路基路面工程第4章讲解
04章路基材料讲稿
第四章路基材料§4-1 土的工程分类我国公路路基土的分类(一) 土的分类1、首先按土的粒长分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四个大组，其划分见表4-2。
粒组划分表表4-22、对于中粗粒土和细粒土根据土的粒度成分、土的塑性指数及液限进一步划分。
各土组的颗粒组成以小于2mm的作为100%计；定名时应根据粒径分组由大到小，最先符合者定名；塑性指数和液限按100g锥重联合试验测得。
§4-2 土基的变形特性地基模型土基的受力特性是由构成土基用土的物理性质决定的。
土基用土的种类很多，但不论何种土都是由固态矿物颗粒、孔隙中的水以及气体三大部分组成的。
因此，土是一种由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。
土作为一种工程材料，由于其内部结构上的这种特殊性，使得它在工程力学性质上与其它工程材料，诸如钢材、水泥混凝土等，有较大差别，其中最突出的是土在受力时的非线性变形特性。
(一) 土基的非线性变形特性土基在受力时的非线性变形特性是由土的非线性性质决定的。
室内三轴试验表明，土的应力-应变关系图4-2 土的应力-应变关系曲线曲线，一般没有直线段，应力消失后恢复不到原先的形状(图4-2)。
这是因为土在受力后，三相结构改变了原来的状态，作为土的骨架的矿物颗粒发生相对移动，而这种移动引起的变形，有一部分是属于不可恢复的残余变形。
由此说明，土除了具有非线性变形性质外，还有塑性变形性质。
上述试验表明，土不是理想的弹性材料，土基也不是理想的弹性体。
因此，按弹性力学原理推求而得的三轴试验的应力-应变关系式(4-1)不有确切地反映试验的实际变形状态。
εσμσ1=-1032E（4-1）式中：ε1——竖向应变；σ1——竖向应力(MPa)；σ3——侧向应力(MPa)；E——材料的弹性模量(MPa)；μ——土的泊松比，约为0.3～0.5。
弹性模量是表征弹性材料或弹性体在受力时应力-应变关系的比例常数，但由于土的应力-应变关系呈非线性，因此，只有认为土的弹性模量E是一个条件变量，它是随应力-应变关系的改变而变化的。
第四章路面工程
基层主要承受由面层 传来的车辆荷载的垂 直力，并扩散到下面 的垫层和土基层去 ，基层是路面结构中 的承重层，它应具有 足够的强度和刚度， 并具有良好的扩散应 力的能力
4.1 路面工程概述
4.1 路面工程概述
垫层介于土基与基层之间 功能是改善土基的湿度和
温度状况，另—方面的功 能是将基层传下的车辆荷 载应力进一步加以扩散， 以减小土基产生的应力和 变形。同时也能阻止路基 土挤入基层中，影响基层 结构的性能 垫层材料分为两类 一类是由松散粒料 另一类是用水泥或石灰稳 定土等修筑的稳定类垫层
基本要求： 碎石应具有较高的强度、韧性和抗磨耗能力，以不低于III级、带 有棱角、近于立方体、表面粗糙的碎石为好。
4.2 颗粒类、结合料稳定类路面与基层
磨耗层
磨耗层是路面的表面部分，其作用 是抵抗车轮荷载和自然因素对路面 的破坏作用，从而有效地保证路面 的强度和稳定性，并提高路面平整 度，改善行车条件，延长使用寿命
4.1 路面工程概述
路拱横坡度：为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面 的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线 形或抛物线形的路拱。
4.1 路面工程概述
路面结构分层及层位功能：按照使用要求、受力状况、土基支
承条件和自然因素影响程度的不同，将路面分成若干层次。通 常按各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层和 垫层，如图所示。
全铺式横断面
在路基全部宽度内部铺筑 路面。在高等级公路建设 中，有时为了将路面结构 内部的水分迅速排出，在 全宽范围内铺筑基层材料， 保证水分由横向排入边沟。 有时考虑到道路交通的迅 速增长，为适应扩建的需 要，将硬路肩及土路肩的 位置全部按行车道标准铺 筑面层。在盛产石料的山 区或较窄的路基上，全宽 铺筑中、低级路面
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4、路堤边坡 side slope of subgrade
