道路與橋梁工程概論4課件

1、道路與橋梁工程概論樊烽E-mail：Tel一章 路基工程導(dǎo)論路基路面是道路的基本組成部分,它們共同承受行車荷載和自然因素的作用。第一節(jié) 路基路面的功能和要求一、路基的定義 路基是在地表按照道路路線位置和一定技術(shù)要求開(kāi)挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。 路基是道路工程的基礎(chǔ)，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，承受由路面?zhèn)鱽?lái)的荷載。2、路基的基本要求 1、要有足夠的穩(wěn)定性； 2、要有足夠的強(qiáng)度； 3、要有足夠的剛度； 4、要有足夠的耐久性，水溫度穩(wěn)定性。1路基工程的特點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是復(fù)雜的復(fù)合結(jié)構(gòu)； 2、受自然因素影響很大； 3、有大量土石方工程。二、路基的分類

2、路基土的選擇： 用高強(qiáng)、水穩(wěn)性好、壓縮性小、施工方便及運(yùn)距短的巖土材料。既要考慮料源和經(jīng)濟(jì)性，又要考慮填料的性質(zhì)，做到少占農(nóng)田，利用荒地和附近附屬工程的挖土，一般不含有害物質(zhì)的礦質(zhì)材料都可以作為填料，但修筑高等級(jí)路面時(shí)，路基填料的強(qiáng)度和粒徑有一定規(guī)定。1.砂性土：既含有一定數(shù)量的粗顆粒，使之具有足夠的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。又含有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，將粗顆粒粘在一起，為修路堤的良好填料。3.粘性土：滲水性差，干燥時(shí)較硬而不易挖掘；浸水后水穩(wěn)性差，強(qiáng)度低，變形大。如在適當(dāng)含水量時(shí)充分壓實(shí)，并有良好排水條件下，筑成的路堤也較穩(wěn)定。重粘土不宜作路基填料。2.粉性土：含較多的粉粒，毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重，干時(shí)易被風(fēng)蝕，浸

3、水后很快濕透，使穩(wěn)定性最差的填料。在季節(jié)性冰凍地區(qū)會(huì)引起凍脹、翻漿、唧泥。但不得已要用時(shí)，應(yīng)摻配其他填料，并加強(qiáng)排水、隔離措施。三、路基的干濕類型 1、濕度來(lái)源大氣降水地面水地下水2、劃分依據(jù) 根據(jù)實(shí)測(cè)不利季節(jié)路床槽下80cm深度內(nèi)土的平均稠度 和路基相對(duì)高度H。 干濕類型 3、路基最小填土高度 Hmin指路基邊緣距地面的最小高度，以保證路基終年處于干燥或中濕狀態(tài)，保持路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第二節(jié) 一般路基設(shè)計(jì)一.路基的斷面型式1.路堤：指基身頂面高于原地面的填方路基。一般路堤沿河路堤陡坡路堤（護(hù)腳路堤）2.路塹：全部為挖方路基稱為路塹。全挖式臺(tái)口式半山洞坡度第二章 路基排水 路基的各種病害和變

4、形的產(chǎn)生，無(wú)不與地面水和地下水的浸濕和沖刷等破壞作用有關(guān)。為保證路基穩(wěn)定和提高抗變形能力，須采取相應(yīng)的排水措施。 道路排水分為地表（地面）排水和地下排水。 排水工程，尤其是地面排水，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便而又收效很大的技術(shù)、預(yù)防和必要措施。第一節(jié) 路基排水設(shè)施一、地表排水溝渠： 邊溝 截水溝 排水溝 把邊溝、截水溝的水引到附近的橋涵、河谷和遠(yuǎn)離路基的低洼地 二.地下排水溝管：暗溝滲溝滲井三、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 總體規(guī)劃，綜合設(shè)計(jì)，以提高降水效果，降低造價(jià) 排水設(shè)計(jì)目的：1.攔截地面水和地下水。2.引到排水通道并通過(guò)橋涵渲泄到下方。排水有困難時(shí)，可將地面水?dāng)r蓄在坡頂，降在路基范圍內(nèi)的水要迅速引泄掉。 設(shè)計(jì)

