什么是路基施工毕业设计工作区,其在力学上,设计上,施工上的含义是什么

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个人业务总结,路基路面
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【业务,路基路面】河 北 工 业 大 学路基路面工程书姓 学 学 班名号院级:指导: 路基路面课程报告一、实习时间 2013 年 6 月 27 日星期四 二、实习地点 长深高速公路唐津路 三、实习的目的 路基路面课程实习的宗旨在于理论联系实际, 将学生从课堂中所学到的 理论知识获得实践的验证, 将课本上对各种路基路面材料、结构及施工工艺的初 步认识与工程实际联系起来,融会贯通,以巩固和加深学生对《路基路面工程》 课程内容的消化理解, 并通过对路基路面施工工艺、施工设备和质量控制等问题 的实地认识和分析, 培养学生认识和分析工程实际问题的能力,将所学路基路面 设计的基本原则和方法与工程实际相联系,了解、熟悉路基路面的主要施工工艺 和质量控制手段, 促进学生对路基路面施工现场的感性认识,以提高学生的综合 素质和教学质量。四、实习的基本要求 实习中要求学生掌握的知识内容①掌握路基施工工艺及质量控制方法; ②掌握沥青路面基本施工工艺及质量控制方法; ③掌握路基边坡防护及路基路面排水设施设计与使用条件; ④掌握基层材料及沥青混合料的组成设计方法。2013 年 6 月 27 日我们怀着无比激动的心情坐上了大巴车驶向实习目的地-长深高速公路唐津路段。根据宋老师的介绍,随着经济的快速发展、汽车保有 量的急速增长、运量的加大,长深高速唐津路段的汽车通行能力已经达到了瓶 颈,所以这次的实习内容便是现场观看唐津路段四车道改建为八车道的施工。通过这次观看现场道路施工,我学到了很多,真正做到了将书本上的知识与实 际相联系。五、实习内容 1 土质路基压实1 路基施工破坏土体的天然状态,致使结构松散,颗粒重新组合。为使路基具 有足够的强度与稳定性,必须予以压实,以提高其密实程度。压实度是以应达到 的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值得百分率表征。对于高速 公路和一级公路来说路床的最小强度(CBR)要不小于 8%,对应的压实度要不 小于 96%。其次,高等级公路对行车平稳性的要求较高,同时应具有较强的抗 变形能力,因此对路基的压实度要求很高,路基的压实工作,是路基施工过程的 一个重要工序,亦是提高路基强度与稳定性的根本技术措施。土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的空隙为水分和气体所占据。压实的目 的在于使土粒重新组合,彼此挨紧,空隙缩小,土的重量提高,形成密实整 体, 最终导致强度增加, 稳定性提高。大量实验和工程实践还证明土基压实后, 路基的塑性变形、渗透系数、毛细作用及隔温性能等均有明显改善。对于细粒土路基, 影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和 湿度,外因指压实功能及压实时外界自然和人为的其他原因。干重度是作为土基密实程度的技术指标。但在现行路面设计中,是以回弹模 量作为土基的强度指标。这是因为这样更便于控制图在最佳含水率是的压实度, 易于操作。在这次唐津路段的实习中, 我们亲眼看到、 亲身感受到了压路机的工作过程。这项工程中一共有两种压路机,一种是吨位较大的,它在摊铺机摊铺完成后,立 刻进行重复碾压, 力求在第一时间将石灰粉煤灰拌和土压实,在大压路机的基础 之上前后各有四个小轮子的压路机再进行局部细致碾压, 在较小压路机的碾压过 程中, 我观察到在其碾压的同时,压路机前轮上方还有一个喷水嘴在向车轮上不 停地喷水, 在向老师及现场工作人员闻询后得知,喷水的主要目的防止车轮粘带 下面的集料。这更正了我原本以为为了给路面做保湿的错误想法。2、路基排水设施的构造与布置 路基路面的强度与稳 定性不仅与压实度高度相 关,其同水的关系也是十 分密切。路基路面的病害 有多种,形成病害的因素 亦很多,但水的因素是主 要影响之一,为此路基路 面设计、施工和养护中, 必须十分重视路基路面的 排水工程。排水设施要因地制 宜、全面规划、合理布局、 综合治理、讲究实效、注 意经济,并充分利用现有 有利地形和自然水系。一 般情况下地面和地下设置 的排水沟,宜短不宜长,以使水流不过于集中,做到及时疏散,就近分流。常用的路基路面地面排水设施有边沟、截水沟、跌水与急流槽等,必要时还 要渡槽倒虹吸及积水池等。对于高速公路路基地表排水设施的径流量应采用 152 年的重现期内任意 30min 的最大降雨强度。各类地表水沟顶应高出设计水位 0.2m 以上。边沟纵坡一般与路线纵坡一致。平坡路段,边沟宜保持不小于 0.5%的纵坡 特殊情况容许采用 0.3%,但边沟出口间距宜减短。本次现场实习看到工人师傅们不怕炎热的高温,拼命的挖着排水边沟,在感 叹师傅们辛苦的同时,更多的是发自内心的佩服。这段道路长度很长,道路属于 平坦地形,没有遇到特殊条件。这次四改八的排水沟主要是明沟。与旁边草地很 好的结合到了一起,有效地引导了水流。3、路基填土工程俗话说的好“内行看门道,外行看热闹”当同学们都在对着路面进行讨论交 流的的时候,我看到了其内在的东西---路基填料。对于路基填料的发现也实属 偶然,只因自己不懂其下面填筑的究竟适合物质,故拿起了一块填料,本想其应 该很重,但在拿起填料的那一刻,质量轻的超出了想象,偌大的一块“石头”竟 然轻的相当可以啊!这是我萌生了好奇心,拿着一块跑去问老师究竟适合物质, 老师果然老练,一眼便认出了,此后有耐心地为我们讲解着这种填料。它是一种 很常用的填料,因其质轻坚韧,故得名为泡沫轻质土,它可以是工程轻而易举的 克服地基承载力不足的问题。因此广受工程青睐。4、跨河桥梁 桥梁是人类生产生活中, 为了克服天然障碍而建造的建筑物,也是有史以来 人来做建造的最为古老、 最为壮观和最美丽的建筑工程。它体现了一个时代的文 明与进步。3 在此次实习 中看到的桥梁 为预制装配式 钢筋混凝土简 支梁式桥,它是 一种更在竖向 荷载作用下无 水平反力的工 程结构。这种桥 结构简单,施工 方便,对地基承 载能力的要求 不高,因此被广 泛使用。这座桥与流水斜交而架。充分体现了科技的进步对工程的重大作用。5、道路面层的机械化摊铺 路面施工的铺筑工序如下(1)基层准备和放样。面层铺筑前,应对基层或旧路面的厚度、密实度、平 整度、路拱等进行检查。基层或旧路面若有坎坷不平、松散、坑槽等,必须在面 层修筑之前修整完毕,并应清扫干净。为使面层与基层黏结好,在面层修筑前 4~8h,在粒料类的基层洒布透层沥青。透层沥青用油 AL(M)-1、2、3 或油 AL (S)-1、2、3 标号的液体石油沥 青,或用 T-1、2 标号的煤沥青, 若用乳化沥青可用 PC-2 或 PA-2 标号,透层沥青的洒布量:液体 石油沥青为 1.0~2.3L/O;煤沥青 为 1.0~1.5L/O;乳化沥青 1.0~2.0L/O。若基层为旧沥青路 面或水泥混凝土路面,则在面层 铺筑之前,在旧路面上洒布一层 黏层沥青。黏层沥青用油 AL (M) -3、4、5 标号的液体石油沥青, 或用 T-4、5 标号的软煤沥青。若 基层为半刚性基层采用沥青的标号与粒料基层相同,为加强面层与基层的黏结, 减少水分浸入基层,可在面层铺筑前铺下封层。为了控制混合料的摊铺厚度,在准备好基层之上进行测量放样,沿路面中心 线和四分之一路面宽处设置样桩,标出混合料的松铺厚度的。采用自动调平的摊 铺机摊铺时,还应放出引导摊铺机运行走向和高程的控制基准线。(2) 摊铺 沥青混合料摊铺机摊铺过程中, 自动倾卸汽车将沥青混合料卸到摊铺机料斗 后,经链式传送器将混合料往后传送到螺旋摊铺器,随着摊铺机向前行驶,螺旋 摊铺齐即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料,随后由振捣板捣实,并由摊平板整 平。