同濟大學(xué)道路規(guī)劃與幾何設(shè)計課件2路基濕度狀況

§2.1路基濕度的來源與變遷§2.2路基平衡濕度的控制因素§2.3路基干濕類型及其判定指標(biāo)§2.4路基濕度狀況的預(yù)估方法§2.5季節(jié)性冰凍地區(qū)的路基濕度問題路基濕度狀況《路基工程》第二章路基濕度：重要的自然因素

影響路基路面結(jié)構(gòu)體系的自然因素

—溫度：主要影響路面結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力

—濕度：主要影響路基性能參數(shù)

路基濕度狀況——路基的含水量

路基濕度的特點

—非定值

—影響因素復(fù)雜

—監(jiān)測和預(yù)估困難§2.1路基濕度的來源與變遷

大氣降水和蒸發(fā)

降水：進入路基的3種途徑

—由透水路肩和邊坡，通過毛細作用向中部擴展

—由透水路面下滲

—沿不透水路面接逢和裂縫滲入

蒸發(fā)：相同途徑的反向逸出A.C.B.

地下水

路基地勢低，且排水不暢：周邊地下水滲流

—巖石裂隙或孔隙

—土的毛細管道

地基地下水位高：毛細水上升

溫度（梯度）

液態(tài)或汽態(tài)熱處冷處§2.2路基平衡濕度的控制因素

路基平衡濕度狀況

—不透水路面中心以下路基的濕度在修建后2~3年內(nèi)逐漸趨于平衡時的濕度

路基平衡濕度的控制因素

地下水位高：通過毛細作用受地下水位波動控制

地下水位低，但降水量大（年降雨量>250mm）：氣候、排水條件干旱地區(qū)：空氣相對濕度§2.3路基干濕類型及其判定指標(biāo)

路基干濕類型

—4類：干燥/中濕/潮濕/過濕判定指標(biāo)

不利季節(jié)路槽底面以下80cm深度內(nèi)

—路基平均相對濕度（含水量）wx

—

平均稠度B

—路基相對高度H

（路槽底面距地下水位或地表積水位的高度）

80cm土層含水量的算術(shù)平均值76g液限100g液限塑限

路基干濕類型劃分

—平均相對濕度wx與“分界相對含水量”w1

、w2

、w3的關(guān)系

—

平均稠度B的大小

—路基相對高度H與“臨界相對高度”H1

、H2

、H3的關(guān)系類型wx與wi的關(guān)系B大小H與Hi

的關(guān)系一般特征干燥wx<w1>1.00H>H1干燥穩(wěn)定，強度和穩(wěn)定不受地下水和地表積水影響中濕w1≤wx<w20.75~1.00H2<H≤H1上部土層處于地下水和地表積水影響的過渡帶內(nèi)潮濕w2≤wx<w30.50~0.75H3<H≤H2上部土層處于毛細影響范圍內(nèi)過濕wx≥w3<0.50H≤H3極不穩(wěn)定，非冰凍區(qū)濕軟,冰凍區(qū)春融翻漿，需處理對不同土質(zhì)，wi和Hi存在較大差異自然區(qū)劃§2.4路基濕度狀況的預(yù)估方法“所屬自然區(qū)劃”預(yù)估法

路基濕度最顯著的影響因素：氣候因素+地理條件地區(qū)性分布

全國公路自然區(qū)劃：一級、二級和三級

一級區(qū)劃：7個一級區(qū)；區(qū)劃指標(biāo)