5、時(shí)要綜合考慮沿線地形、地質(zhì)條件，因勢(shì)利導(dǎo)，因地制宜。并與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利等建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合?？紤]農(nóng)田排灌要求，水土保持，使土不出山，水不出溝。流量公式：式中c為謝才系數(shù)，可用曼寧公式計(jì)算不堆積流速Vmin允許不沖刷流速Vmax根據(jù)土質(zhì)不同選取。2.判斷條件：第三節(jié) 軟土的排水固結(jié)軟土：泛指淤泥及淤泥質(zhì)土，在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘性土。軟土的物理力學(xué)特性：1高含水量和高孔隙性2含水率大，滲透性弱3壓縮性高4. 抗剪強(qiáng)度和承載力低軟土在建筑荷載作用下的變形特征1. 變形大而不均勻2. 變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)3. 抗剪強(qiáng)度低4. 較顯著的觸變性和蠕變性一、軟土加固方法 換填

6、法是是將基礎(chǔ)底面以下不太深的處理范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地硬，強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，具有抗侵蝕性的砂卵石、素土等去分層換填，同時(shí)用人工或機(jī)械方法進(jìn)行表層壓夯、振動(dòng)等處理至滿足工程要求的全過(guò)程。 擠密壓實(shí)法1、原理：采用一定的手段，通過(guò)振動(dòng)、擠壓使地基土體孔隙比減小，從而提高強(qiáng)度。2、方法：土（灰土）擠密樁處理軟土地基碎石擠密樁處理軟土地基強(qiáng)夯法處理軟土地基換填法土（灰土）擠密樁處理軟土地基適用條件：處理加固地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土以及含水量較大的軟土優(yōu)點(diǎn)：橫向擠密縮短工期處理深度可達(dá)15米就地取材原理：生石灰吸水消解經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后膨脹，樁間土脫水，樁周圍的土被擠壓后土壤密實(shí)度逐

7、漸增強(qiáng)，使地基強(qiáng)度提高，從而達(dá)到滿足工程要求的地基承載力（成樁擠密、吸水?dāng)D密、膨脹擠密）1、原理 通過(guò)布置豎向排水井，改善地基的排水條件及采取加壓、抽氣、抽水和電滲等措施，以加速地基土的固結(jié)和強(qiáng)度增長(zhǎng)，提高地基土的穩(wěn)定性，并使沉降提前完成（由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)組成）2、方法堆載預(yù)壓法真空預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法 排水固結(jié)法塑料排水板法處理公路軟土地基塑料排水板的類型：與袋裝砂井相比，它的優(yōu)缺點(diǎn)：插板機(jī)械輕，效率高、對(duì)土的擾動(dòng)小、造價(jià)低型塑料板梗透水膜塑料板無(wú)紡布螺旋孔塑料板袋裝砂井法處理公路軟土地基排水砂井的作用 排水系統(tǒng)就是在地基中設(shè)置一些排水通道，改變?cè)械鼗倪吔鐥l件，增加空隙水的排出

8、途徑袋裝砂井 袋裝砂井是近年來(lái)豎向排水井工藝發(fā)展，是砂并排法的延續(xù)是將散體的砂裝入用化纖紡織物做成的細(xì)長(zhǎng)袋子（712cm)作為豎向排水體的一種方法。 攪拌樁法：利用水泥、石灰或其他材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反映，形成堅(jiān)硬拌和柱體，與原地層共同起復(fù)合地基的作用。 灌漿膠結(jié)法：用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂縫或空隙中，以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。 化學(xué)加固法一、路基的主要病害 第五節(jié) 路基的變形、破壞及防治 2. 邊坡滑塌 溜方：由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)而形成。通常指的

9、是邊坡上表面薄層土體下溜，主要是由于流動(dòng)水沖刷邊坡或施工不當(dāng)而引起的。 圖2-26 路基邊坡溜方（P49）滑坡：一部分土體在重力作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)。主要是由于土體的穩(wěn)定性不足所引起的。路堤滑坡產(chǎn)生原因：邊坡坡度過(guò)陡，或坡腳被沖刷淘空，或填土層次安排不當(dāng)。路塹滑坡產(chǎn)生原因：邊坡高度和坡度與天然巖土層次的性質(zhì)不相適應(yīng)。粘性土層和蓄水的砂石層交替分層，特加是存在傾向于路塹方向的斜坡層理存在。第五節(jié) 路基的變形、破壞及防治 3. 碎落和崩塌 碎落：是指路塹邊坡風(fēng)化巖層表面在大氣溫度與濕度的交替作用以及雨水沖刷和動(dòng)力作用下，表面巖土從坡面上剝落下來(lái)。主要危害是碎落的堆積會(huì)堵塞邊溝和侵占部分路基。崩塌：是指大的石塊或土塊脫離原有巖體或土體而沿邊坡滾落。 第五節(jié) 路基的變形、破壞及防治 4. 路基沿山坡滑動(dòng) 在較陡的