?路基路面工程?

SubgradeandPavementEngineering

第1頁，共95頁。主要內容(MainContents)本課程的設置及其重要性第一章概論(Introduction)第一節(jié)道路工程開展概況(History)第二節(jié)路基路面工程的特點(Characteristics)第三節(jié)路基路面穩(wěn)定的影響因素(Factors)第四節(jié)路基土的分類(Category)第五節(jié)公路自然區(qū)劃(NatureCategory)第六節(jié)路基的水溫狀況與干濕類型(Moisture)第七節(jié)土基的受力特征及要求(Mechanical)第八節(jié)路基的變形、破壞及防治(Deformation)第2頁，共95頁。

本課程的設置及其重要性1、本課程在教學體系中的位置公共課程—數(shù)學、英語、人文等根底課程—工程力學、結構力學、彈性力學等專業(yè)根底課程—道路建筑材料、測量學、土力學與土質學、工程地質學；專業(yè)課程—道路勘測設計、路基路面工程、橋梁工程等專業(yè)提高課程—眾多項選擇修課程第3頁，共95頁。

本課程的設置及其重要性2、本課程在工作實踐中的重要性實踐環(huán)節(jié)—室內試驗確定路面結構設計的主要參數(shù)等；—野外試驗確定交通參數(shù)、路面結構參數(shù)等；—結構綜合設計進行路面結構設計、施工組織設計第4頁，共95頁。

本課程的設置及其重要性3、本課程的內容路基路面工程路基工程路面工程機場道基公路路基機場道面公路路面第5頁，共95頁。

課程的具體內容一般路基設計(Design)路基穩(wěn)定性分析計算(StabilityAnalysis)路基防護與加固

(ProtectionandConsolidation)擋土墻設計(RetainingWall)路基路面排水設計(Drainage)路基工程局部概論第6頁，共95頁。路面結構組成、行車荷載、

環(huán)境因素及材料的力學性質(Structure,Vehicleload,Environment,Materials,Factors)塊料路面、碎礫石路面、

無機結合料穩(wěn)定材料路面(Interlocking,Macadam,Stabilized)瀝青路面

(AsphaltPavement)瀝青路面設計(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面(RigidPavement)(CementConcretePavement)水泥混凝土路面設計路面工程局部

課程的具體內容第7頁，共95頁。第一章總論第8頁，共95頁。第一節(jié)道路工程開展概況第9頁，共95頁。道路的開展可粗分為四個階段：

第一階段：供行人和牛馬及其它獸類行走、馱運貨物的階段。此時期的道路通常稱為小路或小徑(Trail)。第二階段：供蓄力車輛和行人通行的大道(CartWay)階段。在中國，有“康衢”、“路”、“馳道”、“驛道”等名稱；在歐洲，羅馬道路非常發(fā)達，有“條條大道通羅馬”之說?！?、道路的衍變第10頁，共95頁。古羅馬道路和結構

◆1、道路的衍變第11頁，共95頁。第三階段：行駛汽車的公路〔Highway〕階段。內燃機汽車是德國在1886年由高特列希戴姆勒創(chuàng)造，我國在1901年從國外引進汽車，1906年蘇元春駐守廣西時首建了龍州到鎮(zhèn)南關的公路?！?、道路的衍變通向柏林的A9公路(東德)，使用時間超過50年，

圖中為第一階段的水泥路面第12頁，共95頁。第四階段：以高速度分層行駛為特征的高速公路階段。也稱為Freeway或Expressway。◆1、道路的衍變第13頁，共95頁。

