华南理工大学《路基路面工程》习题及参考答案

路基路面工程复习题参考答案 （要点结合要点阐述） （华南理工大学交通学院） 1、 对于综述题 需要结合要点阐述 2、 不完整的 参见教案与课本 第一章 总 论 1、对路基路面的要求 对路基基本要求： A 结构尺寸的要求， B 对整体结构（包括周围地层）的要求 C 足够的强度和抗变形能力， D 足够的整体水温稳定性 对路面基本要求 (1)具有足够的强度和刚度 (2)具有足够的水温稳定性 (3)具有足够的耐久性和平整度 (4)具有足够的抗滑性 (5)具有尽可能低的扬尘性 (6)符合公路工程技术标准规定的几何 形状和尺寸 2、影响路基路面稳定的因素 此章节内容需要学后再看 水 文 水文地质 气候 地理 地质 土的类别 3、公路自然区划原则 3 个 4、路基湿度来源 5、路基干湿类型的分类？一般路基要求工作在何状态？ 6、路基平均稠度和临界高度 7、路面结构层位与层位功能 面层： 直接承受行车车轮作用及自然因素底作用，并将所受之力传递给下层，要求路面材料有足够的 力学强度和稳定性，并要求表面平整、抗滑、防渗性能好。 基层： 主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层传下来的应力扩散 到 垫层和土基，故必须有 足够的 力学强度和稳定性及平整度和良好的扩散应力性能。 垫层： 起排水隔水、防冻和防污等多方面作用，而主要作用是调节和改善土基的水温状态，扩散由基层传递下来的荷载应力的作用。 8、各类路面的特点 参见教案 路面等级 适应 修建费用 材料 养护费用 高级路面 强度高、刚度大、稳定性好，寿命长、适应大交通量、平整 高 好 低 次高级路面 强度刚度稍弱，寿命较短，交通量较小， 较低 较高 中级 强度刚度低，寿命短，交通量较小，平整性差、交通量小 低 大、高 低级 强度刚度最低，寿命短，交通量较小，平整性差、易扬尘、交通量最小，雨天可能不能通车 最低 最高 9、路面横断面由什么组成？ 高速公路、一般公路 第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质 1、什么叫标准轴载？什么叫当量圆？ 路面设计中将轴载谱作用进行等效换算为当量轴载作用的轴载。（我国 标准轴载为双轮组单轴重 100车辆，以 示） 当量圆：椭圆形车辆轮胎面积等效换算为圆 2、什么叫动载特性 水平力 振动力 瞬时性 3、自然因素对路面的影响主要表现在那些方面？ 温度及其温度变化 水 4、路基工作 区？ 路基工作区 路基某一深处，车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为 1/101/5 时，该深度范围内的路基 5、回弹模量？ K? 回弹模量 :土基在荷载作用下产生应力与与其相应的 (可恢复 )回弹变形比值 ； K:土基顶面的垂直压力与该压力下弯沉的比值。 用标准压头以规定速度对标准试件加载，相应贯入深度下单位压力与标准压力的比值。 6、如何确定土基回弹模量？ /结合 第 14 章内容 / 7、土基的承载能力指标有哪些？ 回弹模量 、 K、 、路基主要病害类型 与防治？ 48 页 路基沉陷 滑塌 碎落和崩塌 沿山坡滑动 不良地质和水文条件造成的破坏 防治： 1 、正确的横断面设计：边坡率，边沟，挡土墙等 2 、正确的用土和填土； 3、正确的填筑方法，充分压实路基； 4、适当提高路基，防治水影响； 5 、正确的排水设计； 6、隔温、隔水及引水； 7 、路基防护和加固稳定边坡、导流堤等 9、路基沉陷及其分类？ 沉降与下沉 48 页 沉缩原因： 沉陷原因： 10、路面结构在重复荷载作用下可能出现的破坏极限状态有哪两类？ 变形破坏、疲劳破坏 11、疲劳与疲劳寿命？ 疲劳 ：路面材料在低于极限抗拉强度下经受重复拉应力或拉应变而导致破坏。 