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路基路面路基路面 彭升跃 烟台大学 2016 期末复习资料 2 路基路面思考题 1 1 试述重力式挡土墙和衡重式挡土墙 设计原理 及 构造 方面 的 异同 1 重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定 一般多用片 块 石 砌筑 在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建 重力式挡土墙圬工体积大 但其形式简单 施工方便 可就地取材 适应性较强 故被广泛应用 衡重 式挡土墙设置衡重台使墙身重心后移 并利用衡重台上的填土 增加墙身稳 定 上墙背俯斜而下墙背仰斜 可降低墙身及减少基础开挖 以及节约墙身 断面尺寸 适用于陡山坡的路肩墙 路堤墙和路堑墙 衡重式挡土墙设计与 一般重力式挡土墙相同 但是 因为墙背带有衡重台的折线形 所以土压力 计算及墙身构造都有其特殊性 2 衡重式挡土墙的构造 通常墙胸多采用 1 0 05 的陡坡 上墙墙背坡率采用 1 0 25 1 0 45 之间 下墙墙背坡率采用 1 0 25 上下墙高比采用 2 3 其他构 造要求与一般重力式挡土墙相同 2 试述提高重力式挡土墙抗滑 和 抗倾覆稳定性的措施 抗滑措施 1 设置倾斜基底或增大基底倾斜角度 2 采用凸榫基础 3 换填基底土层或者提高摩擦系数 抗倾覆措施 1 展宽墙趾 2 改变墙面及墙背坡度 3 改变墙身断面类型 3 分析路堤主要的变形或破坏类型及主要原因 为了保证路基的 3 强度与稳定 请对以上路堤的变形或破坏提出相应的技术措施 1 路堤主要变形 1 1 填土裂缝 按成因可以分为 变形裂缝 劈裂裂缝 渗流裂缝 滑坡裂缝 干缩裂缝 冰冻 裂缝和振动裂缝等 1 2 路基滑动 边坡坍塌 1 路基边坡整体稳定性破坏 2 路基边坡局部稳定性破坏 1 3 路面破坏 路面破坏的形式多种多样 如沥青路面病 害形式主要有裂缝 纵向裂缝 横向 裂 缝 龟裂 变形 车辙 波浪或搓板 沉 陷 隆起 松散 磨光 松散 剥落 坑 槽 等 水泥混凝土路面主要有两种类 型 一类为结构性损坏 如开 裂 变形 接缝损坏等 另一类为功能性损坏 如 表面滑溜 表面损坏等 1 4 路基整体下沉或局部沉降 路基整体下沉或局部沉降主要是由于地基沉降和路堤本身沉降量过大引起的 主要表现为路面和结构 物出现台阶 2 路堤变形破坏的原因 2 1 路基填土压实度不足 2 2 地基中存在软弱土层 2 3 路基刚度差异显著 2 4 填筑物物质成份不均 2 5 地下水的动态变化 3 技术措施 1 加强路基土体的压实 2 认真清除地表不良土质 明确原地面的清表深度及压实度 检验地基承载 力 对地基承载力低的路段 应采取相应的工程措施进行处理 3 加强对软土地基的处理 4 加强路基排水设计 做好路基的纵横向排水设施 疏通排水渠道 使地表 4 地下水顺利排出积水 5 路线通过较陡的横坡及沟谷地段 按要求设计纵横向台阶 使填筑路基和原 地面形成良好的结合 同 时宜放缓边坡 6 严格选择路基填料用土 7 加强边坡防护 稳定路基边坡 4 试述浸水路堤的特点和边坡稳定性验算方法 1 填方边坡和坡脚易受水流的冲刷 浸泡 渗透 水位升降 破浪侵袭 塌 岸 淤积 地下雍水而引起土的重度和强度发生变化 以及大孔隙土的湿陷 等 有时还会遇到软弱低地基 地基填料收到浸泡后强度降低 当水位骤降 时 路堤受到附加的渗流作用 就会影响路堤边坡的稳定 如果处理不当 路堤就会遭受危害 2 