《路面工程》复习提纲1

第一章 总论

1、公路自然区划： 将自然条件大致相近者划分为区，在同一区划内从事公路规划、设计、施工、管理时，有许多共性因素可以相互参照。划分原则：道路工程特征相似的原则；地表气候区划差异性的原则；自然气候因素既有综合又有主导作用的原则。

2、路基临界高度：相对应的路基离地下水或者地表积水水位的高度称为路基临界高度。

3、平均稠度：路床范围（80cm）内的土的含水量与土的液限之差与土的塑限和液限之差的比值的平均值。 4、路拱：为保证路表面雨水的及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度。 5、柔性路面：刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。 6、刚性路面：刚度较大、抗弯拉强度较高的路面。

7、为什么路面要划分结构层次，如何进行划分？简述路面结构层的特点、作用及材料？

行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱。因此，对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随着深度的增加而逐渐降低。故根据使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响情况不同分为面层、基层和垫层。

面层：直接同行车和大气接触，承受垂直力、水平力和冲击力作用，还受降水和气温变化的影响； 应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，耐磨、不透水、抗滑性和平整性；材料水泥混凝土、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以及块料等。

基层：承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去，是路面结构中的承重层；强度不一定高，但水稳定性和隔温性能要好；各种结合料稳定土，稳定碎（砾）石，贫水泥混凝土，天然砂砾，各种碎石、片石、块石或圆石，各种工业废渣和土、砂、石的混合料。

垫层：介于土基和基层之间，为了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水温状况变化所造成的不良影响。

8、路基和路面在公路中各起什么作用？有哪些基本要求？

路面的作用：隔离路基，使免受破坏作用，确保路基长期处于稳定状态；提高平整度，改善道路条件，满足车辆运行的要求。对路面的要求：足够的承载能力：强度和刚度（强度：抵抗车辆荷载引起的各种应力；刚度：抵抗车辆荷载引起的变形和位移）；稳定性－对原地面的扰动，大气降水，大气温度变化，荷载；耐久性－性能逐年下降；表面平整度－影响行车速度与安全 行车舒适性，加速路面破坏；表面抗滑性－行车安全。

路基的作用：是路面的基础，协同路面一起承受行车荷载的作用。对路基的要求：具有合理的断面形式和尺寸；具有足够的整体稳定性；具有足够的承载能力；具有足够的水温稳定性。 9、判断土基干湿类型的分界稠度法和临界高度法各自的依据条件和资料有哪些？

路基的强度与稳定性同路基状态有密切关系，并在很大程度上影响路面的结构设计。路基的干湿类型划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。

（1）临界高度判别法适用于新建道路路基干湿类型的划分，此方法采用地下水位或地表积水水位至路面结构层底面的距离H，与路基临界高度（干燥Ｈ１、中湿Ｈ２或潮湿Ｈ３）进行比较来判别路基干湿类型。临界高度可根据道路所处自然区划、路基土质参照设计规范选用。当H＞Ｈ１时，路基处于干燥状态；Ｈ１≥H＞Ｈ２时，路基处于中湿状态；Ｈ２≥H＞Ｈ３时，路基处于潮湿状态；H≤Ｈ３时，路基处于过湿状态。

（2）对于已建公路路基干湿类型，可以根据其分界稠度建议值wc0、wc1、wc2、wc3，以实测不利季节路槽底面以下80cm深度内（即路床范围）土的平均稠度（wc）（即土的含水量与土的液限之差与土的塑限和液限之差的比值）来划分。

在不利季节，在路床范围内每10cm取土样测定其天然含水量、液限含水量和塑限含水量，按下式计算路床范围（80cm）内的平均稠度（wc）：

wLiwi18wcwciww8i1pi Liwwww式中：ci—第i层土的稠度；i—第i层土的天然含水量%；Li—第i层土的液限；pi—第i层土的塑限。

wci将平均稠度wc与分界稠度建议值wc0、wc1、wc2、wc3相比较，判断路基干湿类型。当wc＞wc1时，路基处于干燥状态；wc1≥wc＞wc2时，路基处于中湿状态；wc2≥wc＞wc3时，路基处于潮湿状态；wc≤wc3时，路基处于过湿状态。

10、影响路基路面稳定性的因素有哪些？水对路基有哪些影响？

（一）自然因素：⑴ 气候条件：气侯条件影响公路沿线地面水和地下水状况，并且影响到路基的水温状况；⑵ 水文与水文地质：地面、地下水状况会影响路基的潮湿情况；⑶ 地质条件：如岩性、岩层结构面情况、有无软弱夹层等，都会对路基的稳定性有一定的影响；⑷ 土壤地质： 路堤填方用土及路堑挖方边坡岩土的工程地质都对路基稳定性有一定的影响；（5）地理条件：平原、丘陵、山岭各区地势不同，路基的水温状况不同。

（二）人为因素：荷载作用的大小及重复的次数；路基的设计、施工及养护都对路基稳定性造成影响。 11、路面横断面结构的组成？路拱横坡度的作用有哪些？如何选择路拱横坡度？

路面横断面：沿横断面方向由行车道、硬路肩和土路肩组成路面结构，分槽式横断面和全铺式横断面。 为保证路表面雨水的及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度。类型：直线形或抛物线形。等级高：直线形路拱和较小的路拱横坡度；等级低：抛物线形路拱和较大的路拱横坡度。 12、试从材料，物理力学特性，行车性能和设计控制指标各方面讲述柔性路面与刚性路面的区别。

材料方面：柔性路面主要包括各种用沥青处理和未经沥青处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构；刚性路面主要材料是水泥混凝土

物理力学特性方面：柔性路面的总体结构刚度较小，在车辆荷载作用下产生较大的竖向弯沉，路面本身的抗弯拉强度较低，通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的单位压力；刚性路面的抗压强度高，抗弯拉强度高，具有较高的弹性模量，呈现较大的刚度，车辆荷载作用下，结构层处于板体工作状态，竖向弯沉较小，路面主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载，通过 板体的扩散分布作用，传递给基础上的单位压力较柔性路面小的多

