第一章路基工程總論

1、 第一章 路基設(shè)計總論2授課安排授課安排: : 第五章第五章 擋土墻設(shè)計擋土墻設(shè)計第六章第六章 第七章第七章 路基施工路基施工第八、九章第八、九章 第六章第六章 路基排水設(shè)計路基排水設(shè)計第七章第七章 第四章第四章 路基防護與加固路基防護與加固第五章第五章 第三章第三章 邊坡穩(wěn)定性設(shè)計邊坡穩(wěn)定性設(shè)計第四章第四章第二章第二章 一般路基設(shè)計一般路基設(shè)計第三章第三章第一章第一章 路基工程總論路基工程總論第一、二章第一、二章 授授 課課 課課 件件教教 材材 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)

2、計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章第一章 路基工程總論路基工程總論1-1 概 述 概 述 路 基 的 基本特征1-11-11-21-2 第一章 路基設(shè)計總論29 第一章第一章 路基工程總論路基工程總論 概概 述述一一. .

3、本課程與其他課程的關(guān)系及展望本課程與其他課程的關(guān)系及展望路基學科發(fā)展的回顧與展望路基學科發(fā)展的回顧與展望: : 路基工程施工工藝較簡單路基工程施工工藝較簡單, ,長期停滯于人挑肩扛的長期停滯于人挑肩扛的模式模式, , 搞人海戰(zhàn)術(shù)搞人海戰(zhàn)術(shù), ,公路先行工程長期滯后公路先行工程長期滯后, ,路基學科路基學科發(fā)展幾乎空白。發(fā)展幾乎空白。 近年來路基學科得到了蓬勃發(fā)展，表現(xiàn)在：近年來路基學科得到了蓬勃發(fā)展，表現(xiàn)在：1.1.公路建設(shè)的規(guī)范化為學科的知識積累和更新奠定基礎(chǔ)；公路建設(shè)的規(guī)范化為學科的知識積累和更新奠定基礎(chǔ)；2.2.公路建設(shè)科技含量的提高開拓了學科廣闊的發(fā)展空間；公路建設(shè)科技含量的提高開拓了

4、學科廣闊的發(fā)展空間；3.3.施工檢測及控制的健全鍛煉了隊伍提高行業(yè)的競爭力。施工檢測及控制的健全鍛煉了隊伍提高行業(yè)的競爭力。 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論例如：路基穩(wěn)定性分析與例如：路基穩(wěn)定性分析與“工程地質(zhì)工程地質(zhì)” ” 擋土墻的土壓力計算和路基土的壓實擋土墻的土壓力計算和路基土的壓實 等與等與“土力學土力學” ” 道路排水設(shè)計，涉及道路排水設(shè)計，涉及“水力學水力學”和和“橋涵水文橋涵水文” ” 本課程與各基礎(chǔ)技術(shù)課程及其他專業(yè)課程之間的關(guān)系本課程與各基礎(chǔ)技術(shù)課程及其他專業(yè)課程之間的關(guān)系: : 第一章 路基設(shè)計總論基礎(chǔ)課基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課專業(yè)

5、課是有關(guān)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑的一門綜合性的科學，隸屬土木是有關(guān)道路結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑的一門綜合性的科學，隸屬土木工程學科。與結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、材料科學等相關(guān)工程學科。與結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、材料科學等相關(guān)（一）路基路面工程是什么科學（一）路基路面工程是什么科學（二）在專業(yè)課程中的地位（二）在專業(yè)課程中的地位基礎(chǔ)課：基礎(chǔ)課：數(shù)學、物理學、化學數(shù)學、物理學、化學專業(yè)基礎(chǔ)課：專業(yè)基礎(chǔ)課：工程力學、建筑材料、水力工程力學、建筑材料、水力水文學、土質(zhì)土力學、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、工水文學、土質(zhì)土力學、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、工程地質(zhì)程地質(zhì)專業(yè)課：專業(yè)課：勘測設(shè)計、路基路面工程、橋梁勘測設(shè)計、路基路面工程、橋梁工程、基礎(chǔ)工程工程

6、、基礎(chǔ)工程 第一章 路基設(shè)計總論34 是貫穿公路全線的主體，與橋涵、隧道等相連接。是貫穿公路全線的主體，與橋涵、隧道等相連接。 是按路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)筑物。是按路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)筑物。( (一一) )概概 念：念：二二. .路基的概念、作用與型式路基的概念、作用與型式坡腳路堤邊坡坡頂路塹邊坡坡頂挖方邊坡填方邊坡中央分隔帶路堤路塹原地面線中線( (三三) )型型 式：式：有四種：路堤、路塹、半填半挖及不挖不填路基。有四種：路堤、路塹、半填半挖及不挖不填路基。( (二二) )作作 用：用： 是路面的基礎(chǔ)是路面的基礎(chǔ), ,協(xié)同路面一起承受行車荷載的作用。協(xié)同路面一起承

