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)鱽淼暮奢d。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程。 擠密壓實(shí)法1、原理：采用一定的手段，通過振動(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。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