①形式
a.直线形 b.折线形 C.台阶形
②坡度，按《规范》选用，参见P132
填料种类
粘质土、粉质土、砂 类土
边坡高度(m)
全8 12
砂、砾
12 — —
漂(块)石土、卵石土、 砥(角砾)粪土、碎石土
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①填料分类 a.砾石（gravel），不易风化石块：渗水性强，水稳性好，强度高，塑性变形小。 b.碎石土（crushed stone）、卵石土、砾石土、粗砂、中砂。渗水性强、水稳性好。 c. 砂性土（sandy soil）良好强度及水稳生。 d. 粘性土 （cohesive soil） 渗水性差 e. 粉性土 （silty soil）干燥时易碎，潮湿时会形成水分积聚。 f.重粘土， 渗水性极差。 ②填料原则，应选用级配较好的粗粒土。 a.砾（角砾）类土、砂类土优先选用。 b.泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、易溶盐超过限量的土，不得直接用。 c. 冰冻地区路床及浸水部分路堤不能直接采用粉质土。 d. 强风化岩石、浸水后易崩解的岩石不宜作为浸水部分填料。 e. 细粒土含量超过最佳含水量两个百分点时应凉晒或掺入石灰、固化材料。 f.桥涵台背、挡土墙背填料应优先选用砾（角砾）类土、砂类土。
1、要有足够的稳定性； 2、要有足够的强度； 3、要有足够的刚度； 4、要有足够的耐久性。
（2）路基常见病害 1、路堤沉陷 2、路基边坡坍方
⑴剥落 ⑵碎落 ⑶滑坡 ⑷崩塌
3、路基翻浆 4、路基沿山坡滑动
（3）路基产生病害的原因 1、不良工程地质和水文地质条件； 2、不良水文、气候因素； 3、设计不合理； 4、施工不按操作规程和设计要求进行。
3、分类
①防护工程分类 a.坡面防护（边坡防护） b.冲刷防护
公路路基路面工程教程
《路基路面工程》讲义湖南城市学院土木工程学院道路教研室目录第一章总论§1.1道路工程发展概况§1.2 路基路面工程的特点§1.3 影响路基路面稳定的因素§1.4 路基土的分类§1.5 公路自然区划§1.6 路基水温状况及干湿类型§1.7 路面结构及层位功能§1.8 路面的等级与分类第二章行车荷载环境因素材料的力学性质第二章行车荷载环境因素材料的力学性质§2.1行车荷载§2.2环境因素影响§2.3土基的力学强度特性§2.4 土基的承载能力§2.5 路基的变形、破坏及防治(自学)§2.6 路面材料的力学强度特性§2-7 路面材料的累积变形与疲劳特性第三章一般路基设计第三章一般路基设计§3.1 路基的类型与构造§3.2 路堤设计§3.3 路堑设计§3-4 填挖结合路基设计第四章路基边稳定性分析性设计§4.1 边坡稳定性分析原理与方法§4.2 陡坡路堤稳定性§4.3 浸水路堤稳定性第五章路基的防护与加固第一章总论§1.1道路工程发展概况早在4000多年前，中国已有了车和行车的路。
商代开始有驿道传送，西周开创了以都市为中心的道路体系，还建立了比较完善的道路管理制度，以后的西汉、唐代、宋、元、明、清各代，道路交通又有发展。
清末，在原有驿道上修建了一些很简陋的公路，中华民国初期，公路有了初步发展。
建国以来，我国公路交通事业得到了迅速发展。
自80年代中期开始，中国大陆开始兴建高速公路。
高速公路的建设和使用，为汽车快速、高效、安全舒适地运行提供了良好的条件，标志着我国的公路运输事业和科学技术水平进入了一个崭新的时代。
路基路面直接承受行驶车辆的作用，是道路工程的重要组成部分。
它主要研究公路，城市道路和机场跑道路基路面的合理结构、设计原理、设计方法、材料性能要求以及施工养护、维修和管理技术等。
路基路面工程教案解析
路基路面工程电子教案第一章总论一、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。
二、对路基路面基本性能的要求：（1）承载能力：（2）稳定性：（3）耐久性：（4）表面平整度：（5）表面抗滑性：三、路基土的分类与选用：1.我国公路用土依据土的颗粒组成特征，土的塑形指标和土中有机质含量分：巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土四类，并进一步细分11种土。