道路是供各種車輛、行人等通行的工程設施，按其使用范圍分為公路、城市道路、機場跑道、廠礦道路、林區(qū)道路等。機場道面Airportlane分類干線公路：國家干線省干線公路縣公路鄉(xiāng)公路支線公路分級高速公路、一級公路（高等級公路）二級、三級、四級公路(其它公路)Highway公路城市道路快速路主干道次干道支路及街道其它道路◆2、道路分類第14頁，共95頁。公路是指按現(xiàn)行部頒的?公路工程技術標準?修建、經交通主管部門驗收認定的城市間、城鄉(xiāng)間、鄉(xiāng)間主要供汽車行駛的公共道路。城市道路，農牧場、廠礦、林區(qū)、港區(qū)、油田等內部的生產作業(yè)道路，軍事基地內道路以及游覽點內部道路等均不屬于公路。城市道路是指城市范圍內，供車輛及行人通行的具備一定技術條件和設施的道路，其中，城市系指直轄市、市、鎮(zhèn)及未設鎮(zhèn)的縣城。廠礦道路是指主要供工廠、礦山運輸車輛通行的道路；林區(qū)道路那么是建在林區(qū)、主要供各種林業(yè)運輸工具通行的道路?！?、道路分類第15頁，共95頁?！咚俟贰?918〞網(wǎng)不同的粘土，ωp、ωL大小不同土的分類標準

公路用土一般根據(jù)土的顆粒粒徑組成、土顆粒的礦物成分或其余物質的含量、土的塑性指標等進行劃分，我國的公路用土依據(jù)土的顆粒組成特征、土的塑性指標和土中有機質存在的情況進行土類劃分?！?、區(qū)劃與路基路面設計的相關性按照我國交通部?公路工程技術標準?的規(guī)定，我國的公路根據(jù)其任務、功能和適應的交通量不同分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路五個技術等級，各等級公路的具體功能及適應的交通量大小如下表所示。林區(qū)道路那么是建在林區(qū)、主要供各種林業(yè)運輸工具通行的道路?！?、路基常見的病害及其起因四車道：25000~55000擋土墻或護坡的裂縫、

斷裂、鼓肚或沉陷圖１－６路基臨界高度與路基干濕類型到2021年，高速公路總規(guī)模約8.溫度造成瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開裂。土是巖石經過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產物城市道路按其在城市道路系統(tǒng)中的地位及交通功能的不同分為四類：

快速路：分向高速行駛、立體交叉、需控制出入，一般具有四車道以上、設中央分隔帶。

主干道：在城市道路網(wǎng)中起骨架作用、以解決區(qū)間交通聯(lián)系及對外交通為主的道路。

次干道：連接主干道之間的輔助性干道。

支路：是次干道與街道的連接線，以效勞功能為主，解決地區(qū)交通?！?、城市道路的分類和等級第16頁，共95頁。各級城市道路的主要技術指標第17頁，共95頁。按照我國交通部?公路工程技術標準?的規(guī)定，我國的公路根據(jù)其任務、功能和適應的交通量不同分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路五個技術等級，各等級公路的具體功能及適應的交通量大小如下表所示。公路等級的選用應根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃，從全局出發(fā)，按公路的使用任務、功能和遠景交通量綜合確定。一條公路，可根據(jù)交通量等情況分段采用不同的車道數(shù)或不同的公路等級?！?、公路的技術等級第18頁，共95頁。技術等級含義適應的交通量(年平均輛/天)高速公路為具有特別重要的政治、經濟意義，專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的干線公路。（折合為小客車）四車道：25000~55000六車道：45000~80000八車道：60000~10萬一級公路為聯(lián)結重要政治、經濟中心，通往重點工礦區(qū)、港口、機場，供汽車分向、分車道行駛的公路。（折合為小客車）四車道：15000~30000六車道：25000~55000二級公路為聯(lián)結政治、經濟中心或工礦區(qū)、港口、機場等地的公路（折合為小客車）雙車道：5000~15000三級公路為溝通縣以上城市的公路（折合為小客車）雙車道：2000~6000四級公路為溝通縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村等的公路（折合為小客車）雙車道：<2000單車道：<400◆4、公路的技術等級第19頁，共95頁。各級公路的主要技術指標第20頁，共95頁。

