路基路面工程复习资料(人民交通)

1、第一章总论1、路面的要求:1路面结构刚度、强度、稳定性满足要求,坚实耐久;2路面表面平整、抗滑、少尘、低噪声。2、路基的要求:1路基整体稳定坚固;2具有足够的强度和良好的水温稳定性。3、我国公路用土依据土颗粒组成特征,土的塑性指标和土中有机质存在的请况,分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类。5.公路自然区划分三级进行区划,首先将全国划分为多年冻土,季节冻土和全年不冻土三大地带,然后根据水热平衡和地理位置,划分为冻土,湿润,干湿过度,湿热,潮暖和高寒七个大区。二级区划实在每个一级区内,再以潮湿系数为依据,分为六个等级。6、冻胀:积聚的水冻结后体积增大,使路基隆起而造成的面层开裂现象。7、翻浆:

2、冻胀土在温度升高后溶解,无法迅速排除,在行车荷载作用下,路基路面结构发生很大的变形,路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出的现象。8、路基按其干湿状态不同,划分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿。9、路基临界高度:与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表水积水水位的高度称为路基临界高度。10、路面结构的分层及层位功能:按照层位的功能不同分为:面层、基层和垫层。功能:1面层具备较高的结构强度,抗变形能力,较好的水稳定性和温度稳定性,且应当耐磨,不透水且其表面还应有良好的抗滑性和平整度。2基层是路面结构的承重层,应具有足够的强度和刚度和良好的扩散应力能力以及较好的平整度。3垫层可改善土基的湿度和状况,

3、以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响,也可将基层传下的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形,同时也能阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。11、从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发,将路面分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面。12、柔性路面主要包括各种用沥青处理和未处理的粒料基层和各类沥青面层、碎石面层或块石面层组成的路面结构。13、刚性路面主要指用水泥混凝土做面层或基层的路面结构。14、半刚性路面指用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层和铺筑在它上面的沥青面层的统称。第二章行车荷载、环境因素、材料的

4、力学性质1、路面结构的设计主要以轴载作为荷载标准。我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载100KN作为标准轴载。2、轴载换算是指道路上行驶的汽车轴载与通行次数按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数。其原则是同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。4、轮迹的横向分布:车辆在道路上行驶时,车轮的轨迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摆动,由于轮迹的宽度远小于车道宽度,因而总的轴载通行次数既不会集中在横断面上某一固定位置,也不可能平均分配到每一点上,而是按一定规律分布在车道横断面上,称为轮迹的横向分布。5、路基工作区:是指在路基某一深度处,当车轮荷载引起的

5、垂直应力与路基土自重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即是路基工作区。6.路基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分。7、地基反应模量K作用于地基顶面任一点的垂直压力P与该点的弯沉L之比。又称温克勒地基和K地基和稠密液体地基。8、加州承载比是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定土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,并采用高质量标准碎石为标准,以它们的相对比值表示CBR值。10、沥青混合料的劲度模量是在给定温度和加荷时间条件下的应力应变关系参数。11、沥青路面在低温环境中,基本上处于工作状态,因此出现疲劳破坏;而在高温环

6、境中,处于弹塑性工作状态,因此出现累计变形。12、对于弹性状态的路面材料承受重复应力作用时,可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏,这种材料强度的降低现象称为疲劳。13、疲劳的出现,是由于材料微结构的局部不均匀,诱发应力集中而出现微损伤,在应力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大,终于导致结构破坏,称为疲劳破坏。14.疲劳试验:控制应力试验和控制应变试验。15.疲劳强度:出现疲劳破坏的重复应力值。16.疲劳极限:有些材料在重复应力作用将至某一定值之后,经受再多的重复作用次数,也不发生疲劳破坏,即疲劳强度不在下降,趋于稳定值,此稳定值称为疲劳极限。第三章一般路基设计1、路基设计的类型:路堤、

