余凯:道路勘察中路基干湿类型如何划分?
余凯:道路勘察中路基干湿类型如何划分?
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作者:余凯
1988年生,籍贯安徽滁州,研究生学历,工程地质勘察高级工程师、国家注册岩土工程师、国家注册道路工程师。主要从事勘察、公路/城市道路路基路面设计及路基路面加固设计、岩土工程设计(基坑、边坡、地基处理等)、地质灾害危险性评估、地质灾害勘查设计等工作。
联系方式:18672346466,邮箱:
主要内容
一、前言
二、路基相关术语定义
2.1路基定义
2.2路基工作区定义
2.3路床定义
2.4路基湿度
2.5路基稠度
2.6路基干湿类型
2.7路基临界高度
2.8路基相对高度
三、设计文件对路基干湿类型的要求及评价深度
四、规范对路基干湿类型的划分方法
五、两种划分方法介绍
5.1分界稠度法
5.2路基相对高度法
六、两种划分方法适用情况
一、前言
本文仅作交流和探讨,主要用于指导勘察生产工作,故很多内容摘自相关技术规范,并非学术研究。
道路工程涉及的专业较多,主要有:道路工程、桥梁工程、给排水工程、交通工程、绿化工程等。其中与勘察最为相关的专业主要为:道路工程、桥梁工程、给排水工程。
《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》(2020年版)建质[2020]52号文4.5.14条规定,城 市道路路基工程评价应包括“划分市政道路土基干湿类型”。
《市政工程勘察规范》(CJJ 56-2012)5.1.4条规定:城市道路勘察工作应查明沿线各区段的土基湿度状况,并提供划分路基干湿类型所需参数。
关于城市道路工程勘察,路基干湿类型相关的有几个关键问题:
1、路基干湿类型所需参数有哪些?
2、路基干湿类型划分方法有哪些?
3、路基干湿类型划分方法对应的适用情况?
勘察报告送审时,时常会被提“补充路基干湿类型划分相关参数”、“补充路基干湿类型划分”等意见,遇到这种情况我们应该怎么做更合适?是老老实实去取样补充评价还是软磨硬泡凑乎混过?可能自己写的内容都不清楚是否合理。
二、路基相关术语定义
2.1路基定义
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.1路基:按照道路路线位置和横断面要求修筑的带状结构物,是路面结构的基础,承受由路面传来的行车荷载。
路基类型又可进一步划分为一般路基和特殊路基。
一般路基根据填挖情况可划分为:填方路基、挖方路基、填挖交界路基、低填浅挖路基、高路堤与陡坡路堤、深路堑等形式;又可根据路基填筑材料划分为:填石路基、填砂路基、工业废渣路基、轻质材料路基等。
路基作为路面的基础,要承受由路面传来的行车荷载及各种自然因素的影响。在各种环境因素(风、雨、雪、温度、水流和地震等)和汽车荷载影响下,路基的强度、刚度将产生衰减,进而影响路基承载力,使得路基产生沉降变形和滑移破坏。
路基应有足够的强度、稳定性和耐久性,防止路基产生病害,保证道路运营安全。
2.2路基工作区定义
《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)2.1.5路基工作区:汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1的应力分布深度范围。
根据路基工作区的定义,引申出路床的概念。
2.3路床定义
路床的划分是以路基工作区深度为依据。
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.2路床:路面结构底面以下0.8m范围内的路基部分,分为上路床(0~0.30m)和下路床(0.30m~0.80m)。
《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)2.1.2路床:路面结构层以下0.8m或1.2m范围内的路基部分,分为上路床及下路床两层。
2.4路基湿度
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.8路基湿度:路基中水的含量状态,可用含水率、稠度、饱和度等表示。
2.5路基稠度
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.9路基稠度:表征路基湿度状态的一种指标,即路基土的含水率与液限之差和塑限与液限之差的比值。
2.6路基干湿类型
路基干湿类型根据分界稠度或路基相对高度进行确定,可划分为:干燥、中湿、潮湿、过湿四种状态。