六、实习与总结4 这次实习只是从感性层面上了解,在还没有接触专业知识的前提下,对许多 专业性太强的问题理解还不是很透彻, 对一些路基路面和桥梁的专业性知识还不 明白,在这次实习中我明白了许多一知半解的问题,验证了许多书本上的东西, 感觉到了书本理论与实际之间的差距,为后续课程的学习打下了一个感性的基 础。让我们对以后可能接触的专业知识有初步的了解,增强自己学习的积极性。明白学习的最终目的,以及大学学习中应该掌握的最基本的技能与理论。实践是理论联系实际的过程, 本次实习使我加深了对公路、 桥梁概念的理解, 从另一个更高层次的角度去看待公路和桥梁,第一次接触了公路和桥梁的施工, 了解到了一些设计过程中常见的问题和解决思路。在查阅资料的过程当中,了解 到了许多有用的概念和理论。同时也发现了自己知识掌握和认识上的一些问题。本次实习使我更加明确了设计的任务和过程。我将尽量把这次实习所得,灵活的 运用到今后的学习中。同时,通过和项目经理的交流,我认识到要成为一名优秀的项目负责人,除 了具备扎实过硬的专业基本知识外,还必须具有宽阔的视野,良好的交流、沟通 能力、组织管理能力,一定的人文素养,努力成为一名复合型人才,才能在以后 激烈的竞争中占有一席之地。5
【个人业务总结,路基路面】路基路面学习总结学习路基路面这门课程之后,进行了下总结,如下总体来说我将全书内容概括为三部分。第一:总论,整体介绍路基路面的特 点和性质。第二:关于路基的知识,主要包括力学性质,设计,防护与加固等。第 三:就是路面知识,包括路面的用料,路面设计,养护与管理等。下面将分别对 三部分知识进行总结,主要在路基和路面这块,并讲下个人的学习体会。总论:介绍我国道路发展概况“历史悠久,曾经辉煌,近代落伍,高速发 展”四个阶段。要使车辆行驶在道路上舒适,并且使用年限能够延长,就需 要要求路基路面具有足够的刚度和强度,耐久性,表面要平整但不宜光滑具有一 定的抗滑性。而影响其基本性能的主要有:地理 地质,气候,水温和地质条件及 图的类别等因素。主要是当地的自然因素,也不排除人为因素。而每个地区的自 然条件不尽相同,为了有一个参考标准,将我国分为七个区划,每个区划的土的 类别,湿度等不尽相同。路基是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设 计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的沿土结构。而路面则是咋路基顶 面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物,路基是路面的基础,而路面 的存在有保护了路基两者相辅相成,是不可分离的整体。路基:路基主要是由土组成,所用土的性质直接影响到路基的使用性能。在 工程中我们要采用砂性土或者黏性土,坚决不能用粉性土易于破碎,浸水时成流 动状态,最容易引起路基病害。在遇到这种土时,范围较小时,可考虑改良土质 如换土并加强排水,范围大时,可考虑换道。路基的湿度由路基的临界高度值确 定。保证路基 80 公分以内为干燥区路基的高度 H=0.8+Hz。土基的承载能力的参数 指标有回弹模量,地基的反应模量和加州承载比等。路基的破坏和防治:路基的破坏主要有沉陷,边坡滑塌等。为了防治路基的 破坏因进行维护与加固。更重要的是建设前的设计。下面主要谈下路基的设计。路基由下路堤,上路堤,下路床,上路床构成。路基的横断面形式,常见的是半 填半挖路基,选择横断面因综合考虑。宽度为行车道路和两侧的路肩宽度之和, 依据公路等级确定路基宽度。矮路堤:填土高度小于 1.0~1.5m。满足最小填土高 度的要求,保持路基处于干燥或中湿状态,路基工作区范围内的地基需按路基标 准严格压实,必要时换土或加固处理,一般路堤:填土高度 1.5~20m。路堑边坡 按高度和岩土层情况设置成不同坡率的折线式或台阶式边坡;挖方边坡的坡脚处 设置边沟;坡顶设置截水沟;边坡坡面易风化时,在坡脚处设置宽度不小于 1.0m 的碎落台,台阶式边坡中部应设置宽度不小于 2.0m 的边坡平台。其边坡坡度应参 考气高度,岩体的岩质设置。如何分析设计的路基是否稳定呢?先要做三个基本的假设:①不考虑滑动土 体本身内力的分布。②平衡状态只在滑动面上到达,滑动土体成整体下滑。③极 限位置要通过试算来确定。分为直线滑动面和曲线滑动面。重点谈下曲线滑动面 的稳定性分析,常用 4.5 倍线法和 36b线法。其原理是条分法:将滑动面上的土 体划分为若干竖向土条,依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力,然后叠 加计算出整个滑动土体的稳定性。假定:土体均质、各向同向、滑动面通过坡 脚、忽略土体内应力和土条之间相互作用力、土条不受侧向力作用、或侧向力与 圆弧切线方向平行。依据公式求出稳定系数 Kmin,K&1 时边坡稳定,与高度无关。用公式时我们只需要知道他们所代表的的意义,及其原理就可以。至于更深的层ho = NQ BLr ,在这节课程中感觉我们需次,以后我们有机会会继续深入学习。例如:要细心,注意把荷载等效成路基的高度。分条时:不宜过多,一般八等分,作图 应该准确,减少尺寸误差。路基的防护与加固,主要保持路基土的受力不发生变化。而挡土墙有利于维护土 的的受力特性,让他保持安全的受力状态。下面介绍下挡土墙的设计。挡土墙按 结构特征:重力式、薄壁式、锚固式、垛式、加筋土。其组成墙顶,墙背,墙 身,基础等。要设计好挡土墙应该对其进行受力分析,主动土压力的计算与破裂 面有关,分为三种,破裂面交于内边坡,破裂面交于路基面(荷载内侧、中部、 外侧),破裂面交于外边坡。如图: 然后将数值代入公式计算,应明白公式中每个字母代表的含义。对于第二破裂面, 应分析是否满足出现第二破裂的条件。设计好后应进行验算,应盐酸器抗滑稳定性,抗倾覆稳定性,基地的应力(偏 心时验算合力偏心距)还有承载能力的验算及墙身截面的强度验算。在这要注意的 问题是①基底的弯矩值的计算,先判别其荷载的组合。②当地基承载应力抗力值 K&1.1Fk 时,取 K=1.1Fk.③重点感觉要知道公式中字母代表的含义。路面:按照层面的功能不同分为:面层,基层,垫层。路面类型有:碎,砾石 路面,快料路面,无机结合稳定路面,沥青路面,水泥混凝土路面。重点谈下沥青 路面和水泥混凝土路面。沥青路面是在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类 型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力, 使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此,沥青路面是道路建设中一种被最广泛 采用的高级路面。要确定最佳沥清用量后,对其进行车辙实验,检测高温稳定性, 水稳定性,低温抗裂稳定性,渗水稳定性。水泥混凝土路面以水泥混凝土为主要材 料做面层的路面。其强度高,稳定性好,但是有裂缝影响行车,对水泥的需求量 大,修复困难。横向接缝有:缩缝,胀缝,施工缝。一般在缝中设置传力杆,保证 混凝土板间能有效地传递荷载。两种路面的设计的比较: 路面类型所用主要材料设计理论设计的主要内 容设计指标沥青路面沥青,集料弹性层状体组合结构设计 厚度设计整体的弯沉和 沉底的拉应力 混凝土板的抗 弯拉强度水泥混凝 土路面水泥,集料弹性半空间组合设计 面板厚度设计 接缝设计对一个项目可能有不同的方案,其选择应根据造价,施工方法,材料可取性, 技术指标来决定。个人体会:通过对这课程的学习,我对我们长走的路面有了新的认识。也明白 了万事应打好基础,只有牢固的基础,才有强大支撑力量,坚强的后盾。从这门课 程我们学会了怎样去更好的设计路基和路面,该如何合理安排它们每层的厚度。怎 样把路基路面的排水系统设计好。学习了这门课程后,对路面出现的裂缝也表现出 了极大地兴趣。对修筑道路的大概过程有所了解,这些为我们以后的工作打下了牢 固的理论基础。感谢老师一个学期的指导!
