路基路面复习总结改Word文档格式.docx

1、水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、块料及其他混合料等。结构组成：两层或三层。基层：基本特点：承重层，行车荷载扩散。 结构性。各种结合料稳定土或稳定碎石、天然砂砾、工业废渣和土、砂、石混合料等。垫层：承上启下（土基与基层） 功能要求：改善土基的温度和湿度状况，进一步扩散应力，阻止路基土挤入基层。强度要求不一定高，但水稳定性和隔温性能要好，如松散材料或稳定土。一般为一层。1.3.5. 等级划分：根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，可以分为四个等级。面层类型所适用的公路等级沥青混凝土路面高速、一级、二级、三级、四级水泥混凝土路面沥青贯入、沥青碎石、沥青表面处治路面三级、

2、四级砂石路面四级1.3.6. 路面分类：从路面结构的力学相似性出发，可以将路面结构划分为柔性路面（沥青混凝土路面）、复合式路面和刚性路面。根据基层材料的不同，可以将沥青混凝土路面分为柔性沥青混凝土路面、半刚性基层沥青混凝土路面、组合式基层沥青路面、复合式路面（或刚性基层沥青路面）。1.3.7路面结构稳定性因素（地理、地质、气候、水文及水文地质、土的类别）路面结构稳定性因素：温度和湿度1.4. 公路自然区划一级自然区划：区北部多年冻土区 区东部温润季冻区 区黄土高原干湿过渡区 区东南湿热区 区西南潮暖区 区西北干旱区 区青藏高寒区第2章 路基土的特性及设计参数1.5. 路基土分类及工程特性（具体

3、分类、工程特性、优劣等级、路基填料选择）1.5.1. 我国公路路基土的分类分类：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类（并进一步细分为12类）1.5.2. 路基土的工程性质：巨粒土：强度和稳定性好，填筑路基的良好材料；也可用于砌筑边坡。级配良好的砾石混合料：填筑路基；用于中级路面，适当处理后铺筑高等级路面的基层、底基层。砂土：无塑性，透水性强，内摩擦系数大，强度和水稳性好；但黏结性小，易松散，压实困难。可用振动法压实，并掺加少量黏土。砂性土：含有粗颗粒和细颗粒，级配适宜，理想的路基填筑材料。粉性土：干时易结块，湿时易流动；毛细作用强烈，容易造成冻胀、翻浆等病害，属不良公路用土，用时须经处理（加强排

4、水、隔离水）。黏性土：透水性小、吸水能力强，具有较大的可塑性；持水能力强，承载力小；需压实和排水使用。重黏土：不透水、粘聚力大，塑性大，干燥坚硬，难以施工。1.5.3. 路基土的优劣排序：砂性土最优，黏性土次之，粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害重黏土，是不良的路基土。特殊土，用以填筑路基时必须采取相应技术措施。1.5.4. 路基填料的选择：改性方法：掺配粗颗粒，石灰，专用改性剂。选择原则：强度高、水稳定性好、压缩性小，易于运输、施工方便的天然土源。1.6. 水温状况与干湿类型（湿度来源、冻涨、翻浆机理、土的稠度、干湿类型、判定方法）1.6.1. 湿度来源：大气降水、地面水、地下水、毛细水

5、、水蒸气凝结水、薄膜移动水1.6.2. 冻胀、翻浆机理：冻胀：积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂。翻浆：春暖化冻时，路面和路基结构由上而下逐渐解冻。而积聚在路基上层的水分先融解，水分难以迅速排除，造成路基上层的湿度增加，路基结构的承载能力大大降低。在交通繁重的地区，经重车反复作用，路基路面结构产生较大变形，严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成翻浆。1.6.3. 路基干湿类型: 路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿 、潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。1.6.4. 土的稠度：稠度c ：为土的含水率 与土的液限L 之差与土的塑限p 与液限L 之差的比值

