路面工程复习提纲2018（2）

第一章绪论 一、名词解释

1.路面：是在路基顶面用各种混合料铺筑而成的层状结构物。 2.路基路面的稳定性：路基路面是在降水、高温、低温等恶劣环境作用下仍能

保持其原有特性的能力，包括路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定性。

3.路基路面的耐久性：路基路面是在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的

重复作用下的性能变化特性。

4.表面平整度：是路面表面纵向凹凸的偏差量，它是影响行车安全、行车舒适

性以及运输效率的重要因素。

5.路面抗滑性：是指路面表面抗滑能力的大小。

6.面层：直接同行车和大气接触的表面层，它承受较大行车荷载的垂直力和水

平剪切力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。 7.基层：主要承受由面层传来的车辆荷载的作用力（包括垂直力和拉应力），

将垂直力扩散到下面的垫层和土基中去，承受拉应力作用并维持良好的耐久性。

二、填空

1.路基路面应具有承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、路面抗滑性等一

系列基本性能。

2.路基路面的稳定性包括路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定

性。

3.路面通常按照各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层、功能

层和路基。

4.修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎(砾)石混合

料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料及块料等。

5.功能层介于路基和基层之间，它的主要功能是改善路基的湿度和温度状况。

6.按照路面面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，将路面面

层分为沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、沥青贯入路面、沥青碎石路面、沥青表面处治路面和砂石路面。

7.按照面层所用的材料区分，路面类型可分为水泥混凝土路面、沥青混凝土路

面、砂石路面等。

8.从路面结构的力学特性的相似性出发，可将路面结构划分为沥青混凝土路面、

复合式路面和水泥混凝土路面三类。

9.路基路面的稳定性与地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、

土的类别等因素有关。

10.温度和湿度是对路基路面结构有重要影响的环境因素。 11.公路自然区划一级区划的主要指标是均温-2℃、0℃等值线和两条1000m、

3000m等高线。

12.公路自然区划一级区划的主要指标是潮湿系数K。 13.我国公路自然区划包括7个一级区和52个二级区。 三、简答题

1.半世纪以来我国通过引进技术、刻苦钻研、反复实践在路基路面工程建设和

科学研究中取得的突破性成果有哪些？

公路自然区划、土的工程分类、路基强度与稳定性、高路堤修筑技术与支挡结构、软土地基稳定技术、岩石路基爆破技术、沥青路面结构、水泥混凝土路面结构、沥青路面设计理论与方法、水泥混凝土路面设计理论与方法、半刚性基层沥青路面结构、沥青路面材料组成设计、路面使用性能与表面特性、绿色道路路面建设技术、路面养护管理。

2.路基路面工程特点？

路基与路面工程是道路工程的主要组成部分。路基工程的土石方量大，路面结构在道路造价中所占比重很大，一般要达到30%-50%。

路基路面是一项线性工程，有的公路延续数百公里，甚至上前公路。公路沿线地形起伏、地质、地貌、气象特征多变，沿线城镇经济发达程度与交通繁忙程度不一，因此决定了路基路面工程复杂多变的特点。

3.路基路面结构的承载力主要体现在哪些方面？

路基路面结构应具有足够的强度以抵抗车轮荷载引起的各种部位的各种应力，如压应力、拉应力、剪应力等，是路面各部位的各种应力在容许的范围内，保证路面结构不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏；或者路基路面结构应能抵抗车轮荷载引起的各个部位的各种应变，如压应变、拉应变、剪应变等，使路面各个部位的各种变形在容许的范围内，在车轮荷载作用下不发生过量的应变或变形，保证不发生车辙、沉陷或波浪等各种病害。

4.路面结构为什么要分层铺筑？

行车荷载和自然因素对路面的影响，随深度的增加而逐渐变化。因此，对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐变化。通过沥青路面结构应力计算结果可以发现，荷载作用下垂直应力随着深度的增加而变小，水平拉应力一般为表面受压和地面受拉，剪切应力先增加后减小。为了适应这一特点，路面结构通常是分层铺筑的，按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，分成若干层次。