行车性能：柔性路面具有与轮胎的附着力较好、高度减震，路面平整、无裂缝或接缝、柔韧舒适、货物损失率低、噪音小等优点；刚性路面有接缝，这些接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响行车的舒适性,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

设计控制指标：柔性路面中高速公路、一级公路、二级公路的路面结构，以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层层底弯拉应力、半刚性材料基层弯拉应力为设计指标。三、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标；刚性路面以路面板纵缝边缘荷载与温度综合疲劳弯拉应力为设计指标进行路面板厚度设计 13、我国现行路面是怎样分类与分级的？

通常按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，将路面分为：高级路面、次高级路面、中级路面和低级路面。

☆14、路面工程的特点：承载能力（具有足够的强度以抵抗车轮荷载引起的各个部分的应力，保证不发生压碎、拉断、剪切等破坏）、稳定性、耐久性、表面平整度、抗滑性能（摩擦系数高）。 ☆15、路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料普筑而成的层状结构物。

柔性路面：结构整体刚度较小，弯沉变形较大，路面结构抗弯抗拉较低，土基承受较大的单位压力，路基路面结构主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的作用。包括各种用沥青处理和未经处理的粒料基层和各种沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。柔性路面理论采用多层弹性层状体系理论为基础，以路表回弹弯沉值为设计控制指标，并对层底弯拉应力和上层破裂面剪应力进行验算的设计方法。

刚性路面：抗压、抗弯拉强度高、弹性模量高，在车辆荷载作用下，水泥混凝土结构层处于板体工作状

态，竖向弯沉小，路面结构主要靠水泥混凝土的抗弯强度承受车辆荷载，通过板底扩散分布作用传递。主要指用水泥混凝土做面层或基层的路面结构。刚性路面理论采用弹性半无限地基上小挠度薄板理论为基础，以混凝土疲劳强度为控制指标，采用有限元位移法分析结果进行设计。

半刚性路面：用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或碎（砾）石修筑的基层，前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的增长，但是最终的强度和刚度仍远小于水泥混凝土。

第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质

1、双圆荷载图式：对于双轮组车轴，每一侧的双轮用一用两个圆表示。 2、劲度模量：特定温度与特定加荷时间条件下的常量参数。

3、累计当量轴次：在设计年限内，考虑车轮轮迹横向分布系数（或车道系数）后，一个车道上的累计当量轴次总和。

4、土基回弹模量：可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。

5、加州承载比：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。

6、地基反应模量：温克勒地基假定中，用来表征路面板受到的地基反力相当于液体产生的浮力。 7、疲劳破坏：在应力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大，最终导致结构破坏。

8、车辆的车轮对路面的作用有哪些？在沥青路面厚度设计计算中，主要考虑哪些力？为什么？

当汽车处于停驻状态下，对路面的作用力为静态压力．主要是由轮胎传给路面的垂直压力，它的大小受下述因素的影响（汽车轮胎的内压力pi 、轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状、轮载的大小）；行驶状态的汽车除了施加给路面垂直静压力之外，还给路面施加水平力（等速或上坡行驶向后的水平力、下坡行驶或者在减速行驶向前的水平力、弯道上行驶施加侧向水平力）、振动力。 9、在路面设计中，如何进行交通量轴载换算，依据是什么？

同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。

10、说明轴载等效换算的意义；怎样计算设计年限内标准轴载的累计作用次数？

公路上行驶的车辆种类繁多，不同车型不同作用次数对路面影响不同，为了统一计算才进行等效换算。由交通调查得到某类车辆每日通行的轴载数，乘以相应的轴载谱百分率，即可推算出所有车辆各级轴载的作用次数。

11、我国路面设计的标准轴载是什么？其参数有哪些？

道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数，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l00kN作为标准轴载（BZZ-100的轮载P=100/4kN，p=700kPa，则d=0.213m，D=0.302m）。 12、什么是标准轴载的当量轴次，它与哪些因素有关？

道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数；按照弯沉等效或拉应力等效的原则，将不同车型、不同轴载作用次数换算成与标准轴载100KN相当的轴载作用次数。 13、简述单圆荷载图示、双圆荷载图式有什么区别？对应单圆和双圆图式，车轮的接触压力、接触面面积、直径应怎样计算?

轮胎与地面接触，它的轮廓近似于椭圆形，因其长轴与短轴差别不大，在工程设计中以圆形接触面积来表示。双圆荷载当量圆直径 单圆荷载当量圆直径

14、在重复荷载作用下，路基路面材料的变形有何规律性？

弹性材料承受重复应力作用时，呈现材料的疲劳性质，即材料的强度随着荷载重复次数的增加而降低；弹塑性材料受重复应力作用时，呈现变形的积累，即变形逐渐增大。土基在反复作用下一种塑性变形量会越来越小，直至稳定。另一种则产生剪切破坏。 15、试述地下水对路基的影响和气温对路面的影响。

温度和湿度是对路基路面结构有重要影响的自然环境因素。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，因此材料涨缩也是变化的，如果不均匀的胀缩受到约束而不能完全实现时，路基和路面结构内便会产生附加应力，即温度应力和湿度应力。

大气的温度在一年四季和一昼夜之间发生着周期性的变化，受大气直接影响的路面温度也相应地在一年之间和一日之间发生着周期性的变化。面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化呈周期性变化，升降的幅度随深度的增加而减小，其峰值的出现时间也随深度的增加而滞后。影响路面结构内温度状况的因素很多，可分为外部和内部两类。外部条件主要是气象条件，以太阳辐射和气温起决定路面温度状况的最重要的因素；内部因素则为路面各结构层材料的热物理特性参数。

地下水对路基湿度的影响随地下水位的高低与土的性质而异。大气湿度的变化，通过降水、地面积水和地下水浸入路基路面结构，是自然环境影响的另一个重要方面。它除了影响路基土湿度的变化，使路基产生各种不稳定状态之外，对路面结构层也有许多不利的影响。路基路面结构的强度、刚度及稳定性在很大程度上取决于路基的湿度变化。