【个人业务总结,路基路面】《路基路面工程》路 基 路 面 工 程第一章 总 论1)路基、路面的基本概念 路基:是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填 而成 的岩土结构物。路面:是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。2)路基路面应具有的基本性能:1. 承载能力:强度与刚度 2. 稳定性 3. 耐久性(寿命)4. 表面平整度 (舒适性、表面特性)5. 表面抗滑性能(安全性、表面特性) 3)影响路基路面稳定的因素:主要影响因素(主要影响路基)1.地理条件 2.地质条件 水文和水文地质条件 5.土的类别 4)路基土的分类划分依据:土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况 分类:巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土 3.气候条件 4.5)特殊土分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土 黄土属于低液限黏土(CLY)WL&40% (MHR) WL&55% 膨胀土属于高液限黏土(CHE) WL&50% 红黏土属于高液限粉土冻土可分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土三类 6)不同路基土的公路工程性质 巨粒土:强度和稳定性好,良好;也可用于砌筑边坡。级配良好的砾石混合料:良好;还可用于中级路面和高级路面的基层、底基层。砂土:无塑性,强度和水稳性好,但易松散,压实困难。砂性土:含有粗颗粒和细颗粒,级配适宜,良好。粉性土:干时易结块,湿时易流动;毛细作用强烈,容易造成冻胀、翻浆等病害,须经处理(隔离 水)才可使用。粘性土:透水性小、吸水能力强,具有较大的可塑性;持水能力强,承载力小;需压实和排水使用。重粘土:不透水、粘聚力大,塑性大,干燥坚硬,难以施工。7:)路基土的优劣排序砂性土最优 粘性土次之 粉性土属于不良材料,最容易引起路基病害1 / 21 《路基路面工程》重粘土,是不良的路基土特殊土,用以填筑路基时必须采取相应技术措施。第五节 公路自然区划1)自然区划的原则 1. 道路工程特征相似的原则(同一自然条件下筑路相似) 2. 地表气候区域差异性的原则(地带性差异和非地带性差异的综合结果) 3. 自然气候因素既有综合又有主导作用的原则(道路冻害为例:水和热综合) 2)7 个一级自然区划划分:Ⅰ区― 北部多年冻土区;Ⅱ区―东部温润季冻区 ;Ⅲ区―黄土高原干湿过渡 区 ;Ⅳ区―东南湿热区 ;Ⅴ区―西南潮暖区 ;Ⅵ区―西北干旱区 ;Ⅶ区―青藏高寒区吧 【要求掌握基本气候特征】 第六节 路基水温状况及干湿类型1)路基湿度的来源:大气降水;地面水;地下水;毛细水;水蒸气凝结;水薄膜移动水。2)冻胀:积聚的水冻结后体积增大,使路面隆起而造成面层开裂的现象 翻浆:在交通繁重的地区,经重车反复作用,路基路面结构会产生较大的变形,严重时,路基土以泥 浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出,形成了翻浆 三、路基干湿类型 1)路基按其干湿状态不同分为四类:干燥、中湿 、潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。2) 稠度ωc :为土的含水量ω 与土的液限ωL 之差与土的塑限ωp 与液限ωL 之差的比值。即 ωc = ( ω - ωL )/( ωp - ωL ) ωc――土的稠度;ωL――土的液限 3)平均稠度确定ω――土的含水率 ωp――土的塑限4)路基干湿类型:干燥中湿潮湿 第七节过湿 路面结构及层位功能1)路面横断面:路面横断面由行车道、硬路肩和土路肩组成。随道路等级不同而不同。通常分为:槽式横断面 全铺式横断面 形成方式:开挖,培槽 排水需要 考虑远期路面的改扩建中、低级路面2 / 21 《路基路面工程》2:) 路面结构分层及层位功能 通常按照位层功能的不同,划分为三个层次:面层,基层和垫层 1:面层:面层是直接同行车和大气接触的表面层次,他承受较大的行车荷载的垂直力,水平力和冲 击力的作用 2:基层:基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并将力扩散到下面的垫层和土基中去 3:垫层:垫层介于土基与基层之间,他的功能是改善土基的湿度和温度状况,以保证面层和基层的 强度,刚度和稳定性不受土基水温状况变化造成的不良影响, 功能:将基层传下的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形:同事也能阻止路基土挤 入基层中,形象基层结构的性能 第八节 路面的等级与分类1)路面等级划分:根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性, 可以分为四个等级。路面等级 高级 次高级 中级 低级 面层类型 水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青 碎石、整齐石块或条石 沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青表 面处治、半整齐石块 泥结或级配碎砾石、水结碎石、不整 齐石块、其它粒料 各种粒料或当地材料改善土,如炉渣 土、砾石土和砂砾土等 刚性路面 半刚性路面 所适用的公路等级 高速、一级、二级 二级、三级 三级、四级 四级2)路面分类【按照力学特性分类】:柔性路面第二章:行车荷载、环境因素、材料的力学特性1)车辆的种类:道路上通行的车辆主要分为客车与货车两大类。客车:小客车、中客车、大客车; 货车:整车、牵引式挂车、牵引式半挂车。按载重量可以分为:轻型货车、中型货车、重型货车 2)我国公路与城市道路设计规范中均以 100kN 作为设计标准轴重。3)汽车对道路的静态压力 当量圆半径δ可以按下式确定。力,kpa;δ=P πp式中:P――作用在车轮上的荷载,kN; p――轮胎接触压δ――接触面当量圆半径,m。和 = d 计算双圆荷载的当量圆直径 d 和单圆荷载的当量圆直径 D 分别按3 / 21 《路基路面工程》四:运动车辆对道路的动态影响P31 页车轮施加于路面的各种水平力 Q 值与车轮的垂直压力 P,以及路面与车轮之间的附着系数 5)轮迹横向分布系数:两个条带(50cm)频率之和。6)路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部的温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩。7)路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力σz 的近似计算:σz = P:一侧轮重荷载(kN);K:系数,一般取 0.5;Z:荷载中心下应力作用点的深度(m)。路基土本身自重在路基内深度为 Z 处所引起的垂直应力σB γ:土的容重(kN/m3); Z:应力作用点深度(m)。路基内任一点垂直应力包括由车轮引起σz 的和由土基自重引起的σB 两者共同作用。8)路基工作区 在路基某一深度处,当车轮荷载引起的垂直应力σz 与路基土自重引起的垂直应力σB 相 比所占比例很小,仅为 1/10~1/5 时,该深度 Zα范围内的路基称为路基工作区。σB =γZ路基工作区深度的确定路基工作区内,土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,对工作区范围内的土质选 择、路基的压实度应提出较高的要求。9)路基土的应力-应变特性:路基土的变形包括弹性形变和塑性形变两部分。过大的塑性变形将导致各 种沥青路面产生车辙和纵向不平整,对于水泥混凝土路面,路基土的塑性变形将引起板块断裂,弹性变形 过大将使得沥青面层和水泥混凝土面板产生疲劳开裂。10)压入承载板试验是研究土基应力-应变特性最常用的一种方法。这种方法是以一定尺寸的刚性承载板 置于土基顶面,逐级加荷卸荷,记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形,根据试验结 果,可绘出土基顶面压应力与回弹变形的关系曲线。11)土基的应力应变关系除了出现非线性特性以外,还表现出塑性性质。几种模量:(1)初始切线模量(2)切线模量(3)割线模量(4)回弹模量 第四节 土基的承载能力1)路基的承载能力都用一定应力级位下的抗变形能力来表征,主要参数有土基回弹模量、地基反应模 量、加州承载比(CBR)等。2)地基反应模量温克勒地基的假定:土基顶面任意一点的弯沉 l,仅同作用于该点的垂直压力 p 成正 比,而同其它相邻点处的压力无关。地基回弹反应模量 K=P/l (KN/m3)P 为压力,l 为弯沉规定以直径为 76cm 的承载板为标准4 / 21 《路基路面工程》3)土基的回弹模量:两种承载板:柔性承载板与刚性承载板用刚性承载板测定土基回弹模量,压板下土基顶面的挠度为等值 4)加州承载比(CBR):试验时,用一个端部面积为 19.35cm 的标准压头,以 0.127cm /min 的速度压 入土中,记录每贯入 0.254cm 时的单位压力,直至压入深度达到 1.27cm 时为止 *100% p―对应于某一贯入度的土基单位压力,kPa;ps―相应贯入度的标准压力,kPa 计算 CBR 值时,取贯入度为 0.254cm。