疲劳寿命导致路面材料发生疲劳开裂的荷载作用次数。 12、轴载等效换算原则 换算因素：损伤，换算结果对结构设计不影响 第三章 一般路基设计 1、路基横断面类型？ 路堤 路堑 填挖结合 2、一般路基设计的内容？ 选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度； 选择路堤填料与压实标准； 确定边坡形状与坡度； 路基排水系统布置和排水结构设计； 坡面防护与加固设计； 附属设施设计 3、路堤设计与路堑设计考虑的问题有什么不同？ 路堤：填土、压实 、防护 与加固 、 路堑： 1、排水； 2、边坡坡度； 3、防护 4、基础的水文情况； 5、天然地基处理压实、翻挖、换土、加固、排水 4、路基高度？ 路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基 中线 设计标高和 原 地面标高之差。 路基最小填土高度： 从路基强度和稳定性要求出发，路基上部土应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度 技术要求 。 【 技术要求 】 为保证路基稳定，根据土质、气候、水文地质条件所规定的路肩边缘至元地面的最小填土高度。 5、路基边坡 坡度？ 坡率表示 1： M 1：宽度 /高度 6、路基附属设施有哪些？ 7、试论述深路堑边坡工程可能存在的主要工程问题及其处理对策。 /提高题 / 深路堑工程需要大量开挖山体，容易引起坡面冲刷、崩塌、滑坡等病害，应在设计时考虑采取措施予以处理。 处理方法包括： （ 1）在边坡中部或岩土分界处设置一定宽度的台阶，降低各级边坡高度； （ 2）确定合适的边坡坡度； （ 3）设计必要的坡面防护措施，包括植物防护、圬工防护和综合防护。 （ 4）设计边坡加固工程措施：结合边坡特点设计合适的挡土墙、锚杆、锚索、预应力锚索等加固措施。 （ 5）合理处理废土 （ 6） 排水 第 四 章 路基边坡稳定性分析 1、直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适应的条件？ 直线滑动面法砂质土，土粒间内聚力很小，主要为摩擦力，边坡失稳时滑动面近似为平面； 圆弧滑动面法粘质土，具有显著的内聚力，而内摩擦力较小，土体破坏时滑动面多为曲面， 2、路基稳定性分析中，有关的设计参数应如何选择？ , c, 路堤、路堑 地基 2 种土质界面 浸水时 3、当量土柱高？ 荷载重量转化为相应容重的土的高度 4、圆弧法的计算步骤？ (1)计算滑动土体分成若 干土条 (2)计算每个土条土体重 引至圆弧线上将其分解为切向分力 法向分力 (3) 将各土条的切向分力 法向分力 别叠加，得总切向力 ( T”I)和总法向分力 (4)计算滑动力矩 抗滑力矩 ( T”I); (f L) (5)求稳定系数 K K= f L)/ ( T”I) 5、不平衡推力法要点？ 【折线形地面】 核心：剩余下滑力 6、陡坡路堤 稳定性验算的方法步骤有哪些？ 路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性，路堤和地基的整体稳定性，路堤沿斜坡或软弱层带的稳定性等。 第 五 章 1、路基防护与加固怎样分类？ 边坡坡面防护 沿河路堤防护与加固 湿软地基的加固 2、路基防护与加固目的与意义？ （要点） 确保路基的强度与稳定性 维持正常的交通运输、减少公路病害、确保行车安全、保持公路与自然环境协调等 3、常见的地基加固的主要方法有哪些？ 1、 按力学原理加固 a、 换填土层法 b、 挤密法 c、 深层搅拌水泥浆 d、 石灰桩 e、 土工布加固法（加劲、排水作用） 强夯法 2、 按排水、固结 原理加固 a、 砂垫层（排水、横向） b、 砂井（桩）（通过毛细现象竖向排水） c、 袋装砂井 d、 塑料插板法 3、 化学加固法 4、常见的防护方法有哪些？ 