第三章环境因素分析.pptVIP

第三章 环境因素分析 第三章 环境因素分析 第一节 公路自然区划 第二节 路基湿度状况分析 第三节 路面温度状况分析 第一节 公路自然区划 为了区分各地自然区域的筑路特性，经过长期研究，制定了公路自然区划标准，见图3—1(见教材）。 一、区划的原则与分级 1、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 2、区划分级 （1）一级区划 以两条均温等值线：全年均温－2℃等值线和一月份均温0℃等值线；两条等高线：1000m和3000m作为一级区划的标志，将全国分成七个一级区，见表3-1 （2）二级区划 二级区划以潮湿系数为主要区分标志 。 在7个一级区划内进一步分为33个二级区和19个副区（亚区），具体见《公路自然区划标准》。潮湿系数K为年降水量（mm）与年蒸发量（mm）的比值，按区内的K值大小分为六个等级，见表3—2表示。 （3）三级区划 三级区划是二级区划的进一步划分。 二、各自然区划的筑路特点 （1）I区——北部多年冻土区：防止翻浆，应采取换土、稳定土、砂垫层等处理方法。 （2）Ⅱ区——东部温润季冻区：防止翻浆和冻胀 。 （3）Ⅲ区——黄土高原干湿过渡区：黄土对水分的敏感性，干燥土基强度高、稳定性好 。 （4）Ⅳ区——东南湿热区：防止水毁、冲刷、滑坡 。 （5）V区——西南潮暖区：充分利用当地材料筑路 。 （6）Ⅵ区——西北干旱区：沥青面层材料应具有良好的防透水性 ；砂石路面经常出现松散，搓板和波浪现象 。 （7）Ⅶ区——青藏高寒区：须按保温原则设计 。 第二节 路基湿度状况分析 一、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 二、路基湿度状况的预估 1、按所属自然区划和路基潮湿类型估计 （1）干燥类 （2）中湿类 （3）潮湿类 （4）过湿类 通过对各自然区划内不同潮湿类型路基的湿度状况进行广泛调查后，可编制出区分各类路基潮湿类型的临界高度，以及分界相对稠度值，表3—3和表3—4（见教材）列出其中一部分数值可供参考。 2、通过沿线的现场调查预估 沿道路设计线，按自然地理特征的不同把全线分为若干段；每一路段上选取几个断面，钻取试样，测定其含水量，并进行土的特征含水量试验。由不同深度处土样的试验结果，点绘出相对含水量（相对于塑限、液限或最佳含水量）断面图，见图3-2。 3、通过对条件相似的现有道路的调查预估 三、大气温度及其对路基水温状况的影响 季节性冰冻地区易发生冻胀与翻浆 。这些地区的路基在冬季冻结的过程中会在负温度坡降的影响下，出现湿度积聚现象。积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。春暖化冻时，路面和路基结构由上而下逐渐解冻，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 。 对于渗透性较高的砂性土以及渗透性很低的粘性土，水分都不容易积聚，因此不易发生冻胀与翻浆 。 四、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。为了保证路基路面结构的稳定性，一般要求路基处于干燥或中湿状态。 2、路基临界高度H: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。 3、稠度wc定义:土的含水量w与土的液限wL之差与土的塑限wp与液限wL之差的比值。 下表所列区划界限确定道路所属的路基干湿类型： 对于新建道路可以用路基临界高度作为判别标准， （1）H1相对应于Wc1，为干燥和中湿状态的分界标准； （2）H2相对应于Wc2，为中湿与潮湿状态的分界标准； （3）H3相对应于Wc3，为潮湿和过湿状态的分界标准。 当路基的地下水位或地表积水水位一定的情况下，路基的湿度由下而上逐渐减小,如图： 第三节 路面温度状况分析 一、温度变化 路表温度的周期性起伏，同气温的变化几乎完全同步。 由于部分太阳辐射热被路面所吸收，路面的温度较气温高，面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化而呈现周期性变化，但起伏的幅度则随深度的增加而减小，其峰值也随深度的增加而越来越滞后出现。 图3-4和图3-5分别显示了夏季晴天的情况下沥青类面层和水泥混凝土面层温度的日变化观测结果。路表温度的周期性起伏，同气温的变化几乎完全同步。 图3-4 沥青面层温度日变化曲线 图3-5 水泥混凝土面层温度日变化曲线 路面结构内温度状况随深度而变化的情况，可以更明显地从一天内不同时刻的路面温度随深度分布的曲线图中看出，图3-6即为水泥混凝土面层的一个实例。 温度沿深度一般呈曲线分布。顶面和底面之间的温度坡差（或称梯度），在一天内经历了由