6、。 ，即，为半固体与硬塑状的分界值 ； ，即，为流塑与流动状的分界值；，土处于可塑状态。1.6.5. 判断方法原有公路：按不利季节路槽底面以下80cm深度内（每10cm）的平均稠度新建公路：用临界高度（与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度）作为判定准则1.7. 路基的力学强度特性1.7.1. 路基工作区概念：在路基某一深度处，当车轮荷载引起的垂直应力z与路基土自重引起的垂直应力B相比所占比例很小，仅为1/101/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。路基工作区深度的确定：Za：路基工作区深度（m）；P ：一侧轮轴荷载（kN）；K ：系数，一般取0.5； ：土的容重（kN/

7、m3）； n ：系数，n=5和10。 工作区深度大于路堤填土高度时：天然地基上部土层和路堤应同时满足工作区的要求，均应充分压实。路基土的变形，包括弹性变形和塑性变形两部分。过大的塑性变形将导致沥青路面产生车辙和纵向不平整。弹性变形过大将导致沥青路路面产生疲劳开裂。1.7.2. 应力应变特性（初始切线E、切线E、割线E、回弹E）（看书P44）路基土在车轮荷载作用下产生的应变，不仅与荷载应力大小有关系，而且与荷载持续时间有关系。1.7.3. 重复荷载重复荷载对土基的影响主要体现在塑性变形累积，总变形量逐渐增大，最后导致两种情况：一是土体逐渐被压密，每次的塑性变形量逐渐减小，直至最后稳定，这种不会导

8、致土体产生剪切破坏；二是每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到破坏。1.8. 路基的承载能力1.8.1. 回弹模量物理意义：反映土基在瞬间荷载作用下的可恢复变形性质。应用范围：在弹性理论为基本体系的各种设计方法。实验方法：柔性承载板与刚性承载板1.8.2. 地基反应模量模型：温克勒地基模型。模型假定：土基顶面任意一点的弯沉l，仅同作用于该点的垂直压力p成正比，而同其它相邻点处的压力无关。1.8.3. 加州承载比CBR定义：承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。第3章 路基设计1.

9、9. 路基概念及构造（基本概念、路基类型与构造、附属设施）1.9.1. 基本概念：路堤：高于原地面高程的填方路基，路堑低于原地面的挖方路基称。一般路基: 通常指在良好的地质与水文等条件下，填方高度与挖方深度不大的路基。特殊路基：位于特殊土（岩）地段、不良地址地段或受水、气候等自然因素影响强烈的路基。1.9.2. 路基类型与构造指全部用岩土填筑而成的路基。路堑：指全部在原地面开挖而成的路基。半填半挖（填挖结合）路基：当天然地面横坡度较大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑而成的路基。较多适用于山区、丘陵区。1.9.3. 附属设施：取土坑、弃土、碎落台、堆料坪、错车道1.9.4. 路基的主要病害

10、类型及原因（路基沉陷、路基边坡塌方、路基沿坡面滑动、其他病害）路基沉陷：路基沉陷指路基在垂直方向产生较大的沉落。产生原因：路基填料选择不当路基压实不足填筑方法不合理：不同土混杂，未分层填筑压实，土中含有未打碎大土块或冻土块；填石路堤石料规格不一、性质不匀，乱石空隙大原地面比较软弱：泥沼、沉沙或垃圾堆积等，填前未换土或压实，软土地基处治不当。路基边坡塌方：指天然或人工边坡因其本身的构造特点，在雨水或地震等外部自然环境因素、挖掘与扰动等工程因素和交通等外部作用力因素的综合影响时，产生表面风化、侵蚀、冲刷、崩解，并最终导致边坡土石方从原边坡上剥离的现象。是最常见的路基病害，亦是水毁的普遍现象。按照破

11、坏规模与原因不同，路基边坡塌方可以分为剥落、碎落、滑塌、崩塌。崩塌与滑塌的区别：崩塌一般针对岩体，而滑塌一般针对土体或土石混合物。崩塌无固定滑动面，坡脚线以下地基无移动线型，崩塌体各部分相对位置在移动过程中完全打乱，其中较大石块翻滚较远，边坡下形成倒石堆或岩堆。滑塌一般有固定滑动面，滑动速度较慢，整体移动且少翻滚现象。路基沿坡面滑动：较陡的山坡上，如果原地面未清除杂草、凿毛或人工挖台阶，坡脚又未进行必要的支撑，特别是受水的润湿时，填方与原地面之间的抗剪力很小，填方在自重和荷载作用下，有可能整体或局部沿原地面向下移动。其他病害：冻胀和翻浆1.9.5. 路基病害的防治原则：设计：正确设计路基路基横

