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路基路面工程复习题

第一章概论

路基路面工程的特点

（1）路基和路面是道路的主要结构物

（2）路基与路面工程是道路工程的主要组成部分

（3）路基路面是一项线形工程,有的公路延续数百公里,甚至上千公里

2.影响路基路面稳定的因素:

（1）.地理条件

（2）.地质条件（3）.气候条件（4）.水文和水文地质条件（5）.土的类别

3.公路自然区划

区域定制的三个原则:

（1）道路工程特征相似的原则

（2）地表气候区域差异性的原则

（3）自然气候因素既有综合又有主导作用的原则

一级区划的主要指标:

根据我国地理、地貌、气候等因素。

以均温等值线和三阶段的两条等高线作为一级区域的标志。

一级区域划分:

Ⅰ区:

北部多年冻土区。

Ⅱ区:

北部温润季冻土。

Ⅲ区:

黄土高原干湿过渡区。

Ⅳ区:

东南湿热区。

Ⅴ区:

西南潮暖区。

Ⅵ区:

西北干旱区。

Ⅶ区:

青藏高寒区。

二级区域的主要指标：

气候，地形和潮湿系数水。

三级区域的主要指标：

（1）按照地貌，水温和土质类型将二级区域进一步划分；

（2）以水热，地理和地貌等为标志将二级区域进一步划分。

4.影响路基湿度水的来源

第2章路基土的特性及设计参数

1.路基土的分类：

土：

（1）巨粒土：

漂石土；卵石土。

（2）粗粒土：

砾类土；砂类土。

（3）细粒土：

粉质土；粘质土；有机质土。

（4）特殊土：

黄土；膨胀土；红黏土；盐渍土；冻土。

2．路基湿度的来源：

（1）大气降水：

大气降水通过路面，路肩边坡和边沟渗入路基

（2）地面水：

边沟的流水，地表径流水因排水不良形成积水渗入路基

（3）地下水：

路基下面一定范围内的地下水侵入地基

（4）毛细水：

路基下的地下水通过毛细血管作用，上升到路基

（5）水蒸气凝结水：

在土的空隙中流动的水蒸气，遇冷凝结成冰

（6）薄膜移动水：

在土的结构中，水以薄膜的形式从含水率较高处向较低处流动，或由温度较高处向冻结中心周围流动

3.路基的干湿类型

路基按其干湿状态不同分为干燥，中湿，潮湿和过湿四类

4．路基的工作区

在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力δz与路基土自重引起的垂直应力δb相比所占比例很小，仅为1/5到1/10时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。

Za：

路基工作区深度（m）p:

一侧轮重荷载（KN）

K：

系数，取k=0.5r:

土的重度（KN/M3）n：

系数n取5和10

5.路基的回弹模量

路基的回弹模量能较好地反映路基所具有的部分弹性性质，所以，在以弹性半空间体地基模型表征路基的受力特征时，可以用回弹模量表示路基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。

为了模拟车轮（或车轮）印迹的作用，常用圆形承载板加载卸载法测定路基回弹模量

用于测定路基回弹模量的承载板可分为柔性与刚性两种

用柔性承载板测定：

（1）路基与承载板之间的接触压力为常量

p（r）:

接触压力（MPa）p:

总压力r：

计算点离承载板中心的距离

（2）承载板的挠度L（r）与坐标r有关，在承载板中心处（r=0），即

①:

p:

单位压力（MPa）a:

承载板半径（m）μ0：

泊松比

Eo：

路基回弹模量（MPa）

（3）在柔性承载板边缘处（r=a）,其挠度可以按下式计算

②

因此，当测得承载板中心或边缘处的挠度之后，假如土的泊松比为以知值，即可用刚性承载板测度，

①

②

测得刚性承载板挠度之后，即可按式①，反算回弹模量Eo.

