道路與橋梁工程概論4課件

道路與橋梁工程概論E-mail：fanfenjunzhi@qq.comTel：第一章路基工程導(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。二、路基的分類路基土的選擇：用高強、水穩(wěn)性好、壓縮性小、施工方便及運距短的巖土材料。既要考慮料源和經(jīng)濟性，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，但修筑高等級路面時，路基填料的強度和粒徑有一定規(guī)定。1.砂性土：既含有一定數(shù)量的粗顆粒，使之具有足夠的強度和水穩(wěn)定性。又含有一定數(shù)量的細顆粒，將粗顆粒粘在一起，為修路堤的良好填料。三、路基的干濕類型

1、濕度來源①大氣降水②地面水③地下水

2、劃分依據(jù)根據(jù)實測不利季節(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)，保持路基的強度和穩(wěn)定性。四、路基常見病害

1、路堤變形

2、路塹變形沉陷

溜方和滑坡

3、路基病害防治

1、正確設(shè)計路基橫斷面

2、選擇良好的路基用土填筑路基，必要時對路基上層填土作穩(wěn)定處理。

3、采取正確的填筑方法，充分壓實路基，保證達到規(guī)定的壓實度。

4、適當提高路基。

5、正確進行排水設(shè)計

6、必要時設(shè)計隔離層。

7、采取加固措施。陡坡路堤（護腳路堤）2.路塹：全部為挖方路基稱為路塹。全挖式臺口式半山洞3.半填半挖路基：整個橫斷面上既有填方又有挖方的路基。

出現(xiàn)在地面橫坡較陡,路基又較寬,而路中線的設(shè)計標高與地面標高相差不大的地方。二.路基的基本構(gòu)造1.路基高度2.路基寬度3.路基邊坡三.路基的附屬設(shè)施1.取土坑2.棄土堆3.護坡道和碎落臺4.堆料坪和錯車道5.護欄①形式

a.直線形

b.折線形

c.臺階形第二章路基排水路基的各種病害和變形的產(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，是一項經(jīng)濟、簡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：總體規(guī)劃，綜合設(shè)計，以提高降水效果，降低造價

排水設(shè)計目的：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，可將地面水攔蓄在坡頂，降在路基范圍內(nèi)的水要迅速引泄掉。

設(shè)計時要綜合考慮沿線地形、地質(zhì)條件，因勢利導(dǎo)，因地制宜。并與當?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。6.選擇橋涵位置。對穿過路基的河溝，不要輕易改溝并涵。

5.設(shè)排水溝管。

3.設(shè)邊溝或用取土坑，必要時用路肩排水系統(tǒng)和中央分隔帶排水系統(tǒng)。

2.設(shè)截水溝，攔地表水。要沿等高線布置，且與地表水流方向垂直。

路基排水系統(tǒng)布置，可利用路線平面圖（道路勘測設(shè)計繪出）按下列步驟進行：

1.繪出路塹坡頂線和路堤坡腳線，標明路側(cè)棄土堆和取土坑位置。

4.設(shè)地下排水設(shè)施。常見的人工明渠橫斷面有梯形。邊坡系數(shù)m：反映渠道兩側(cè)傾斜程度水力半徑：：斷面面積：濕周第二節(jié)明渠水力計算1.水力系數(shù)計算第三節(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)生物化學作用形成的飽和軟粘性土。軟土的物理力學特性：

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)定歷時長3.抗剪強度低4.較顯著的觸變性和蠕變性一、軟土加固方法換填法是是將基礎(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，同時用人工或機械方法進行表層壓夯、振動等處理至滿足工程要求的全過程。

擠密壓實法1、原理：采用一定的手段，通過振動、擠壓使地基土體孔隙比減小，從而提高強度。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夯法處理軟土地基換填法

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)和強度增長，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：插板機械輕，效率高、對土的擾動小、造價低∩型塑料板梗透水膜塑料板無紡布螺旋孔塑料板攪拌樁法：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械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理—化學反映，形成堅硬拌和柱體，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性質(zhì)?；瘜W加固法第四節(jié)土基的承載能力三、加州承載比（CBR）1.定義

加州承載比是美國加利福尼亞州（California）提出的一種評定土基及路面材料承載能力的指標。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高質(zhì)量標準碎石為標準，以它們的相對比值表示CBR值。2.試驗方法

用一個端部面積為19.35cm2的標準壓頭，以0.127cm∕min的速度壓入土中，記錄每貫入0.254cm時的單位壓力，直至壓入深度達到1.27cm時為止。此外，標準壓力ps值是用高質(zhì)量標準碎石由試驗求得。一、路基的主要病害第五節(jié)路基的變形、破壞及防治

1.路基的沉陷與沉縮路基沉陷：是指路基表面在垂直方向產(chǎn)生大的沉落，主要是由于路基下部天然地基承載能力不足，在路基自重的作用下引起下陷或向兩側(cè)擠出而造成的。路基沉縮：是由于路基填料選擇不當或填筑方法不合理或壓實度不足，在路基堤身內(nèi)部形成過濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下引起的，一般沉降量不大。圖2-25路基的沉陷和沉縮（P49）a）路基沉陷及b）路基沉縮

c）地基沉陷一、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)邊坡向下移動而形成。通常指的是邊坡上表面薄層土體下溜，主要是由于流動水沖刷邊坡或施工不當而引起的。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面滑動。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。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、