7、路堑和填挖结合。2.按路堤的填土高度不同,划分为矮路堤,高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0-1.5m为矮路堤,高度大于18m(土质或20m(石质的路堤属于高路堤,1.5-1.8M为一般路堤。3.路堑:一般路堑H小于20M,深路堑H大于20M。4.路基的设计(简答P625.路基高度:路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计高程和地面高程之差。6.矮路堤:为保证路基稳定,应尽量满足路基临界高度的要求,若路基高度低于按地下水位或地面积水位的临界高度。7.一般路堤边坡坡度可根据填料种类和边坡高度按表选用。P648.压实度:以应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分率表征。第四章

8、路基稳定性分析计算1.路基稳定性分析方法:工程地质法(比拟法.力学分析法和图解法。2.稳定系数:K=R/T抗滑力/下滑力,K=1极限平衡状态;k大于1,边坡稳定,K小于1,边坡不稳定.3.圆弧滑动面圆心的确定:4.5H法和36度线法绘制。4.软土地基的路堤滑动成圆弧滑面,稳定验算方法采用圆弧条分发,根据计算过程中参数选择不同,可分为总应力法,有效固结应力法,有效应力法等。5.浸水路堤除承受自重和行车荷载作用外,还受到水浮力和渗透动水压力的作用。水的浮力取决于浸水深度,渗透动水压力则视水的落差(坡降而定。第五章路基防护与加固1.坡面的防护:一.植物防护(种草,铺草皮,植树,二.工程防护(抹面,喷

9、浆,勾缝,石砌护面.2.冲刷防护:(1直接防护:包括植物防护和石砌防护与加固两种,常用的有植物,铺石,抛石(2间接防护:导致结构物(丁坝,顺坝,防洪堤,拦水坝3.软土地基加固方法:一.砂垫层法、二.换填法、三.反压护道法、四.超载预压法、五.竖向排水法、挤密桩法和加固土桩法、夯实法、胶结硬化法、灌浆法、侧向约束法、化学加固法等。第六章挡土墙的设计1.挡土墙的类型:P1172.常用的石砌挡土墙及钢筋混凝土挡土墙,一般由墙身,基础,排水设施与伸缩缝等部分构成。3.挡土墙的基础:基础设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。4.作用在挡土墙上的主要力系:1、挡土墙的自重G及位于墙上的衡载

10、2、墙后土体的主动土压力3、基底的法向反力N及摩擦力T 4、墙前土体的被动土压力对浸水挡土墙而言,在主要力系中尚应包括常水位时的静水压力和浮力。5.第二破裂面:当墙后土体达到主动极限平衡状态时,破裂棱体并不沿墙背或假想墙背滑动,而是沿着土体的另一破裂面滑动,该破裂面称为第二破裂面。6.出现第二破裂面的条件:1、墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面的倾角,即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现;2、在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力。7.车辆荷载换算及计算参数P1408.常用作用组合P143第七章路基路面排水设计1.常用的路基地面排水设备,包括边沟,截水沟,排水沟,跌水与急流槽等

11、,必要时还有渡槽,倒虹吸及积水池等。P1842、地面排水设备包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。3.地下排水设备:盲沟、渗沟、渗水隧洞和渗井等。5.排水基层水系统第八章土质路基施工1、路基压实的意义与机理?答:意义:使路基具有足够的强度与稳定性,以提高其密实程度。且土基压实后,路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及格温性能等,均有改善。机理:土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的空隙为水分和所占据,压实使土粒重新组合,彼此挤紧,空隙缩小,土的单位质量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。2、影响压实效果的主要因素答:主要包括内因和外因,内因指土质和

12、湿度,外因指压实功能(如机械性能、压实遍数与速度、土层厚度及压实时的外界自然和人为的其他因素等。3、压实度是以应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大密度之比值的百分率表征。第十二章无机结合料稳定路面1、无机结合料稳定路面:在粉碎的或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,经拌合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,即无机结合料稳定材料铺筑的路面。2、无机结合料稳定材料的特点(物理力学特性应力应变关系、疲劳特性、收缩(温缩和干缩特性。【了解】3、石灰稳定类基层是指在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土中掺入适量的石灰和水,按照一定技