但当贯入度为 0.254cm 时的 CBR 值小于贯入度为 0.508cm 时的 CBR 时,应采用后者为准。第五节 路基的变形、破坏与防治1)路基的主要病害 1.路基沉陷 (1)自身压缩沉陷(2)天然地基承载力不足引起的沉陷。2.边坡滑塌:溜方和滑坡 3.碎落和崩塌 4.路基沿山坡滑动 5.不良地质和水文条件造成的路基破坏2)路基病害防治 1.正确设计路基横断面;2.选择良好的路基填料,必要时进行稳定处理;3.采用正确 的填筑方法,充分压实;4.适当提高路基,防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入到路基工作区范 围; 5.正确进行排水设计(地面排水、地下排水、路面结构排水及地基的特殊排水); 6.必要时设置隔离层隔 绝毛细水上升,设置隔温层减少路基冰冻和水分累计,设计砂垫层以疏干土基; 7.采取边坡加固、修筑支 挡结构物、土体加筋等技术,提高整体稳定性。3)路面材料的分类:(1)松散颗粒型材料及块料;(2)沥青结合料类;(3)无机结合料类。按不 同的成型方式(密实型、 嵌挤型和稳定型)形成各种结构层。4)摩尔(Mohr―Coumbnb)强度理论, τ = c + σtg? 式中 τ――抗剪强度,kPa; c――材料的粘 结力,kPa; σ――法向正应力,kPa; φ――材料的内摩阻角。5)抗拉强度可由直接拉伸或间接拉伸试验确定。6)弯拉强度大多采用简支小梁试验进行评定。小梁截面边长的尺寸应不低于混合料中集料最大粒径的 4 倍。通常采用三分点加载。5 / 21 《路基路面工程》7)考虑到温度与加荷时间对沥青混合料力学特性的影响,用劲度模量表征其应力―应变关系。沥青混合料的劲度模量实质上就是在特定温度和特定加荷时间条件下的常量参数 第七节 路面材料的累积变形与疲劳特性 1)重复荷载作用下出现的破坏极限状态主要有两种(1)路面材料处于弹塑性工作状态,则重复荷载作用将引起塑性变形的累积,超过一定限度时,路面 使用功能将下降至允许限度以下,出现极限破坏状态; (2)路面材料处于弹性工作状态,重复荷载导致材料内部产生微量损伤,累积到一定限度以后,路面 结构发生疲劳断裂。累积变形与疲劳破坏这两种破坏发生的共同特点就是破坏极限的发生不仅同荷载的应力大小有关,而 且和荷载的作用次数有关。2)积累变形:路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形累积而产生的沉陷或车辙,是路面结构的主要 病害。这种永久性的变形是路基路面各结构层材料塑性变形的综合。它不仅同荷载的大小,作用次数以及 路基土的性状有关,也受路面各结构层材料变形特性的影响。3)对于弹性状态的路面材料承受重复应力作用时,可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破 坏,这种材料强度的降低现象称为疲劳。4)在应力作用一定次数后,材料的疲劳强度不再下降而趋于稳定,此稳定值称为疲劳极限。5)曼诺(Miner)定律目前,常用曼诺定律在研究金属疲劳时所作出的假定来处理不同荷载的疲劳作用问 题。假定:各级荷载作用下材料所出现的疲劳损坏可以线性叠加。即:假设某一级荷载 Pi 作用 Ni 次后 使材料达到疲劳破坏,则该级荷载作用一次相当于消耗了材料疲劳寿命的 1/Ni。jD=∑i= 1n Ni i第三章:一 般 路 基 设 计1)一般路基:通常指在良好的地质与水文等条件下,填方高度与挖方深度不大的路基。2)路基设计高程低于天然地面高程时,需进行挖掘;路基设计高程高于天然地面高程时,需进行填筑。3)由于填挖情况不同,路基横断面的典型形式,可归纳为路堤,路堑和填挖结合三种类型 4)路堤:指全部用岩土填筑而成的路基。路堑:指全部在天然地面开挖而成的路基。半填半挖(填挖结合):当天然地面横坡度较大,且路基较宽,需要一侧开挖而另一侧填筑而成的路 基。较多适用于山区、丘陵区。5)路堤的几种常见横断面形式:按路堤的填土高度不同,划分为矮路堤,高路堤和一般路堤6 / 21 《路基路面工程》填土高度小于 1.0m―1.5m 者属于矮路堤;填土高度大于 18m(土质)或 20m(石质)的路堤为高路堤;填 土高度在 1.5m―18m 范围内的路堤为一般路堤。6)路堑的几种常见横断面形式:全挖路基,台口式路基及半山洞路基7)半填半挖式路基7 / 21 《路基路面工程》第三节 路基设计 1)在工程地质和水文地质条件良好的地段修路的一般路基设计包括以下内容 1. 选择路基断面形式,确定路基宽度与高度; 2. 选择路堤填料与压实标准; 3. 确定边坡形状与坡 度; 4. 排水系统系统布置与排水结构设计; 5. 坡面防护与加固设计; 6. 附属设施设计。2)路基宽度:行车道路面及其两侧路肩宽度之和。3)路堤的填筑高度或路堑的开挖深度,是路基设计高程和地面高程之差。包括:中心高度和边坡高度 4)路基边坡坡度:公路路基的边坡坡度,可用边坡高度 H 与边坡宽度 b 之比表示,并取 H=1 H:b=1:0.5(路堑边坡)或 1:1.5(路堤边坡),通常用 1:n(路堑)或 1:m(路堤)表示其坡率,成为 边坡坡率 5)路基压实 1.压实机理:土颗粒重新组合,彼此挤密,孔隙减少,土单位重量提高,形成密实整体, 增加强度,提高稳定性 2.压实土的特性 一定压实功下,存在最佳含水率和最大密实度;压实功越 大,最佳含水率越小,最大密实度越大 3.影响压实的因素 内因:土质、湿度,外因:压实功(机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实 时的外界自然和认为的其他因素 4.压实标准:分重型击实试验(12~15t)和轻型击实试验(6~8t) 压实度=工地实测干密度/标准击实法得到的最大干密度 6)一般路基工程有关的附属设施有取土坑,弃土堆,护坡道,碎落台,堆料坪及错车道等第四章 路基稳定性分析1)路基边坡稳定性 的分析计算方法,可以分成工程地质法(比拟法),力学分析法和图解法 2)路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体的下滑力 T 与抗滑力 R,按静力平衡原理,取二者 之比为稳定系数 K K=R/T 计算时将车载换算成相当于路基岩土层厚度,计入滑动体的重力中去 3)试算法8 / 21 《路基路面工程》4)解析法5)4.5H 法见 P769 / 21 《路基路面工程》第四节:软土地基的路及稳定性分析 1)临界高度 H:指天然地基状态下,不采取任何加固措施,所容许的路基最大填土高度 2)路基稳定性的计算方法 采用圆弧条分法,根据选用参数不同,分为:总应力法、有效固结应力法、有效应力法。3)浸水路堤的稳定性分析,常用方法有:假想摩擦角法,悬浮法和条分法 4)假想摩擦角法:适当改变填料的内摩擦角,利用非浸水时的常用方法,进行浸水时的路堤稳定性计 算。悬浮法:假想用水的浮力作用间接抵消动水压力对边坡的影响,即在计算抗滑力矩中,用降低后的内摩擦 角反应浮力的影响,而在计算滑动力矩中,不考虑浮力作用,滑动力矩没有减小,用以抵偿动水压力的不 利影响。条分法:与非浸水时的条分法相同,但土条分成浸水与干燥两部分,并直接计入浸水后的浮力和动水压力 作用,这样显然比上述两法更符合实际条件,当需要比较精确计算时可采用此法。5)规范规定,对于地震烈度为 8 度或 8 度以上的地区,路基设计应符合防震要求,其中包括软弱地基加 固,限制填挖高度,提高路基压实度,以及放缓坡度等。第五章:路 基 防 护 与 加 固1)常用的坡面防护设施有:植物防护(生命防护:种草,铺草皮,植物)和工程防护(无机物防护:抹 面,喷浆,勾缝,石砌护面等) 2)直接防护包括:植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护,以及必要时设置的支挡(驳岸等)。3)导治结构物主要是设坝,按其与河道的相对位置,一般可分为丁坝,顺坝或格坝。4)软土地基处理的目的:a、沉降处理:加载预压法、竖向砂井(插塑料板)、挤密砂桩 换填土、反压护道、加石灰桩 b、稳定性:5)软土地基处理的方法:1.砂垫层法;2.换填法;3.反压护道法;4.分阶段施工;5.超载预压法 ;6.竖 向排水固结法;7.挤密桩法和加固土桩法;8.现场监测法。第六章:挡 土 墙 设 计1)【有了解】 按设置挡土墙的位置分类 路堑挡土墙 路堤挡土墙 路肩挡土墙 山坡挡土墙 等按挡土墙的墙体材料不同,分为:石砌挡墙,混凝土挡墙,钢筋混凝土挡墙,砖砌挡墙,木制挡墙和 钢挡墙等。10 / 21 《路基路面工程》按挡土墙的结构形式不同,分为:重力式,半重力式,衡重式,悬臂式,扶壁式,锚杆式,拱式,锚 定板式和垛式等。2)挡土墙组成示意图3)沉降缝与伸缩缝 为防止因地基不均匀沉陷而引起强身开裂,应根据地基地质条件及墙高, 墙身断面的变化情况,设置沉降缝 为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝,须设置伸缩缝 4)一般条件下库仑主动土压力计算:P125 5)出现第二破裂面的条件:1)墙背或假想墙背的倾角 α或 二破裂面的倾角 必须大于第,即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现(2)在 , 或墙 背 或 假 象 墙 背 面 上 产 生 的 抗 滑 力 必 须 大 于 其 下 滑 力 , 即 ,使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。