2.7路基临界高度
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.10路基临界高度:在最不利季节,路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时,路床顶面距地下水位或地表长期积水位的最小高度。
2.8路基相对高度
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)2.1.11路基相对高度:路基边缘高出地下水位或地表长期积水位的高度。
三、设计文件对路基干湿类型的要求及评价深度
《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)4.2.2条:对快速路和主干路,路基应处于干燥或中湿状态;对次干路和支路,路基宜处于干燥或中湿状态。否则,应采取翻晒、换填、改良或设置隔水层、降低地下水位等措施。提及的“路基”需要弄清楚具体的评价范围,进行有针对性的评述。
根据《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)表4.2.1,备注说明文字中“ωc为路床顶面以下80cm深度内的平均稠度”。
《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)3.2.7条:新建公路路床应处于干燥或中湿状态。
综上,城市道路工程和公路工程,路基干湿类型判定的深度均为路床深度范围。
四、规范对路基干湿类型的划分方法
此处仅探讨《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)对路基干湿类型的划分方法。
根据《城市道路路基设计规范》(CJJ 194-2013)4,2节内容,路基干湿类型可采用分界稠度划分;当缺少资料时,也可根据路基相对高度确定。
划分路基干湿类型简称为两种方法:分界稠度法和路基相对高度法。
分界稠度法笔者认为是定量判断;路基相对高度法为半定性半定量的方法,临界高度的确定具有一定的主观行为。
五、两种划分方法介绍
分界稠度法和路基相对高度法两种方法都是规范明确规定的,无论采用哪一种划分方法均是满足规范要求的。
5.1分界稠度法
路床的平均稠度根据含水率、塑限、液限等指标换算求得。这里要特别注意取样的要求。
《市政工程勘察规范》(CJJ 56-2012)5.4.4条:采取土样的竖向间距应按地基的均匀性和代表性确定,在原地面或路面设计标高以下1.5m和软地区原地面或路面设计标高以下3m的深度范围内,取士问距宜为0.5m,上述深度以下的取土间距可适当放宽。
看似平平常常的条文,我要进行深刻理解,为什么是1.5m,而不是2.0m?为什么取样间距是0.5m而不是1.0m等?
条文未给解释,笔者尝试解读下,和大家一起交流探讨。如有同仁清楚这条条款的本源,欢迎指正批评。
在原地面或路面设计标高以下1.5m范围内取土间距宜为0.5m,其中1.5m是指路床的深度范围。以下将论述1.5m的组成。
城市道路路面结构一般为混凝土路面和沥青混凝土路面,早期以混凝土路面居多,目前基本上大部分新建城市道路采用沥青混凝土路面。
水泥混凝土路面结构层厚度往往组成为(以城市主干路为例):26cm水泥砼面层+18cm基层+18cm垫层,总厚度约62cm;沥青混凝土路面结构层厚度往往组成为(以城市主干路为例):16cm沥青混凝土面层+18cm上基层+18cm下基层+18cm底基层,总厚度约70cm;城市道路等级越高、交通量越大路面结构层厚度越厚。
鉴于以上内容,取0.7m作为城市道路路面结构层的平均厚度,加上路床厚度0.8m,合计为1.5m。这个厚度也是很多道路设计人员,进行低填浅挖路基设计的依据。
取土间距宜为0.5m,是为了保证在路床厚度范围内能至少有两个土试样。(一个数据具有较大的离散型,两个数值取均值可以减小取样带来的误差,让结果更可靠)
通过上述内容的阐述,大家可以思考一个问题:如果路基填方高度超过1.5m,是否还有必要取样进行平均稠度的计算?
5.2路基相对高度法
路基相对高度是路基边缘高出地下水位或地表长期积水位的高度。
路基相对高度法概念清晰,方法简单,但具有一定的主观性。
六、两种划分方法适用情况
1、填方高度小于1.5m的填方路基和浅挖路基优先采用分界稠度法;
2、上述情况之外的路基干湿类型划分建议直接采用路基相对高度法。
完
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