边坡稳定性验算方法 假想摩擦角法 悬浮法 条分法 1 浸水路堤是指受到季节性或长期浸水的沿河路堤 河滩路堤等 2 浸水路堤的特点 1 河滩路堤除承受普通路堤所承受的压力及自重力外 还要承受浮力及渗透 动水压力的作用 2 当路堤一侧或两侧水位发生变化时 水的渗透速度与土的性质和时间有关 3 当水位上升时 土体除承受竖向的向上浮力外 还承受渗透动水的作用 其作用方向指向土体内部 4 当水位骤然下降时 土体内部的水流出边坡需要较长的时间 由于水位的 差异 其渗透动水压力的方向指向土体外面 这就剧烈破坏路堤边坡的稳 定性 并可能产生边坡凸起和滑坡现象 5 此外 渗透水流还能带走路堤细小的土粒而引起路堤的变形 6 浸水路堤边坡稳定性分析的原理与方法与普通路堤边坡稳定性的圆弧法 基本相同 K M 抵抗 M 滑动 3 浸水路堤边坡稳定性的验算方法 5 a 对于用粘土填筑的路堤 因其几乎不透水 所以堤外水位涨落对土体 内部影响较小 可以认为不产生动水压力 其边坡稳定性分析方法与 一般路堤边坡稳定性分析方法相同 b 如果由于浸水路堤外河水猛涨 使路堤左右两侧水位发生差异 若路 堤用透水性较强的土填筑 虽可发生横穿路堤的渗透 但其作用一般 较小 若路堤采用不透水材料填筑 则不会发生横穿渗透现象 故也 可不计算 但当路堤用普通土填筑 浸水后土体内产生动水压力 则 需要先绘出土体内的浸润曲线 然后根据前述方法进行计算 若是混 合断面 其边坡稳定性计算方法仍同前述 3 试述影响路基稳定性的 环境因素 设计中如何 减少 这些环 境因素对路基稳定性的 影响 1 地理条件 公路沿线的地形 地貌和海 拔高度不仅影响路线的选定 也影响到路基与 路 面的设计 2 地质条件 沿线的地质条件 如岩石的 种类 成因 节理 风化程度和裂隙情况 岩石 走 向 倾向 倾角 层理和岩层厚度有无夹层或遇水 软化的夹层 以及有 无断层或其他不良地质现象 岩溶 冰川 泥石流 地震等 都对路基的稳 定性 有一定的影响 3 气候条件 气候条件如气温 降水 湿 度 冰冻深度 日照 蒸发量 风向 风力等都 会影 响公路沿线地面水利地下水的状况 并且影响到 路基的水温情况 4 水文和水文地质条件 水文条件 如公路沿线地表水的排泄 河流洪水位 常水位 有无地表积水 和积水时间的长短 河岸的淤积情 况等 水文地质条件如地下水位 地下水 移动的 规律 有无层间水 裂隙水 泉水等 所有这些地 面水及地下水都 会影响路基路面的稳定性 如果 处理不当 常会引起各种病害 5 土的种类 土是建筑路基的基本材料 不同的土类具有不同的工程性质 因而将直接影 响路基的强度与稳定性 考研解答 影响路基稳定性环境因素有温度和湿度 路基土的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩 温度 和湿度是随环境而改变的 而且沿着结构的深度呈不均匀分布 因此 在不同时 6 期和不同深度处 胀缩的变化也是不相同的 如果这种不均匀的胀缩是因某种原 因受到约束而不能实现时 路基和路面结构内会产生附加应力 另外 在北方季 节性冰冻地区 冰冻开始时 路基水分向冻结线积聚而形成冻胀 春暖融冻初期 形成翻浆的现象较普遍 而在南方非冰冻地区 当雨季来临时 未能及时排除的 地面积水和离地面很近的地下水使路基土浸润而软化 为了减少温度和湿度对路基稳定性的影响 在设计中可采取以下措施 1 选择适当的路基高度 以便满足路基临界高度的要求 减少地下水对路 基的影响 2 设置良好的地面排水设施和路面结构排水设施 经常养护 保持畅通以 保证路基干燥 3 选择恰当压实标准 