植物防护（种草、铺草皮、植树） 工程 防护： 抹面 喷浆 勾缝 石砌 护面墙 冲刷防护：堤岸防护：植物、石砌 抛石与石笼 土工膜袋 间接防护：导治结构物（丁坝 顺坝 格坝），移河 4、 试论述各种坡面防护工程存在的主要技术问题 ？ 坡面防护：用于防护易受自然影响而不需支挡的土质与岩石边坡 。； 植物防护中植物种类的选择、施工方法、气候与土壤的适应性 。 工程防护中硬化与开裂预防、与环境相协调 冲刷防护用于防护水流对路基的冲刷与淘刷 支挡建筑物用于防护路基变形或支挡路基本体，以保证路基稳定 第 六 章 挡土墙设计 1、什么叫挡土墙？ 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。 2、常用的重力式挡土墙一般由那几部分组成？ 基础；墙身（墙背、面、顶、护栏），排水设施，沉降缝与伸缩缝 3、作用在挡土墙上的力系有哪些？ 主要力系、附加力、特殊力 主要力系： 自重 Q,法向力 N， E, 附加力系 静水压力，冻涨力，浮力 特殊力 地震，施工荷载，撞击力 组合 设计 4、一般在什么情况下要设挡土墙？ 路基位于陡坡地段或岩石风化的路堑边坡地段 为避免大梁填方、挖方及需要降低路基边坡高度地段 能增加边坡稳定、防止产生滑坍的不良地质地段 水流冲刷严重的沿河路基地段 桥梁或隧道与路基的连接地段 为节约土地、减少拆迁或少占农田的地段 为保护重要建筑、生态环境或其他特殊保护的地段。 5、挡土墙的设计原则？ 结构的极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态 6、重力式挡土墙设计应进行哪几方面的计算与验算？ 土压力等作用力系计算；挡土墙稳定性验算（抗滑稳定性、抗倾覆稳定 性）； 基底应力及合力偏心距验收；墙身截面强度验算（强度、稳定、受剪）； 第 七 章 路基路面排水设计 1、水对路基路面有哪些危害？ 水对路基产生危害： 对路基产生冲刷和渗透，形成 边坡滑坍、 水毁，降低路基强度 ，冰冻地区还可能产生冻胀翻浆 水对路面产生危害： 降低路面材料的强度，对混凝土路面接缝和路肩处造成唧泥，基层承载 能力降低 ；对沥青路面产生水损害。 2、路面排水设计包含那几部分？ 路面表面排水 中央分隔带排水 路面内部排水 边缘排水系统 3、常用的地面排水设备有哪些？ 边沟、截水 沟 、 排水沟 、 跌水 、倒虹吸、蒸发池 等 5、 常用的地下排水设施有哪些？ 盲沟、渗沟 、 渗井 、 渗水隧洞 等 第 八 章 土质路基施工 1、路基施工基本方法？ 1、人工施工低等级道路 2、简易机械施工（人工为主） 3、水力机械：水枪、水泵、吹沙法、冲击法 4、机械：推土机、铲运机、挖土机、 5、爆破法：冻土、石方 2、路堤填筑有哪些方案？各自适应性如何？ 竖向填筑 水平层铺 分层平铺， 有利于压实，可以保证不同用土按规定层次填筑； 竖向填筑， 指沿路中心线方向逐步向前深填 ， 不可能分层 压实，容易产生不均匀沉降 混合填筑法 3、影响压实效果的主要因素有哪些？ 土质；含水量；压实层厚度；压实功能（压实设备、重量、碾压次数、碾压速度） 压实设备对不同土质的碾压效果 如砂性土 振动式较好，黏质土，碾压式较好； 4、什么叫压实度？ 现场压实 干 密度与室内标准击实试件 最大干 密度之比 5、土质路基常用的压实度试验方法有哪些？ 灌砂法、核子仪、环刀法、无核仪、 第 十二 章 无机结合料稳定路面 1、石灰稳定类基层的强度形成原理及影响强度的因素？ 第一是离子交换作用，第二是结晶硬化作用，第三是火山灰作 用，第四是碳酸化作用 影响强度的因素 ： 土质 、 灰质 、剂量、 含水量 、密实度、 石灰土的龄期 、养生条件 2、水泥稳定类基层的强度形成原理及影响强度的因素？ 