5.环境因素是如何影响路基路面工程的？

路基土和路面材料的强度与刚度随路面结构内部温度和湿度的变化，有时会大幅度的增减。

路基土和路面材料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。

6.制订公路自然区划的原则？ 道路工程特征相似的原则。 地表气候区划差异性的原则。

自然气候因素既有合又有主导作用的原则。

7.简述Ⅵ区-西北干旱区的特点及路面结构设计重点。

该区大部分地下水位很低，虽然冻土深多在100-150cm以上，但一般道路冻害较轻。个别地区，如河套灌区、内蒙古草原洼地，地下水位高，翻浆严重。丘陵区1.5m以上的深路堑冬季积雪厚，雪水易浸入路面造成危害，所以沥青路面材料应具有良好的防透水性，路肩也应做好防水处理。由于气候干燥，砂石路面经常出现松散、搓板和波浪现象。

第六章交通荷载及路面设计参数 一、名词解释

1.冲击系数：震动轮载的最大值与静载之比称。

2.交通量：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量（双向）。

3.超载：车辆所装载的货物（或人员）超过车辆额定的载货质量（或人员

数）。

4.超限：公路上行驶的车辆、工程机械，其总质量、轴载质量、外形尺寸

三者之一超过法定的限值标准。 二、填空题

1.路面设计中车辆轴型根据轮组和轴组类型可分为7类，车辆类型根据轴

型组合分为11类。

2.汽车对路面静态压力大小受汽车轮胎的内压力、轮胎的刚度和轮胎与路

面接触的形状、轮载的大小等因素影响。

3.我国根据公路运输运营车辆的实际水平，规定公路路面设计采用轴重为

100kN的单轴-双轮轴组作为标准轴载。

4.进行轴载换算时应遵守等损伤、等厚度的基本原则。 5.高速公路的改建设计，车辆轴载换算系数应采用水平一确定。 6.高速公路的施工图设计阶段，路面结构层材料设计参数宜采用水平一确

定。

7.无机结合料稳定类材料的主要材料设计参数为7d无侧限抗压强度。

8.无机结合料稳定类材料用于高速公路基层时，公称最大粒径不宜超过

31.5mm。

9.我国规范规定，沥青混合料的材料性能要求主要包括高温性能、低温性

能和水稳定性。

10.水泥混凝土的强度以28d龄期的弯拉强度控制。 三、计算题

设计使用年限内设计车道的当量设计轴载作用次数的计算及交通荷载等级分级。

第七章路面基层 1.基层的定义

2.基层和底基层材料的适用交通荷载等级和层位 3.高速公路基层的分层与厚度取值 4.级配碎石的定义 5.级配碎石基层的施工工序

6.级配碎石的非线性特性及其功效 7.半刚性基层的定义

8.无机结合料稳定材料基层的分类与命名 9.无机结合料稳定材料的物理力学特性的表征指标 10.无机结合料稳定材料的抗拉强度试验方法

11.无机结合料稳定材料的干缩机理、评价指标、影响因素 12.无机结合料稳定材料的温缩机理、评价指标、影响因素 13.石灰稳定类基层的定义

14.石灰稳定土强度形成机理、影响因素 15.石灰土基层的缩裂防治措施 16.水泥稳定类基层的定义

17.水泥稳定土强度形成机理、影响因素 18.工业废渣稳定基层的种类 19.石灰粉煤灰基层的基本特性

20.从配合比方面减缓半刚性基层“反射裂缝”的措施有哪些 第八章沥青路面设计

21.沥青路面的特点（与水泥混凝土相比） 22.沥青路面良好性能的体现 23.沥青路面的损坏类型 24.横向裂缝与纵向裂缝的成因 25.车辙的定义 26.松散剥落的定义 27.沥青路面设计内容

28.沥青路面设计方法（经验法、力学经验法） 29.沥青路面的分类与适用条件（工艺、技术特性） 30.沥青路面的使用性能要求 31.三种车辙的形成机理与防治措施

32.沥青路面低温开裂的形式、机理与预防措施 33.沥青路面的水损坏机理、影响因素和改善措施 34.沥青路面使用性能的气候分区指标与应用

35.层状弹性体系理论的基本图示与假 36.沥青路面的破坏状态、设计指标与标准 37.绘制2种以上高速公路沥青路面的典型结构 38.沥青路面结构组合应遵循的原则

39.沥青路面的结构类型及其使用交通荷载等级（按基层材料性质） 40.不同结构组合的沥青路面主要损坏类型 41.沥青路面的厚度范围 42.沥青面层的组成及其材料选择

43.沥青路面最小压实厚度与公称最大粒径的关系 44.基层与底基层材料的使用交通荷载等级和层位 45.半刚性基层和柔性基层组合使用的优点 46.功能层的分类 47.路基改善层 48.垫层的分类