—全年均溫-2℃等值線：區(qū)分多年凍土和季節(jié)凍土

—一月份均溫0℃等值線：區(qū)分季節(jié)凍土和全年不凍

—我國地勢的三級階梯的兩條等高線：1000m；3000m

代號一級區(qū)名平均溫度（℃）平均最大凍深（cm）潮濕系數(shù)（K）地勢階梯土質(zhì)帶Ⅰ北部多年凍土區(qū)全年〈0〉2000.50~1.00東部1000m等高線兩側(cè)棕粘性土Ⅱ東部溫潤季凍區(qū)一月〈010~2000.50~1.00東部1000m等高線以東棕粘性土，黑粘性土，沖積土，軟土Ⅲ黃土高原干濕過渡區(qū)一月〈020~1400.25~1.00東部1000m等高線以西，西南3000m等高線以東黃土Ⅳ東南濕熱區(qū)一月〉0，全年14~22〈101.00~2.25東部1000m等高線以東下蜀土，黃棕粘性土，紅粘性土，磚紅粘土，軟土Ⅴ西南潮暖區(qū)一月〉0，全年14~22〈201.00~2.00東部1000m等高線以西，西南3000m等高線以東紫粘土，紅色石灰土，磚紅粘性土Ⅵ西北干旱區(qū)全年〈10山區(qū)垂直分布東部100~250西部40~100東部0.25~0.5，西部〈0.25東部1000m等高線以西，西南3000m等高線以北粟粘性土，砂礫土，碎石土Ⅶ青藏高寒區(qū)全年〈10，一月〈0除南端外40~2500.25~1.50西南3000m等高線以西以南砂礫土，軟土

二級區(qū)劃：33個二級區(qū)，19個副區(qū)；區(qū)劃指標(biāo)

—潮濕系數(shù)K，

—潮濕系數(shù)按全年大小分6級過濕區(qū)K＞2.00

中濕區(qū)2.00≥K＞1.50

濕潤區(qū)1.50≥K＞1.00

潤干區(qū)1.00≥K＞0.50

中干區(qū)0.50≥K＞0.25

過干區(qū)K＜0.25

三級區(qū)劃：各地根據(jù)具體情況選擇

—方法一：按地貌、水文、土質(zhì)對二級自然區(qū)進一步劃分

—方法二：以水熱、地理、地貌等對二級區(qū)進一步劃分

ⅦⅠⅡⅢⅣⅤⅥ

路基臨界高度參考值和分界相對含水量建議值自然區(qū)劃土組砂性土粘性土粉性土H1H2H3H1H2H3H1H2H3Ⅱ1…自然區(qū)劃土組砂性土粘性土粉性土w1w2w3w1w2w3w1w2w3Ⅱ1,2,3…Hi表wi表

濕度預(yù)估流程查所屬自然區(qū)劃判定路基干濕類型平均相對濕度值路基土組類型:查Hi表3個路基臨界高度路基相對高度:比較路基土組類型:查wi表2個分界相對含水量“沿線現(xiàn)場調(diào)查”預(yù)估法道路分段：按自然地理特征測定含水量、特征含水量繪制相對含水量~深度曲線選取斷面鉆孔不同深度的相對含水量外延：路基深度的相對含水量01234560.40.50.70.60.80.9深度(m)相對含水量“相似道路類比”預(yù)估法類比道路選擇：條件相似測定含水量、特征含水量取保證率（一般90%）選取斷面鉆孔統(tǒng)計各路的平衡濕度設(shè)計道路的平衡濕度取值§2.5季節(jié)性冰凍地區(qū)的路基濕度問題

季節(jié)性冰凍地區(qū)的路基濕度變遷

負溫度梯度引起的濕度積聚

負溫度區(qū)土體的自由水、毛細水和弱結(jié)合水被凍結(jié)土顆粒周圍水膜減薄，表面自由能增大增加土的吸濕能力：高溫區(qū)（下部）向低溫區(qū)的轉(zhuǎn)移上層路基濕度的積聚

負溫度區(qū)濕度變遷的范圍：0℃~-3℃等溫線之間

季節(jié)性冰凍地區(qū)濕度變遷的工程問題凍脹：大量水分積聚引起體積膨脹軟化路基：春融后的水分難以及時排除翻漿：行車荷載作用后水分以泥漿形式唧出

凍脹與翻漿形成的條件土質(zhì)條件