環(huán)境因素分析實用教案

1、第一節(jié) 公路(gngl)自然區(qū)劃 為了區(qū)分各地自然區(qū)域的筑路特性，經(jīng)過長期研究，制定了公路自然區(qū)劃標準，見圖31(見教材）。 一、區(qū)劃的原則(yunz)與分級 1、區(qū)劃原則(yunz) （1）道路工程特征相似的原則(yunz) （2）地表氣候區(qū)劃差異性的原則(yunz) （3）自然氣候因素既有綜合又有主導作用的原則(yunz) 第1頁/共21頁第一頁，共22頁。 2、區(qū)劃分級 （1）一級區(qū)劃 以兩條均溫等值線：全年均溫2等值線和一月份均溫0等值線；兩條等高線：1000m和3000m作為(zuwi)一級區(qū)劃的標志，將全國分成七個一級區(qū)，見表3-1代號一級區(qū)名平均溫度()平均最大凍深(cm)潮濕系

2、數(shù)K地形階梯土質(zhì)帶I北部多年凍土區(qū)全年22000.51.00東部1000m等高線兩側(cè)棕粘性土II東部濕潤季凍區(qū)1月0102000.51.00東部1000m等高線以東棕粘性土,黑粘性土,沖擊土,軟土III黃土高原干濕過渡區(qū)1月0201400.251.00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)1月0全年1426101.002.25東部1000m等高線以東黃棕粘土,紅粘性土,軟土V西南潮濕區(qū)1月0全年1422201.002.00東部1000m等高線以西,西南3000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)1月0山區(qū)垂直分布東部100250,西部40100東

3、部0.250.5,西部005東部1000m等高線以西,西南3000m等高線以北栗粘性土,砂礫土,碎石土第2頁/共21頁第二頁，共22頁。 （2）二級區(qū)劃 二級區(qū)劃以潮濕系數(shù)為主要區(qū)分標志 。 在7個一級區(qū)劃內(nèi)進一步分為33個二級區(qū)和19個副區(qū)（亞區(qū)），具體見公路(gngl)自然區(qū)劃標準。潮濕系數(shù)K為年降水量（mm）與年蒸發(fā)量（mm）的比值，按區(qū)內(nèi)的K值大小分為六個等級，見表32表示。 （3）三級區(qū)劃 三級區(qū)劃是二級區(qū)劃的進一步劃分。 名稱過濕區(qū)中濕區(qū)潤濕區(qū)潤干區(qū)中干區(qū)過干區(qū)K2.002.001.501.501.001.000.500.500.250.25第3頁/共21頁第三頁，共22頁。二、各

4、自然區(qū)劃的筑路(zh l)特點（1）I區(qū)北部多年凍土區(qū)：防止翻漿，應采取換土、穩(wěn)定土、砂墊層等處理方法。 （2）區(qū)東部溫潤季凍區(qū)：防止翻漿和凍脹 。（3）區(qū)黃土高原干濕過渡區(qū)：黃土對水分的敏感性，干燥土基強度高、穩(wěn)定性好 。（4）區(qū)東南濕熱區(qū)：防止水毀、沖刷、滑坡 。（5）V區(qū)西南潮暖區(qū)：充分利用當?shù)夭牧现?。（6）區(qū)西北干旱區(qū)：瀝青面層(min cn)材料應具有良好的防透水性 ；砂石路面經(jīng)常出現(xiàn)松散，搓板和波浪現(xiàn)象 。（7）區(qū)青藏高寒區(qū)：須按保溫原則設(shè)計 。第4頁/共21頁第四頁，共22頁。第二節(jié) 路基濕度(shd)狀況分析 一、路基濕度(shd)的來源 （1）大氣降水 （2）地面水 （3

5、）地下水 （4）毛細水 （5）水蒸汽凝結(jié)水 （6）薄膜移動水 第5頁/共21頁第五頁，共22頁。二、路基濕度狀況(zhungkung)的預估 1、按所屬自然區(qū)劃和路基潮濕類型估計 （1）干燥類 （2）中濕類 （3）潮濕類 （4）過濕類 通過對各自然區(qū)劃內(nèi)不同潮濕類型路基的濕度狀況進行廣泛調(diào)查后，可編制出區(qū)分各類路基潮濕類型的臨界高度(god)，以及分界相對稠度值，表33和表34（見教材）列出其中一部分數(shù)值可供參考。第6頁/共21頁第六頁，共22頁。 2、通過沿線的現(xiàn)場調(diào)查預估 沿道路設(shè)計線，按自然地理特征的不同把全線分為若干段；每一路段上選取幾個斷面，鉆取試樣，測定其含水量，并進行土的特征含水

6、量試驗。由不同深度處土樣的試驗結(jié)果，點繪出相對含水量（相對于塑限、液限或最佳(zu ji)含水量）斷面圖，見圖3-2。 3、通過對條件相似的現(xiàn)有道路的調(diào)查預估第7頁/共21頁第七頁，共22頁。三、大氣溫度(wnd)及其對路基水溫狀況的影響 季節(jié)性冰凍地區(qū)易發(fā)生凍脹與翻漿 。這些地區(qū)的路基在冬季凍結(jié)的過程中會在負溫度坡降的影響下，出現(xiàn)濕度積聚現(xiàn)象。積聚的水凍結(jié)后體積增大，使路基隆起而造成面層開裂，即凍脹現(xiàn)象。春暖化凍時，路面和路基結(jié)構(gòu)(jigu)由上而下逐漸解凍，路基土以泥漿的形式從脹裂的路面縫隙中冒出，形成了翻漿 。 對于滲透性較高的砂性土以及滲透性很低的粘性土，水分都不容易積聚，因此不易發(fā)生