16、路面材料按形态与成型性质如何分类？按其分类，各种材料的应力-应变特征是什么？

路面材料，按其不同的形态及成型性质大致可分为三类：松散颗粒型材料及块料；沥青结合料类；无机结合料类。这些材料按照不同的成型方式分为：密实型、嵌挤型和稳定型。

无结合料碎、砾石材料的应力一应变特性具有明显的非线性特征，即弹性模量随偏应力的增大而减小，随侧压力的增大而增大；沥青混合料在荷载作用之下的应力一应变具有随温度和荷载作用时间而变化的特性；无机结合料混合料的应力一应变关系曲线呈现出非线性状。

17、常用的表征路面材料性能的力学强度特征有哪些？各表征了路面材料在什么工作状态下的强度特征？

常用的表征路面材料性能的力学强度特征有：抗剪强度、抗拉强度、抗弯强度、应力-应变特性。分别表征： 受弯曲工作状态。

路面结构层因抗剪强度不足而产生破坏的情况有以下三种：路面结构层厚度较薄，总体刚度不足，车轮荷载通过薄层结构传给土基的剪应力过大，导致路基路面整体结构发生剪切破坏；无结合料的粒料基层因层位不合理，内部剪应力过大而引起部分结构层产生剪切破坏；面层结构的材料抗剪强度较低，如高气温条件下的沥青面层；级配碎石面层等，经受较大的水平推力时，面层材料产生纵向或横向推移等各种剪切破坏。

沥青路面、水泥混凝土路面及各种半刚性基层在气温急骤下降时产生收缩，水泥混凝土路面和各种半刚性基层在大气湿度变化时，产生明显的干缩，这些收缩变形受到约束阻力时，将在结构层内产生拉力，当材料的抗拉强度不足以抵抗上述拉应力时，路面结构会产生拉伸断裂。

用水泥混凝土，沥青混合料以及半刚性路面材料修筑的结构层，在车轮荷载作用下，处于受弯曲工作状态。由车轮荷载引起的弯拉应力超过材料的抗弯拉强度时，材料会产生弯曲断裂。 18、简述路面材料的累积变形与疲劳特性，并举例说明。

累积变形路面结构在荷载应力重复作用下，可能出现的破坏极限状态有二类：第一类，若路面材料处于弹塑性工作状态，则重复荷载作用将引起塑性变形的累积，当累积变形超出一定限度时，路面使用功能将下降至允许限度以下，出现破坏极限状态；第二类，路面材料处于弹性工作状态，在重复荷载作用之下虽不产生塑性变形，但是结构内部将产生微量损伤，当微量损伤累积达到一定限度时，路面结构发生疲劳断裂，出现破坏极限状态。累积变形与疲劳破坏这二种破坏极限的共同点就是破坏极限的发生不仅同荷载应力的大小有关，而且同荷载应力作用的次数有关。

水泥混凝土路面在重复荷载作用之下易出现疲劳破坏；沥青路面在低温环境中，基本上处于弹性工作状态，因此出现疲劳破坏，而在高温环境中，处于弹塑性工作状态，因此出现累积变形；在季节性温差很大的地区，沥青路面兼有疲劳破坏和累积变形两种极限状态；无机结合料处治的半刚性路面材料，在早期（1至3个月）处于低塑性的弹塑性状态，在此之后，基本处于弹性状态，因此，在使用期间，主要的极限状态是疲劳破坏；以粘土为结合料的碎、砾石路面，由于混合料中的细粒粘土受大气湿度影响，因此路面结构处于弹塑性状态，塑性变形的累积是极限状态的主要形式。 19、分析比较沥青混合料和水泥混凝土疲劳特性的异同。

水泥混凝土路面在重复荷载作用之下易出现疲劳破坏；沥青路面在低温环境中，基本上处于弹性工作状态，因此出现疲劳破坏，而在高温环境中，处于弹塑性工作状态，因此出现累积变形；在季节性温差很大的地区，沥青路面兼有疲劳破坏和累积变形两种极限状态。

沥青混合料疲劳特性的室内试验可以用简支小梁或圆柱体试验等方法进行。有两种试验方法：控制应力和控制应变试验；水泥混凝土疲劳特性可通过对小梁试件施加重复应力来进行。由疲劳曲线，可发现如下规律：随着应力比的增大，出观疲劳破坏的重复作用次数Nf降低；重复应力级位相同时，Nf的变动幅度较大，表明试验结果离散，但其概率分布基本符合对数正态分布，因此，若要得到可靠的均值必须进行大量的试验；通过回归分析，可得到描述应力比和作用次数关系的疲劳方程；当重复作用次数为Nf=107时，应力比＝0.55，此时尚未发现有疲劳现象；当应力比＜0.75时，重复应力施加的频率对试验结果(即疲劳方程）的影响很微小。 ☆20、附着系数

路面表面必须保持足够的附着系数，这是保证正常行车的重要条件，若抗剪强度不足，将会导致推挤、拥包、波浪、车辙等破坏现象。 ☆21、变异系数

汽车在道路上行驶，由于车身自身的振动和路面的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，时而小于静态轮载，呈波动状态。轮载的这种波动，可近似地看作为呈正态分布，其变异系数（标准离差与轮载静载之比）主要随下述三因素而变化：（1）行车速度：车速越高，变异系数越大；（2）路面的平整度：平整度越差，变异系数越大；（3）车辆的振动特性：轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数越小。正常情况下，变异系数一般均小于0.3。

☆22、道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。客车又分为小客车、中客车与大客车，货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准。 ☆23、交通量

交通量是指一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量；将车辆分成11类：小型货车、中型货车、大型货车、小型客车、大型客车、拖挂车、小型拖拉机、大中型拖拉机、自行车、人力车和畜力车；根据月分布不均匀系数、日分布不均匀系数和小时分布换算系数，将临时观测结果按相应的换算系数换算成年平均日交通量。 ☆24、轮迹横向分布