2.各类公路用土选用：巨粒土：是良好的路基材料；级配良好的砾石混合料：是良好的路基路面材料；砂性土：是施工效果最优的路基建材；是理想的路基填筑材料。
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；最易引起路基的冻胀与翻浆。
特殊土：用于路基时必须采取技术措施加以处理。
总之：土作为路基建筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，最容易引起路基病害。
四、公路自然区划：7个一级自然区，33个二级区，19个二级副区五、.路基湿度的来源：1.大气降水2.地面水3.地下水4.毛细水5.水蒸汽凝结水6.薄膜移动水六、路基干湿类型及划分：1．路基按干湿状态不同分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿（要求路基处于干燥或中湿状态）2.路基干湿类型的划分：原有公路-----平均稠度；新建公路----路基临界高度（会应用）3.路基临界高度：与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表水水位的高度。
七、路面结构及层位功能：1.面层：结构强度，抗变形能力，水稳定性，温度稳定性，耐磨，不透水，抗滑性，平整度；2.基层：主要承受由面层传来的车辆的垂直力，并将力扩散到下面的垫层和土基中去。
基层是路面结构中的承重层。
3.垫层：改善土基的湿度和温度状况。
八、路面的等级与分类：1.路面的等级：（1）高级路面：水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石。
（2）次高级路面：沥青贯入碎（砾）石、路拌沥青碎（砾）石、沥青表面处治、半整齐石块。
第四章路面工程基础知识PPT课件
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四、填隙碎石基层
• 碎石基层可采用干压方法，要求填缝紧密，碾压坚实。 如土基软弱，应先铺筑低剂量石灰土或砂砾垫层，以 防止软土上挤和碎石下陷。
• 施工工序， • （1）准备下承层 • （2）施工放样，恢复中线，没10-15m设一桩，并测
出标高 • （3）备料。计算各段需要的粗碎石数量级填隙料。 • （4）摊铺粗碎石 • （5）初压。用两轮压路机碾压3-4遍，每次重叠三分
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• 泥结碎石亦能用作路面的基层，但其水 稳定性较差，当用作沥青路面基层时一 般只适用于干燥路段。泥结碎石作为基 层时，主层矿料的粒径不宜小于40mm， 并不大于层厚的0.7倍。嵌缝料应与主层 矿料的最小粒径相衔接。土的塑性指数 以10－12为宜，含土量不宜大于混合料 总重的 15％。
铺 • 3）预碾碎石； • 4）碾压碎石并洒水； • 5）撒铺嵌缝料并碾压与洒水粘压； • 6）撒铺石屑（米石）并洒水碾压成型； • 7）初期养护。
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• 水结碎石，一般情况应全幅施工。不论分 一层或两层均应按压实系数1.25－1.3一次 摊铺，并须仔细找平。
• 根据碾压时碎石的移动、嵌挤以及最后成 型等情况，水结碎石路面的碾压过程可分 为三个阶段。
• 力学强度和稳定性：有赖于碎石的相互嵌挤作用，也有赖于 土的粘结作用。
• 石料要求：等级不宜低于IV级，长条、扁平状颗粒不宜超过 20％。不产石料地区的次要道路，交通量少时，可采用僵石 和碎砖等材料。所用粘土，应具有较高的粘性，塑性指数以 12－15为宜。粘土内不得含腐殖质或其它杂物。粘土用量一
般不超过混合料总重的15％－18％。
❖ 特点：具有良好的整体性、足够的力学强度、抗 水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长 而增长。
路基路面工程讲义
第一章 总论
第八节 路面的等级与分类 一、路面等级划分 按面层的使用品质、材料组成类型及结构强度和稳定性， 将路面分为四个等级。 （1）高级路面——适用于交通量大、行车速度高的道路， 强度和刚度高，使用寿命长。 （2）次高级路面——适用于交通量大，行车速度较高的 道路。 （3）中级路面——仅能适用较小的交通量，行车速度低。 强度刚度低，稳定性差。 （4）低级路面——交通量小，强度刚度低，水稳定性差
