路面工程部分练习题-老规范

1 【例题1】公路自然区划区新建一条高速公路，路基土为黄土，采用普通混凝土面 层和辗压混凝土基层组成的复合式路面，单幅路面宽11.75m，经交通调查分析得知， 设计车道使用初期标准轴载日作用次数为3600次，取交通量年平均增长率为7%， 试问该公路的交通荷载分级为下列哪一选项？（） （A）极重交通荷载（B）特重交通荷载 （C）重交通荷载（D）中等交通荷载 案例题 2 【分析】高速公路设计基准期为30年，安全等级为一级，按公路水泥混凝土路面 设计规范（JTG D40-2011）中表A.2.4。取临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数 取0.22，由计算得到设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为Ne =2.38107次 依据公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402011）中表3.0.7分级，得 出该高速公路属特重交通荷载等级。故正确答案选B。 30 (1)1 3653600 (1 0.07)1 365 0.22 0.07 t sr e r Ng N g + = 3 【例题2】在某一级公路改建道路设计中，知某载货车为双后轴（轴距3m）双轮 轴，每一后轴重70.2kN，前轴重35kN，若设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计 指标，试问该货车通过一次相当于标准轴载BZZ-100作用次数最接近下列哪个选项？ （） （A）0.539 （B）0.181 （C）0.178 （D）0.0315 案例题 4 【分析】依据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）第3.1.2-1条，该高速 公路改建道路设计以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标，对于前轴，轮组系 数C2=6.4，轴数系数C1=1。对于后轴，轮组系数C2=1；当双轴或多轴的轴间距小 于3m时，轴数系数C1=1+1.2（m-1），则轴数系数C1=2.2。 因此，若以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为设计指标，该货车通过一次相当于标准 轴载BZZ-100作用0.539次。故正确答案选A。 5 【例题3】在某新建高速公建道路设计中，知某载货车为双后轴（轴距3m）双轮轴， 每一后轴重70.2kN，前轴重35kN，若以半刚性基层层底拉应力为设计指标，试问该 货车通过一次相当于标准轴载BZZ-100作用次数最接近下列哪个选项？ （） （A）0.53 （B）0.47 （C）0.25 （D）0.18 案例题 6 【分析】依据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）第3.1.2-2条，该高速 公路改建道路设计以半刚性基层层底拉应力为设计指标，对于前轴，轮组系数 C2=18.5，轴数系数C1=1。对于后轴，轮组系数C2=1；当双轴或多轴的轴间距 小于3m时，轴数系数C1=1+2（m-1），则轴数系数C1=3。 因此，若以半刚性基层层底拉应力为设计指标，该货车通过一次相当于标准轴载 BZZ-100作用0.181次。故正确答案选D。 7 案例题 【例题1】某新建一级公路，路面使用沥青混凝土，上面层为细粒式沥青混凝土，下 面层为中粒式沥青混凝土，基层使用沥青碎石，底基层为级配碎石。已知设计年限 内一个车道上累计当量轴载作用次数为400万次/车道，试计算路面的设计弯沉值最 接近下列哪个选项？（） （A）31.6（0.01mm）（B）34.7（0.01mm） （C）45.9（0.01mm）（D）50.5（0.01mm） 8 【分析】因此本题的答案为C。根据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006） ld （式3.2.2） ld Ne设计年限内一个车道累计当量轴次（次/车道）；即400万次 Ac公路等级系数，一级公路为1.0； As面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0 Ab路面结构类型系数，沥青基层路面为1.6。 0.2 600 ecsb NA A A =ld )01.0(9.45 6.10.10.1)4000000(600 2.0 mm= = 0.2 600 ecsb NA A A = 9 【例题2】某高速公路设计，当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时， Ne=2.098107；当进行半刚性基层层底拉应力验算时，Ne=2.673107。拟 定了沥青路面结构组合方案：细粒式沥青混凝土+中粒式沥青混凝土+水泥稳定 碎石+密实级配碎石+级配砂砾。水泥稳定碎石90d的极限劈裂强度为0.5MPa， 在进行水泥稳定碎石层底弯拉应力验算时，预估最大拉应力不得大于下列哪个选 项？