49.结合层的分类及其应用

50.各级公路沥青路面设计使用年限及其目标可靠度

51.沥青混合料层疲劳开裂验算、无机结合料稳定层验算、沥青混合

料层永久变形验算、路基顶面竖向压应变验算结果的收敛标准 52.沥青路面结构验算流程图 53.沥青路面结构验算时的材料参数 第九章水泥混凝土路面设计 第一节

水泥混凝土路面的特点 第二节

一、水泥混凝土路面的分类

各种水泥混凝土路面的定义、特点。重点掌握普通水泥混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面的定义及适用性。

二、.水泥混凝土路面的构造

1.水泥混凝土路面对路基的要求 2.基层

目的：防唧泥；防冰冻；减小路基顶面的压应力；防水；为面层施工提供方便；提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命

3. 接缝的构造与布置

水泥混凝土路面为何设置接缝？

接缝的类型、构造及布置。重点掌握横向接缝的类型及构造。 第三节弹性地基板经典理论（了解） 一、弹性地基板体系理论简介 1.板的定义。 2.弹性薄板基本假设

第四节水泥混凝土路面温度应力分析（了解） 一、胀缩应力（计算） 二、翘曲应力（计算）

第五节混凝土路面的破坏及设计指标与标准 一、混凝土路面病害及其主要原因

破坏类型：裂缝类：横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角断裂和网裂变形类：沉陷、涨起接缝损坏类：接缝碎裂、填缝料损坏、接缝张开、错台、唧泥、拱起表面损坏类：纹裂、网裂、起皮、磨损、露骨、坑槽、孔洞、磨光

二、路面破坏的极限状态与设计准则 1.疲劳的定义

2.混凝土板断裂的主要原因 3.水泥混凝土路面板的临界荷位

4.我国水泥混凝土路面设计规范建立的设计极限状态如何表征。 三、交通分级及设计参数 1.交通荷载的轴载换算 2.不同道路等级可靠度设计标准

3.不同安全等级下各级公路的变异水平及变异系数确定需考虑的因素。

四、路面厚度设计流程 掌握水泥混凝土路面设计流程 第六节路面结构设计的可靠度理论

1.混凝土路面结构可靠度定义及其公式表达（9-47） 2.路面结构可靠性设计步骤

第七节水泥混凝土路面结构组合设计

1.各种水泥混凝土路面的适用条件（表9-17）

2.水泥混凝土路面在不同交通荷载等级、公路等级下面层板合理厚度范围（表9-18）

3.水泥混凝土路面抗滑性能要求及其保证措施。

4.基于不同交通等级合理选择混凝土路面基层材料（表9-20） 5.各类基层适宜的交通等级及适宜厚度的范围（表9-21） 第八节水泥混凝土路面厚度设计 一、设计计算模型及选择

（1）弹性地基单层板模型（2）弹性地基双层板模型（3）复合板模型

二、弹性地基的综合回弹模量

（1）单层水泥混凝土路面板下，以粒料类材料作基层时，将粒料层及其以下层看作地基，包含粒料层本身。（2）单层水泥混凝土路面板下，以非粒料层为基层时，将基层以下各层

看作地基，不含基层本身。（3）结合式双层板下，无论基层材料类型，将基层以下各层看作地基，包含基层本身。（4）旧沥青路面加铺水泥混凝土路面板时，以旧路面顶测试的指标换算出当量回弹模量。

以教材算例为参考，能够参照相关公式进行计算。 习题汇总

1.水泥混凝土路面的特点

优点：强度高，具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力；稳定性好，混凝土路面的水稳性、热稳性均较好；耐久性好，由于混凝土路面的强度和稳定性好，所以它经久耐用，一般能使用20~40年；有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对

夜间行车有利。

缺点：对水泥和水的需要量大；有接缝，增加施工和养护的复杂性，容易引起行车跳动，影响行车的舒适性，接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏；开放交通较迟；修复困难。

2.水泥混凝土路面对土基的基本要求是什么?设置基层的作用是什么？

路基由于不均匀沉陷；不均匀冻胀；膨胀土产生不均匀支承。故要求混凝土路面下的路基必须密实、稳定和均匀。路基一般要求处于干燥或中湿状况，过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的路基必须经过处理。作用：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。铺设基层后，可减轻以至消除唧泥的产生。；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；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；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；为面层施工提供方便；提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。