第二条件的又一表达方式为:作用于墙背或假想墙背的土压力对墙背法线的倾角 摩擦角δ。6)车辆荷载换算 1.按墙高确定的附加荷载强度进行换算 层。应小于或等于墙背将汽车荷载按均布荷载,换算成容重与前后填料相同的均布土h = q /γ――墙后填土的重度 KN/m3 γ2. 根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算。q――附加荷载强度(kPa)h0 = B0Q rB 0 L = ( H + a ) tan0∑θ ? Htan 30°α ? bL = L+ (H+ 2 a ) tanγ-墙后填土的厚度 KN/m3 -不计车辆荷载作用时破裂棱体的密度(m),对于路堤墙,为破裂棱体范围内的路基宽度(即不计边坡 部分的宽度 b) L-挡土墙的计算长度(m) -布置在 7)表6-8 .L 范围内的车轮总重(KN),Q为每辆标准汽车总重为550KN P1428)常用作用(或荷载)组合 组合 作用(或荷载)名称11 / 21 《路基路面工程》Ⅰ挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载 组合 组合 I 与基本可变荷载相结合 组合 II 与其他可变荷载、偶然荷载相结合Ⅱ Ⅲ9)极限状态分类承载力极限状态:对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载 挡土墙出现以下任何一种状态,即认为超过了承载力极限状态 1.整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡; 2.挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适于继续承载; 3.挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。正常使用极限状态:对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定。挡土墙出现以下任何一种状态,即认为超过了正常使用极限状态1.影响正常使用或外观变形; 2.影响正常使用或耐久性的局部破坏(包括裂缝); 3.影响正常使用的其他特定状态。第七章路基路面排水设计1)常用的路基地面排水设备,包括边沟,截水沟,排水沟,跌水与急流槽等,必要时还有渡槽,倒虹吸 及积水池等 2)地下排水设备包括,暗沟(管),渗沟和检查井等地下排水设备 3)路面表面排水设计应遵循以下原则:1.通过路拱横坡将降水排向两侧,不出现积水 ; 2.在汇水量 不大,路堤较低且边坡不会被冲刷的情况下,应采用路堤边坡上横向漫流方式排除路表面水 ;3.在路堤 较高,边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷或坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时, 应沿路肩设置拦水带或 U 型沟,汇集路面表面水,然后通过泄水口和急流槽排离路堤。分散排水与集中 排水方式的选择主要依据表面水是否对路堤边坡造成冲刷危害。应对多个方案进行效果和经济的比较,选 择最佳 ;4.为路堑时,横向排流的表面水汇集于边沟内。4)12 / 21 《路基路面工程》5) 6)常用沟渠横断面的水力要素 湿周χ--指水流与沟底及两侧在横断面上的接触长度 水力半径 R--为水流横断面面积ω与湿周之比。R=ω/χ第十章碎、砾石路面1)碎、砾石路面:指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎(砾)石路面等数种。这类路 面通常只能用于中低等交通量的公路。2)纯碎石材料-按嵌挤原则产生强度 由三项因素构成a.粒料表面的相互滑动摩擦; b.体积膨胀而需克服的阻力; c.粒料重新排列需 克服的阻力。3)碎石路面是用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。4)水结碎石路面:用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑,洒水碾压而成的路面结构。5)泥结碎石路面:以碎石作骨料,粘土为填充结合料,经压实而成的路面结构 6)泥灰结碎石路面:以碎石为骨料,一定数量粘土和石灰作粘结填充料、经压实而成的路面结 构。7)级配砾(碎)石路面是一种由各种集料(砾石、碎石)和土,按最佳级配原理修筑而成的路面层或 基层。8)级配砾(碎)石路面与基层的施工:开挖路槽DD备料运料DD铺料DD拌和DD碾压DD铺封 层 9)碎(砾)路面的养护措施:加铺磨耗层和保护层。10)磨耗层的厚度视所用的材料和交通量大小而定:采用坚硬小砾石或石屑时,宜厚2-3c m,用砂土时宜厚1-2cm,采用软质材料时,以3-4cm厚为宜。11)保护层要求:厚度一般不大于 1cm。第十一章块料路面1)块料路面:用块状石料或混凝土预制块铺筑的路面称为块料路面。主要优点:坚固耐久、清洁少尘、养护修理方便。13 / 21 《路基路面工程》主要缺点:用手工铺筑,难以实现机械化施工,块料之间容易出现松动,铺筑进度慢,建筑费用 高。构造特点:必须设置整平层;块料之间填缝料嵌填,使块料满足强度和稳定性的要求。2)天然块料路面:用石料经修琢成块状材料铺筑的路面称天然块料路面。3)机制块料路面:由预制的混凝土小块铺筑的路面。第十二章 无机结合料稳定路面 1)在粉碎的或原状松散的土种掺入一定量的无机结合料(包括水泥,石灰或工业废渣等)和水, 经拌合得到的混合料在压实与养生后,其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料,以此修 筑的路面称为无机结合料稳定路面 2)无机结合料稳定材料的应力-应变特性 无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随着龄期的增长而不断地增长,逐渐具有一定得 刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为3个月,石灰或石灰粉煤灰(简称一灰)稳定材料设计龄 期为6个月。3)干缩特性:干缩系数是某失水量时,试件单位失水率的干缩应变(× 是某失水率时,试件的干缩应变与试件的失水率之比(× (g);失水率是试件单位质量的是税率(%)。4)通过大量的试验,不同材料的干缩系数排列次序1.同一类无机结合料稳定材料:稳定细粒土&稳定细料土&稳定细料土 2.对稳定细料类:石灰稳定类&水泥稳定类&石灰粉煤灰稳定类 3.对于稳定细料土:石灰土&水泥土或水泥石灰土&石灰粉煤灰土 5)试验结果表明:石灰土沙砾(16.7× )>密实式石灰粉煤灰粒料(11.4× -15× ) )>悬浮式石灰粉煤灰粒料(15.3× )和水泥砂砾(5%-7%水泥剂量为10× );平均干缩系数);失水率是试件失去水分的质量6)石灰稳定类基层―在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗,中,细粒土)中掺入适量的石灰 和水,按照一定的技术要求,经拌合,在最佳含水量下摊铺,压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路 面基层 7)石灰与土发生的一系列物理化学变化一般分为四个方面:离子交换作用,结晶硬化作用,火山 灰作用和碳酸化作用。8)影响石灰稳定类基层强度的因素:土质,灰质,石灰剂量,含水率,密实度,石灰的龄期,养 生条件。9)水泥稳定类基层:在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗,中,细粒土)中,掺入适当的水泥 和水,按照技术要求,经拌合摊铺,在最佳含水量时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修 建的路面基层称水泥稳定类基层14 / 21 《路基路面工程》当水泥稳定细料土(砂性土,粉性土或粘性土)时,简称水泥土,不能作为高速公路或一级公路的 基层,只能用作底基层,在高等级的水泥混凝土路面板下,水泥土不能做基础 10)强度形成主要过程:1,水泥的水化作用,2,离子交换作用,3,化学激发作用,4,碳 酸化作用, 11)影响水泥稳定类基础强度的因素:土质,水泥的成分和剂量,含水率,施工工艺过程。12)石灰煤渣(“二渣”)基层适用石灰和煤渣按一定配合比,加水搅拌,摊铺,碾压,养生而 成型的基层 “二渣”中如掺入一定量的粗集料便称“三渣” 13)石灰粉煤灰(二灰)基层是用石灰和粉煤灰按一定配比,加水拌合,摊铺,碾压及养生而成 的基层 二灰土基层:在二灰中掺入一定量的土,经加水拌合,摊铺,碾压及养生而成的基层第 13 章 沥青路面1)沥青路面:用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层并与各类基层和垫层所组成的路面结构。2)沥青路面的优点:1.足够的力学强度;2.一定弹性和塑性变形能力;3.与汽车轮胎附着力好;4. 有高度的减震性;5.不扬尘,易清洗;6.维修较简单,可再生利用。