12、断面（宽度、高度、坡度），并与线路设计相结合，绕避危险地质构造、避免深挖高填，无法避免时进行稳定性分析。排水：地下水位高时抬高路基，正确进行排水设计，设置隔离层（隔离地下水）、隔温层（减少水分累积，减小冰冻厚度）和砂垫层（排水）。施工：选择良好路基填料，必要时进行稳定处理，按正确填筑方式施工（水平分层填筑法），保证压实度。确定边坡形状与坡度；防护与支挡：必要时设置路基防护与支挡。1.10. 路基横断面设计（路基设计内容，宽度、高度、边坡度）1.10.1. 路基设计内容：1.选择路基断面形式，确定路基宽度与高度；2.选择路堤填料与压实标准；3.确定边坡形状与坡度；4.路基排水系统布置与排水结构设

13、计；.针对特殊路基可能还需进行：6.坡面防护与加固设计；7.附属设施设计。1.10.2. 宽度、高度、边坡度：路基宽度：行车道路面及其两侧路肩宽度之和。路基的高度：路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基设计高程和原地面高程之差。路基边坡坡度（率）：高路堤：路基填土高度大于20m的路堤。深路堑：土质挖方边坡高度大于30m或岩石挖方边坡高度大于30m的路堑。路基最小填土高度）为保证路基稳定，根据土质、气候和水文地质条件所规定的路肩边缘至原地面的最小高度。一般不小于0.8m。1.11. 路基排水设施（地面、地下）1.11.1. 地面：边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽地下：盲沟、渗沟、渗井边坡稳定性

14、分析 看书例题P69 （计算题）第4章 路基防护与支挡结构设计路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护与加固坡面防护有植物防护（包括种草、铺草皮、植树）和工程防护（包括抹面、喷浆、勾缝、石砌护面）冲刷防护有直接防护（包括植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护）和间接防护（包括设置导流构造物：顺坝、格坝、丁坝）1 1.12. 支挡结构的类型与构造（类型、构造、挡土墙结构布置、作用力系、主动土压力计算）挡土墙:是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。一般来说，在以下情况下适宜修建挡土墙:陡坡路段或岩石风化

15、的路堑边坡路段；需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；增加不良地质路段边坡稳定，以防止产生滑坍；防止沿河路段水流冲刷；桥梁或隧道与路基的连接地段；节约道路用地、减少拆迁或少占农田；保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。1.12.1. 类型根据位置：（使用场合）路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙、桥头挡土墙、根据材料：石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、木质挡土墙和钢板墙根据结构形式:（特点及使用范围）重力式、混凝土半重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、拱式、锚定板式、桩板式、垛式、加筋土式、竖向预应力锚杆式、土钉式1.12.2. 构造由墙

16、身、基础、填料、排水设施（地面排水和墙身排水）和沉降缝与伸缩缝等部分组成。墙背受力大小：倾斜垂直俯视1.12.3. 作用力系作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加力和特殊力。主要力系: 经常作用于挡土墙的各种力，包括:1.挡土墙自重G及位于墙上的衡载；2.墙后土体的主动土压力Ea；3.基底的法向反力N及摩擦力T； 4.墙前土体的被动土压力Ep。（对于浸水挡土墙而言还包括常水位时的静水压力和浮力）附加力: 是季节性作用于挡土墙的各种力，例如洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。特殊力: 偶然出现的力，例如地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。1.1

17、2.4. 土压力分类：主动土压力，被动土压力，静止土压力1.增加抗滑稳定性：设置倾斜基底、采用凸榫基底2.增加抗倾覆稳定性：展宽墙址、改变墙面及墙背坡度、改变墙身断面类型第5章 路基施工施工方法：人工及简易机械化、综合机械化、水力机械化、爆破方法施工前的准备工作：组织准备、技术准备、物质准备路基填筑方案：分层平铺、竖向铺筑路基压实意义：路基压实是路基施工中一个重要工作，也是提高路基强度和稳定性的根本技术措施之一。路基压实机理：通过压实使土粒重新组合，彼此挤紧，孔隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终使强度增加，稳定性提高路基压实的影响因素：内因：土质和湿度 外因：压实功能及压实时的外界自