6.路基反应模量

用温克勒路基模型描述路基工作状态时，用路基反应模量k表征路基的承载力。

根据温克勒地基假定，路基顶面任一点弯沉l仅向作用于该点的垂直压力P成正比，而同相邻点处的压力无关，符合这一假定的地基如同许多各不相连的弹簧所组成。

压力P与弯沉l之比称为路基反应模量k

k:

路基反应模量（MPa/m或MN/m）

P:

单位压力（MPa）：

加载时的总弯承值

7.加州承载比

加州承载比是早年由美国加利福尼亚提出的一种评定路基及路面材料承载能力的指标

承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并以高质量标准碎石为标准，以他们的相对比值表示CBR值。

P：

对应某一贯入度的路基单位压力（kPa）

Ps：

相对贯入度的标准压力（kPa）

第三章路基设计

1.路基

公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基，是公路的承受主体。

2.路基的构造与类型

①路堤（高于原地面的填土路基）填土高度＜1.5m，路堤＞1.8m或20m（石）高路堤。

②路堑（低于原地面的挖方）③半填半挖

3.路基宽度

路基宽度为行车道路面及两侧路肩宽度之和。

技术等级高的公路，设有中间带、路缘石、变速车道、爬坡车道、紧急停车带，均应包括在路基宽度范围内。

一般每个车道宽度为3.50~3.75m

4.路基高度

路基高度指的是路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计高度（标高）和原地面高程（标高）之差。

5.路基边坡的大致取值范围。

6.为什么进行路基边坡稳定性分析

路基的崩塌、坍塌、滑坡、滑移或沉落等失稳现象统称为路基边坡滑坍。

表现为岩土体因失去侧向和竖向支撑而倾倒，或者沿某一剪切破坏面滑动及塑性流动。

边坡滑坍是公路工程中常见的一种破坏现象，他直接影响行车安全甚至阻塞交通。

7.失稳土体滑动面的特征可归纳为几类

可分为直线、折线和曲线三大类。

8.边坡稳定系数的基本含义

路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面上的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取两者之比为稳定系数，即k=

k=1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；k＜1时，边坡不稳定;k＞1时边坡稳定。

9.如何确定边坡稳定系数k的最小值

最危险滑动面的稳定系数值即为边坡稳定系数最小值。

10.土地边坡稳定性分析的方法有几种

①直线滑动面用试算法和解析法②折线滑动面用不平衡推力法

11.表征岩土特性的物理参数有哪些？

粘结力、内摩擦角、单位体积重度

12.直线滑动面和圆弧滑动面分别适用于哪类土？

①直线滑动面适用于砂性土。

②圆弧滑动面适用于边坡有不同的土层，均质土边坡，部分被淹没，均质土坝，局部发生渗透，边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。

13.什么是4.5H法

确定圆弧滑动面圆心时，坡角往下H深沿水平方向作4.5H长的线。

14.进行路基边坡稳定性分析时，条分析的基本假定

①假定滑动面时为圆弧滑裂面，将滑动土体分为n条竖向土条，并假定每个土条为不变形的刚体。

②不考虑条间力的相互作用，将土条重力分解为平行及垂直图条底面的方向。

③假定各土条的·合力Si和Si+1平行于滑动面，并且相等（Si=Si+1）

第四章路基防护与支挡结构设计

1.路基坡面防护的措施主要有哪些

措施：

植物防护和工程防护

2.路基冲刷防护的措施有哪些

（1）直接防护措施：

植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡结构物

（2）间接防护措施：

设置导治构造物

3.路基支挡结构的类型与构造

类型：

（1）按支挡结构的位置不同，分为：

路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙和小坡挡土墙等

（2）按支挡结构的墙体材料的不同，分为：

石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、本质挡土墙和钢板墙等

（3）支部结构根据其结构形式与作用机理，分为：

重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶臂式挡土墙、锚杆式挡土墙、抗滑桩、土钉墙、预力锚索等