1）水泥的水化作用 水泥水化与水泥混凝土中水泥水化有所不同 2）离子交换作用 颗粒距离减少、相互靠拢，凝聚，改变土的塑性， 3）化学激发作用 胶结物 4）碳酸化作用 影响强度的因素 ： 土质 、 灰质 、剂量、 含水量 、密实度、 龄期 、养生条件 3、如何进行石灰稳定土混合料和水泥稳定土混合料的设计？ 4、半刚性基层混合料设计的主要内容？ 材料 评 价与 组成设计； 不同剂量下击实试验确定最大干密度与最佳含水量； 结合料 最佳含水量下按相应压实度成型无侧限抗压强度试件， 7天饱水无侧限抗压强度试验，选定满足强度要求结合料用量； 6、 什么叫半刚性路面？ 用无机结合料稳定材料修筑基层和其上沥青面层统称为半刚性路面 第十三 章 沥青路面 1、沥青路面优缺点？ /沥青路面的基本特性？ 优点： a 表面平整，无接缝； b 有高度减振性，行车舒适平稳而低噪音； c 有一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏（柔性）； d 不扬尘、易清洗； e 施工期短，维修养护简 便，适宜分期修建等； f 可再生利用冷再生、热再生、路再生。 缺点： A、属柔性路面，温度敏感性高（高温易变形车辙、波浪、推移、拥抱、低温易开裂） 、 B、履带车不能通行 C、怕油（漏油汽油、柴油、机油）局部坑洞 D、怕水容易出现水损害 剥落松散坑洞裂纹唧泥坑槽 2、沥青路面分类？ 按强度构成原理分为密实类和嵌挤类 密实类 嵌挤类 K 按施工工艺分：层铺法、路拌法、厂拌法。 层铺法 ：分层洒布沥青，分层撒 铺矿料和碾压的施工方法 按技术特性法： a 沥青混凝土 厂拌法 b 热拌沥青碎石 厂拌法 c 乳化沥青碎石混合料 路拌法 d 沥青贯入式 层铺法 e 沥青表面处治 层铺法 3、沥青路面施工要点是什么？ 沥青混凝土路面的碾压分几个阶段，各阶段的作用是什么？ 初压复压终压 初压用轻型压路机、主要起稳定作用 复压用中型压路机、主要起压实作用 终压用轻型压路机、主要起消除轮迹和确保表面平整度作用 4、沥青混合料有哪些性能特性？ 强度特性 应力应变特性 疲劳特性 沥青路面温度状况 高温稳定性 低温抗裂性 水稳 定性 老化性能 抗滑性 抗渗性 施工和易性 5、为什么要控制沥青路面的施工温度？如何控制？ 拌和温度：拌和效果沥青粘度 温度低 拌和时间长，沥青分散不好，机械磨损大；温度高，能耗大； 摊铺温度沥青粘度：温度低，摊铺效果差， 压实温度沥青粘度，温度低，压不实，温度高，压不稳推移 第 十四 章 沥青路面设计 1、弹性层状体系基本假设？ 弹性层状体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体 1、各层是连续的，完全弹性的、均匀的、各向同性的，以及位移和形变是微小的； 2、最下 一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，其上各层厚度为有限、水平方向为无限大； 3、各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限远处，其应力、形变和位移为零； 4、层间接触情况，或者位移完全连续 (称连续体系 )，或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（称滑动体系）； 5、不记自重。 2、沥青路面的结构破坏状态与设计标准有哪几类？结合环境特点 (水、温条件 )，试述应如何设计沥青路面，才能避免沥青路面在设计年限内尽可能不出现上述破坏极限状态（列出必要的公式）。 