大量实验和工程实践证明 土基压实后 路基的塑 性变形 渗透系数 毛细水作用及隔温性能等均有明显改善 4 设置隔温层和防水层 5 选择合适的填料 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 可减少路基的冰冻深度 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 以及隔断地下毛细水上升 4 试述高等级公路路基 常见病害及其形成原因 病害类型 形成原因 1 路基沉陷 1 路基填料选择不当 2 路基压实不足 3 填筑方法不合理 4 原地面比较软弱 2 路基边坡塌方 受到雨水和地震等自然 环境因素 挖掘与扰动等 工程因素和交通等外部 作用力因素的综合影响 3 路基沿坡面滑动 填方与原地面之间的抗 剪力很小 并受到自重和 荷载作用时 7 4 其它病害 冻胀 翻浆 季节性冻土地区 路基土 质不良 路基高度过小 路面抗冻厚度过小 冬季 降温冻胀 春季升温翻 浆 5 路基边坡常用防护工程类型及适用条件 1 路基边坡常用防护工程类型有边坡坡面防护和沿河路堤河岸冲刷防护 常用 的坡面防护有植物防护和工程防护 植物防护包括种草 铺草皮和植树等 工程防护有抹面 喷浆 勾缝 石砌护面等 2 适用条件 1 种草适用边坡坡度不陡于 1 1 土质适宜种草 不浸水或短期浸水但地面径 流速度不超过 0 6m s 的边坡 2 铺草皮时 坡面预先整平 必要时还应该加铺种植土 草皮应随挖随铺 注 意相互贴紧 植树主要用在堤岸边的河滩上 用来降低流速 促使泥沙淤积 防水直接冲刷路堤 抹面防护适于石质挖方坡面 岩石表面易风化 但比 较完整 尚未剥落 3 喷浆适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边坡 4 勾缝适用于比较坚硬的岩石坡面 为防水渗入缝隙成害 石砌护面用于封 闭各种软质岩石和较破碎的挖方边坡 要求墙面紧贴坡面 表面砌平 厚度 可不一 6 论述公路路基边坡坡度 边坡防护与支挡工程设计及其合理配合 8 7 保证土质边坡稳定的技术措施 8 公路自然划区原则和要求 原则有三个 1 道路工程特征相似的原则 2 地表气候区划差异性的原则 3 自然气候因素既有综合又有主导的原则 9 路基沉陷的类型 原因及防治措施 1 原因 1 填筑前对基地没有处理 2 路基填料选择不当 3 不同土质的材质没有分层填筑 4 压实机械选择不当或压实度不够或压实不均匀 2 预防措施 1 填筑前应对基底进行彻底清理 保证其压实度 2 宜选用级配较好的粗粒土作为填筑材料 当选用细粒土时 保 证材料最小强度和最大粒径 3 用不同材料填筑路基时 应分层填筑 每一水平层均应采用同 类材料 不得混填 4 对软土地基进行处理 9 路基路面思考题 2 1 简述我国半刚性基层材料的主要类型及相应的技术特性 1 半刚性材料基本特性 稳定性好 抗冻性能强 结构本身自成板体 强度和模量随龄期的增长而不 断增长 抗拉强度远小于抗压强度 具有温缩和干缩性 2 通常的种类 水泥稳定类材料 石灰稳定类材料 工业废渣稳定类 2 路面垫层及使用条件 1 路面垫层介于土基与基层之间 它的功能是改善土基的湿度和温度状况 以保证面层和基层的强度 刚度和稳定性不受土基状况变化所造成的不良影响 另一方面的功能是将基层传下的车辆荷载应力加以分散 以减少土基产生的应力 和应变 同时也能阻止路基土挤入基层中 影响基层结构的性能 2 修筑垫层的材料 轻度要求不一定太高 但水稳定性和隔温性能要好 3 石灰稳定类基层强度形成机理 影响因素和抗裂措施 