构造：

（1）墙身、墙背、墙面、墙顶、护栏

（2）基础

（3）排水设施

（4）沉降缝合伸缩缝

4.作用在挡土墙上的力系

作用在挡土墙上的力系按力的作用性质分为主要力系、附加力系和特殊力

主要力系：

（1）挡土墙自重力G及位于墙上的恒载

（2）墙后土体的主动土压力Ea（包括作用在墙后填料破裂棱体上的荷载，简称超载）作用点位于距墙底1/3墙高的位置

（3）墙底的法向反力N及摩擦力T

（4）墙前土体的被动土压力Ep，作用位于距离墙底1/3埋深的位置

附加力：

是季节性作用于挡土墙的各种力

特殊力：

是偶然出现的力

第五章路基施工

1.路基施工的基本方法

按其技术特点大致可分为：

人工及简易机械化、综合机械化、水力机械法和爆破方法等

2.路基施工前应做哪些准备工作

（1）组织准备工作

（2）技术准备工作（3）物质准备工作

3.路基施工的基本要求

（1）土质路基的挖填，首先必须做好施工排水

（2）路基挖填范围内的地表障碍物，事先应予以拆除。

在此前提下，必要时应按设计要求对路堤土层进行加固

（3）土质路堤，应视路基高度及设计要求而定，先着手清理或加固地基

（4）土路堤分层填平压实，是确保施工质量的关键

4.路堤填筑与路堑开挖的基本方法

路堤填筑的基本方法:

分层平铺和筑向填筑

路堑开挖的基本方法：

（1）土质路堑用纵向全宽掘进和横向通道掘进

（2）石方路堑用爆破法和松土法

5.影响土质路基压实效果的主要因素

（1）内因：

指土质和湿度

（2）外因：

指压实功能（如机械性能、压实遍数与速度、土层厚度等）及压实时的外界自然人为的其他因素等

6.路基填土的压实度

工地实侧干重度r，它与r0值之比的相对值称为压实度k

第六章交通荷载及路面设计参数

1，车辆的种类

①乘用车：

分为普通乘用车，活顶乘用车，高级乘用车，敞篷车，仓背乘用车，旅行车，多用途乘用车，短头乘用车，越野乘用车，专用乘用车。

②商用车：

分为客车，货车和半挂牵引车。

2，标准轴载

我国根据公路运输运营车辆的实际，规定公路与城市道路路面设计以作为设计标准轴载。

3，在车轮荷载计算图示中，单圆图式和双圆图式的含义

4，运动车辆对道路的动态影响

5，轴载作用次数等效换算的原则

①换算以达到相同临界状态为标准②对某一种交通组成，不论以哪种轴载标准进行换算，由换算所得轴载作用次数缩计算的路面厚度应相同。

6，轮迹横向分布系数

水泥混凝土路面称为轮迹横向分布系数。

7，路面材料设计参数

①无机结合料稳定材料:

无侧限抗压强度，无侧限抗压回弹模量，间接抗拉强度（劈裂强度），劈裂回弹模量，动态抗压回弹模量，疲劳寿命。

②沥青混合料：

抗压强度和抗压回弹模量，单轴压缩动态回弹模量，疲劳寿命。

③水泥混凝土材料：

抗拆弹性模量。

第七章路面基层

1，什么是路面基层？

路面基层是直接位于沥青面层或水泥混凝土面板之下，用高质量材料铺筑的主要承重层或下承层。

2，碎石与级配碎石基层

碎石基层：

①水结碎石基层②水泥碎石基层③泥灰结碎石基层④填隙于压碎石基层

级配碎石基层：

是由各种集料（砾石，碎石）按最佳级配原理修筑而成的路面基层。

3，无机结合料稳定材料基层

石灰稳定类基层水泥稳定类基层工业废渣稳定基层

4，什么是无机结合料稳定材料？

在粉碎的会原状松散的土中掺入一定量的无机结合料（包括水泥，石灰或工业废渣等）和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料。