18、然和人为地其他因素路堑开挖方法：掘进方向：纵向全宽掘进和横向通道掘进。高度方向：单层或双层和纵横掘进混合第6章 交通荷载及路面设计参数道路上通行的汽车分为乘用车和商用车。交通量是指一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。我国标准车型是小客车。我国规定公路与城市道路路面设计以100Kg作为设计标准轴载。我国现行水泥混凝土路面设计方法中采用水泥土面板底面的弯拉应力为指标进行轴载换算。我国现行沥青路面设计方法中采用设计弯沉值、沥青层层底拉应力和半刚性材料层的层底拉应力为指标。标准轴重：100kN轴载等效换算的原则：同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。第7章路面基层路面基层是路基

19、路面体系中的重要组成部分，位于路基和路面面层之间，在路面结构中起者“承上启下”的作用。沥青路面基层主要起承载作用，水泥路面基层主要提供稳定、耐久的下部支撑作用基层分类（根据材料刚度）：柔性基层、半刚性基层、刚性基层柔性基层包括碎石类材料和沥青稳定碎石；半刚性基层指的是石灰、粉煤灰和水泥等无机结合料稳定或综合稳定土；刚性基层指碾压混凝土、贫混凝土和水泥混凝土材料。碎石与级配碎石基层：普通碎石基层、级配碎（砾）石基层、优质级配碎石基层、无机结合料稳定材料基层：石灰稳定类基层、水泥稳定类基层、工业废渣稳定基层、二渣：石灰、煤渣 三渣：石灰、煤渣加入一定量的粗集料 碎石指的是在矿场通过开采、破碎和筛分

20、后生产的具有棱角和不同粒径规格的石料。砺石指的是岩石自然风化后经水流冲刷、搬运形成的无棱角或棱角性差的石料。第8章 沥青路面设计沥青路面：用沥青材料作结合料黏结矿料修筑面层并与各类基层和垫层所组成的路面结构优点：1.足够的力学强度；2.一定弹性和塑性变形能力3.与汽车轮胎附着力好；4.有高度的减振性；5.不扬尘，易清洗6.维修较简单，可再生利用缺点：1.施工受季节、气候影响大；2.工艺要求高，有一定毒性；3.材料易老化;4.初期建设费用高1.12.5. 沥青路面的损害类型及其成因裂缝（横向、纵向、网状），成因：横向裂缝1）荷载型：车辆荷载引起沥青面层拉应力超过其疲劳强度而断裂。2）非荷载型：沥

21、青面层缩裂和基层反射裂缝。3）沥青面层缩裂：沥青面层平均温度低于其断裂温度，产生的拉应力超过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。4）反射裂缝：半刚性基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力共同作用下，基层开裂处的面层底部应力集中导致面层底部开裂，逐渐向上扩展致使裂缝贯穿面层全厚度。纵向裂缝：1）沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂。2）路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。3）行车轮迹带边缘高压轮胎引起的沥青路面表层疲劳开裂。网状裂纹：主要是由于路面的整体强度不足引起，路面横向或纵向裂缝后未及时封填，致使水分下渗，加剧路面破损。

22、沥青在施工期间及长期使用过程中的老化也是导致沥青面层网裂的原因之一车辙：路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。路面各结构层的进一步压实，沥青混合料高温稳定性差推移/拥包：当沥青路面受到较大车轮水平荷载作用时，路面表面会出现推移和拥起。车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度松散剥落沥青从矿料表面脱离，使路表面集料的松动、散离现象沥青与集料黏附性差；施工温度过高，沥青失去黏性。表面磨光：沥青路面使用过程中，在车轮反复滚动摩擦作用下，集料表面逐渐磨光，有时伴有沥青上翻，导致沥青面层表面光滑，尤其雨季酿成

