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《毛細水對道路設(shè)計的影響分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第2期(總第184期)2016年4月中圍彳菹王存CHINAMUNICIPALENGINEER[NGNo．2(SerialNo．184)Apr．2016DOI：10．3969／／．issn．1004-4655．2016．02．001毛細水對道路設(shè)計的影響分析馬春亭(上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院天津分院，天津300073)摘要：道路設(shè)計中，地下水由于毛細作用，會上升到路基及路面結(jié)構(gòu)各層，繼而影響道路的整體強度和質(zhì)量。通過研究毛細水在不同路基填料中的上升高度，提出不同路基填料下道路的合理設(shè)計標高，并對路基強度進行驗算，為道路設(shè)計提供支撐。最后，結(jié)合天津津北路拓寬改造工程對路
2、面設(shè)計標高、路基強度等進行驗算，得出毛細水對道路設(shè)計的影響。關(guān)鍵詞：道路設(shè)計；毛細水；驗算：影響中圖分類號：U416文獻標志碼：A文章編號：1004—4655【2016)02—0001—031毛細水分析1．1毛細水作用機理毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于水與空氣分界面或收縮膜上存在表面張力；另一方面，毛細管管壁的分子與水分子之間有引力作用，使管壁接觸的水面呈向上彎曲狀，呈浸潤現(xiàn)象，當毛細管直徑較細時，浸潤現(xiàn)象使毛細管內(nèi)水面彎曲相連，形成內(nèi)凹的彎液面狀。表面張力與浸潤現(xiàn)象緊密聯(lián)系在一起，水沿毛細管上升。毛細水廣泛分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙中，對土體中氣體的分布與流通有一定的影響
3、，導(dǎo)致土體內(nèi)產(chǎn)生封閉氣體。而封閉氣體增加土體的彈性和減少土體的滲透性，由此在地下水位埋深較淺時。導(dǎo)致路基出現(xiàn)凍脹、彈軟等病害，降低道路使用壽命和質(zhì)量。1一毛細水對道路設(shè)計標高的影響地下水對路基影響是導(dǎo)致路基破壞的主要原因，合理的道路設(shè)計標高可以避免道路路基產(chǎn)生凍脹，保證路基的水穩(wěn)定性?。通過研究不同土質(zhì)中毛細水的上升高度皿，結(jié)合地下水位標高^，，以及區(qū)域凍土深度凰，確定道路最小設(shè)計標高而小從而確保路基不會因毛收稿日期：2015-12-03作者簡介：馬眷亭(1964-)，男，高級工程師，碩士，主要從事道路設(shè)計工作。細水作用而出現(xiàn)凍脹破壞。毛細水上升高度與道路設(shè)計標高關(guān)
4、系圖見圖l。由圖1可知，滿足毛細水不會對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹破壞，道路設(shè)計標高應(yīng)滿足式(1)要求。h。1≥上‘+也+Jll。(1)式中：h。，為道路設(shè)計標高，m；凰為凍土深度，ITI；皿為毛細水上升高度，in；而。為地下水位標高，ITI。道路規(guī)劃設(shè)計時，需要考慮地下水位標高、毛細水上升高度等因素，確定合理的設(shè)計標高。反之，如受場地標高限制，道路設(shè)計標高不能滿足式(1)時，可通過更換路基填料，降低毛細水上升高度，調(diào)整道路設(shè)計標高。1．3毛細水對路基填料的影響道路設(shè)計標高越高對路基越有利，但高路基需較大填方量，增加工程投資；低路基中地下水因毛細作用上升，造成路基土體吸水軟化
5、，力學(xué)特性改變。在滿足投資要求的前提下，確定合理的設(shè)計標高，既滿足路基工作狀態(tài)，又降低工程投資佇l(wèi)。中圄彳放工程馬春亭：毛細水對道路設(shè)計的影響分析2016年第2期1．3．1毛細水上升高度海森(A．Hazen)經(jīng)驗公式見式(2)。Ho-丟eat㈩．^＼‘-，式中：只為毛細水上升高度，m；C為系數(shù)，與土粒形狀及表面潔凈情況有關(guān)，C=10～50mm2，本項目中C值參考相關(guān)試驗數(shù)據(jù)取得；e為土的孔隙比；d，。為土的有效粒徑，mm。不同路基填料下，毛細水上升高度值見表l。表1不同路基填料下毛細水上升高度匯總表參數(shù)土體類別HjmCPdlgmm素土23O．70O．o【)3010．
6、952石灰土(4％)2l1．00O．00365．833石灰土(6％)180．900．00722．778石灰土(8％)130．800．00921．766石灰土(10％)10O．750．01400．952石灰土(12％)80．690．01700．680石灰粉煤灰土(12：35：53)10O．720．0190O．73l通過以上分析，不同路基填料，毛細水上升高度不相同。以素土作為路基填料，毛細水上升高度最大；以石灰粉煤灰土作為路基填料，毛細水上升高度相對較??；以石灰土作為路基填料，隨著含灰量增加，石灰土的密實逐漸增強，毛細水上升高度呈下降趨勢。毛細水上升高度與含灰量關(guān)系見圖
7、2。石灰粉煤灰土由于其均勻度等均與12％石灰土接近，毛細水上升高度與12％石灰土相差不多，作為路基填料，需要大量粉煤灰。{5篷。當。羹zw1OU2468101214含灰量／％圖2毛細水上升高度與含灰量關(guān)系圖1．3。2毛細水對路基狀態(tài)影響根據(jù)路基工作區(qū)與毛細水影響范圍的關(guān)系，確定路基的干濕類型關(guān)系如下(見圖3)。1)潮濕路基：路基工作區(qū)處于毛細水影響范圍之內(nèi)。2)中濕路基：路基工作區(qū)處于毛細水影響范圍的邊緣。23)干燥路基：路基工作區(qū)處于毛細水影響范圍之上。路面設(shè)計標高路地潮濕路基中濕路基十燥路基圖3路基狀態(tài)與毛細水關(guān)系圖因此，為保證路基處于一個合理的工作狀態(tài)，設(shè)