13、术要求,经拌合,在最佳含水率下摊铺、压实、养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层。4、水泥稳定类基层:在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土中掺入适量的水泥和水,按照技术要求,经拌合摊铺,在最佳含水率时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层。第十三章沥青路面1、沥青路面的损坏类型:裂缝(横向、纵向及网状裂缝、车辙、松散剥落和表面磨光。2、沥青路面的分类1按强度构成原理分为:密实型和嵌挤型2按施工工艺分为:层铺法、路拌法和厂办法;3】根据沥青路面技术特性分为:沥青混凝土、沥青碎石、沥青玛蹄脂碎石、沥青贯入式路面3、蠕变:材料在固定的应力作用下,变形随时间逐渐发展的过

14、程。(3194、应力松弛:变形物体在恒定的应变下,应力随时间自动降低的过程。5、沥青的劲度模数:材料在给定的荷载作用时间和温度条件下应力与应变的比值。6、动稳定度:沥青混合料变形稳定期每增加变形1mm的碾压次数。动稳定度越高沥青混合料高温稳定性越好。第十四章沥青路面设计1、沥青路面结构设计理论我国现行的【公路沥青路面设计规范】(JTG D502006采用弹性层状体系作力学分析基础理论,以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体沉降(弯沉和结构层的层底拉应力作为设计指标,以疲劳效应为基础,处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。2、弹性层状体系理论(应用弹性力学方法求解弹性层状体系的应力、形变和位移等

15、分量的基本假设和基本模式: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深处,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】不计自重。(图形3803、沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可分为:柔性基层(有机结合料稳定碎石或无机结合料级配碎石、半刚性基层(水泥、石灰、工业废渣等无机结合料稳定碎石和刚性基层(低强度等级混凝土。4、柔性基层主要采用沥青处治的级配碎

16、石和无机结合料的级配碎石修筑基层。5、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。6、刚性基层采用低强度等级混凝土修筑基层混凝土板,板上铺筑沥青面层。7、容许(回弹弯沉值:将使用期末不利季节,在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。8、设计(回弹弯沉值:由于竣工后第一年最不利季节,路面在设计标准轴载作用下,测得的最大回弹弯沉值与最大刚度状态所对应的弯沉值较接近,将此弯沉值作为路面设计弯沉值。9、设计弯沉值的计算公式Ld11、容许拉应力:路面结构材料的极限抗拉强度与抗拉强度结构系数的比值。12、路基回弹模量的确定方法:现场实测法、查表法、室内实验法、

17、换算法。第十五章水泥混凝土路面1、造成路基的不均匀支承的因素:1】不均匀沉陷湿软地基未充分固结;土质不均匀,压实不充分、填挖结合部分以及新老路基交接处处理不当。2】不均匀冻胀季节性冰冻地区,土质不均匀(对冰冻敏感性不同;路基潮湿条件变化。3】膨胀土在过干或过失(相对于最佳含水率时压实;排水设施不良等。2、为什么在混凝土面层下设置基层?答: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

18、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以及隔断地下毛细水上升。5为面层施工(如立侧模,运送混凝土混合料提供方便。6提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。3、横向接缝是垂直于行车方向的接缝包括缩缝、胀缝和施工缝。4、缩缝是为保证因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂,从而产生不规则的裂缝,而设置的横向接缝。5、胀缝是为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,而设置的横向接缝。同时也可起到缩缝的作用。6、施工缝是指混凝土每天完工后以及因雨天或其他原因不能继续施工时的制筑接缝。7、缩缝、胀缝、施工缝的各种形式(433第十六章水泥混凝土路面设计1、水泥混凝土路面的破坏类型主要有:断裂、唧泥、错台、拱起、接缝挤碎等。2、混凝土路面结构设计的基本理论:现行的我国最新的混凝土路面设计规范列出的设计方法以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础,以100kN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载应力控制设计。3、标准轴载累计当量作用次数Ne设计基准期内混凝土面板临界荷位处所承受的标准轴载累计当量作用次数Ne4、温克勒地基的三种荷载位置(图5、无限大圆形板:1指板的平面尺寸远大于作用面积;2与板面积相等的圆形板的半径远大于板的厚度;3