石为为最最优优良良的的地地基基，摩摩天天大大楼楼大大多多建建造在这类岩基上。造在这类岩基上。第56页/共65页（2 2）碎石土：）碎石土：粒径粒径d2mmd2mm的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的50%50%的土。的土。定定名名：粒粒径径由由大大到到小小分分漂漂石石、块块石石、卵卵石石、碎碎石石、圆砾，角砾六种。圆砾，角砾六种。强度大，压缩性小，渗透性大，为良好的地基。强度大，压缩性小，渗透性大，为良好的地基。第57页/共65页（3 3）砂土：）砂土：粒粒 径径 d2mmd2mm的的 颗颗 粒粒 含含 量量 不不 超超 过过 全全 重重 的的 50%50%

43、的的 土土，且且d0.075mmd0.075mm的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的50%50%的土。的土。定定名名：粒粒径径由由大大到到小小分分为为砾砾砂砂，粗粗砂砂，中中砂砂，细细砂砂，粉砂五种。粉砂五种。常常见见的的砾砾砂砂，粗粗砂砂，中中砂砂为为良良好好地地基基，饱饱和和疏疏松松状状态粉细砂为不良地基。态粉细砂为不良地基。第58页/共65页（4 4）粉土：）粉土：粒粒径径d0.075mmd0.075mm的的颗颗粒粒含含量量不不超超过过全全重重的的50%50%的的土，且塑性指数土，且塑性指数I IP P1010。根根 据据 d d 0.005mm0.005mm的的 颗颗 粒粒 是是

44、否否 超超 过过 全全 重重 的的10%10%，分粘质粉土和砂质粉土。，分粘质粉土和砂质粉土。密密实实粉粉土土性性质质好好，饱饱和和稍稍密密的的粉粉土土地地震震时时易易产产生液化，为不良地基。生液化，为不良地基。第59页/共65页（5 5）粘性土：）粘性土：塑性指数塑性指数I IP P1010的土。的土。I IP P1717为为粘粘土土 1010I IP P17 17 粉粉质质粘粘土土（亚亚粘粘土）土）粘粘性性土土随随其其含含水水量量的的大大小小处处于于不不同同的的状状态态，密密实实硬硬塑塑状状态态粘粘性性土土为为良良好好地地基基，疏疏松松流流塑塑状状态态的的粘性土为软弱地基。粘性土为软弱地基

45、。第60页/共65页（6 6）人工填土：）人工填土：由人类活动堆填形成的各类土。由人类活动堆填形成的各类土。按组成物质分：按组成物质分：素素填填土土：由由碎碎石石、砂砂土土、粉粉土土、粘粘性性土土等等组组成成的的填填土土，经经分分层层压压实实者者统统称称为为压压实实填填土土，不不含含杂物。杂物。杂杂填填土土：含含有有建建筑筑垃垃圾圾、工工业业废废料料、生生活活垃垃圾圾等杂物的填土。等杂物的填土。冲填土：冲填土：由水力冲填泥沙形成的沉积土。由水力冲填泥沙形成的沉积土。第61页/共65页 按堆积年代分：按堆积年代分：老填土：老填土：粘性土填筑年代超过粘性土填筑年代超过1010年，粉土超过年，粉土超

46、过5 5年。年。新填土：新填土：粘性土填筑年代小于粘性土填筑年代小于1010年，粉土小于年，粉土小于5 5年。年。人人工工填填土土因因堆堆积积年年代代很很新新，通通常常工工程程性性质质不不良良，压压实实填填土土相相对对稍稍好好，杂杂填填土土因因成成分分杂杂，分分布布很很不不均均匀匀，工程性质最差。工程性质最差。第62页/共65页（7 7）特殊性质土：）特殊性质土：淤淤泥泥：在在静静水水或或缓缓慢慢的的流流水水环环境境中中沉沉积积经经过过生生物物化学作用形成。化学作用形成。天然含水量天然含水量WWWWL L，天然孔隙比，天然孔隙比e1.5e1.5为为淤泥淤泥WWWWL L，天然孔隙比，天然孔隙比1.0e1.5 1.0e50%50%，上上硬硬下下软软，具具有有明明显显的的收收缩缩性性，裂裂隙发育，称为隙发育，称为红粘土。红粘土。50%50%WWL L45%45%，称为，称为次生红粘土次生红粘土。第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页