23、事故。集料质地软弱、缺少棱角，或矿料继配不当、粗集料尺寸偏小、细料偏多，或沥青用量偏多等。1.12.6. 沥青路面的性能要求 高温稳定性、低温抗裂性、 耐久性、 抗滑能力、 防渗能力1.12.7. 沥青路面设计内容及方法沥青路面设计内容：1.原材料的调查与选择2.沥青混合料配合比及基层材料配合比设计3.各项设计参数的测试与选定4.路面结构组合设计5.路面结构层厚度设计及方案比选我国沥青路面设计方法：公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）采用层状弹性体系理论为力学分析基础，以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体变形（弯沉）和结构层层底拉应力为设计指标，以疲劳效应为基础，车辆荷载通过轴载换算

24、考虑轴载多次重复作用沥青路面的分类：按强度构成原理分：嵌挤型、密实型按施工工艺分：层铺法、路拌法、厂拌法:按沥青路面技术特性分：1）沥青表面处治路面 用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过 3cm的沥青路面。用途：适用于三级、四级公路的面层、旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。2）沥青贯入式路面 用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面。二级及二级以下公路的沥青面层。3）沥青碎石路面 用沥青碎石做面层沥青碎石也可用作联结层。4）沥青混凝土路面 用沥青混凝土做面层作高等级公路的面层。5）乳化沥青碎石 用沥青和乳化剂生成油包水、水包油三级、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调

25、平层。6）沥青玛蹄脂碎石（SMA）路面 是以间断级配的集料为骨架，用改性沥青、矿粉及纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料，经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。特点：抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点。高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。7）排水性沥青混凝土（PAC）开级配沥青混凝料磨耗层（OGFC）较强的结构排水能力适用于多雨地区修筑沥青路面的表面层或磨耗层。按级配原则构成分：密实悬浮结构（密实、C大、小、稳定性差）、骨架空隙结构（不密实、C小、大、稳定性好）、密实骨架结构（密实、C大、大、稳定性好）1.13. 沥青路面使用性能和分区1.高温稳定性抵抗永

26、久变形的能力2.低温抗裂性抵抗温缩开裂、温度疲劳开裂能力3.水稳定性抵抗水损害的能力4.抗疲劳特性抵抗荷载重复作用的能力5.抗老化性能抵抗沥青性能降低的能力沥青路面结构组合原则（一）保证路面表面使用品质长期稳定。（二）各结构层强度、抗变形能力与力学响应相匹配。（三）受水温影响大的结构层提高其抵御能力。（四）充分利用当地材料。1.13.1. 垫层结构防水垫层、排水垫层、防污垫层、防冻垫层垫层设置条件：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段。排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。季节性冰冻地区中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设防冻垫层路段。基层或底基层可能受污染

27、以及路基软弱的路段。路面表面排水设计原则：降落在路面的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走；路线纵坡平缓、汇水量不大，路堤较低且边坡坡面不会受冲刷时，应采用横向漫坡的方式排水；不符合以上情况时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离设置拦水带时，拦水带过水断面内的水，在高速公路和一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，其他公路上不得漫过右侧车道中心线路面结构内部水分的危害：造成无黏结粒状材料和地基土强度降低；混凝土路面产生唧泥出现错台、开裂和路肩破坏形成高压空隙水压力和高流速水流，引起基层细颗粒产生唧泥，失去支承；冰冻深度大于路面厚度时，高地下水位下造成冻胀沥青混合料剥落，影响沥青混凝土耐久性并产生龟裂水使冻胀土产生不均匀冻胀边缘排水系统：组成：由沿路面边缘设置的透水性材料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和过渡织物组成。作用：将渗入路面结构的自由水，先沿结构层间空隙或某一透水层次横向流入纵向集水沟和排水管，再由横向出水管引出路基排水基层的排水系统：直接在面层下设置透水性排水基层，在其边缘设置纵向集水沟和排水管及横向出水管等使渗入路面结构的自由水，先通过竖向渗流进入排水层，然后横向渗流进入纵向集水和排水管，再由横向排水管排引出路基第9章 水泥混凝土路面设计定义