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的宽度，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。轮迹横向分布频率曲线图形随许多因素如：交通量、交通组成，车道宽度、交通管理规则等而变化。 ☆25、冲击系数是最大峰值与静载之比。

☆26、摩尔强度理论中材料的抗剪强度包括摩擦阻力和黏结力两部分。

第十章 碎砾石路面

1、碎砾石路面：通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎砾石路面等数种，这类路面通常只

能用于中的等交通量的公路。

2、水结碎石：是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后形成的一种结构层。 3、泥结碎石：是以碎石作为集料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑成的一种结构。 4、级配碎石：是有各种集料和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层。

5、碎砾石路面的强度构成特点是什么？影响强度的因素有哪些？应用时需要注意哪些问题？

碎砾石路面结构，矿料颗粒之间的联结强度一般都要比矿料粒径本身的低昂度小得多，在外力作用下，材料首先将颗粒之间产生滑动和位移，使其失去承载力而遭破坏，因此，对于这种松散材料组成的路面结构强度，其中矿料的颗粒本身想读固然重要，但是起决定作用的是颗粒之间的联结强度。

路面材料的强度由材料的黏结力和内摩阻角所表征的内摩擦力决定。在应用时，在已知矿料粒径分配情况下，应掌控好密实度，细料偏多的混合料强度和稳定性大大低于细料含量偏低的混合料。 6、碎砾石材料的应力－应变特征、形变累积特性？级配碎石位于不同层位时的受力特点是什么？

碎、砾石材料的显著特点之一是应力－应变的非线性性质，回弹模量在很大程度上受竖向和侧向应力大小的影响。侧向应力不变，回弹模量随偏应力增大而逐渐减小。无论轴向应变大小，当侧向应力增大时，回弹模量也增大。颗粒材料的模量决定于材料的级配、形状。表面构造、密实度和含水量等。一般密实度愈高，模量值愈大；棱角多，表面粗糙者有较高模量；当细料含量不多时，含水量仅有甚小影响。

良好级配砾石在保证良好排水条件下，当偏应力较小时，当应力作用次数达到104次时，塑性形变已基本上不发展；但当应力较大，超过材料的耐久疲劳应力，达到一定次数后，形变随应力作用次数而迅速发展，最终导致破坏。级配组成差的粒料，即使应力作用了很多次，仍继续有塑性形变的增长，但欲获得低的塑性形变，级配料中的细料含量必须少于获得最大密实度的含量。

对于常规高等级沥青路面结构，当级配碎石作为上基层防止半刚性基层反射裂缝时，其受力远高于传统结构中底基层时的应力水平；级配碎石作为上基层时，其模量建议取350-550MN，此范围对应的沥青面层厚度约为5-20mm；当级配碎石作为传统结构底基层时，模量可取150-250mPa。 7、级配碎石路面的施工工序？

（1）开挖路槽：路槽开挖整修后，用重型压路机滚压数遍，使达到95％以上密实度；（2）备料运料：按施工路段长度（与拌和方法有关）分段运备材料；（3）铺料：先铺砾石，再铺粘土，最后铺砂；（4）拌和和整形：可采用平地机或拖拉机牵引多钵犁进行。拌和时边拌边洒水，使混合料的湿度均匀，避免大小颗粒分离。混合料的最佳含水量约为5％－9％。混合料拌和均匀后按松厚（压实系数l.3－1.4）摊平并整理成规定的路拱横坡度；（5）碾压：先用轻型压路机压2－3遍，继用中型压路机碾压成型。碾压工作应注意在最佳含水量下进行，必要时可适当洒水，每层压实厚度不得超过16cm，超过时需分层铺筑碾压；（6）铺封层：施工的最后工序是加铺磨耗层和保护层。

8、何谓碎石路面？常用的碎石路面分几种类型，各有什么特点?

碎石路面：用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。按施工方法及所用填充结合料的不同，分为水结碎石、泥结碎石、级配碎石和干压碎石等数种。通常用砂、砾石、天然砂石、或块石为基层，亦可直接铺在路基上。

水结碎石路面是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后而成的一种结构层。其强度是由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用而形成的。一般情况应全幅施工；泥结碎石路面以碎石作为骨料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑成的一种结构。力学强度和稳定性：有赖于碎石的相互嵌挤作用，也有赖于土的粘结作用。泥结碎石层施工方法有灌浆法、拌和法及层铺法三种；泥灰结碎石路面是以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土作粘结填缝料的碎石路面。因为掺人石灰，泥灰结碎石路面的水稳定性比泥结碎石为好；级配砾（碎）石路面是由各种集料（砾石、碎石）和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层/基层，级配砾（碎）石路面的强度是由摩阻力和粘结力构成，具有一定的水稳性和力学强度。

☆9、纯碎石材料

纯碎石材料是按嵌挤原则产生强度，它的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角。由下列三项因素构成：粒料表面的相互滑动摩擦；因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；因粒料重新排列而受到的阻力。纯碎石粒料摩阻角的大小主要取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、表面粗糙度以及施工时的压实程度。

☆10、土—碎（砾）石混合料

含土少时按嵌挤原则形成强度；当含土量较多时按密实原则形成强度。土－碎（砾）石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力的大小。 ☆11、优质级配碎石基层

强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。因此，对于碎石基层应保证高质量的碎石，获得高密度的良好级配和良好的施工压实手段。级配是影响级配碎石强度与刚度的重要因素。回弹模量是表征级配碎石刚度的重要指标及设计参数。 ☆12、碎（砾）石路面养护

任务：在各种交通组成和交通量的负荷下，使路面保持应有的强度和平整度；对路面在车辆荷载与自然因素影响下产生的病害，如沉陷、松散、坑洞、车辙及裂缝等，进行事前预防及事后及时维修，使其经常保持良好的状态，以便利行车，并延长使用寿命。方法：在面层上加铺磨耗层和保护层。

磨耗层是路面的表面部分，用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力所引起的磨损和松散，以及大气温度、湿度变化等因素的破坏作用，并提高路面平整度；保护层在磨耗层上面，用来保护磨耗层，减少车轮对磨耗层的磨损。加铺保护层是一项经常性措施。保护层厚度一般不大于1cm。按使用材料和铺设方法的不同，分为稳定保护层与松散保护层两种。