我國的公路，按照其在國家政治、經濟、國防和區(qū)域行政管理中的重要性和使用性質的不同，可劃分為國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道和專用公路等五個行政等級，其各自的含義列示于下表◆5、公路的行政等級第21頁，共95頁。行政等級含義國道指具有全國性政治、經濟、國防意義的國家干線公路，它包括重要的國際公路、國防公路、聯(lián)結首都與各省和自治區(qū)的首府及直轄市的公路，以及聯(lián)結各大經濟中心、港站樞紐、商品生產基地和戰(zhàn)略要地的公路。省道指具有全?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）政治、經濟意義的省級干線公路，包括聯(lián)結省會與其衛(wèi)星城市、中心城市、經濟區(qū)的公路，以及不屬于國道的國際公路和省際間的重要公路。縣道指具有全縣（旗、縣級市）政治、經濟意義，聯(lián)結縣城和縣內主要鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、主要生產與集散地的公路，以及不屬于國道、省道的縣際間的公路。鄉(xiāng)道指主要為鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村經濟、文化、生活服務的公路，以及不屬于縣道以上公路的鄉(xiāng)與鄉(xiāng)之間及鄉(xiāng)村與外部聯(lián)絡的公路。專用公路指專線或主要供廠礦、林區(qū)、油田、農（牧）場、旅游區(qū)、軍事要地等與外部聯(lián)絡的公路。◆5、公路的行政等級第22頁，共95頁。從全國范圍考慮的公路網(wǎng)被稱為國家干線公路網(wǎng)，簡稱國道網(wǎng)；國道網(wǎng)中，經濟意義特別重大、交通運輸特別繁忙、技術標準較高并在國家公路運輸網(wǎng)中起主骨架、主通道作用的公路，稱為國家主干線公路，簡稱國道主干線。九十年代，交通部在參考國外公路交通開展經驗及研究分析我國的經濟開展布局后提出了國道主干線系統(tǒng)規(guī)劃。該國道主干線系統(tǒng)的總規(guī)模為萬公里左右，以專供汽車行駛的高速公路和一級公路為主組成，總體布局上可分為五縱七橫共十二條路線，連接全國43%的城市，連接全國所有人口在一百萬以上的特大城市和93%的人口在五十萬以上的大城市，使全國七大經濟區(qū)域根本上有高等級公路連通。2005年將其調整為國家高速公路網(wǎng)，采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結合的布局，由7條首都放射線、9條南北縱線和18條東西橫線組成，簡稱為“7918〞網(wǎng)，總規(guī)模約萬公里，其中主線萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡線等約萬公里?！?、國家干線公路網(wǎng)第23頁，共95頁。九五-公路建設規(guī)劃第24頁，共95頁。2021公路網(wǎng)狀況第25頁，共95頁。7條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線公路建設規(guī)劃——高速公路“7918〞網(wǎng)第26頁，共95頁。7條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線到2021年，高速公路總規(guī)模約8.5萬公里，其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡線等其它路線約萬公里。公路建設規(guī)劃——高速公路“7918〞網(wǎng)第27頁，共95頁。7、國家高速公路網(wǎng)命名數(shù)字及數(shù)字與字母編號①首都放射線編號為1位數(shù)，由正北開始按順時針方向升序編排，編號區(qū)間為1~9。②縱向路線編號為2位奇數(shù)，由東向西升序編排，編號區(qū)間為11~89。③橫向路線編號為2位偶數(shù)，由北向南升序編排，編號區(qū)間為10~90。④并行路線的編號采用主線編號后加英文字母“E〞、“W〞、“S〞、“N〞組合表示；“E〞、“W〞、“S〞、“N〞分別表示并行路線在主線的東、西、南、北方位。⑤地區(qū)環(huán)線的編號按照由北向南的順序排列，編號區(qū)間為91~99。⑥聯(lián)絡線的編號為4位數(shù)，由主線編號＋“1〞＋聯(lián)絡線順序號組成。聯(lián)絡線的順序號按照主線前進方向由起點向終點順序排列。⑦城市繞城環(huán)線的編號為4位數(shù)，由主線編號＋“0〞＋城市繞城線順序號組成。主線編號為該環(huán)線所連接的縱線和橫線中編號最小者，如該主線所帶城市繞城環(huán)線編號空間已全部使用，那么先用主線編號次小者，依此類推。如該環(huán)線僅有放射線連接，那么在1位數(shù)主線編號前以“0〞補位。同一條國家高速公路穿越多個省〔區(qū)、市〕，所連接的城市環(huán)線的編號在各個省〔區(qū)、市〕單獨排列。在不同省〔區(qū)、市〕允許出現(xiàn)相同的城市繞城環(huán)線編號。第28頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)〔7918〕首都放射線（7條）1G1京哈高速北京—哈爾濱1280公里2G2京滬高速北京—上?；窗?江陰-無錫-蘇州