（） （A）0.16 MPa （B）0.21 MPa （C）0.26 MPa （D）0.30 MPa 案例题 10 【分析】根据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）第8.0.6条，沥青混 凝土层、半刚性基层和底基层以拉应力为设计或验算指标时，由式8.0.6-1可知， 材料的容许拉应力R=S/Ks，对于无机结合料稳定集料类，由式8.0.6-1可知， Ks= 0.35Ne0.11，根据规范第8.0.5条，公路等级为高速公路时，层底最大拉应力 不得大于容许拉应力。故正确答案是B。 MPa KA R sc 217.0 30.2 5.0 30.20.1)10673.2(35.0,0.1 11.07 = = 11 【例题3】某一级公路，设计年限内设计车道累计当量轴次为420万次，面层使 用中粒式密级配沥青混凝土，已知沥青混凝土的极限劈裂强度为0.8MPa。基层 使用热拌沥青碎石，底基层使用级配碎石，垫层使用天然砂砾。请问该路面结构 设计应以下列哪一项作为设计指标？（） （A）ld=45.5（0.01mm） （B）R=0.300MPa （C）ld=45.5（0.01mm），R=0.310MPa （D）ld=45.5（0.01mm），R=0.320MPa 案例题 12 分析 该路面结构无半刚性基层沥青路面结构层，所以设计指标为路表面的回弹弯沉 值、沥青混凝土层的层底拉应力两项。 计算路表面回弹弯沉： 计算沥青混凝土层的层底拉应力： 故正确答案是C。 0.2 600 ecsb NA A A =ld)01.0(5.456.10.10.1)4200000(600 2.0 mm= MPa ANK ce S s S R 310.0 0.1/)10420(09.0 8.0 /09.0 22.0422.0 = = 13 【例题4】某二级公路，双向双车道，使用年限12年。面层采用中粒式密级配沥 青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层为填隙碎石。根据公路沥青路面设 计规范（JTG D50-2006） 规定，设计时需要对水泥稳定碎石结构层层底拉 应力进行控制。现经过换算，营运第一年双向日平均当量轴次为1000次/日，年 平均增长率4%。已知水泥稳定碎石层90天的极限劈裂强度为0.4MPa。试确定 水泥稳定碎石结构层的容许拉应力最接近下列哪一选项？（） （A） 0.24MPa （B）0.28MPa （C） 0.32MPa （D）0.36MPa 案例题 14 分析 按公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）式（3.1.7）计算Ne 计算水泥稳定碎石结构层的容许拉应力： 故正确答案是A。 MPa ANK ce S s S R 24.0 1.1/)108.3103.3(35.0 4.0 /35.0 11.06611.0 = ()() 66 12 1 108.3103.3)7.06.0( 04.0 104.01100036511365 = + = + = r rN N t e 15 【例题1】某二级公路，路面使用沥青路面。面层为中粒式密级配沥青混凝土， 后4cm，基层为沥青碎石7cm，底基层为水泥稳定碎石，厚18cm，垫层为天然 砂砾，厚15cm。竣工后在不利季节用BZZ-100标准轴载实测轮隙中心处路表弯 沉值，表列为局部路段测点弯沉值。请问路段实测路表弯沉值（0.01mm）与下 列哪一项最接近？（） （A） 45.00mm （B）47.00mm （C） 49.00mm （D）51.00mm 案例题 测点12345 弯沉值（0.01mm）40.236.141.543.546.0 16 【分析 】 路段实测路表弯沉值按公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）式 （8.0.15-2）计算 对于二级公路，Za=1.5，季节影响系数K1=1.0；由于路面面层厚度低于5cm， 所以可以不进行温度修正，K3=1.0。 故正确答案是B。 () ()01.0(03.470.10.1)711.35.146.41( 711.3 15 )11.0(46.41 5 0.465.435.411.362.40 310 5 1 0 0 mmKKSZll ll S mml a i i =+=+= = = = + = = 17 【例题1】某沥青路面进行补强设计，使用BZZ-100标准轴载汽车，用贝克曼梁测 定原有路面的弯沉值，得路段计算弯沉值ls=350.5（0.01mm），请问计算补强层 弯沉值时原路面的当量回弹模量Et与下列哪一项最接近？（） （A） 38MPa （B）41MPa （C） 44MPa （D）47MPa 案例题 18 【分析 】 根据公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）式（9.2.6-1），原路面当 量回弹模量值为 故正确答案是D。 考点4：掌握沥青路面破坏状态及设计标准 12 0 2 1000 t p Emm l = MPa8.46 0.11.1 5.350 65.107.02 1000 = = 19 【例题1】 公路自然区划IV区新建一条二级公路，双向两车道，路面拟采用普通水 泥混凝土面层，弯拉强度要求5.0MPa，泊松比0.15，厚0.25cm；基层选用级配 碎石，弹性模量300MPa，厚0.20m。路床顶面综合回弹模量为60MPa。试求混 凝土板底地基当量回弹模量与以下哪一项接近（）。 （A）110MPa（B）120MPa （C）130MPa（D）140MPa 案例题1 20 【分析】 根据公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011），按式（B.2.4-1） 式（B.4.4-4），板底地基综合回弹模量计算如下 案例题1 ()MPahEhhEhE n i i n i iix 300/ 2 11 2 1 1 2 1 2 = = mhhh n i ix 20.0 1 1 = = 442.086.0)20.0ln(26.0ln26.086.0=+=+= x h aMPE E E E x t 2.12260 60 300 442.0 0 0 = = = 21 【例题2】 公路自然区划IV区新建一条二级公路，双向两车道，设计基准期内设计 车道设计轴载累计当量轴次158万次，路面宽7m，拟采用普通水泥混凝土面层， 弯拉强度要求4.0MPa，泊松比0.15，厚0.24cm；基层选用级配碎石，弹性模量 300MPa，厚0.20m。路肩面层与行车道面层等厚并设拉杆相连，板底地基当量回 弹模量为120MPa，设计荷载100kN。确定路面板的荷载疲劳应力与以下哪一项 接近（）。 （A）3.40MPa（B）3.50MPa （C）3.60MPa（D）3.70MPa 案例题2 22 【分析】根据公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）表E.0.3-1，面 层混凝土的弯拉弹性模量为29GPa，普通水泥混凝土面层的弯曲刚度按式（B.2.2- 3）计算，相对刚度r按式（B.2.2-2）计算： 按式（B.2.2-1）计算设计轴载在临界荷位处产生的荷载应力： 案例题2 mMN hE D c cc c .2.34 )15.01(12 24.029000 )1(12 3 3 3 3 = = = mEDr tc 796.0)1202.34(21.1)(21.1 3131 = 23 按式（B.2.1）计算荷载疲劳应力： 其中，考虑接缝传荷能力的应力折减系数Kr，因为路肩采用混凝土，且厚度与路面 面层等厚，取0.87。综合系数Kc，根据表B.2.1，取1.05。疲劳应力系数，由式 （B.2.3-1）计算。其中，材料疲劳指数，根据B.2.3条，普通水泥混凝土=0.057， 则： 荷载疲劳应力： 案例题2 24 【例题3】 公路自然区划II区新建一条二级公路，拟采用普通水泥混凝土面层，当地 的粗集料以花岗岩为主。经交通调查属中等交通荷载等级。路面宽7m，面层弯拉强 度标准值为4.5MPa，弯拉弹性模量29GPa，泊松比0.15，初拟路面厚0.24cm；基 层选用级配碎石，弹性模量300MPa，厚0.20m。板底地基当量回弹模量为 120MPa。混凝土面板平面尺寸4.5m3.5m，纵缝为设拉杆平缝，横缝为不设传力 杆的假缝；设计荷载100kN。试求面板最大温度应力与以下哪一项接近（）。 （A）0.49MPa（B）1.49MPa （C）1.09MPa（D）1.29MPa 案例题3 25 【分析】根据公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011） （B.2.2-3）计算 混凝土面层的弯曲刚度，相对刚度r按式（B.2.2-2）计算 由公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011） 表3.0.10，最大温度梯度取 88/m，查附录表E.0.3-2，粗集料为花岗岩的混凝土线膨胀系数c=1010-6/ 。 案例题3 mMN hE D c cc c .1.30 )15.01(12 23.029000 )1(12 3 3 3 3 = = = mEDr tc 763.0)1201.30(21.1)(21.1 3131 = 26 按式（B.3.3-1）式（B.3.3-3）计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL: 按式（B.3.2）计算最大温度应力： 案例题3 )1(131.077.1 48.4 LL h L CCeB c = 97.1 763.03 5.4 3 = = r L t 838.0162.01 )97.1cosh()97.1sinh()97.1sin()97.1cos( )97.1sin()97.1cosh()97.1cos()97.1( 1= + + = hsin C L L gccc maxt, B ThE 2 = 508.0)838.01(131.0838.077.1 23.048.4 = e MPa49.1508.0 2 8823.0290001010 6 = = 27 【例题4】 公路自然区划IV区新建一条一级公路，拟采用普通水泥混凝土面层，面 层弯拉强度标准值为5.0MPa，当地的粗集料以砾石为主。经计算面层最大温度应 力为1.79MPa。试求面板最大温度疲劳应力与以下哪一项接近（）。 （A）0.59MPa（B）0.69MPa （C）0.79MPa（D）0.89MPa 案例题4 28 【分析】 根据已知条件，最大温度应力： 温度疲劳应力系数kt按公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011） 式 （B.3.4）计算： 其中，回归系数at、bt、