1 石灰加入土中后 发生一系列物理与化学反应 主要有离子交换 氢氧 化钙结晶 碳酸化和火山灰反应 其结果是使粘土胶粒絮凝 生成晶体 Ca OH 2 CaCO3 和含水硅 铝酸钙的胶结物 这些胶结物逐渐由胶凝状态向晶体状态转化 致使石灰土的刚度不断增大 强度与稳定性不断提高 2 影响因素 土质 灰质 石灰剂量 含水率 密实度 石灰土的龄期 养 生条件 3 抗裂措施 控制压实含水率 严格控制压实标准 施工要在当地气温进入 0 度以前一个月结束 防止产生温缩 施工结束后及早铺筑面层 在石灰稳 定土中掺加集料 并使其集料含量为 70 80 4 沥青混凝土路面施工方法及关键工序 1 施工方法 备料 沥青混合料的拌合 运输 摊铺 碾压 施工接缝的处 理 2 关键工序 5 试述沥青路面高温稳定性不足的表现形式 评价方法及防治措施 表现形式 防治措施 泛油 铺撒较粗粒径矿料 波浪 用热拌沥青混合料填平 拥包 铲平 滑溜 加铺防滑封层 裂缝 较小裂缝 用灌入热沥青材料加以封闭处理 10 较大裂缝 加铺封层或沥青表面处治 坑槽 将坑槽范围挖成矩形 槽壁应垂直 在四周涂刷热沥青后 从基 层到面层用与原结构相同的材料填补 予以夯实 松散 清除松散沥青面层后重新压实 到基层干燥后在铺面层 啃边 设置路缘石 加宽路面 加固路肩 5 沥青路面主要损坏类型及相应的路面结构设计指标和表面使 用功能指标 1 沉陷 垂直压力或压应变 2 车辙 土基残余应变总和 路基表面的垂直变形 3 疲劳开裂 结构底层的拉应力或拉应变 4 推移 容许剪应力 5 低温收缩 容许拉应力 6 路面沉弯设计标准 沉弯值 6 试述半刚性基层沥青路面存在的问题和相应的对策 泛油 可以根据泛油的轻重程度 采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治 波浪 轻微的可在热季采用强行压平的方法处治 严重的则需用热拌沥青混 合料填平 拥包 铲平处治 滑溜 加铺防滑封面处治 裂缝 对于较小的纵缝和横缝 一般用灌入热沥青材料加以封闭处理 对较 大的裂缝 则用填塞沥青石屑混合料方法处理 对于大面积的鬼裂 网裂 通常 采用加铺封层和沥青表面处治 网裂 鬼裂严重的地段 则应进行补强或彻底翻 修 坑槽 将坑槽范围挖成矩形 槽壁应垂直 在四周涂刷热沥青后 从基层到 面层用与原结构相同的材料填补 并予夯实 松散 换用沥青 啃边 设置路缘石 加宽路面 加固路肩 7 水泥混凝土路面接缝种类与作用 1 缩缝 保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂 从而避免 产生不规则的裂缝 2 胀缝 保证板在温度升高时能部分伸张 从而避免产生路面板在热天的拱 胀和折断破坏 同事胀缝也能起到缩缝的作用 3 施工缝 由于施工需要 11 8 试述路面结构设计中 轴载换算的作用及原理 并说明各轴载 换算公式为什么不同 1 轴载换算的作用 路上行驶的车辆类型很多 轴载对路面的作用效果也不 尽相同 通过标准轴载换算 可以把不同类型轴载的作用次数换算为这种标准轴 载的作用次数 便于路面设计时 使用累计当量轴次来计算设计弯沉值 2 轴载换算的原理 当把各种轴载换算为标准轴载时 为使换算前后轴载对 路面的作用效果相同 应遵循两项原则 一是换算以达到相同的临界状态为标准 按等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系 第二 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