第二章路基土.ppt

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1、第二章 路基土的特性及设计参数本章摘要通过路基土颗粒和性能特点的描述，学习路基土的分类方法和分类， 掌握路基土的颗粒分布和主要工程特点 ；通过路基土湿度和温度状况的变化分析，学习路基湿度的来源和路基干湿类型划分方法， 掌握路基土稠度指标和由土的基质吸力确定的饱和度指标的划分方法 ；学习路基承载力参数指标和测定方法、路基设计主要参数， 掌握路基工作区计算方法、路基承载力指标和设计参数的意义 。2.1 路基土的分类及工程特性2.2 路基水温状况及干湿类型2.3 路基的力学强度特性2.4 路基的承载能力及材料参数路基土的分类及工程特性2.1u 2.1.2路基土的工程性质u 2.1.3路基填料的选择u

2、 2.1.1路基土的分类u 土的粒组划分：1. 土的分类标准公路用土一般根据 土的颗粒粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标 等进行划分， 我国 的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含量的情况 进行土类划分。2.1.1路基土的分类u 土的粒组划分：2. 土的种类我国用土分类包括 巨粒土、粗粒土、细粒土 和 特殊土 四类，细分为 12种。2.1.1路基土的分类u 土的粒组划分：3. 不同粒组的划分界限及范围粒径的分界线： 60mm； 0.075mm； 2mm； 0.002mm。2.1.1路基土的分类u 土的粒组划分：土颗粒级配曲线的坡度与形状分别采用 不均匀

3、系数 Cu和 曲率系数 Cc来表示。2.1.1路基土的分类式中 d10、 d30、 d60 为土的特征颗粒（ mm），在土的粒径分布曲线上，小于该粒径的土粒质量分别为总土质量的 10%、 30%、 60%。u 各种土类的区分：1. 四大类土区分的依据一般以主成分粒组进行定义，控制 主成分粒组 的比例在 50%以上 ，而 特殊土 则分为 黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土 ，前三者按特殊土塑性图（图 2-4）上的位置定名，盐渍土按 含盐百分率 分类。2.1.1路基土的分类u 各种土类的区分：2. 巨粒土分类表试样中巨粒组粗颗粒（ 60mm的颗粒）质量多于总质量 15%的土称为巨粒土，如果巨粒组土

4、粒质量少于或等于总质量的 15%，可扣除巨粒，按照粗粒或细粒土分类。2.1.1路基土的分类u 各种土类的区分：3. 粗粒土分类表试样中粗粒组含量大于 50%的土称为粗粒土，粗粒土分 砾类土 和 砂类土两种。2.1.1路基土的分类u 各种土类的区分：3. 粗粒土分类表试样中粗粒组含量大于 50%的土称为粗粒土，粗粒土分 砾类土 和 砂类土两种。2.1.1路基土的分类u 各种土类的区分：4. 细粒土分类表细粒组（ 0.075mm的颗粒）质量不小于总质量 50%的土称为细粒土。细粒土按其在塑性图（ 2-2）中的位置确定土的名称。2.1.1路基土的分类u 认识清楚路基及路面基层用土的工程性质，则可根据

5、不同的土类采取不同的工程技术措施： 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 黏性土 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2.1.2路基土的工程性质总之，土作为路基材料，砂性土最优，黏性土次之，粉性土属不良材料，重黏性土特别是蒙脱土也是不良的路基土。u 路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。u 取土来源：路线纵向土石方调配土、半填半挖横断面上的挖方土、取土坑内获取的土u 若无合适天然土源，如何处理？u 应选择具有何种性质的土作为路基填料？2.1.3

6、路基填料的选择强度高、水稳性好、压缩性小、且运输便利，施工方便。2.1.3路基填料的选择u 常见的填料类型： 漂石、卵石与粗粒石 土石混合料 砾类土、砂类土 粉质土（尽量避免采用） 黏质土 特殊土 生活垃圾及工业废渣在具体工程中，路基填料选择余地不大，根据以上原则确定可能的填料后，最后决定是否可以应用的还是通过 CBR指标值是否满足规范要求（表 2-8）。路基水温状况及干湿类型2.2u 2.2.2大气温度及其对路基水温状况的影响u 2.2.3路基干湿类型u 2.2.1路基湿度的来源2.2.1路基湿度的来源2.2.1路基湿度的来源u 路基的 强度与稳定性 ，很大程度上 与路基的湿度 以及 大气温

7、度 引起的 路基水温状况 有密切关系， 路基湿度来源 主要有： 大气降水 大气降水通过路面、路肩边坡和边沟渗入路基； 地面水 边沟的流水、地表经流水因排水不良，形成积水，渗入路基； 地下水 路基下面一定范围内的地下水浸入路基； 毛细水 路基下的地下水通过毛细管作用，上升到路基； 水蒸气凝结水 在土的空隙中流动的水蒸气，与冷凝结成水； 薄膜移动水 在土的结构中，水以薄膜的形式从含水率较高处向较低处流动，或由温度较高处向冻结中心周围流动。2.2.2大气温度及其对路基水温状况的影响u 路基湿度除了水的来源之外，另外一个重要因素是受 当地大气温度的影响u 湿度与温度变化对路基产生的共同影响称为 路基的

8、水温状况u 沿路基深度出现 较大的温度梯度 时，水分在温差的影响下以液态或气态 由热处向冷处 移动，并积聚在该处。这种现象（即 湿度积聚现象 ）在 季节性冰冻地区 尤为显著。2.2.2大气温度及其对路基水温状况的影响u 地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是 路基冻胀 与 翻浆现象冻胀丘 热融何种路基土容易导致冻胀和翻浆现象的发生？温度造成 路基体 的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成 水泥砼路面 的温度应力及条块分割；温度造成 沥青混凝土路面 的塑性变形累积及低温开裂。2.2.2大气温度及其对路基水温状况的影响2.2.3路基干湿类型2.2.3路基干湿类型u 稠度的定义2.2

9、.3路基干湿类型u 液性指数2.2.3路基干湿类型u 塑性指数u 塑性指数反映土吸附结合水的能力；粘性大小；大致反映粘土颗粒含量土的液限、液性指数、塑限、塑性指数是评价土的粘性的主要指标2.2.3路基干湿类型u 判别路基干湿类型的方法：1. 对于原有公路，按不利季节路槽地面以下 80cm深度内土的 平均稠度确定路基的干湿类型 。具体计算公式：2.2.3路基干湿类型u 路基干湿类型表： 2.2.3路基干湿类型u 判别路基干湿类型的方法：2. 对于新建道路，用 路基临界高度 作为路基干湿类型的判别标准。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。为了保证路基的强度和稳定性，在设计路基时，要求路基保持 干燥或中湿 状态， 路槽底距地下水或地表积水的距离 ， 要 干燥、中湿状态所对应的临界高度。路基的力学强度特性2.3u 2.3.2路基工作区u 2.3.3路基土的受力特性u 2.3.4重复荷载对路基土的影响u 2.3.1路基受力状况