3)沥青路面损坏类型:沉陷;车辙;推移;疲劳开裂;低温缩裂;反射裂缝;松散和坑槽;表面 磨光。4)沥青路面功能与要求:1.高温稳定性;2.低温抗裂性;3. 耐久性; 4.抗滑能力; 5. 防渗能力。5)分区指标:高温--7 月份平均最高气温 平均值 低温--年极端最低气温 雨量--年降雨总量6)沥青路面按强度构成原理分类:密实型和嵌挤型 按施工工艺的不同,沥青路面分为:层铺法,路拌法,厂拌法 7)根据沥青路面技术特性分类:(熟悉) 【沥青混凝土;热拌沥青碎石;乳化沥青碎石混合料;沥青贯入式;沥青表面处治;沥青封层;沥 青透层;沥青粘层】 8)沥青混合料按级配原则构成分:密实悬浮结构;骨架空隙结构;骨架密实结构 9)黏弹性材料力学性能的基本特征表现在以下几个方面1.应力应变关系的曲线性及其不可逆性,2.对加载速度(时间效应)和试验温度)温度效应) 的依赖性,并服从时间温度换算法则,3.具有十分明显的蠕变与应力松弛特性,4.对于线黏弹性材 料,则服从Boltzmann线性叠加原理和复数模量原理。10)蠕变:蠕变是盈利为一恒定值时,应变随时间逐渐增加的现象。应力松弛:是当应变为一恒定 值时,应力随时间而衰减的过程。11)沥青路面必须具有的五种性能:高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性,耐疲劳性能,抗老化性 其中:稳定性:高温稳定性,低温抗裂性;耐久性:水稳定性,耐疲劳性能,抗老化性能。15 / 21能。 《路基路面工程》9)沥青基沥青混合料气候分区指标13)根据车辙形成的起因,分为三种类型:失稳型车辙;结构型车辙;磨耗型车辙。失稳型车辙:由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下,内部材料流动,产生横向位移而发生,通常 集中在轮迹处。结构型车辙:由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成,主要是由于路基变形传递 到面层而产生。磨耗型车辙:由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失而形 成,尤其是汽车使用了防滑链和突钉(胶钉)轮胎后,这种车辙更易发生。14)沥青路面车辙的防治措施:【了解】 对失稳型车辙:增加破损集料含量;级配含有足够的矿粉;粗集料纹理好;沥青膜厚度适当,与集料 黏附性好。对结构型车辙:加强基层建设,基层满足规范要求;对磨耗型车辙:改善集料级配、车辆管 制。16 / 21 《路基路面工程》15)沥青路面的低温抗裂性评价方法:1.间接拉伸试验;2.直接拉伸试验;3.蠕变试验;4.受限 试件温度应力试验;5.应力松弛试验;6.弯曲破坏试验。16)影响沥青路面疲劳的因素:沥青路面的疲劳寿命除了受荷载条件的影响外,还受到材料性质 和环境变量的影响。即:1.荷载条件;2.材料性质;3.环境条件 17)石油沥青,每一种标号的沥青,都分为A,B,C 三个等级,分别适用于不同等级的道路, 和不同的结构层次。18)石油沥青(技术指标见表 13-11) 沥青等级 A 级沥青 B 级沥青 适用范围 各个等级的公路,适用于任何场合和层次。①高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次,二级及二级以下公路的各个层次; ②用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C 级沥青三级及三级以下公路的各个层次。19:对于沥青混合料 粗集料是指集料集中粒径大于 2.36mm 的那部分材料,包括碎石,破碎砾石,筛选砾石,钢渣,矿渣等 细集料是指 集料集中粒径小于 2.36mm 的那部分集料,可采用机制砂,天然砂,石屑等 填料小于 0.6mm 粒径 20)沥青混合料的种类 1.密级配沥青混凝土混合料(AC)适用于各级公路沥青面层的任何层次 2.沥青马蹄脂碎石混合料(SMA),适用于表面层,中面层或加铺磨耗层 3.半开级配沥青稳定碎石混合料,设计孔隙率 6%-12%(AM),适用于三级及三级以下公路,表面应设 防水上封层。4.密级配沥青稳定碎石混合料,设计孔隙率 3%-6%(ATB),也成为大粒径沥青碎石混合料,适用与基层 5.排水式沥青稳定碎石混合料,设计孔隙率大于 18%(ATPB),适用于排水基层。6.排水式开级配磨耗层,设计孔隙率大于 18%(OGFC),适用于高速公路排水式沥青路面磨耗层。21)洒铺法施工包括:沥青表面处治,沥青贯入式两种 层铺法施工顺序:1.清理基层;2.洒布沥青;3.铺撒矿料;4.碾压;5.初期养护 22)沥青贯入式路面施工程序整修和清扫基层――浇洒透层或粘层沥青――铺撒主层矿料――第一次碾压――洒布第一次沥青― ―铺撒第一次嵌缝料――第二次碾压――洒布第二次沥青――铺撒第二次嵌缝料――第三次碾压――洒布 第三次沥青――铺撒封面矿料――最后碾压――初期养护。第 14 章 沥青路面设计17 / 21 《路基路面工程》1)路面结构设计的原则 1.应根据路面使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合当地实践 经验,将路基路面作为 一个整体考虑,进行综合设计 2.在满足交通量和使用要求的前提下,应遵循 “因地制宜,合理选材,方便施工,利于养护,节 约投资”的原则 进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进,经济合理,安全可靠的方案。3.应结合当地实践基础,积极推广成熟的科技成果,积极,慎重地运用行之有效的新材料,新工艺, 新技术。4.路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护,自然生态的平衡,有利于施工,养护工作人员的健康与 安全。5.为确保工程质量,应尽可能选择有利于机械化,工厂化施工的设计方案。6..对于地处不良地基的路段,为了适应路基沉降,稳定周期较长的特点,路面结构可以遵循“一次 设计,分期修建”的发难,即在路基沉降,稳定周期内(3-5 年),根据交通量增长规律,分几次修建, 最终实现设计的目标,这样既适应交通量不断增长的需要,又提高了投资效益,最终保证了路面结构的质 量达到规定要求。2)各级公路沥青路面设计年 限公路等级及其功能 高速公路、一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 设计年限 15 12 8 63)我国路面设计以双轮组单轴承载 100KN 为标准轴载,以 BZZ-100 表示?P? N = ∑ C1C2 n1 ? 1 ? i =1 ? PS ? 当以弯沉进行厚度设计及沥青层层底拉应力验算时4)沥青路面设计的荷载换算方程k4.35式中:N――标准轴载的当量轴次,次/日;n1――被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;PS―― 标准轴载 100KN; Pi――被换算车辆的各级轴载,KN; k――被换算车辆的类型数; C1――轴载系 数, C1=1+1.2(m-1),m 是轴数。当轴间距大于 3 米时,按单独的一个轴载计算,当间距小于 3 米时,按双 轴或多轴计算。C2――轮组系数,单轮组为 6.4,双轮组为 1,四轮组为 0.38。5)沥青路面交通等级轴重大于等于 40KN 累计轴次 (辆/日/车道) 车道)交通等级BZZ-100 累计标准轴次(次/车道) 累计标准轴次( 车道)6轻交通&3×10 &3×6 7&600中交通3×10 ~1.2×10 1.2×7 重交通1.2×10 ~2.5×10 1.2× 2.5× / 21 《路基路面工程》7特重交通&2.5×10 &2.5×&30006)沥青路面结构组合设计应遵循以下原则:1.保证路面表面食用品质长期稳定;2.路面各结构层的 强度,抗变形能力与各层次的力学响应相匹配;3.直接经受温度,湿度等自然因素变化而造成强度,稳定 性下降的结构层次应提高其抵御能力;4.充分利用当地材料,节约外运材料,做好优化选择,降低建设与 养护费用。7)沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为:1.柔性基层(沥青稳定碎石,无结合料级配 碎石);2. 半刚性基层(水泥稳定类,石灰粉煤灰稳定类,综合稳定类);3.刚性基层(不配筋混凝 土,配筋混凝土,连续配筋混凝 土) 8)垫层结构推荐:防水垫 层、排水垫层、防污垫层、防冻 垫层 9)我国现行的沥青路面设计 采用双圆垂直均布荷载作用下的 多层弹性层状体系理论,以设计 弯沉作为路面整体刚度的设计指 标。对高速公路、一级公路和二 级公路的沥青混凝土面层和半刚 性基层、底基层应进行层底拉应 力的验算。城市道路路面设计尚 须进行沥青混合料面层的剪应力 验算。10)路面结构厚度设计方程式与 设计参数――――――P392 11)见右图第 15 章 水泥混凝土路面1)混凝土路面优点:强度高;稳定性好;耐久性好;有利于夜间行车 缺点:对水泥和水的需要量大;有接缝 舒适性差;开放交通迟;修复困难2)混凝土层下设置基层的目的:防唧泥,防冰冻,减小路基顶面的压应力,防水,为面层施工提供 方便,提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。3)横向接缝是垂直于行车方向的接缝,共有三种:缩缝、胀缝、施工缝 4)水泥作为混凝土的胶结料,一般要求采用 42.5 级以上的普通硅酸盐水泥。