☆13、水结碎石路面的碾压过程可分为稳定期、压实期、成型期。

第十二章 无机结合料稳定路面

1、石灰稳定土：在粉碎的土和原状松散的土中掺如适量的石灰和水，按照技术要求经拌和得到的拌合料。 2、水泥稳定土：在粉碎的或原状松散的土中掺入适量水泥和水，按照技术要求经拌和得到的拌合料。 3、工业废渣稳定类基层：用符合要求的工业废渣铺筑的路面。

4、路拌法：指的是在路上或沿线就地用机械拌和铺摊和碾压密实而成型的施工方法。

5、厂拌法：指的是在固定的拌和工厂或移动式拌和站拌制混合料然后送到工地铺摊碾压而成型的施工方法。 6、试分析无机结合料稳定土的收缩特性，其对道路性能有何影响，如何减轻基层的缩裂？

由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料稳定材料体积收缩。无机结合料稳定材料的干缩特性的大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.6mm的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关；稳定粒料类：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类；稳定细粒土：石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土。

半刚性材料的外观胀缩性是固相、液相和气相三相的不同的温度收缩性的综合效应的结果。半刚性材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。

修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用，必须注意养生保护。

7、试分析比较石灰土和水泥土的反应机理。它们对土的类型和性质方面有何不同的要求？各自的应用场合？

石灰土反应机理：离子交换作用；结晶作用；火山灰作用；碳酸化作用。对土的要求：粘性土为好，一般塑性指数15~20，控制土块粒径，不宜直接采用硫酸盐含量超过0.8%或者腐殖质含量超过10%的土。应用：石灰稳定土一般可用于各类路面的基层或者底基层。在二级和二级以上各等级公路和冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段都不宜采用石灰土做基层和底基层，在低等级公路采用高级路面时不宜采用石灰

稳定土做基层。

水泥土强度形成原理：化学作用（水泥颗粒的水化、硬化，有机物聚合等）、物理化学作用（吸附、凝聚、渗透、扩散、结晶等作用）和物理作用（粉碎、拌和、压实等 ）。反应机理：水泥的水化作用；离子交换作用；化学激发作用；碳酸化作用。对土的要求。对土的要求：凡能被粉碎的土都可用水泥稳定。宜做水泥稳定类基层的材料有：石渣、石屑、砂砾、碎石土、砾石土等。碎石或砾石的压碎值对于高速公路和一级公路应不大于30％，对二级和二级以下公路应不大于35％。颗粒组成符合要求。应用：水泥稳定类基层可用于各级路面结构的基层和底基层；水泥土不可用于高速和一级、水泥混凝土的基层，可做其底基层和其他等级公路的基层。

8、石灰和水泥的剂量是怎样确定的?为保证施工质量，应注意些什么。

石灰：石灰剂量低时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低。对于粉性土8%-14%，砂性土9%-16%。

水泥：对于同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差；随着水泥分散度的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，从而水泥土的强度也大大提高；水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长。水泥剂量为 4％－8％较为合理。 9、试总结影响石灰及水泥稳定土强度的因素。

影响石灰强度的因素：土质（粘性土为好，一般塑性指数15~20，控制土块粒径，不宜直接采用硫酸盐含量超过0.8%或者腐殖质含量超过10%的土）；灰质（应是消石灰粉或生石灰粉，对高速公路或一级公路宜用磨细生石灰粉。应符合Ⅲ级以上技术指标，缩短存放时间）；石灰剂量（石灰剂量低时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低）；含水率（水促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生）；密实度（石灰土的强度随密实度的增加而增长。密实的石灰土，其抗冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少）；石灰土的龄期（石灰土强度具有随龄期增长的特点。一般石灰土初期强度低，前期增长速率较后期为快）；养生条件（养生条件主要指温度与湿度。当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长）。

影响水泥稳定土强度的因素：土质（用水泥稳定级配良好的碎（砾）石和砂砾>砂性土>粉性土>粘性土。一般要求土的塑性指数不大于17）；水泥的成分和剂量（对于同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好）；含水量（含水量不足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，发挥不了水泥对土的稳定作用，影响强度形成。含水量小，达不到最佳含水量也影响水泥稳定土的压实度）；施工工艺过程（水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高）。 10、哪些工业废渣可用作路面基层材料?其依据是什么?

公路上常用的工业废渣有：火力发电厂的粉煤灰和煤渣，钢铁厂的高炉渣和钢渣，化肥厂的电石渣，以及煤矿的煤矸石。粉煤灰和煤渣中含有较多的二氧化硅、氧化钙和氧化铝等活性物质。用石灰稳定工业废渣时，石灰在水中的作用下形成饱和的Ca（OH）2溶液，废渣的活性氧化硅和氧化铝在Ca（OH）2溶液中产生火山灰反应，生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶，把颗粒胶凝在一起，随水化物不断产生而结晶硬化，具有水硬性。

11、简述石灰土基层的缩裂现象及防治措施。

稳定土基层防治缩裂的措施有：控制压实含水量：含水量过多产生的干缩裂缝显著；严格控制压实标准：应尽可能达到最大压实度；施工要在当地气温进入0度前一个月结束，以防止严重温缩；干缩的最不利情况是成型初期，要重视初期养护，保证稳定土表面处于潮湿状况，禁防干晒；及早铺筑面层，使稳定土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙；掺加集料，集料含量为60％~70％，不但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性；防止基层的缩裂反射到面层的措施：设置联结层、铺筑碎石隔离过渡层、铺筑玻璃隔栅。

12、石灰土及水泥稳定碎石基层的施工程序。试总结水泥稳定类与石灰稳定类基层施工工艺的区别？

石灰土基层的施工程序：备料、配合比设计；摊铺；拌和与洒水；整型；碾压（压实厚度要与压路机吨位协调；由两侧路肩向路中心碾压，超高段则由内侧向外侧碾压；后轮重叠1/2轮宽；6-8遍）；养生（洒水或者覆盖）。