3.水泥混凝土路面为什么要设置接缝分块，接缝是怎样分类的?各起什么作用？如何设置？

凝土面层是由一定厚度的混凝土板所组成，它具有热胀冷缩的特性，由于一年四季气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩，这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和黏结力以及板的自重、车轮荷载等的约束致使板内产生过大的应力，造成板的断裂或拱胀等破坏。为了避免这些缺陷，混泥土路面不得不在纵横两方向设置许多接缝，把整个路面分割成许多板块。

横缝一般4-6m布置，分为：缩缝（保证板因湿度与温度的降低而收缩的时候沿着该薄弱断面缩裂，避免产生不规则裂缝。由于缩缝缝隙下面板断裂面凹凸不平，能起一定的传荷作用，一般不必设传力

杆，但对交通繁重或地基水文条件不良路段，也应在板厚设置传力杆。这种传力杆长度为30-40厘米，直径14-16毫米，每隔30-60厘米设一根）；胀缝（保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免面板在热天的拱胀和折断破坏，同时也起缩缝的作用。对于交通繁重的道路，为保证混凝土板之间能有效地传递荷载，防止形成错台，应在胀缝处板厚设置传力杆。传力杆一般长40—60厘米，直径20-38毫米的光圆钢筋，每隔30厘

米设一根）；施工缝（因施工组织需要而在各施工单元分区间留设的缝。施工缝不是一种真实

而存在的缝，它只是因后浇注混泥土超过初凝时间，而与先浇筑的混泥土之间存在的一个结

合面，该结合面就称之为施工缝。为利于板间传递荷载，在板厚的也设置传力杆。传力

杆长约40厘米，直径20毫米）。

纵缝一般3-4.5m布置，采用平头式或企口式。为防止板沿两侧路拱横坡滑动拉开和形

成错台，以及防止横缝错开，有时在平头式及企口式纵缝上设置拉杆，拉杆长50-70厘米，

直径18-20毫米，间距1-1.5米。

纵横缝：一般与横缝垂直正交，使混凝土板具有90°的角隅。 4. 水泥混凝的施工过程包含哪些工序？

①安装模板；②设置传力杆；③混凝土的拌和与运送；④混凝土的摊铺和震捣；⑤接缝

的设置；⑦表面整修；⑧混凝土的养生与填缝。

5.简述荷载疲劳应力、温度疲劳应力计算的方法、步骤及主要参数的取值。

6.水泥混凝土路面都有设置哪些构造钢筋？设置的目的、位置？对钢筋的要求有哪些？

边缘钢筋：设置在自由边缘处，一般用两根直径12-16mm的螺纹钢筋或圆钢筋，设在板的

下部板厚的1/4-1/3处，且距边缘和板底均不小于5cm，两根钢筋的间距不应小于10cm；纵向

边缘钢筋一般只设在一块板内，不得穿过缩缝，以免妨碍板的翘曲；但有时亦可穿过缩缝，但

不得穿过胀缝。为加强锚固能力，钢筋两端应向上弯起。在横胀缝两侧板边缘以及混凝土路面

的起终端，为加强板的横向边缘，亦可设置横向边缘钢筋。 角隅钢筋：设置在胀缝两侧板的角隅处，一般可用两根直径12-14mm长2.4m的螺纹钢

筋弯成如图的形状。角隅钢筋应设在板的上部，距板顶面不小于5cm，距胀缝和板边缘各10cm。

7.在水泥混凝上面层的施工过程中，保证其质量的关键是什么?为何要控制好缩缝的锯切

时机？

过早因混凝土还未结硬，切割时槽口边缘易产生剥落。过迟因混凝土过硬而使锯片磨损

过大且费工，而且更主要是的可能在切割前混凝土会出现收缩裂缝。

8.相关名词

（1）断裂：达到疲劳极限荷载过重而出现横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝，板角隅断裂，

破碎板。

（2）唧泥：汽车行经接缝时，泥浆灰浆从板底挤出和喷射而出的想象。

（3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。 （4）拱起：受热膨胀受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。 （5）接缝挤碎：传力杆位置不正确，或滑动功能失效，或缝内有混凝土或硬杂屑。

（6）荷载疲劳应力： （7）温度疲劳应力：

（8）温克尔地基：是以反应模量表征的弹性地基，假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，与其他点无关。

（9）弹性地基：可以承受一定弯矩，可以承受一定的变形的地基。 9.水泥混凝土路面的主要损坏现象有哪些?在设计中是如何考虑的? 水泥混泥土路面的破坏类型分为：（1）断裂：包括横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝，板