5，什么是无机结合料稳定路面？

6，无机结合料的种类

7，在路面结构中，石灰稳定基层，水泥稳定基层，工业废渣稳定基层一般可用于那一层？

第八章沥青路面设计

1.沥青路面的基本特性

①足够的力学强度，能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力

②一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏

③与汽车轮胎的附着力较好，可保证行车安全

④有高度的减振性，可使汽车快速行驶，平稳而低噪声

⑤不扬尘，且容易清扫和冲洗

⑥维修工作简单

2.沥青路面的损坏类型及成因

损坏现象：

有裂缝（横向、纵向及网状裂缝）车辙，松散、剥落和表面磨光等

横向裂缝成因：

由于车辆荷载引起的沥青面层拉应力超过其疲劳强度和断裂

纵向裂缝成因：

一种是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理时，在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂；一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。

另一种情况是行车轮迹带边缘高压轮胎引起的沥青路面表层疲劳开裂

网状裂缝：

由于路面的整体强度不足而引起的

车辙：

车辙是在温度较高的季节，车辆反复碾压下路面结构产生塑性流动而逐渐形成的

松散剥落：

由于沥青和矿料之间的黏附性较差，在水或冰冻的作用下，沥青从矿料表面剥离所致。

表面磨光：

是集料质地软弱，缺少棱角，或矿料级配不当，粗集料尺寸偏小，细料偏多或沥青用量偏多。

3.沥青的性能要求

（1）高温稳定性

（2）低温抗裂性（3）耐久性（4）抗滑能力

4.沥青路面的分类和特性

①按强度构成原理分类：

密实型和嵌挤型

②按施工工艺分类：

层铺法、路样法和厂拌法

③根据沥青路面技术性能分类:

沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治

性能：

（1）空间结构与压实性能

（2）力学特征（3）黏弹性性质与力学模型（4）变形特性（5）强度特性

5.沥青路面的使用性能

（1）沥青路面的高温稳定性

（2）沥青路面的低温抗裂性（3）沥青路面的水稳定性（4）沥青路面的抗疲劳性能（5）沥青路面的抗老化性能

6.沥青路面的使用性能的气候分区、气候分区

1-1夏炎热冬严寒2-1夏热冬平寒3-2夏凉冬寒

1-2夏炎热冬寒2-2夏热冬寒

1-3夏炎热冬冷2-3夏热冬冷

1-4夏炎热冬温2-4夏热冬温

7.弹性层状体系理论

8.沥青路面的破坏状态，设计指标和标准

破坏形态：

沉陷、车辙、推移、疲劳开裂、低温缩裂

设计指标：

我国现行的沥青路面设计方案采用设计弯沉作为路面整体刚度的设计标准。

9.沥青路面结构组合设计

路面结构组合设计应根据道路的交通等级与气象。

水文等自然因素，合理选择与安排路面结构各个层次，确保在设计使用期内，承受行车荷载与自然因素的共同作用。

充分发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构满足技术经济合理的要求。

10.我国沥青路面结构设计的基本理论和方法

11.新建沥青路面厚度设计的基本步骤

①根据设计任务书的要求按设计回弹弯沉和容许拉应力两个设计指标，分别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通量等级，面层类型，并计算设计弯沉值ld和容许拉应力σR

②按路基土类与干湿类型及路面横断面形式，沿线将路基划分为若干路段，确定各路段的路基回弹模量E

③参考本地区工程经验，拟定若干路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行分配何比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量与抗拉强度，确定各结构层的设计参数Ei，σspi

④计算路面结构表面弯沉值ls以及结构层层底拉应力σm

⑤根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算路面结构设计层的厚度

⑥对于季节性冰冻地区，应验算防冻层厚度是否满足要求，若不能满足，则可增加防冻层厚度，达到规定厚度，以满足防冻要求

⑦进行技术经济比较选定最佳路面结构方案

第九章．水泥混凝土路面设计

1.水泥混凝土路面的分类

水泥混凝土路面类型包括普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续混凝土路面、预应力混凝土路面、装配式混凝土路面和钢纤维混凝土路面