7、受行車荷載的作用。 第一章 路基設(shè)計總論路面路堤路堤上路床下路床路床80cm30cm50cm三三. . 路基的基本結(jié)構(gòu)路基的基本結(jié)構(gòu)路基的基本結(jié)構(gòu)圖例路基的基本結(jié)構(gòu)圖例路床路床: :是路面以下是路面以下80cm80cm范圍內(nèi)的路基部分范圍內(nèi)的路基部分, ,特點是承受路面?zhèn)魈攸c是承受路面?zhèn)?遞下來的較大應(yīng)力。遞下來的較大應(yīng)力。 第一章 路基設(shè)計總論36路基的基本結(jié)構(gòu)路基的基本結(jié)構(gòu)可變路面上路床下路床路堤路床80cm30cm50cm路堤a)填方路基b)巖石、砂礫、粗粒 土段零填挖方路基原地基挖方路床路面(處理或換填并作好排水設(shè)施)c)地基不良段挖方路基挖方路床(上下路床）3080cm原地基路面 第

8、一章 路基設(shè)計總論37 路堤：路堤：是指路基頂面高于原地面的填方路基, 常用于平原區(qū).四四. . 路基的典型橫斷面路基的典型橫斷面1:1.51:1.75取土坑護坡道b1m路面寬度Bh1=68mh21:m1.一般路堤2m填土高度小于1.5-18m 第一章 路基設(shè)計總論38B1:1.51:1.5H邊溝邊溝2.矮路堤填土高度小于1.0-1.5m高路基的填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)） 第一章 路基設(shè)計總論391:1.51:20.5m控制標高上游設(shè)計水位B4m0.5m3.浸水或沿河路基護坡道 第一章 路基設(shè)計總論405m土石邊坡平臺、寬13米設(shè)25%向內(nèi)排水坡度1:n1:nB碎落臺土 埂1.

9、全路塹 路塹路塹：路基頂面低于原地面路基頂面低于原地面, , 由地面開挖出的由地面開挖出的 路基稱為路塹路基稱為路塹, , 常用于山嶺區(qū)。常用于山嶺區(qū)。 第一章 路基設(shè)計總論411:n2. 臺口式B 第一章 路基設(shè)計總論42B3.半山洞式 第一章 路基設(shè)計總論43 半填半挖路基半填半挖路基 B1:m1:n2.0m5m1.半填半挖一般路基 第一章 路基設(shè)計總論44B1:m稻田碎落臺1:n0.25米2.矮墻路基 第一章 路基設(shè)計總論45填石護肩BL1:n3.護肩路基堅硬巖石地段陡山坡上的半填半挖路基，當填方不大，但邊坡伸出較遠不易修筑時，可修筑護肩。護肩高度一般不超過2m。 第一章 路基設(shè)計總論4

10、6BL砌 石填 石:n5:1h4.砌 石 路 基 第一章 路基設(shè)計總論47B1:mh1=1.55m護腿1:0.751:0.55.護腿路基護腳路基：當山坡上的填方路基有沿斜坡下滑的傾向，或為加固，收回填方坡腳時，可采用護腳路基，其高度不宜超過5m 第一章 路基設(shè)計總論48B1:n6.擋土墻路基 第一章 路基設(shè)計總論491:1.5B610m7.邊坡臺階形路基 第一章 路基設(shè)計總論50表現(xiàn)在表現(xiàn)在: :占地多占地多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)田建設(shè)設(shè)生態(tài)平衡、水土保持和農(nóng)田建設(shè)生態(tài)平衡、水土保持和農(nóng)田建設(shè)五五. .路基工程的特點及要求路基工程的特點及要求 第一章 路基設(shè)計總論51路基的基本要求路基的

