14章沥青路面设计-参考答案.doc

第14章 沥青路面设计一、名词解释1. 半刚性基层：主要采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料，对级配集料作稳定处理的基层结构。2. 柔性基层：主要采用沥青处治的级配碎石和无结合料的级配碎石修筑的基层结构。3. 刚性基层：采用低强度等级混凝土修筑基层混凝土板而形成的沥青路面基层结构。二、问答题：1.我国现行沥青路面设计方法属于哪种类型，理论基础和设计指标各是什么? 答：（1）我国现行沥青路面设计方法属于力学经验法；（2）理论基础为多层弹性层状体系理论；（3）设计指标包括路表回弹弯沉和（面层或基层）层底拉应力。2.沥青路面破坏可分为哪两大类型，各自包括哪些内容？简述我国沥青路面设计控制指标选用依据？（1）分类：分为变形破坏和强度破坏两大类，分别包括：沉陷、车辙；疲劳开裂、推移（拥包）和低温缩裂。（2）指标：针对两大破坏类型，提出两大设计控制指标，控制变形（刚度要求）指标：路表回弹弯沉；控制应力（强度要求）指标：层底拉应力。（3）依据：路表回弹弯沉可表征整体刚度弱强、路基工作状况以及路面残余寿命。即为层底拉应力疲劳破坏，层底拉应力可用于表征强度破坏的力学本质和个别结构层发生的极限破坏状态。3.简述沥青路面组合设计的基本原则。（1）表面使用品质长期稳定原则 （2）强度刚度与层位相匹配的原则：车辆荷载与环境影响（如温度、降雨）自上而下逐渐衰减，因此对路面材料的强度刚度要求也自上而下降低。（3）就地取材原则。4.高等级公路（包括高速和一级公路）沥青路面的设计年限和面层结构层次是多少？高等级公路沥青路面不同结构类型的主要差异是什么，而不同等级公路沥青路面的主要结构差异是什么？高等级公路沥青路面设计年限为15年，面层通常分为3层结构，即表面层、中面层和下面层；高等级公路沥青路面不同结构类型主要差异是基层，而不同等级公路沥青路面的主要结构差异是面层。5.垫层是否为沥青路面的必要结构层？垫层的基本功能是什么？按照设置功能，垫层可分为哪几种类型？垫层是可选结构层；垫层功能：改善土基水温状况，以免路面结构承受土基变化的不良影响；扩散车辆荷载应力，以免土基承受较大应力和发生过大变形；阻止路基土挤入基层，以免基层发生结构和性能改变。按照设置功能，垫层可分为防水垫层、排水垫层、防污垫层和防冻垫层。6.简述新建沥青路面设计步骤。（1）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和容许弯拉应力R； （2）按照路基土类与干湿类型及路基横断面形式，确定各路段的土基回弹模量E0； （3）参考本地区工程经验，拟定若干路面结构组合和厚度方案，根据选用的材料进行配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量、弯拉模量与抗拉强度，确定结构层的设计参数E0、spi； （4）计算路表回弹弯沉ls以及结构层层底弯拉应力m； （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层的厚度，使该设计层厚度情况下的路表回弹弯沉和结构层层底弯拉应力满足设计标准； （6）对于冰冻地区进行防冻层厚度验算； （7）进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案。三、计算题：1.拟建造一条一级公路，设计年限为15年，双向四车道，路面结构如图所示，根据交通量调查与计算，路面竣工后第1年双向交通标准轴载日平均作用次数3200次/日，交通量年平均增长率为r=7%，车道系数为0.4，设计年限为15年，试计算该路面结构的设计弯沉ld。设计弯沉计算公式为：式中： 设计弯沉值（0.01mm）； 设计年限内一个车道累计当量轴次； 公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； 面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1；沥青表面处治，中、低级路面为1.2。 基层类型系数，对半刚性基层=1.0；柔性基层=1.6；对于混合（组合）式的基层采用线性内插确定基层类型系数：式中： 为半刚性基层或底基层之上柔性结构层的总厚度（cm）；解：（1）根据已知条件及设计年限内一个车道一个方向通过的累计标准轴载计算公式：（2）根据如图所示的路面结构形式，公路等级系数Ac=1.0，面层类型系数As=1.0，基层类型系数Ab计算如下：因此，该沥青路面的设计弯沉为：2.根据以下表格给出的公路调查中重交通汽车相关计算参数，分别进行以弯沉及沥青层层底拉应力为设计指标、以半刚性材料层底拉应力为设计指标情况下的当量轴载换算表 当量轴载换算参数汽车名称交通量次/日汽车总重/kN汽车前后轴计算参数轴位轴重轮组轴数轴距拖挂车五十铃120360前轴6011后轴100233m解：当