7、凍脹與翻漿 。第8頁/共21頁第八頁，共22頁。四、路基(lj)干濕類型1、路基按其干濕狀態(tài)不同，分為四類：干燥、中濕、潮濕和過濕。為了保證路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，一般要求路基處于干燥或中濕狀態(tài)。2、路基臨界高度H:與分界稠度相對應的路基離地下水位或地表積水水位的高度。 3、稠度wc定義(dngy):土的含水量w與土的液限wL之差與土的塑限wp與液限wL之差的比值。 )()(pLLcwwwww第9頁/共21頁第九頁，共22頁。下表所列區(qū)劃界限確定道路(dol)所屬的路基干濕類型： cwWc1 cwcwcwcw第10頁/共21頁第十頁，共22頁。對于新建道路可以用路基臨界高度作為判別標準(bioz

8、hn)，（1）H1相對應于Wc1，為干燥和中濕狀態(tài)的分界標準(biozhn)；（2）H2相對應于Wc2，為中濕與潮濕狀態(tài)的分界標準(biozhn)；（3）H3相對應于Wc3，為潮濕和過濕狀態(tài)的分界標準(biozhn)。當路基的地下水位或地表積水水位一定的情況下，路基的濕度由下而上逐漸減小,如圖： 第11頁/共21頁第十一頁，共22頁。第三節(jié) 路面(lmin)溫度狀況分析 一、溫度變化 路表溫度的周期性起伏，同氣溫的變化幾乎完全同步。 由于部分(b fen)太陽輻射熱被路面所吸收，路面的溫度較氣溫高，面層結(jié)構(gòu)內(nèi)不同深度處的溫度同樣隨氣溫的變化而呈現(xiàn)周期性變化，但起伏的幅度則隨深度的增加而減小，其

9、峰值也隨深度的增加而越來越滯后出現(xiàn)。第12頁/共21頁第十二頁，共22頁。 圖3-4和圖3-5分別顯示了夏季晴天的情況下瀝青類面層和水泥(shun)混凝土面層溫度的日變化觀測結(jié)果。路表溫度的周期性起伏，同氣溫的變化幾乎完全同步。 圖3-4 瀝青面層溫度日變化曲線 圖3-5 水泥(shun)混凝土面層溫度日變化曲線 第13頁/共21頁第十三頁，共22頁。 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度(wnd)狀況隨深度而變化的情況，可以更明顯地從一天內(nèi)不同時刻的路面溫度(wnd)隨深度分布的曲線圖中看出，圖3-6即為水泥混凝土面層的一個實例。 第14頁/共21頁第十四頁，共22頁。 溫度沿深度一般呈曲線分布。頂面和底面之間的

10、溫度坡差（或稱梯度），在一天內(nèi)經(jīng)歷了由負（頂溫低于底溫）到正（頂溫高于底溫）再到負的循環(huán)(xnhun)變化，具有同氣溫變化近乎同步的周期性特點，見圖3-7。通常在早晨某一時刻（例如8：00）梯度接近于零，午后某時刻（例如13：0014：00）正溫差達到最大值，而在凌晨某時刻（例如3：005：00）負溫差達到最大值。 圖3-7 水泥混凝土面層溫度梯度日變化曲線 第15頁/共21頁第十五頁，共22頁。 云和雨對面層溫度狀況有很大的影響，特別在接近表面處。云層遮住太陽時路面(lmin)受到的輻射熱降低，因而多云天氣的面層溫度日變化曲線出現(xiàn)局部波動，有許多小峰值。雨天時，日氣溫變動很小，面層內(nèi)各深度處

11、的溫度日變化曲線也波動很小，并且氣溫始終低于面層內(nèi)溫度，見圖3-8。 圖3-8 雨天時瀝青路面(lmin)溫度變化曲線第16頁/共21頁第十六頁，共22頁。 除了日變化之外，面層不同深度(shnd)處的溫度還隨氣溫而經(jīng)歷著年變化，圖3-9所示為瀝青面層不同深度(shnd)處的月平均氣溫變化的情況?？煽闯觯骄鶜鉁貫樽罡吆妥畹偷?月和1月份，面層的平均溫度也相應為最高和最低值。第17頁/共21頁第十七頁，共22頁。二、路面(lmin)的溫度狀況 自然氣溫每年和每月都發(fā)生周期性變化，與大氣直接接觸的路面表面溫度也相應的發(fā)生周期性變化。路面表面溫度周期性起伏與氣溫的變化基本上是一致的。圖3-10示瀝

12、青路面中一天(y tin)中的溫度變化?？梢钥闯?，太陽輻射和氣溫對瀝青路面有極大的影響。 第18頁/共21頁第十八頁，共22頁。 瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)不同深度處的溫度，同樣隨氣溫變化也呈現(xiàn)出周期性的變化，但變化的幅度隨離路表深度增大(zn d)而減小。圖3-11示一個典型的溫度隨深度變化的情況。 第19頁/共21頁第十九頁，共22頁。 影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度狀況有外部的和內(nèi)在的兩種因素。 外部：氣候條件，例如氣溫、太陽輻射、風力、降水量、蒸發(fā)量和冷凝作用等 內(nèi)在：從地球長波輻射熱的散發(fā)和熱的特性,包括路面材料(cilio)和地基的熱傳導率、熱容量、對輻射熱的吸收的能力等。 第20頁/共21頁第二十頁，共22頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第21頁/共21頁第二十一頁，共22頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)第一節(jié) 公路自然區(qū)劃。以兩條均溫等值線：全年均溫2等值線和一