第一章 总论
3、耐久性——一般的道路工程使用年限至少数十年，路 面部分要求使用年限20年以上。 4、表面平整度——是影响行车安全、行车舒适以及运输 效益的重要使用性能。 5、表面抗滑性能——可以通过采用坚硬、耐磨、表面粗 糙的粒料修筑路面表层来实现，或采用施工措施来实现。
第一章 总论
第三节 影响路基路面稳定的因素 1、地理条件； 2、地质条件； 3、气候条件； 4、水文和水文地质条件； 5、土的类别；
第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质
四、运动车辆对道路的动态影响 （1）水平力 车辆在行驶过程中产生的水平力（尤其是制动时较大）， 水平应力的作用范围同垂直应力一样，也认为是均匀分 布在当量圆内。 （2）动载特性 主要随三个因素变化：行车速度、路面的平整度、车辆 振动特性。 设计时，以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。 （3）瞬时性 动荷载下路面变形量的减少意味着路面结构强度的提高， 或者说路面体系的强度相对增大了。
第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质
三、汽车对道路的静态压力 1、汽车对路面的静态压力主要由轮胎传给路面的垂直压 力，大小受下列因素影响： A、汽车轮胎的内压力； B、轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形态； C、轮载的大小。 2、轮胎与地面的接触形状近似于椭圆形，工程设计中以 圆形接触面积来表示。将车轮荷载简化成当量的圆形均 布荷载，并采用轮胎内压力作为轮胎接触压力。 3、当量圆的半径计算公式见（2-1）～（2-3）。
路基路面工程 讲义
路基路面工程复习提纲第一章总论一、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。
二、对路基路面基本性能的要求：（1）承载能力：（2）稳定性：（3）耐久性：（4）表面平整度：（5）表面抗滑性：三、路基土的分类与选用：1.我国公路用土依据土的颗粒组成特征，土的塑形指标和土中有机质含量分：巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土四类，并进一步细分11种土。
2.各类公路用土选用：巨粒土：是良好的路基材料；级配良好的砾石混合料：是良好的路基路面材料；砂性土：是施工效果最优的路基建材；是理想的路基填筑材料。
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；最易引起路基的冻胀与翻浆。
特殊土：用于路基时必须采取技术措施加以处理。
总之：土作为路基建筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，最容易引起路基病害。
四、公路自然区划：7个一级自然区，33个二级区，19个二级副区五、.路基湿度的来源：1.大气降水2.地面水3.地下水4.毛细水5.水蒸汽凝结水6.薄膜移动水六、路基干湿类型及划分：1．路基按干湿状态不同分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿（要求路基处于干燥或中湿状态）2.路基干湿类型的划分：原有公路-----平均稠度；新建公路----路基临界高度（会应用）3.路基临界高度：与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表水水位的高度。
七、路面结构及层位功能：1.面层：结构强度，抗变形能力，水稳定性，温度稳定性，耐磨，不透水，抗滑性，平整度；2.基层：主要承受由面层传来的车辆的垂直力，并将力扩散到下面的垫层和土基中去。
基层是路面结构中的承重层。
3.垫层：改善土基的湿度和温度状况。
八、路面的等级与分类：1.路面的等级：（1）高级路面：水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石。
（2）次高级路面：沥青贯入碎（砾）石、路拌沥青碎（砾）石、沥青表面处治、半整齐石块。