水泥稳定碎石基层的施工程序：底基层准备（干净、平整、坚实、路拱合格）；拌和（按比例掺配，拌和均匀，含水量略大于最佳含水量，运送车辆应加以覆盖）；摊铺（平地机或者摊铺机摊铺，注意防止离析）；整形（平地机）；碾压（静压1～2遍，再振动压实，碾压过程中表面应保持潮湿）；接缝处理；养生及交通管制（碾压结束，立刻开始，保持潮湿状态，重车，其他30km/h）；养生期满验收合格浇透层油。 ☆13、无机结合料稳定路面。

在粉碎的或原状松散的土中掺人一定量的无机结合料（包括水泥、石灰或工业废渣等）和水，经拌和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称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体，但其耐磨性差的特点。应用于修筑路面结构的基层和底基层。无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层（底基层）。 ☆14、无机结合料稳定材料的应力-应变特性

强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。其特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量及密实度、含水率、龄期、温度有关，实验方法：顶面法、粘贴法、夹具法和承载板法。 ☆15、无机结合料稳定材料的疲劳特性

无机结合料稳定材料的疲劳寿命主要取决于重复应力与极限应力之比，由于材料的变异性，实际试验时其疲劳寿命要小得多。在一定的应力条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度。强度愈大刚度愈小，其疲劳寿命就愈长。 由于材料的不均匀性，无机结合料稳定材料的疲劳方程还与材料的变异性有关。材料的抗拉强度时路面结构设计的控制指标。

☆16、石灰稳定类基层：在粉碎的土和原状松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中掺人适量的石灰和水，经拌和、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层。

☆17、水泥稳定类基层：在粉碎的或原状松散的土中，掺人适当水泥和水，按照技术要求，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层。

☆18、干缩应变是水分损失引起的试件单位长度的收缩量；干缩系数是某失水量时，试件单位失水率的干缩应变；平均干缩系数是某失水量时，试件的干缩应变与试件的失水率之比；失水量是试件失去水分的质量；失水率是试件单位质量的失水量；干缩量是水分损失时试件的收缩量。

第十三章 沥青路面

1、层铺法：用分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法铺筑沥青路面。

2、路拌法：在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和和摊铺和碾压密实而成型的沥青面层。

3、厂拌法：将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后送到工地铺摊碾压而成型的沥青路面。 4、沥青混凝土：矿料中中含有镁粉，混合料是按最佳密实级配配制的。

5、热拌沥青碎石：指的是将一定比例的碎石和沥青分别加热至规定温度，然后拌和均匀的混合料。 6、乳化沥青碎石混合料：乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料和碎石混合形成的混合料，当乳化沥青破乳凝固时，还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，混合材料的最终强度形成。

7、沥青贯入式：在压实的集料上分层喷洒乳化沥青，分层撒铺嵌缝料，分层碾压成型的路面。、 8、沥青表面处治：指的是用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的沥青路面。

9、沥青玛蹄脂碎石：是以间断级配的集料为骨架，用改性沥青、矿粉及纤维素组成的沥青混合料。 10、对比各类沥青混合料的强度构成、工程特点。

连续密级配沥青混凝土混合料（特点：级配为连续密级配，空隙率较低，主要代表沥青混合料：AC和ATB类）；连续半开级配沥青混合料（特点：空隙率较大，一般采用10％左右，粗细集料含量相对密级配要多，填料较少或不加填料，主要代表混合料：沥青碎石混合料AM）；开级配沥青混合料（特点：矿料级配主要由粗集料组成，细集料和填料较少；沥青结合料粘度要求较高，空隙率15％以上，主要代表混合料：排水式沥青磨耗层混合料OGFC，排水式沥青稳定碎石基层ATPB）；间断级配沥青混合料（特点：采用间断级配，即矿料级配组成中缺少一个或几个档次而形成的级配，粗集料和填料含量较多，中间集料含量较少。代表混合料：沥青玛蹄脂SMA）。

11、沥青路面的破坏分几种类型？病害的表现有哪些形式？说明其原因。

裂缝（横向裂缝：荷载型：超载，裂纹由底而上；非荷载型：不均匀沉陷裂纹，沥青面层缩裂和基层反射裂缝。纵向裂缝：施工离析处，分幅摊铺的接茬处，轮迹处，路基压实不均匀，水对路基边缘的侵蚀，层间污染，车辙推挤形成裂缝。网状裂缝：路面整体强度不足；水的影响；沥青的老化）；车辙（高温季节，车辆反复碾压下产生塑性流动而逐渐形成的变形。结构型车辙、失稳型车辙、磨耗型车辙）；松散剥落（沥青与矿料之间的粘附性较差，在水的作用下，沥青从矿料表面脱落）；表面磨光（集料质地软弱；矿料级配不当）。

12、什么叫劲度？沥青混合料的劲度主要同哪些因素有关?

沥青的劲度是温度与时间的函数。沥青混合料的劲度模量是沥青的劲度模量和混合料中集料数量的函数。当温度较低时，在短荷载作用下，其劲度模量趋于弹性模量；当长期荷载作用时，劲度随时间急剧下降，在双对数坐标上呈线性关系。随着温度上升，沥青的稠度降低，其劲度模量随之减小。 13、为什么热拌热铺沥青混合料要掌握拌制和铺筑时各个阶段的温度？过高过低有何不利影响?