结构破坏状态： 1、沉陷； 2、车辙； 3、疲劳开裂； 4、推移 ； 5、低温开裂； 6、路面弯沉（ 5 分） 一般原则：（ 5 分） 沉陷限制路基土的垂直压应力或压应变作为设计标准 车辙路面各结构层永久变形之和；控制永久变形综合 或控制路基表面垂直应变 疲劳开裂控制各整体性材料层层底拉应力或拉应变不超过容许值即 r r 或 r r 推移减少面层剪应力，提高材料抗剪强度 R 低温开裂 减少温度应力（降低沥青劲度、混合料低温收缩系数），提高材料抗拉强度、沥青松弛能力、沥青混合料耐老化能 力， 路面弯沉足够强度和刚度，提高结构层强度与稳定性，保证路面实际弯沉小于设计弯沉， 应结合 环境特点 考虑：（ 5 分） 高温潮湿地区：着重结构的强度、疲劳性能；注重各结构层永久变形、面层材料的高温、抗推移能力和各结构层的水稳定性； 低温潮湿地区：着重结构的强度、疲劳性能；注重面层材料的低温性能和各结构层的水稳定性和满足抗冻厚度要求 3、什么是车辙？从材料、结构设计等方面简述防止沥青路面出现车辙的主要技术措施？ /提高题 / 什么是车辙：路面结构各层材料载荷在作用下竖向塑性变形 的积累，及沥青面层荷载剪切塑性变形积累。 （ 2） 提高 沥青面层 高温稳定性 ；（ 3） 足够的结构强度、承载能力 ；（ 4）土基 限制应力或变形不过大 4、沥青路面结构组合设计要遵循哪些原则？ 1） 、适应行车荷载作用的要求。 行车荷载包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，内部产生的应力和应变随深度向下而递减；水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率更快。 因此 路面面层具有足够的 强度和抗变形能力 ，在其下各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小 ； 利用不同的材料，经济性高，费用少 ； 沥青路面相邻结构层材料 的模量比对路面结构的应力分布有显著影响，是合理确定结构层层数，选定适宜结构层材料的重要考虑因素。据经验，面层 /基层为 3层 /垫层小于 5；垫层 /土层为 2 2） 、 在各种自然因素作用下稳定性好 A、结构层水稳定性 ； B、沥青层温度稳定性 ； C、季节性冰冻地区防止出现冻胀和翻浆的措施 抗冻厚度要求 ； D、半刚性层反射裂缝或疲劳开裂防止、延缓反射裂缝出现 3）、 要考虑结构层本身的特点 如何构成具有要求强度、刚度并且温度的结构层 ;材料选择、施工工艺影响外、路面结构组合： 如 沥青层不能直接铺在片石基层上 受力不平整 ;片石不能直接铺在软弱路基上 ;受力过渡 4） 、层间结合必须紧密。 避免产生滑动。为了保证路面结构的整体性和结构层之间应力传递的连续性，应尽量使结构层之间结合紧密稳定。 工程措施 如 ：（ 1）新路：在半刚性基层与沥青层之间加透层沥青或封层 ； （ 2）旧路：在水泥路面上加铺沥青层应加粘层油。 总之在进行路面设计时，要按照 面层耐久、基层坚实、土基稳定 的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则以及结构组合原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案， 做到技术先进，经济合理。 一般不大于 5，而各层的厚度，应大于规范规定的最小厚度。 结构层的层数越多越能体现强度和刚度沿深度递减的规律，但就施工工艺、材料规格和强度形成原理而言，层数又不宜过多，也就是不能使结构层的厚度过小 ； 佳含水量；压实度；弯沉、应力三条原则考虑。 5、路面设计弯沉？容许弯沉？ 设计弯沉： 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的 路面竣工后第一年最不利季节的路面弯沉容许的最大 值 。 容许弯沉 计年限）使用期末的最不利 季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。 6、轴载换算有哪两条原则？ 