11、基本要求 路基或填或挖原處于平衡狀態(tài)的天然地面路基或填或挖原處于平衡狀態(tài)的天然地面, ,為了提供為了提供有足夠平順的承載基面有足夠平順的承載基面, ,客觀上要求路基為滿足各式復(fù)雜客觀上要求路基為滿足各式復(fù)雜的地形條件的地形條件, , 而無論采用何種型式而無論采用何種型式, , 都要確保有足夠的整都要確保有足夠的整體穩(wěn)定性體穩(wěn)定性. . 保障與其他構(gòu)筑物銜接時保障與其他構(gòu)筑物銜接時( (如橋梁隧道如橋梁隧道) )幾何位置或幾何位置或線形的準確線形的準確. . 第一章 路基設(shè)計總論 路基應(yīng)具有一定的抵抗外來荷載作用引起變形的能力路基應(yīng)具有一定的抵抗外來荷載作用引起變形的能力, ,使自身的形變控制在

12、允許的范圍內(nèi)。使自身的形變控制在允許的范圍內(nèi)。 路基與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等自然因素關(guān)系密切，路基與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等自然因素關(guān)系密切，這就要求路基應(yīng)具有足夠的不受地面水、地下水的作用這就要求路基應(yīng)具有足夠的不受地面水、地下水的作用導(dǎo)致強度顯著降低的水溫穩(wěn)定性質(zhì)。導(dǎo)致強度顯著降低的水溫穩(wěn)定性質(zhì)。 第一章 路基設(shè)計總論53六六. .路基的常見病害路基的常見病害（一）影響路基穩(wěn)定性因素：（一）影響路基穩(wěn)定性因素：1.1.自然因素自然因素: :2.2.人為因素人為因素: : 第一章 路基設(shè)計總論54沉縮:因路堤填料選擇不當,填筑 方法不合理,壓實度不足, 在堤身內(nèi)部形成過濕的夾 層, 在荷載及水溫綜

13、合作 用下,引起路基沉縮。沉移:陡坡上路堤基地未清基。 鑿毛、挖臺階或坡腳未 設(shè)必要支撐, 受水潤滑 時沿基底下滑。 第一章 路基設(shè)計總論55沉陷: 特征是路基表面作豎向位移。路基的沉陷可以有兩 種情況： 一是路基本身的壓縮沉降,高而松軟的路堤未經(jīng)充分 壓實其沉陷可達到危險的程度。 二是軟弱地基承載力不足往往引發(fā)地基向路基的兩側(cè) 隆起。堤身沉陷地基沉陷二是軟弱地基承載力不足往往引發(fā)地基向路基兩側(cè)隆起。二是軟弱地基承載力不足往往引發(fā)地基向路基兩側(cè)隆起。 第一章 路基設(shè)計總論56 是指是指剝落剝落( (溜方溜方) )、碎落碎落、墜落墜落（其中墜落是碎（其中墜落是碎落的一種形態(tài)落的一種形態(tài), , 巖

14、塊粒徑較大巖塊粒徑較大, , 可達可達40cm40cm以上。）以上。）溜方 邊坡上薄的表層土飽水后從坡面分離下溜。 剝落是表面風化巖土體呈片狀碎屑脫落，嚴重風化后呈塊狀巖屑剝離滾落就叫碎落。剝落、碎落 第一章 路基設(shè)計總論57滑坡土堆滑動面滑坍: 邊坡巖土體 層 沿某 個滑動面滑動,是高邊 坡路基失穩(wěn)的主要病 害之一。巖石路塹邊坡的崩坍: 是一種具有爆發(fā)性坍落病害,無固定滑動面,常在坡腳形成倒巖堆。 第一章 路基設(shè)計總論58坍塌坍塌: : 陡坡巖土體遇水軟化陡坡巖土體遇水軟化, ,失去支撐而坍塌，滑動失去支撐而坍塌，滑動 體很少有翻滾現(xiàn)象體很少有翻滾現(xiàn)象, ,亦無定型滑動面。亦無定型滑動面。.

15、路堤的坍塌路堤的坍塌: :.路塹邊坡的坍塌：路塹邊坡的坍塌： 第一章 路基設(shè)計總論59機理分析：機理分析：過濕土凍土b)春融期-翻漿a) 凍結(jié)期-凍脹冰凍線冰晶體地下水位路面 第一章 路基設(shè)計總論60地質(zhì)條件地質(zhì)條件水水 第一章 路基設(shè)計總論 第一章 路基設(shè)計總論 采取以上各項技術(shù)措施旨在于限制水分侵入路基，或使已采取以上各項技術(shù)措施旨在于限制水分侵入路基，或使已侵入路基的水分迅速排除侵入路基的水分迅速排除, , 保持干燥保持干燥, , 提高路基的整體強度與提高路基的整體強度與穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 第一章 路基設(shè)計總論63 目的：目的：（五）（五）公路自然區(qū)劃公路自然區(qū)劃: :三級區(qū)劃三級區(qū)劃:

16、:一級區(qū)劃一級區(qū)劃水熱平衡水熱平衡地理位置地理位置一級區(qū)劃的七個大區(qū)一級區(qū)劃的七個大區(qū) 第一章 路基設(shè)計總論二級區(qū)劃二級區(qū)劃潮濕系數(shù)潮濕系數(shù)K33331919三級區(qū)劃三級區(qū)劃: :潮濕系數(shù)潮濕系數(shù)K 值分級值分級名稱名稱過濕區(qū)過濕區(qū)中濕區(qū)中濕區(qū)潤濕區(qū)潤濕區(qū)潤干區(qū)潤干區(qū)中干區(qū)中干區(qū)過干區(qū)過干區(qū)K2.002.00 1.501.50 1.001.00 0.500.50 0.25 H1（干燥）H1HH2（中濕）H2HH3（燥濕）H3H（過濕） 第一章 路基設(shè)計總論土基干濕類型c與ci一般特征干燥cc1土基干燥、路面強度和穩(wěn)定性不受地下水和地表水影響。路基高度01中濕c2c c1土基上部處于地下水或地表

17、積水影響的過渡帶區(qū)內(nèi)路基高度102潮濕c3 c c2土基上部處于地下水或地表積水毛細影響區(qū)內(nèi)，路基高度203過濕c c3 路基極不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)軟彈土經(jīng)處理后方可鋪筑路面。路基高度03土基干濕類型各自然區(qū)劃土基干濕分界稠度、 第一章 路基設(shè)計總論路基最小填土高度路基最小填土高度方法應(yīng)用方法應(yīng)用 第一章 路基設(shè)計總論77 第一章 路基設(shè)計總論78 分類總體系的分類辦法分類總體系的分類辦法 土的塑性指標土的塑性指標 （土的塑性指標以液限（土的塑性指標以液限L L 、塑限、塑限R R和塑性指數(shù)和塑性指數(shù)I IP P表示）表示）土中有機質(zhì)存在情況土中有機質(zhì)存在情況 土的分類特征土的分類

18、特征顆粒組成特征顆粒組成特征 第一章 路基設(shè)計總論巨粒土巨粒土砂砂 土土砂性土砂性土粉粉 土土粘性土粘性土重粘土重粘土 強度高、穩(wěn)定性好強度高、穩(wěn)定性好, ,級配良好時級配良好時 如礫石混合料等如礫石混合料等, ,是很好的路基填是很好的路基填 料料, ,級配不良則難以被壓實。級配不良則難以被壓實。 無塑性，透水性強，無塑性，透水性強， 毛細水上升毛細水上升 高度小，高度小， 強度及水穩(wěn)性能均較強度及水穩(wěn)性能均較 好，但易松散，好，但易松散， 不易壓實成型。不易壓實成型。 既含有一定數(shù)量的粗顆粒，既含有一定數(shù)量的粗顆粒， 具有具有 足夠的內(nèi)摩擦力，又含有一定數(shù)量的足夠的內(nèi)摩擦力，又含有一定數(shù)量的

19、 細顆粒，使其具有一定的粘聚力，細顆粒，使其具有一定的粘聚力， 強強 度高，穩(wěn)定性好，是良好的筑路材料度高，穩(wěn)定性好，是良好的筑路材料 含有較多的粉土顆粒，干時易揚含有較多的粉土顆粒，干時易揚 塵，塵， 濕時呈流動狀態(tài)，毛細水上升濕時呈流動狀態(tài)，毛細水上升 高度大，易出現(xiàn)翻漿等病害，是不良高度大，易出現(xiàn)翻漿等病害，是不良 的路用土。的路用土。 細粒含量多，粘聚力大，透水性小細粒含量多，粘聚力大，透水性小 具有較大的可塑性、粘結(jié)力和膨脹性，具有較大的可塑性、粘結(jié)力和膨脹性， 毛細水上升現(xiàn)象較顯著，水穩(wěn)性較差，毛細水上升現(xiàn)象較顯著，水穩(wěn)性較差， 應(yīng)用上要求在最佳含水量下充分壓實。應(yīng)用上要求在最佳含