1245公里3G3京臺高速北京—臺北曲阜-徐州-蚌埠-合肥2030公里4G4京港澳高速北京—港澳2285公里并行線G4W廣澳高速廣州-澳門5G5京昆高速北京—昆明2865公里6G6京藏高速北京—拉薩3710公里7G7京新高速北京—烏魯木齊2540公里第29頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)〔7918〕南北縱向線（9條）1G11鶴大高速鶴崗—大連1390公里聯(lián)絡線G1111鶴哈高速鶴崗－哈爾濱G1112集雙高速集安－雙遼G1113丹阜高速丹東－阜新2G15沈海高速沈陽—?？?連云港-鹽城-南通-上海)3710公里并行線G15W常臺高速常熟－臺州(常熟－蘇州－嘉興)聯(lián)絡線G1511日蘭高速日照－蘭考G1512寧金高速寧波－金華G1513溫麗高速溫州－麗水G1514寧上高速寧德－上饒3G25長深高速長春—深圳3585公里聯(lián)絡線G2511新魯高速新民－魯北G2512阜錦高速阜新－錦州G2513淮徐高速淮安－徐州4G35濟廣高速濟南—廣州2110公里5G45大廣高速大慶—廣州3550公里聯(lián)絡線G4511龍河高速龍南－河源6G55二廣高速二連浩特—廣州2685公里聯(lián)絡線G5511集阿高速集寧－阿榮旗G5512晉新高速晉城－新鄉(xiāng)G5513長張高速長沙－張家界7G65包茂高速包頭—茂名3130公里8G75蘭海高速蘭州—?？?570公里聯(lián)絡線G7511欽東高速欽州－東興9G85渝昆高速重慶—昆明838公里聯(lián)絡線G8511昆磨高速昆明－磨憨第30頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)〔7918〕東西橫向線（18條）1G10綏滿高速綏芬河—滿洲里1520公里聯(lián)絡線G1011哈同高速哈爾濱－同江2G12琿烏高速琿春—烏蘭浩特885公里聯(lián)絡線G1211吉黑高速吉林－黑河3G16丹錫高速丹東—錫林浩特960公里4G18榮烏高速榮城—烏海1820公里聯(lián)絡線G1811黃石高速黃驊－石家莊5G20青銀高速青島—銀川1600公里聯(lián)絡線G2011青新高速青島－新河G2012定武高速定邊－武威6G22青蘭高速青島—蘭州1795公里7G30連霍高速連云港—霍爾果斯（連云港-徐州-商丘）4280公里聯(lián)絡線G3011柳格高速柳園－格爾木G3012、G3013吐和伊高速G3014奎阿高速奎屯－阿勒泰G3015奎塔高速奎屯－塔城G3016清伊高速清水河－伊寧8G36南洛高速南京—洛陽(南京-滁州)712公里9G40滬陜高速上?！靼玻ㄉ虾?南通-揚州-南京-合肥）1490公里聯(lián)絡線G4011揚溧高速揚州－溧陽第31頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)〔7918〕東西橫向線（18條）10G52滬蓉高速上海—成都(上海-蘇州-無錫-常州-南京-合肥)1960公里聯(lián)絡線G4211南蕪高速南京－蕪湖G4212合安高速合肥－安慶11G50滬渝高速上?！貞c(上海-宜興-蕪湖)1900公里聯(lián)絡線G5011蕪合高速蕪湖－合肥12G56杭瑞高速杭州—瑞麗3405公里聯(lián)絡線G5611大麗高速大理－麗江13G60滬昆高速上?！ッ?730公里14G70福銀高速福州-銀川2485公里聯(lián)絡線G7011十天高速十堰-安康-漢中-天水15G72泉南高速泉州—南寧1635公里聯(lián)絡線G7211南友高速16G76廈蓉高速廈門—成都2295公里17G78汕昆高速汕頭—昆明1710公里18G80廣昆高速廣州—昆明1610公里聯(lián)絡線G8011開河高速第32頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)地區(qū)環(huán)線1G91遼中環(huán)線遼中-新民-鐵嶺-撫順-本溪-鞍山-遼中2G92杭州灣環(huán)線上海-杭州-寧波