5)混凝土混合料中的粗集料(&4.75mm)宜选用基岩为岩浆岩或微风化的沉积岩的碎石,鹅卵石和卵 石,要求质地坚硬,耐久,洁净。混凝土混合料中的粗集料(&4.75mm)应采用坚硬,耐久,洁净的天然砂,机制砂或混合砂。6)水:饮用水,PH 不得小于 419 / 21 《路基路面工程》7)原材料组成:水泥(42.5 级以上) ;粗集料(&4.75mm) ;细集料(&4.75mm) ;水(饮用 水);外加剂(早强剂、缓凝剂、减水剂、引气剂、阻锈剂);填缝材料(接缝板和填缝料) 8)接缝材料按使用性能分接缝板和填缝料 9)混凝土路面混合料的配合比设计在兼顾经济性的同时,应满足强度,工作性,耐久性三项技术要求 10)混凝土弯拉强度标准值 交通等级 水泥混凝土的弯拉强度标准/MPa 钢纤维混凝土的弯拉强度标准/MPa 混凝土标注强度以 28d 弯拉强度标准值 为准 11)配合比设计参数的确定 水灰(胶)比的确定―砂率的确定―按工作性要求确定单位用水量― 单位水泥用量的确定―混合料沙石聊用量确定 12)摊铺施工程序:① 安装模板; ② 设置传力杆;③ 混凝土的拌和与运送; 和震捣; ⑤ 接缝的设置; ⑥ 表面整修; ⑦ 混凝土的养生与填缝。13)其他类型混凝土路面简介 钢筋混凝土路面:钢筋混凝土路面结构中配置钢筋的目的并非是为了增加板体的抗弯拉强度而减薄面 板的厚度,配筋的目的主要是控制混凝土路面板在产生裂缝之后保持裂缝紧密接触,裂缝宽度不会扩张。连续配筋混凝土路面在路面纵向配有足够数量的不间断联系钢筋,以抵制混凝土路面板因纵向收缩而 产生横向裂缝。复合式混凝土路面是指路面板采用上下两层由不同混凝土材料组成的混凝土路面板。碾压混凝土路面是指采用低水灰比混合料,用沥青混凝土摊铺机摊铺成型,用压路机碾压成型的水泥 混凝土路面。贫混凝土基层板是指用水泥用量较低,混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑住的路面板 ④ 混凝土的摊铺 特重 5.0 6.0 重 5.0 6.0 中等 4.5 5.5 轻 4.0 5.0第 16 章 水泥混凝土路面设计1)水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的破坏类型主要有:断裂 拱起 接缝挤碎等 唧泥 错台2)混凝土路面结构设计内容:1.路面结构层组合设计;2.混凝土面板厚度设计;3.混凝土面板的平 面尺寸与接缝设计;4.路肩设计;5.混凝土路面的钢筋配筋率设计; 3)混凝土路面设计基准期:是指计算路面结构可靠度时,考虑各项基本度量与时间关系所取用的基 准时间。4)公路混凝土路面设计基准期参考值 公路技术 等级 高速公路 一级公路20 / 21二级公路三、四级公路 nNs =∑i =1? P ? δiNi ? i ? ? 100 ?16《路基路面工程》设计基准期(年) 5)标准轴载及轴载当量换算)公路混凝土路面交通分级 交通等级 设计车道标准轴 载累计作用次数4特重重中等轻>00 100~3~100<3N (10 )e层7)混凝土路面垫层结构一般是为应对路基的特殊需求而设置,分为:防冻垫层,排水垫层与加固垫 遇有下述情况时,需在层基下设置垫层1.季节性冰冻地区,路面总厚度小于最小防冻厚度要求时,其差值应以防冻垫层补足; 2.水文地质条件不良的土质路堑,路床土湿度较大时,宜设置排水垫层; 3.路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时,可加设加固垫层。8)混凝土路面板厚度计算步骤交通分析―初拟路面结构―路面材料参数确定―荷载疲劳应力―温度疲劳应力―可靠度系数―验算2011 年 6 月 6 日于理工大21 / 21
【个人业务总结,路基路面】路基路面总结(路基篇)题型:名解释 问答 论述 第一,二章 补充:路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性 ? 级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料; ? 巨粒土是良好的路基材料; ? 砂性土是施工效果最优的路基建材; ? 粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材; ? 粉性土属于不良材料,最容易引起路基病害; ? 特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。1.路基土分类,我国自然区划(原则和区划类型) 路基土分类:我国公路用土依据土的颗粒组成特征,土的塑性指标和土中有机质存在 的情况,分为巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土 其中以 0.074mm 作为细粒组与粗粒组的分界,以 60mm 作为粗粒组与巨粒组的分界, 而 2mm 是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限,0.002mm 是粘粒与粉粒的区分界限。我国自然区划原则:1.道路工程特征相似的原则 2.地表气候区划差异性的原则 3.自然气候因素既有 综合又有主导作用的原则 划分:我国公路区划分为三级, 一级区划按多年冻土、 季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、 水热平衡和地理位置 分为北部多年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡区、东南湿热区、西南潮暖区、 西北干旱区和青藏高寒区等七个大区; 二级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、润湿、润干、中干和过 干等六个等级,结合各区的地理、气候特征等因素进行二级区和二级副区的划分; 三级区划则是二级区划的具体化。(两种具体划分:一种以水热、地理和地貌为依据, 另一种是以地表的地貌、水文和土质为依据) 2.路基湿度来源,干湿类型如何划分,路基临界高度 来源:1.大气降水 2.地面水 3.地下水 4.毛细上升水 5.水蒸气凝结水 6.薄膜移动水ωc =干湿类型:天然稠度计算ωL - ω ω L - ωpw 土的含水率 wp 土的塑限wc 土的稠度 wL 土的液限路基存在四种干湿状态:干燥、中湿、潮湿和过湿 一般要求处于干燥或中湿状态 老路:平均稠度,分 8 层,每层 10cm,共 80cm,求算术平均值 新路:以路基临界高度为判断标准 (一般路基高度会给出,查表来判断 书 P18) 与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度称为路基临界高度 H。即H1 相对应于 wc1,为干燥和中湿状态的分界标准; H2 相对应于 wc2,为中湿与潮湿状态的分界标准; H3 相对应于 wc3,为潮湿和过湿状态的分界标准。3.工作区 概念:在路基某一深度 Za 处,当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应 力相比所占比例很小,仅为 1/10~1/5 时,该深度 Za 范围内的路基称为路基工作区。该深度 Za 随车辆荷载增大而增大,随路面的强度和厚度的增加而减小。对模量不同的路面结构 ,应将路面折算为与路基同一性质的整体后,再进行计算。换算h ? ? hi 2.4i ?1n ?1Ei E0工作区深度Za ? 3KnP?,一般K ? 0.5工作区内, 要保证土基的强度和稳定性 天然地基上不土层和路堤应同时满足工作区的 要求,均应充分压实。4.路面结构层次及基本功能要求 1. 面层:面层是直接同行车及大气接触的表面层次,它承受较大行车荷载的垂直力、 水平力和冲击力的作用, 同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响, 因此, 同其它层次相比, 它应具有较高的结构强度、 抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性, 且应耐磨、 不透水, 表面还应有良好的抗滑性与平整度。2. 基层:主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基,因 此,它也应具有足够的强度与刚度,并应具有良好的扩散应力的能力;基层受大气影响较面 层小,但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿,故也应具有足够的水稳定性;同时,为保 证面层平整,它还应具有较好的平整度。3. 垫层:介于基层和土基之间的垫层,可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层 免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态; 同时, 也可扩散基层传递的荷 载应力、减小土基的应力与变形,并可阻止路基土挤入基层。5.路基土应力应变特性(书 P42) 路基土的变形包括 弹性变形和塑性变形 理想的线性弹性体在一定的应力范围内, 应力与应变的关系呈现线性特性, 但是实际上 实验证明呈现的是非线性模型。如图:压入承载板试验非线性,证明土的回弹模量 E 并不是常数三轴压缩试验非线性特性表现出弹塑性性质 6.