2.什么是普通混凝土路面

是指除接缝和局部范围外，面层内均不配筋的水泥混凝土路面，也成为素混凝土路面

3.水泥混凝土路面构造

①路基和基层②混凝土面板③排水要求④接缝的构造与布置

4.横缝、纵缝、胀缝、缩缝、施工缝

横缝：

是垂直于行车方向的接缝

纵缝：

是指平行于混凝土路面行车方向的接缝

缩缝：

施工缝：

5.拉杆、传力杆

6.混凝土路面的边缘和角隅钢筋如何布置？

角隅钢筋，设置在胀缝两侧板的角隅处，一般可用两根直径为12~14mm，长2.4m的螺纹钢筋弯成图9-14）的形状（P146）的形状。

角隅钢筋应设在板的上部，距板顶面不小于5cm，距胀缝和板边缘各为10cm。

在交叉口处，对无法避免形成的锐角，宜设置双层钢筋网补强，以避免板角断裂。

钢筋布置在板的上下部，距板顶（底）5~7cm为宜。

7．弹性地基板体系理论

假设挠度w远小于板的厚度h就成为小挠度薄板，相应的理论成为小挠度薄板理论；当板下基础被简化为温克勒地基或弹性半空间体地基时，两者共同构成了弹性地基板体系理论的核心模型。

8.水泥混凝土路面的温度应力

水泥混凝土路面板内不同深度处的温度，随气温的变化而变化。

这种变化使混凝土板出现膨胀和收缩变形趋势。

当变形受阻时，板内便产生胀缩应力或翘曲应力。

9.混凝土路面的破坏及设计指标与标准

水泥混凝土路面常见的破坏有：

裂缝、板边缘和角隅的损坏、接缝的损坏、板面磨损和错台等。

按破坏形式可分为以下四类：

第一类裂缝类

第二类变形类

第三类接缝损坏类

第四类表面损坏类

此外还有修补类损坏

（1）断裂

（2）接缝碎裂（3）拱起（4）错台（5）唧泥和冲刷（6）板面起皮、剥落（7）坑槽、孔洞（8）麻面、露骨（9）松散（10）磨光（11）填缝料损坏

路面厚度设计指标与标准

交通荷载

（2）可靠度（3）材料强度与模量（4）气候相关指标

10.路面破坏的极限状态与设计原则P434

极限状态：

（1）板在重复荷载（以100kN为标准换算的累计标准轴次）作用下产生突然断裂

（2）板在单次最重荷载（一次性作用，大于100kN）作用下产生突然断裂

为考虑疲劳的影响，路面结构设计方法中采用了两种典型的简化处理方法：

将材料的初始强度除以一个大于1的修正系数进行（沥青路面设计方法采用的“抗拉强度结构系数”）折减

将结构受到的应力乘以一个大于1的修正系数（水泥混凝土路面设计中，处理荷载应引起的疲劳时采用的“荷载疲劳应力系数”）放大

11.路面厚度设计指标与标准

（1）交通荷载

（2）可靠度（3）材料强度与模量（4）气候相关指标

12.温度应力、荷载应力

13.目标可靠度、目标可靠度系数

路面结构的目标可靠度是在满足高等级公路行驶安全和舒适性要求的前提下，考虑道路初建费用、养护费用与用户费用对目标可靠度的影响后综合确定的。

在路面结构可靠性设计中，为了考虑各设计参数变异性影响，可以通过引入一个可靠度系数，将可靠度的概念应用到了可虑荷载应力和温度应力综合疲劳作用的路面结构设计方法中，它不改变原设计方法和步骤。

14.临界荷位、疲劳极限方程

15.水泥混凝土路面结构组合设计

①水泥混凝土路面板：

水泥混凝土面层板应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路用性能，一般采用设接缝、不配筋的普通水泥混凝土路面板。

②水泥混凝土路面基层：

应具备足够的抗冲刷能力和一定的刚度。

③水泥混凝土路面路基与垫层：

混凝土路面垫层结构一般是为应对路基的特殊需求而设置，分为防冻垫层，排水垫层与加固垫层三类