G9211聯(lián)絡線寧波--舟山3G93成渝環(huán)線成都-綿陽-遂寧-重慶-瀘州-宜賓-樂山-雅安-成都4G94珠三角環(huán)線香港-澳門-珠海-順德-佛山-花都-增城-東莞-深圳-香港和東莞-順德-佛山-花都-增城-東莞

G9411聯(lián)絡線東莞--虎門-佛山5G98海南環(huán)線海口-瓊海-萬寧-三亞-東方-?？?G99臺灣環(huán)線臺北-新竹-臺中-臺南-高雄-臺東-花蓮-宜蘭-基隆-臺北第33頁，共95頁。國家高速公路網(wǎng)城市環(huán)線北京G4501天津G2501濟南G2001上海G1501合肥G4001福州G1501石家莊G2001鄭州G3001武漢G4201長沙G4001太原G2001西安G3001成都G4201昆明G5601銀川G2001蘭州G3001西寧G6001拉薩G6001呼和浩特G6001烏魯木齊G3001沈陽G1501長春G2501哈爾濱G1001大連G1101青島G1501寧波G1501廈門G1501廣州G3501南京G2501

杭州G2501深圳G2501重慶G5001貴陽G6001南寧G7601?？贕1501南昌G6001第34頁，共95頁。公路路基是路面的根底，是公路工程的重要組成局部，它是按照路線位置和一定的技術要求修筑的帶狀構造物，與路面共同承受交通荷載的作用。作為路面的支承結構物，路基必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程◆8、路基路面工程第35頁，共95頁。（1）路基工程-凍土第36頁，共95頁。（1）路基工程第37頁，共95頁。（1）路基工程第38頁，共95頁。公路路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結構，應具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度、剛度，其外表還應滿足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面應根據(jù)交通量及其組成情況和公路等級、使用任務、功能、當?shù)夭牧霞白匀粭l件，結合路基進行綜合設計。各級公路的行車道、路緣帶、匝道、變速車道、爬坡車道、硬路肩和應急停車帶等均應鋪筑路面；高速公路和一級公路應采用高級路面，二級公路應采用高級或次高級路面，三級公路宜采用次高級或中級路面，四級公路宜采用中級或低級路面。路面結構一般由面層、基層、底基層組成。（2）路面工程◆8、路基路面工程第39頁，共95頁。面層

基層(Base)

底基層(Subbase)路基〔含墊層〕◆8、路基路面工程（3）路面分層第40頁，共95頁。面層：面層是直接同行車及大氣接觸的外表層次，它承受較大行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時還受到降雨的浸蝕和氣溫變化的影響，因此，同其它層次相比，它應具有較高的結構強度、抗變形能力和較好的水穩(wěn)定性與溫度穩(wěn)定性，且應耐磨、不透水，外表還應有良好的抗滑性與平整度?；鶎樱褐饕惺苡擅鎸觽鱽淼能囕v荷載垂直力并將其擴散到下面的墊層及土基，因此，它也應具有足夠的強度與剛度，并應具有良好的擴散應力的能力；基層受大氣影響較面層小，但仍可能受地下水及面層滲入雨水的浸濕，故也應具有足夠的水穩(wěn)定性；同時，為保證面層平整，它還應具有較好的平整度。◆8、路基路面工程（4）路面各層的特點第41頁，共95頁?！?、路基路面工程路基墊層：墊層介于基層和土基之間，它可改善土基的濕度和溫度狀況、使面層與基層免受土基水溫狀況變化的不良影響或保護土基處于穩(wěn)定狀態(tài)；同時，也可擴散基層傳遞的荷載應力、減小土基的應力與變形，并可阻止路基土擠入基層。按其作用可分為排水層、隔離層、防凍脹層等。路基處于以下狀況的路段應設置墊層：地下水位高，排水不良，路基經常處于潮濕狀態(tài)的路段；排水不良的土質路塹；有裂隙水，泉眼水等水文不良情況的巖石挖方路段；季節(jié)性冰凍地區(qū)可能產生凍脹的中濕、潮濕路段；基層可能受污染的路段。（4）路面各層的特點第42頁，共95頁。◆8、路基路面工程（5）路面工程分類第43頁，共95頁。面層基層土基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）上面層（表面層）中面層下面層30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm道路常用層位及厚度（6）路面工程第44頁，共95頁。70～80cm道路常用層位及厚度（6）路面工程第45頁，共95頁。面層基層路基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層〔底基層〕砂石材料改進土或改善土水泥混凝土水泥路面各層位常用材料級配碎石CTB、LFTB…改進土或改善土（6）路面工程第46頁，共95頁。水泥路面各層位常用材料（6）路面工程◆8、路基路面工程第47頁，共95頁。本課程將路基、路面結合，綜合介紹公路、城市道路及機場跑道等路基路面進行設計原理、設計方法和材料、施工、養(yǎng)護、維護及管理技術等相關知識〔其中橋梁與隧道工程涉及橋面鋪裝和隧道路面中的路面局部可參照一般公路并結合橋梁和隧道結構的特點進行特殊設計〕。◆8、路基路面工程（7）路基路面工程第48頁，共95頁。滬寧高速拓寬跣刨斷面◆8、路基路面工程第49頁，共95頁。Ⅰ〕公路自然區(qū)劃Ⅱ〕土的工程分類Ⅲ〕軟土地基處理Ⅳ〕路基支擋結構Ⅴ〕路基、路面施工技術Ⅵ〕瀝青和水泥路面結構理論與設計方法Ⅶ〕路面使用性能、養(yǎng)護、管理與維修技術Ⅷ〕七五、八五、九五、十五、十一五、西部工程◆9、相關的研究成果第50頁，共95頁。第二節(jié)路基路面工程的特點第51頁，共95頁。路線長、工程量大；