路基承载能力的测试 路基承载力:路基顶面在一定应力级位下的抗变形的能力 表征土基承载能力的指标:1.土基回弹模量 2.地基反应模量 3.加州承载比 1、2 皆用的承载板试验 1.刚性更好2.偏保守, 因为削弱了土与土之间的联系 3. 加州承载比(CBR)CBR 值:是反映路基路面材料承载能力的指标,它是以材料抵 抗局部荷载压入变形的能力来表征、并采用高质量标准碎石为标准进行相对比值表 示的试验指标。7.路面主要病害及防治措施 病害:1.路基沉陷 2.冰涨与翻浆 3.边坡坍塌与溜坡 4.挡土墙或护坡的裂缝、断裂、 鼓肚与沉陷 起因:1.不良的工程地质与水文地质条件 2.不利的水文和气候因素 3.设计不合理 4.施工不合理 措施:1.路肩的养护 2.边坡的养护 3.排水设施的养护 4.挡土墙和护坡的养护 5. 路基翻浆的养护 6.软土地区养护第三章 1. 概念路基高度路堤的填筑高度或路堑的开挖深度, 一般为路基设计标高与原地面 (中心线) 标高之差;由于地面不平整,因此还有边坡高度。路基宽度:行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和 路基坡度:用边坡高度与宽度之比 H:b 的形式表示,并取 H=1 计为 1:m(路堤)或 1:n(路堑)的形式表示边坡坡率 路基土压实度路基土达到的干密度值与标准击实法得到的最大干密度的比值的百分 数表示 2.路基构造和类型 路基横断面的典型形式分为三类:路堤、路堑、填挖结合。典型形式:路堤、路堑、半路堤、半路堑、半填半挖路基、不填不挖路基 3.路基的压实、公路压实标准与要求 对路基进行分层压实, 分层致密的路堤能够防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车反 复作用产生的压密变形,从而确保路面的使用寿命和使用品质。土的压实效果同压实时的含水率有关,存在一最佳含水量 w0,此时土的达到最大干密 度,此时路基的抗变形能力和水稳定性最好。路基土压实标准按重型、轻型两种标准击实实验。公路压实度以压实度为判断标准 补充:压实土特性1)低于最佳含水量时容易提高密实度,从而增强抗变形能力和强度,高于最佳 含水量时则难以获得高的密实度; 2)压实土遇水浸湿含水量增长的程度与压实时的含水量及土质有关,压实时低 于最佳含水量ω 0 时压实土的膨胀量比略高者为大,因此在接近或略大于最 佳含水量时压实的土,其吸水量与膨胀量最小,最稳定; 3)压实土浸湿后的抗变形能力:在ω 0 时压实的土可望得到最高的浸湿后的抗 变形能力, 同时, 增加压实功、 提高密度可以得到较高的浸湿后的抗变形能力。4.路基附属设施 1.取土坑与弃土堆 2.护坡道与碎落台 3.堆料坪与错车道第四章 (重点) 补充:路基稳定性分析基本假定①不考虑滑动土体本身内应力分布; ②认为平衡状态只在滑动面上达到,滑动时成整体下滑; ③最危险的破裂面位置通过试算确定。目标:求出 K(稳定系数)=R/T (R 抗滑力,K 沿滑动面上的下滑力) 1.路基稳定性概念 保持工程设计所要求的几何形态及物理力学性质,称为路基路面结构的稳定性 2.直线滑动面稳定分析推导 书 P73 3.曲线滑动面曲线如何确定 条分法分析步骤:具体算法:书 P76(个人认为考的概率很小,时间就那么点,过程又那么复杂,不过考推导还是可能的,推导见补充) 补充:瑞典法 1)按比例绘出土坡剖面 2)任选一圆心 O,确定滑动面,将滑动面以上土体分成几个等宽或不等宽土条 3)每个土条的受力分析?i ?Ni 1 ? Wi cos ?i li li?i ?Ti 1 ? Wi sin ?i li li4)滑动面的总滑动力矩TR ? R ? Ti ? R ? Wi sin ? i5)滑动面的总抗滑力矩? TR ? R ? ? fi li ? R ??? i tan ?i ? ci ?li ? R ?(Wi cos ? i tan ?i ? ci li )6)确定安全系数Fs ?? TR ??Wi cos ? i tg?i ? ci li ? ? TR ? Wi sin ? i存在问题1)简便法在力学上的矛盾(计算假定引起) 2)相临土条的 si 不相等 3)计算的安全系数偏小 BISHOP 法 ① 建立土条侧面力平衡方程,土条 i:m? i ? cos ? i ?sin ? i tan ? i Ks ②按滑动体整体力矩平衡:Ks ?1 ? m ? c l cos ?i ?1 i i nni? Wi tan ? i ?i?i? W sin ?i ?1 i③迭代法求 Ks 4. 4.5H 法,36°法 书 P7636°法 5.瑞典法,BISHOP 法,简布法的特点,假定和区别假设圆弧滑动面确定圆心和半径; 把滑动土体分成若干条(条分法) ; 瑞典条分法基本假设 建立土条的静力平衡方程求解(取单位厚度计算) ; 所有土条的侧面上无作用力; 所有土条安全系数相同。Bishop 条分法基本假 设 滑弧为圆弧面; 垂直条分; 所有土条安全系数相同; 忽略成对条间力产生的力矩,考虑土条的侧向受力。6.浸水、地震路堤与普通路堤的区别 浸水浸水路堤除了承受自重和行车荷载作用外, 还受到水浮力和渗透动水压力的作用。水的浮力取决于浸水深度,渗透动水压力则视水的落差(坡降)而定。浸水路堤边坡稳定的 最不利情况一般发生在最高洪水水位骤然降落的时候,此时渗透动水压力指向路基体外。地震地震路堤除了承受自重和行车荷载外, 还要承受地面产生地震波加速度形成的地 震力,会导致软弱地基沉陷、液化、挡土墙等结构物破坏、路基边坡失稳等。7.经典受力图第五章 1. 路基防护的几个方面及主要措施,软土地基加固的主要措施 (1) 边坡坡面防护 1.植物防护 (1.种草 2.铺草皮 3.客土喷播 4.植树 5.景观设计) 2.工程防护 (1.砂浆抹面防护 2.喷浆防护 3.勾缝、灌浆、嵌补 4.干、浆砌片石护面 (2) 沿河路堤防护与加固(冲刷防护) 1.直接防护措施 (植物防护 石砌防护 抛石防护 石笼防护 支挡防护 土木织物软体沉排防护) 2.间接防护措施 (即建坝 丁坝,顺坝,格坝等) (3) 软湿地基的加固处理(软土地基加固) 1.换填法 2.砂垫层法 3.反压护道法 4.夯实法 5.排水固结法 6.挤密法 7.化学加固法 8.管桩加固法第六章 挡土墙 (重点) 1.有哪些挡土墙及其特性,适用情况 书 P117 那么多肿么背啊,给跪了,求解 2.挡土墙的概念 书上:是为了防止土体坍滑而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物 PPT 上:挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定性的结构物 3.挡土墙的构造⑤基础 ⑥排水设施 ⑦沉降缝和伸缩缝 4.重力式挡土墙土压力计算流程及原理 PPT 上介绍了朗肯土压力和库伦土压力两种, 书上只有库伦的, 而且由于朗肯土压力的 适用性不如库伦土压力,个人认为重点应该掌握库伦,见书 P125 坑爹的土力学啊 5.不同挡土墙受力分析(图示) 库伦大叔的受力图,其他大叔的找不到啊,求大神能在这里多帮忙发给我啊~ 6.第二破裂面出现的条件 ①墙背或假想墙背的倾角 ? 或 ?’ 必须大于第二破裂面的倾角 ?i ,即墙背或假想墙背 不妨碍第二破裂面的出现; ②在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力,即 NR&NG ,或 Ex tan(?+ ?)&Ey + G ,使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。7.挡土墙的设计原则 要按照“极限状态分项系数法”进行设计,其设计的极限状态分构件承载力极限状态和 正常使用极限状态。即对不同的荷载作用采用不同的分项安全系数进行效应考虑以考察结构 最终的受力是否处于结构抗力安全范围的极限状态考虑方法。书 P143,承载力极限状态和正常使用极限状态 8.增加挡土墙稳定性的措施 (1)增加抗滑稳定性方法 1.设置倾斜基底 2.采用凸榫基础 (2)增加抗倾覆稳定性的方法 1.展宽墙趾 2.改变墙面及墙背坡度 3.改变墙身断面 类型 补充:锚杆,多筋等等老师说不用多掌握第七章 1.水对路基路面的病害的影响以及有哪些措施减少和防止这些病害 对路基的影响 (1) 地面水对路基产生冲刷和渗透 (2) 地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等 对路面的影响 (1) 降低路面材料强度 (2) 加快路面材料损坏 (3) 唧浆、冲刷 (4) 使路面因支撑不足而出现疲劳损坏 与水有关的路面损害可以分为三类路面结构层变弱或受力负荷加剧 路面材料性能下降 层间粘结性能下降 措施(1)路面地表排水:路面表面排水;中央分隔带排水;边坡坡面排水 (2)路面内部排水:下封层及路肩部的排水盲沟;排水基层;排水面层 (3)路基地面排水:边沟;截水沟;排水沟;跌水;急流槽;倒虹吸;渡水槽 (4)路基地下排水:暗沟;渗沟;盲沟;检查井终于到完结篇啦,我只能说吐槽无力啊。感谢戴一臻同学的精彩作业的大力支持。另外 我一直有一种感觉,有很多地方感觉找的不对,或者题目就记错了,如有之处,大家一 定要在群邮件里面交流啊 ZX}

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