20、水量下充分壓實。 重粘土的塑性及液限均較高，工重粘土的塑性及液限均較高，工程性質(zhì)與一般粘性土相似，但受礦物程性質(zhì)與一般粘性土相似，但受礦物成分的影響較大。施工挖掘破碎困難。成分的影響較大。施工挖掘破碎困難。 第一章 路基設(shè)計總論80 土的工程性質(zhì)的土的工程性質(zhì)的 表現(xiàn)表現(xiàn)：3. 按施工開挖的難易程度按施工開挖的難易程度, , 土又可分成土又可分成 松土、普通土、松土、普通土、 硬土、軟石、次堅石、堅石硬土、軟石、次堅石、堅石等六個等級。等六個等級。 第一章 路基設(shè)計總論81 第一章第一章 路基工程總論思考題路基工程總論思考題1. 本課程的性質(zhì)、任務(wù)是什么？有何基本要求。本課程的性質(zhì)、任務(wù)是什么

21、？有何基本要求。2. 路基工程的作用、特點及對它的要求是什么？路基工程的作用、特點及對它的要求是什么？ 3. 路基基本型式及構(gòu)造如何路基基本型式及構(gòu)造如何? ? 4. 路基典型橫斷面圖式有幾種？各有何特點。路基典型橫斷面圖式有幾種？各有何特點。5. 路基的濕度來自哪些方面？路基的濕度來自哪些方面？6. 路基的要求有哪些？路基的要求有哪些？ 7. 常見的路基病害有哪些？并就各種病害進行原因分析。常見的路基病害有哪些？并就各種病害進行原因分析。 第一章 路基設(shè)計總論82 8. 何謂路基工作區(qū)？何謂路基工作區(qū)？ 9. 如何確定土基的干濕類型（新、舊路）。如何確定土基的干濕類型（新、舊路）。 10.

22、何謂路基的臨界高度？何謂路基的臨界高度？ 11. 路基用土分為幾個粒組，分類的依據(jù)是什么？路基用土分為幾個粒組，分類的依據(jù)是什么？12. 請闡述按土的工程性質(zhì)分類，各類土的工程性質(zhì)。請闡述按土的工程性質(zhì)分類，各類土的工程性質(zhì)。 第一章 路基設(shè)計總論第一章第一章 路基工程總論復(fù)習提綱路基工程總論復(fù)習提綱 1. 1. 路基路基( (結(jié)構(gòu)主體是結(jié)構(gòu)主體是路床路床) )是公路的主體，又是是公路的主體，又是路面的基礎(chǔ)路面的基礎(chǔ)( (路基工作區(qū)路基工作區(qū)) ) 。只有穩(wěn)固的路基才能保證。只有穩(wěn)固的路基才能保證路面的質(zhì)量；路基應(yīng)有合適的斷面形式及尺寸、良好路面的質(zhì)量；路基應(yīng)有合適的斷面形式及尺寸、良好的整體

23、穩(wěn)定性、足夠的承載能力、良好的水溫穩(wěn)定性。的整體穩(wěn)定性、足夠的承載能力、良好的水溫穩(wěn)定性。 2. 2. 路基通常用橫斷面特征來歸類，路基有路基通常用橫斷面特征來歸類，路基有三種三種基本形式基本形式：路堤：路堤( (路基基身頂面高于原地面路基基身頂面高于原地面) )、路塹、路塹( (路基開挖于原地面路基開挖于原地面) )、半填半挖路基。每一種基本、半填半挖路基。每一種基本形式都對應(yīng)有若干類典型的橫斷面，詳細另見。形式都對應(yīng)有若干類典型的橫斷面，詳細另見。 3. 3. 路基在使用過程中會受到自然因素路基在使用過程中會受到自然因素( (地理氣地理氣侯、水文和工程土壤地質(zhì)侯、水文和工程土壤地質(zhì)) )和

24、人為因素和人為因素( (車載作用、路車載作用、路基的設(shè)計與施工基的設(shè)計與施工) )兩方面的影響，而產(chǎn)生各種各樣的兩方面的影響，而產(chǎn)生各種各樣的病害與變形病害與變形( (路堤的三沉、路塹的三落、邊坡的三坍、路堤的三沉、路塹的三落、邊坡的三坍、翻漿等翻漿等), ), 為防治病害為防治病害, , 應(yīng)先分析并判斷其屬于自然應(yīng)先分析并判斷其屬于自然或人為因素原因的哪一種或人為因素原因的哪一種, , 從而采取相應(yīng)的防治措施。從而采取相應(yīng)的防治措施?！镜谝还?jié)小結(jié)】 第一章 路基設(shè)計總論【第二節(jié)小結(jié)】 1. 1.路基內(nèi)由輪重引起的垂直應(yīng)力隨深度而減少與深度平方路基內(nèi)由輪重引起的垂直應(yīng)力隨深度而減少與深度平方成反比呈曲