沿線地形起伏變化大，地質、地貌、氣象特征多變；

沿線經濟程度和交通特點不一樣。

……◆1、路基路面的工程特點第52頁，共95頁。全天候暢通高速平安舒適經濟即結構與功能兩個方面要求◆2、路基路面的使用要求特點第53頁，共95頁。1.承載能力(SupportLoadAbility)包括強度和剛度兩個方面2.穩(wěn)定性(Stability)

在地表上開挖或填筑路基，會改變原地面地層結構的受力狀態(tài)，從而造成路基失穩(wěn)；大氣降水、大氣周期性變化對穩(wěn)定性的影響3.耐久性(Durability)

道路工程有較長的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能4.外表平整度(SurfaceSmoothness)是影響行車平安、行車舒適性以及運輸效益的重要使用性能5.外表抗滑性能(SurfaceSkidResistance)保證車輪與路面之間有足夠的附著力和摩擦力，以增加行車平安◆3、路基路面的性能要求特點第54頁，共95頁。第三節(jié)路基路面穩(wěn)定的影響因素第55頁，共95頁。地形地貌

海拔高度

路線與地勢地貌的結合程度1.地理條件第56頁，共95頁。巖石或土的種類與成因地質走向與層理有無軟弱層或軟弱夾層有無地震、泥石流或巖溶等不良地質情況2.地質條件第57頁，共95頁。氣溫〔季節(jié)性與地形性〕

降水

日照

風力風向3.氣候條件第58頁，共95頁。地表水的水文條件

1、地表積水水位與存水時間2、地表水的排泄

3、河流的常水位與洪水水位

4、河流的河岸及河床的淤積地下水的水文地質條件

1、地下水的移動規(guī)律

2、地質內的層間水、裂隙水、泉水的存在情況4.水文和水文地質條件第59頁，共95頁。土的不同顆粒組成形成不同的材料強度機理不同類別的土受水溫影響的程度不同不同的土類有不同的工程特征與性質5.土的類別第60頁，共95頁。土是巖石經過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產物搬運、沉積形成過程形成條件物理、力學性質

風化巖石地球土地球影響第四節(jié)路基土的分類第61頁，共95頁。第四節(jié)路基土的分類◆1、土的粒組組成

不同粒組的劃分界限及范圍

其中以作為細粒組與粗粒組的分界，以60mm作為粗粒組與巨粒組的分界，而2mm是粗粒組中的礫與砂粒的區(qū)分界限，是粘粒與粉粒的區(qū)分界限。第62頁，共95頁。土的分類標準