角隅断裂，破碎板。原因：强度不足；未设置传力杆和拉杆；板底脱空；荷载温度重复作用，

达到疲劳极限荷载过重；（2）唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。泥浆灰浆从板底挤出和喷射而出。原因：基层材料不耐冲刷；（3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。原因：胀缝两侧混凝土面壁不垂直，或接缝渗水基础软化，或接缝传荷能力不足、失效，或基础沉降不均匀等；（4）拱起：受热膨胀受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。温度引起的屈曲失稳，一般伴有横向裂缝；（5）接缝挤裂：出现于横向接缝两侧数十厘米宽度内。传力杆位置不正确，或滑动功能失效，或缝内有混凝土或硬杂屑。

水泥混泥土路面按破坏形式分为接缝破坏和混凝土面板损坏；按损坏性质分为功能性损坏和结构性损坏。功能性损坏，由于路面的不平整，使其不再具有预期的功能；结构性损坏，路面结构的整体或某一个或几个组成部分的破坏，严重时可能不能支撑车辆的荷载。从保证路面结构承载能力的角度，混凝土路面结构设计应以防止面层板断裂为主要设计标准；从保证汽车行驶性能的角度，应严格控制接缝两侧的错台量。

10试比较小挠度弹性地基薄板理论和弹性层次体系理论的异同和适用性。

小挠度弹性薄板的基本假设：垂直于中面方向的应变及其微小，可以忽略不计；垂直于中面的法线，在弯曲变形后均保持为直线并垂直于中面，因而无横向剪切应变；中面上各点无平行于中面的位移。

弹性层状体系理论的假定：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；最小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；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；层间接触情况，或者位移完全连续，或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力；不计自重。

11求算水泥混凝土路面板的行车荷载应力有哪些方法?各适用于什么场合?

产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位位于混凝土板的纵向边缘中部。

12、如何来分析计算路面板因温度变化而产生的胀缩应力和翘曲应力?

水泥混凝土路面板内不同深处的温度，随气温的变化而变化。这种变化使混凝土板出现膨胀和收缩变形的趋势。当变形受阻时，板内便产生胀缩应力或翘曲应力。

胀索应力：当气温缓慢变化时，由于板与基层之间的摩阻约束，在温度升降时板中部不能移动，产生应力。

翘曲应力：由于板的自重、地基反力和相邻板的钳制作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生翘曲应力。由气温升高引起的板中部隆起受到时，板底面出现拉应力；而当气温降低引起的板四周翘起受阻时，板顶面出现拉应力。

13.水泥混凝土路面的结构组合特点如何?各层次的作用及考虑的主要因素与沥青路面有何不同。

水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路面性能，一般采用设接缝、不配筋的普通钢筋混凝土路面板。混凝土路面的基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。垫层为了特殊地基设置（排水垫层、加固垫层、防冻垫层）。路基满足稳定、密实、均质、耐久，为路面提供均匀的支承。

14、设计水泥混凝土路面时对交通荷载的考虑与沥青路面的相比，有何异同?

15、水泥混凝土路面板的厚度和平面尺寸是如何确定的? 普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一

般采用矩形分仓，用纵

横接缝分隔，纵向和横向接缝应垂直相交，纵横两侧的横缝不得相互错位。纵缝间距按路面宽度在3.0~4.5m确认。普通混凝土面成板的横缝间距一般为4~6m。面板层的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2。碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板的横缝间距一般为6-10m，钢筋混凝土面层板一般为6~15m。

16、路面板的接缝按其位置、作用和构造各分为哪几种?对接缝材料有何要求?

纵向接缝的布设应根据路面宽度和施工铺筑宽度而定（不大于4.5m）；每日施工结束或临时中断施工时，必须设置横向施工缝（横向缩缝等距、假缝；横向胀缝只在邻近桥梁或者其他固定构造物处或与其他道路相交处设置）。

17、水泥混凝土路面板中配置钢筋起什么作用? 18、怎样考虑水泥混凝土路面加铺层设计？

混凝土路面使用至基准期期末，各项使用性能指标下降，不再能满足行车的要求，或者由于交通、环境条件变化，对路面提出新的要求时，路面结构需要进行改建、加固、首先进行旧路调查评定，然后确定改建方案，最后在加铺层计算。

19、我国现行水泥混凝土路面设计依据的理论基础是什么?设计控制指标是什么？写出其数学表达式并画出力学模型图。

我国水泥混凝土路面设计方法采用单轴双轮组100KN标准轴载作用下的弹性半空间地基有限大矩形薄板理论有限元解为理论基础。