路基土的特性及設(shè)計(jì)參數(shù)-路基水溫狀況及干濕類型

01路基濕度的來源02大氣溫度對(duì)水溫狀況的影響03路基土的基質(zhì)吸力與飽和度04路基平衡濕度狀況及預(yù)估大氣溫度的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源大氣溫度的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源路基水的來源原始土具有的自然含水量，路基水的主要來源有：大氣降水；地面水；地下水；毛細(xì)上升水；水蒸汽凝結(jié)水；薄膜移動(dòng)水

……大氣溫度的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源路基水溫狀況及其變化路基水溫狀況是濕度與溫度變化對(duì)路基產(chǎn)生的共同影響;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。凍脹丘Pingo熱融thaw路基凍脹大氣溫度的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源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(yīng)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。路面開裂溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源采用基質(zhì)吸力指標(biāo)的原因JTGD30-2004采用平均稠度指標(biāo)作為路基濕度評(píng)價(jià)指標(biāo)，雖然綜合了土的塑性特性，包含了液限與塑限，也能反映土的軟硬程度。對(duì)于塑性指數(shù)為零或接近于零的土組，土的平均稠度不能全面反映路基土的工作狀態(tài)。JTGD30-2015用路基工作區(qū)和地下水位確定濕度。溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源質(zhì)量含水率(w)、體積含水率(θw)和飽和度(S)Gs和ρd一定時(shí)，三者均能有效表征路基濕度狀況。濕度變化導(dǎo)致土體體積變化，w不變而S和θw發(fā)生變化，S和θw表征路基濕度實(shí)際情況，故均可采用，因S直觀（包含了土體密度和質(zhì)量含水率兩個(gè)因素），采用飽和度S作為路基濕度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。土的基質(zhì)吸力飽和土的孔隙中不但充填有水，而且還有空氣，水—?dú)夥纸缑妫ㄊ湛s膜）具有表面張力，在非飽和土中，孔隙氣壓力ua與孔隙水壓力uw不相等，并且孔隙氣壓力大于孔隙水壓力?；|(zhì)吸力是孔隙氣壓力ua與孔隙水壓力uw之差。hm=ua-uw基質(zhì)吸力通常是描述非飽和土的力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)，水土特征曲線即基質(zhì)吸力與土壤含水率的關(guān)系的曲線是描述基質(zhì)吸力的重要指標(biāo)。溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源思考：土飽和度越高，基質(zhì)吸力則越如何？基于非飽和土力學(xué)中土－水特性曲線理論預(yù)估路基濕度土的基質(zhì)吸力與飽和度之間關(guān)系如何確定基質(zhì)吸力？溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源—建立TMI濕度指數(shù)基質(zhì)吸力hm(kPa)預(yù)估曲線和預(yù)估模型地下水位控制的基質(zhì)吸力預(yù)估模型氣候因素控制的基質(zhì)吸力預(yù)估模型溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源

基質(zhì)吸力預(yù)估模型回歸參數(shù)（α、β、γ、δ）與wPI有關(guān)wPI

α

β

γ

δ00.300419.07133.4515.00.50.300521.50137.3016.050.300663.50142.5017.5100.300801.00147.6025.0200.300975.00152.5032.0500.3001171.20157.5027.8溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源路基濕度設(shè)計(jì)狀態(tài)路基濕度平衡濕度狀況竣工2~3年路基實(shí)際的設(shè)計(jì)狀態(tài)→平衡濕度狀況，與回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)條件不完全一致,因此：路基濕度設(shè)計(jì)狀態(tài)回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)條件濕度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）平衡濕度狀態(tài)下的路基回彈模量=

標(biāo)準(zhǔn)條件下的模量×濕度調(diào)整系數(shù)(KS)1）采用路基平衡濕度的原因溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源2）路基平衡濕度狀態(tài)和路基平衡濕度的概念：公路建成通車后，路基在地下水、降雨、蒸發(fā)、凍結(jié)和融化等因素作用下，濕度達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的濕度狀態(tài)，稱為路基平衡濕度狀態(tài)。路基平衡濕度是土體中孔隙水最終達(dá)到平衡分布狀態(tài)時(shí)的濕度。3）路基工作區(qū)示意圖荷載的垂直應(yīng)力與自重應(yīng)力之比大于0.1對(duì)應(yīng)的深度Za與路面厚度he之差實(shí)際是路基工作區(qū)。它是描述路基濕度類型的重要依據(jù)。溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源4）路基的平衡濕度狀況-路基濕度平衡時(shí)路基平衡濕度狀況分為三種：

干燥、中濕、潮濕溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源5）路基平衡濕度狀況確定方法潮濕類路基的路基工作區(qū)均處于地下水毛細(xì)潤濕影響范圍內(nèi)，路基平衡濕度由地下水或地表長期積水的水位升降所控制。中濕類路基的路基工作區(qū)濕度兼受地下水和氣候因素影響，即地下水位較高，路基工作區(qū)被地下水毛細(xì)潤濕面分為上、下兩部分，下部受地下水毛細(xì)潤濕的影響，上部則受氣候因素影響。干燥類路基的路基工作區(qū)處于地下水毛細(xì)潤濕面之上，路基平衡濕度完全由氣候因素所控制。溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源6）路基平衡濕度狀況確定步驟：1）調(diào)查地下水位高程，確定地下水位到地面的距離hw；2）確定毛細(xì)水的上升高度h0；3）計(jì)算確定路基工作區(qū)深度Za

，確定路基工作區(qū)Za,；4）判別毛細(xì)濕潤面在路基工作區(qū)的位置（高,低,內(nèi)部）?！?xì)水上升高度

由海森公式預(yù)估h0——毛細(xì)水上升高度（m）；e——土的空隙比；d10——土的有效粒徑；C——系數(shù)，一般取1×10-5～5×10-5（m2）。

毛細(xì)水上升高度，可采用推薦值，也可采用調(diào)查值。路

基

工

作

區(qū)溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源7）毛細(xì)水上升高度不同土組的毛細(xì)水上升高度推薦表溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源8）路基平衡濕度時(shí)的飽和度①潮濕類路基直接根據(jù)地下水位高度確定溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源8）路基平衡濕度時(shí)的飽和度②干燥類路基根據(jù)濕度指數(shù)TMI確定-由區(qū)劃確定TMI規(guī)范給了推薦值溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源8）路基平衡濕度時(shí)的飽和度②干燥類路基根據(jù)TMI確定-再由TMI確定飽和度溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源8）路基平衡濕度時(shí)的飽和度③中濕類路基-由干燥和潮濕分別確定再加權(quán)先根據(jù)路基工作區(qū)上部和下部位置,確定各自平衡濕度1）毛細(xì)潤濕面以上路基工作區(qū)上部，按路基土組類別和TMI值確定其平衡濕度，作為上部值；2）毛細(xì)潤濕面以下路基工作區(qū)下部，則按路基土組類別和距地下水位的距離確定毛細(xì)潤濕面最上部A和路基工作區(qū)下部B各自的平衡濕度，其平均值為下部值。再以厚度加權(quán)平均計(jì)算路基的平衡濕度。AB工作區(qū)下部溫濕狀況的影響基質(zhì)吸力與飽和度路基平衡濕度濕度來源路基填土高