公路用土一般根據(jù)土的顆粒粒徑組成、土顆粒的礦物成分或其余物質的含量、土的塑性指標等進行劃分，我國的公路用土依據(jù)土的顆粒組成特征、土的塑性指標和土中有機質存在的情況進行土類劃分。土的種類

我國公路用土分類總體系包括巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土四類，計12種。◆2、土的分類標準第63頁，共95頁。土類區(qū)分的依據(jù)

一般以主成分粒組進行定義，控制主成分粒組的比例在50%以上，而特殊土那么分為黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土和凍土，前三者按特殊塑性圖上的位置定名，鹽漬土按含鹽百分率分類。碎石在土類中的位置

碎石是人工開采的土類，一般與礫相近?！?、各種土類的區(qū)分巨粒土和粗粒土粒組含量級配指標細粒土塑性圖第64頁，共95頁。◆3、各種土類的區(qū)分粗粒土巨粒土第65頁，共95頁?！?、各種土類的區(qū)分粗粒土細粒土第66頁，共95頁。認識清楚路基及路面底基層用土的工程性質，那么可根據(jù)不同的土類采取不同的工程技術措施：級配良好的礫石混合料是良好的路基路面材料；巨粒土是良好的路基材料；砂性土是施工效果最優(yōu)的路基建材；粘性土是較常見、效果也較好的路基路面建材；粉性土屬于不良材料，最容易引起路基病害；特殊土用于路基時必須采取技術措施加以處理。◆4、各種土的工程性質第67頁，共95頁。道路工程特征相似的原那么

地表氣候區(qū)劃差異性原那么

自然氣候因素既有綜合又有主導作用的原那么第五節(jié)公路自然區(qū)劃◆1、公路區(qū)劃依據(jù)的意義◆2、公路區(qū)劃依據(jù)的原那么第68頁，共95頁。我國的公路自然區(qū)劃分為三級：一級區(qū)劃按多年凍土、季節(jié)凍土及全年不凍土三大地帶考慮冰凍、水熱平衡和地理位置分為北部多年凍土區(qū)、東部溫潤季凍區(qū)、黃土高原干濕過渡區(qū)、東南濕熱區(qū)、西南潮暖區(qū)、西北干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)等七個大區(qū)；二級區(qū)劃是在一級區(qū)劃內再以潮濕系數(shù)為依據(jù)分為過濕、中濕、潤濕、潤干、中干和過干等六個等級，結合各區(qū)的地理、氣候特征等因素進行二級區(qū)和二級副區(qū)的劃分；三級區(qū)劃那么是二級區(qū)劃的具體化。◆3、我國的公路自然區(qū)劃第69頁，共95頁?！?、我國的公路自然區(qū)劃第70頁，共95頁。不同地區(qū)自然條件的差異同公路建設關系密切

路基路面與地勢地貌、地質、水文、水熱及土質等不同區(qū)劃特征緊密相關

各區(qū)劃有各自不同的設計注意點〔見P14)◆4、區(qū)劃與路基路面設計的相關性第71頁，共95頁。第六節(jié)路基的水溫狀況與干濕類型◆1、路基的水溫狀況第72頁，共95頁?！?〕路基水的來源原始土具有的自然含水量；大氣降水；地面水；地下水；毛細上升水；水蒸汽凝結水；薄膜移動水……

〔2〕路基水溫狀況及其變化地下水與溫度共同作用造成路基濕度的變化，最典型的是路基凍脹與翻漿現(xiàn)象。◆1、路基的水溫狀況凍脹丘Pingo熱融thaw第73頁，共95頁。溫度造成路基體的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹；溫度造成水泥砼路面的溫度應力及條塊分割；溫度造成瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開裂。◆〔3〕溫度對路基路面穩(wěn)定的影響路面開裂第74頁，共95頁。濕度對路基的影響：