加热拌和过程中，沥青是在薄膜状态下收到加热，比运输工程中的老化程度严酷的多，是沥青短期老化最重要的阶段。沥青混合料，运送到现场摊铺、碾压完毕，降到自然温度，这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处在高温状态，沥青老化进一步发展。

14、简述沥青类路面的基本特性和面层分类。

沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点；但其抗弯拉强度较低，对基础要求较高，低温抗变形能力较差，属柔性路面。优点：足够的力学强度；一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏；与轮胎的附着力较好；高度减震，路面平整、无裂缝或接缝、柔韧舒适、货物损失率低、噪音小等优点；不扬尘，易清洁；施工维修简单，可再生利用；缺点：沥青易老化和温度敏感性较差。

按强度构成原理分密实类和嵌挤类；按施工工艺不同，分层铺法、路拌法和厂拌法三类；根据集料的最大公称粒径分集料最大粒径和集料公称最大粒径；根据沥青路面的技术特性，分为沥青马蹄脂碎石、沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石混合料、沥青贯入式、沥青表面处治等。 15、沥青混合料的强度是如何构成的？提高其抗剪强度应从哪几方面者手？

沥青混合料的强度取决于集料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的黏结性以及沥青与集料之间的黏附力。沥青混合料的抗剪强度取决于沥青与矿料相互作用而产生的粘结力，以及矿料在沥青混合料中相互嵌挤而产生的内摩阻力。粘结力：影响因素有沥青粘滞度、沥青含量与矿粉含量的比值，以及沥青与矿料相互作用的特性；内摩阻力：影响因素有矿料的级配、颗粒的形状和表面特性。 16、为什么重视沥青路面的高温稳定性和低温抗裂性能？如何改善不足的方面?

沥青路面高温稳定性通常是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。沥青混合料的高温稳定性不足，路面产生较大的剪切变形，形成“车辙、拥包、搓板。泛油“。提高高温稳定性，可采用提高粘结力和内摩阻力的方法：增加粗矿料含量或剩余空隙率，以提高内摩阻力；提高沥青的粘稠度，控制沥青与

矿粉的比值，控制沥青用量，采用活性矿粉，以提高粘结力；采用改性沥青。

沥青路面低温开裂有两种形式：一是由于气温骤降使得面层收缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂，一种形式是温度疲劳裂缝，沥青混凝土经受长时间的温度循环，温度应力小于抗拉强度的情况下开裂。处理措施：使用稠度较低、温度敏感性低的沥青，可以减少或延缓路面的开裂；采用沥青—橡胶混合料构成应力吸收薄膜夹层，能防止反射开裂。 17、如何认识沥青路面的水稳定性？造成水损坏的机理是什么？如何改善？

沥青路面的耐久性主要靠沥青与集料之间的黏附程度，水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的黏附性，是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。水稳定破坏作用机理的主要依据是黏附理论，首先水侵入沥青中使沥青黏附性减小，导致混合料的强度和劲度减小；其次水进入沥青薄膜和集料之间，阻断沥青和集料的相互黏结，由于集料表面对水比对沥青更有吸附力，从而使沥青与集料表面的接触面减小，使沥青从集料表面剥落。提高方法：完善路面结构排水系统；沥青材料选择应考虑选取黏度大的沥青和表面活性成分含量高的沥青；在其他各项指标满足要求的前提下，尽量选择SiO2含量低的碱性集料，若不可能得到碱性集料时，应掺加外掺剂，以改善黏附性；施工时保持集料干燥，无杂质，拌合充分，摊铺时不产生离析，碾压时保证达到压实要求。

18、简述层铺法和拌和法的施工程序及注意事项；面层质量实测指标有哪些？

层铺法沥青表面处治施工，一般用“先油后料”法，即先洒布一层沥青后铺撒一层矿料。其施工程序如下：备料；清理基层及放样；浇透层沥青；洒布均匀，不留白或积聚；洒布第一次沥青；铺撒第一层矿料（洒布均匀）；碾压（从一侧路缘压向路中线，重叠30cm）；洒布第二次沥青；铺撒第二层矿料；碾压；初期养护。

路拌法施工程序：清扫基层；铺撒矿料；洒布沥青材料；拌和；整形；碾压；初期养护；封层。 必须对混合料质量及施工温度进行观测，随时检查厚度、压实度和平整度，并逐个断面测定成型尺寸。 19、简述提高沥青路面压实质量的关键技术。

沥青混合料压实程度指标是由孔隙比、空隙率、剩余空隙率、沥青饱和度、压实度表征，影响其压实可行性能的主要因素有：压实温度、压实速度、压实应力、沥青用量。

☆20、沥青路面的要求：高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑能力、防渗能力。高温稳定性和低温抗裂性称为沥青路面的温度稳定性；水稳定性、抗疲劳性能及抗老化性能称为沥青路面的耐久性。

☆21、沥青路面使用性能的气候分区：高温（最热月平均最高气温）、低温（使用年极端最低温度）和雨量。 ☆22、按沥青混合料强度构成原则其结构分为嵌挤原理构成的结构和按密实级配原理构成的结构分为两大类，分为三种典型类型：密实悬浮结构、骨架空隙结构、密实骨架结构。

☆23、蠕变和松弛是在恒载下应变与应力随时间变化的现象，是研究材料黏弹性行为最基本的方法。 ☆24、沥青混合料抵制破坏的强度：剪切强度、断裂强度和临界应变。 ☆25、沥青路面的疲劳寿命影响：荷载条件、材料性能、环境变量。

☆26、沥青路面的耐老化性能：施工过程中的热老化和路面使用过程中的长期老化。 ☆26、洒铺法沥青面层施工包括沥青表面处治和沥青贯入式。

第十四章 沥青路面设计

1、路面设计弯沉值：表征路面整体刚度大小的指标，是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型。

2、设计弯沉值：是路面厚度计算的主要依据。路面结构在经受设计使用期累积通行标准轴载次数后，路面状况优于各级公路极限状态标准时，所必须具有的路表回弹弯沉值

3、标准轴载：道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数 4、沉陷：路基压实度不够或构造物地基土质不良，在水、荷载等因素作用下产生的不均匀的竖向变形。 5、车辙：车辆长时间在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。

6、疲劳开裂：路面在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的。

7、推移：

8、低温开裂：急骤降温时，沥青面层受基层的约束而不能收缩，路面发生开裂。 9、沥青路面设计为何要选用弯沉与弯拉应力指标作为设计控制指标?说明两种设计指标的意义及其与路面损

坏现象的联系。

弯沉是表征路面结构总体刚度的指标，也能表征土基支撑的强弱，夏季炎热时期，沥青面层的抗高温稳定性也能间接地、相对地由弯沉表现出来，此外还便于直接测量。弯沉指标不能表征路面结构内个别结构层的某一个指标是否出现破坏极限，结构层极限拉应力一般发生在层底，轮印的下方。

10、我国现行沥青路面结构的设计方法是建立在什么基础上的?其控制指标是什么?写出数学表达式并画出力学模型图。

设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论。以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及刚性材料基层弯拉应力为设计指标。沥青面层和基层层底拉应力作为沥青路面结构设计的第二项设计控制指标。规范规定沥青路面结构按设计回弹总弯沉ld和设计容许层底弯拉应力σR控制。

11、简述沥青路面结构弯沉、层底拉应力计算的方法、步骤及关键参数的取值。 12、结构层的组合设计应按什么原则进行?如何考虑防冻的要求?