1、同一路面结构在不同车辆作用下达到相同的临界状态（损伤程度）： 2、对计算厚度无影响 或 （ 1）换算以达到相同的临界状态为标准。 （ 2）对某一种交通组成，不论以哪种轴载的标准进行轴载换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。 7、新建路面结构设计步骤？ 定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。 路基划分为若干路段（在一般 情况下路段长度不宜小于 500m，若为大规模机械化施工，不宜小于 1确定各路段土基回弹模量值。 定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。 7、 沥青路面设计主要内容？ /提高题 / 结构组合、厚度设计、与环境相适应的结构层材料设计 第 十五 章 水泥混凝土路面 1、水泥混凝土路面特点 /优缺点 /？ 优点： 1强度高，刚度大（抗压、抗 弯，抗磨） 2稳定性好（抗疲劳、耐老化、水稳定性） 3耐久性好（经久耐用， 2040 年） 4养护费用低，经济效益高（与沥青路面相比，养 护工作量较小，使用年限内平均的养护费用低） 5利于夜间行车（色泽鲜明，能见度好） 缺点： 1水泥和水的用量大（对水泥供应量不足和缺水地区有困难） 2路面有接缝（对施工，养护，行车不利、路面的薄弱点 ） 3开放交通晚（一般混凝土浇筑完工后需 1520 天的湿养生） 4修复困难（开挖困难） 5. 噪音较大 6. 对荷载敏感程度高 2、简述水泥混凝土路面 对基层的要求？ 足够强度与稳定性，整体性好、平整坚实；断面正确；厚度一致 ；抗冲刷 基层设置目的 混凝土面层下设置基层的目的： 1防唧泥。（混凝土面层如直接放在路基上，会由于路基土塑性变形量大，细料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。） 2防冰冻。（在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料铺筑基层，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用。） 3减小路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响。 4防水。（在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分。 5为面层施工（如立侧模，运送混凝土混合料等）提供方便。 6提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。 3、水泥混凝土路面横缝的种类和特点 ？ 缩缝 胀缝 施工缝： 4、水泥混凝土路面施工工艺有哪些？ 5、刚性路面？ 水泥混凝土做面层或基层的路面结构 6、简述水泥混凝土路面的工作特性？ 弹性工作状态、荷载作用下垂直变形小； 刚度大、弯拉强度较低、疲劳损坏； 温度影响大、板块划分； 对基础均匀性、水温稳定性要求高； 8、 常见的其它类型混凝土路面有哪些？ 普通水泥混凝土路面 钢筋混凝土路面 (纵横向配筋 ) 连续配筋混凝土路面 预应力混凝土路面 装配式混凝土路面路 钢纤维混凝土路面 混凝土小块铺砌路面 双层式（组合式）混凝土路面 第十六 章 水泥混凝土路面设计 1、水泥混凝土路面的破坏形式主要有哪些？ 疲劳断裂、错台、唧泥、拱起、接缝破坏 2、为什么要将水泥混凝土路面板划分成有限尺寸？ 减小温度应力的影响。 3、临界荷位？ 纵缝边缘中部 4、水泥混凝土路面设计内容有哪些？ 路面结构组合设计 面板厚度设计 平面尺寸和接缝设计 路肩设计 配筋设计 5、普通水泥混凝土路面板厚的确定步骤有哪些？ 1）、交通分 析与轴载分级 2）、 路面结构层组合设计