濕軟、冰凍及整體不穩(wěn)定，需設置良好的排水設施，并控制路基的干濕類型。濕度對路面的影響：

水分積蓄于路基路面體內，降低路基路面的強度與剛度，造成路面破壞，并可進一步加劇路面透水性。◆〔4〕濕度對路基路面穩(wěn)定的影響第75頁，共95頁。問題：僅適用于重塑土對于不同的粘土，含水量相同，稠度可能不同不同的粘土，ωp、ωL大小不同wpwwL液性指數(shù)定義：IL<0IL=0–1IL>1堅硬狀態(tài)可塑狀態(tài)流態(tài)0.00–0.250.25-0.750.75–1.00硬塑可塑軟塑天然稠度用于劃分路基的干濕狀態(tài)◆〔5〕路基的干濕類型塑性指數(shù)——吸附結合水的能力；粘性大??；大致反映粘土顆粒含量

第76頁，共95頁。塑限ωp液限ωl稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)固態(tài)或半固態(tài)塑態(tài)

流態(tài)

強結合水膜最大出現(xiàn)自由水強結合水弱結合水自由水稠度狀態(tài)含水量土中水的形態(tài)w縮限ωs◆〔5〕路基的干濕類型第77頁，共95頁。路基的干濕狀態(tài)

路基存在四種干濕狀態(tài)：枯燥、中濕、潮濕和過濕路基干濕狀態(tài)的要求一般要求處于枯燥或中濕狀態(tài)路基干濕類型的劃分指標以分界稠度c1、c2、c3作為劃分指標路基干濕類型的劃分標準◆〔6〕路基的干濕類型劃分第78頁，共95頁。路基干濕類型的劃分標準—表1-7路基極不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)彈簧，路基經處理前方可鋪筑路面，路基高度過濕路基上部土層處于地下水或地表積水毛細影響區(qū)內，路基高度潮濕路基上部土層處于地下水或地表水影響的過渡帶區(qū)內，路基高度中濕路基枯燥穩(wěn)定，路面強度和穩(wěn)定性不受地下水和地表積水影響。路基高度枯燥一般特性路基平均稠度與分界相對稠度的關系路基干濕類型第79頁，共95頁?！?〕路基干濕類型確實定方法老路：求算平均稠度，查表確定干濕類型

原有道路的土基以下80cm范圍內的平均稠度Bm，應在不利季節(jié)測定。如當?shù)赜蟹遣焕竟?jié)與不利季節(jié)的路基濕度換算關系時，可在非不利季節(jié)測定，再換算為不利季節(jié)的數(shù)值使用。第80頁，共95頁。新路：以路基臨界高度為判別標準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：H1相對應于wc1，為枯燥和中濕狀態(tài)的分界標準；H2相對應于wc2，為中濕與潮濕狀態(tài)的分界標準；H3相對應于wc3，為潮濕和過濕狀態(tài)的分界標準。圖１－６路基臨界高度與路基干濕類型〔7〕路基干濕類型確實定方法H1、H2、H3見表1-9第81頁，共95頁。第六節(jié)路基的水溫狀況與干濕類型討論：路基干濕類型如何保證？新建公路：

路基處于設計階段，如何保證路基滿足規(guī)定的干濕類型？已建公路：

路基處于潮濕狀態(tài)，如何使其滿足枯燥或中濕狀態(tài)？第82頁，共95頁。路基自重應力：

路基任意點：第七節(jié)土基的受力特征及要求◆1、路基受力狀況車輪荷載應力：

1）均布荷載2）集中荷載第83頁，共95頁。在路基某一深度Za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小，僅為1/10~1/5時，該深度Za范圍內的路基稱為路基工作區(qū)。概念：

該深度Za隨車輛荷載增大而增大，隨路面的強度和厚度的增加而減小。

工作區(qū)內：強度、穩(wěn)定性重要，壓實度提高。

討論工作區(qū)？對模量不同的路面結構，應將路面折算為與路基同一性質的整體后，再進行計算。要求：

◆2、路基工作區(qū)

(SubgradeWorkZone)第84頁，共95頁。第七節(jié)土基的受力特征及要求2、路基工作區(qū)深度第85頁，共95頁。◆1、路基常見的病害及其起因路基沉陷冰脹與翻漿邊坡坍塌和溜坡?lián)跬翂蜃o坡的裂縫、

斷裂、鼓肚或沉陷第八節(jié)路基的變形、破壞及防治a)b)路基沉陷〔a.路基沉陷;b.路基沉縮;c.土基