保证路面表面使用品质长期稳定；路面各结构层的强度、抗变形能力与各结构的力学响应相匹配（从施工角度考虑：与施工技术手段、方便程度相适宜，不宜太多层，层间的相互影响：考虑强度递减时还应考虑上下面模量比不宜过大，层间接触良好稳定：保证应力传递的连续性和路面结构的整体性）；直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力；沥青路面下基层保证水稳性，季节性冰冻区，设置防治冻胀和翻浆的垫层，满足防冻厚度要求；干燥地区要防止反射裂缝反应到沥青面层；充分利用当地材料，降低建设与养护费用 13、试归纳新建路面和改建路面设计中的异同处。

新建：确定路面等级和面层类型，计算累计当量轴次和设计弯沉值；路基分段，确定土基回弹模量值；拟定路面的结构组合和厚度方案，确定材料设计参数；计算路面厚度；对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求；进行技术经济比较，确定路面结构方案；改线：按新建路面设计；加宽路面、提高路基、调整纵坡：视情况而定；原有路面补强：改建路面设计；路面补强设计：包括现有路面状况调查、弯沉评定和补强厚度计算。

原路面强度不足进行补强设计，设计方法与新建路面相同；加铺补强层结构设计：直接加铺或者开挖原路至某一结构层，或者加铺一层或多层沥青补强层，或者加铺半刚性基层等方案；原路面与加铺层之间，宜洒布黏层沥青，或其他减裂措施。

14、完成一个路面结构组合设计方案应包括哪些内容？试对你学习所在地的一些常用路面结构进行评述。 沥青面层结构（具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久等服务功能，同时具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质）、沥青路面基层结构（具有较高的强度、稳定性和耐久性）、沥青路面垫层结构（不良路基，软弱路基设垫层，防水垫层、排水垫层、防污垫层、防冻垫层）、沥青路面层间结合（黏层沥青）。

15、弹性层状体系理论都有哪些假定？请分析应用弹性层状体系理论进行柔性路面结构计算分析的合理性与存在的问题？各应力、应变和位移分量与哪些变量有关？

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

σRσspKs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。 16、适用于沥青路面的基层有几种？各有什么优缺点？

沥青路面的基层承担着沥青面层向下传递全部负荷，支承着面层，确保面层发挥各项重要的路面作用，要求基层具有较高的强度、稳定性和耐久性。有柔性基层、半刚性基层、刚性基层三种。

柔性基层（沥青处治的级配碎石和无结合料的级配碎石）优点：应力应变传递的协调过渡方面比较顺利，排水畅通，路面结构不宜收到水害。缺点： 基层本身刚度较低，面层承受较多的荷载弯矩；半刚性基层（无机结合料稳定级配集料）优点：对集料要求不是很高，路面结构整体刚度好，荷载引起的裂缝破坏较少。缺点：本身的收缩裂缝难以避免，厚度不足时基层的横向收缩型裂缝反射到面层，形成横向开裂，引起水害；刚性基层（低强度等级水泥混凝土）优点：承受大部分的车轮荷载，沥青面层的弯拉应力很小，缺点：基层收缩裂缝向上反射而形成沥青面层横向裂缝等病害。

17、对沥青路面面层都有哪些功能和结构上的要求？如何根据层位的不同来选择沥青混合料类型？

表面层应该具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久等服务功能和高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等。中下面层应具有一定的密水性、抗剥离性，高温和重载下具有较高的抗剪强度，下面层具有良好的抗疲劳裂缝性能和兼顾其他性能的要求。

☆18、路面结构在设计年限内承担交通荷载的繁重程度以交通等级来划分，分为轻交通、中等交通、重交通和特重交通。

☆19、沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。

第十五章 水泥混凝土路面

1、钢筋混凝土路面：为防止可能产生的裂缝缝隙张开，板内配置有纵、横向钢筋（或钢丝）网的混凝土路面。 2、连续配筋混凝土路面：面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。 3、传力杆：当两侧模板安装好后，即在需要设置传力杆的胀缝或缩缝位置上设置传力杆。 4、钢纤维混凝土路面：在混凝土面层中掺入钢纤维的水泥混凝土路面。

5、碾压混凝土路面：采用低水灰比混合料，用沥青混凝土摊铺机摊铺成型，用压路机碾压成型的水泥混凝土路面。 6、胀缝：保温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。 7、横向缩缝：保温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。 8、横向施工缝 ：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。 9、对路面水泥混凝土的性质要求是什么?为此应怎样选择组成材料及其配合比？

路面混凝土配合比设计满足强度（弯拉强度）、工作性（坍落度或振动黏度数）、耐久性。性质要求：较高的抗弯拉强度与耐磨性，良好的耐冻性与尽可能低的膨胀系数与弹性模量，施工和易性。

选择组成材料：水泥（42.5以上普通硅酸盐水泥）；粗集料（干净，耐久，质地坚硬，宜用岩浆岩或未风化的沉积岩碎石）；细集料（坚硬、耐久、洁净的砂）；水（饮用水即可）；外加剂。 10、简述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。 11、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。

12、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。 13、 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。

14、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。

15、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。

16、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。 ☆17、接缝材料按使用性能分接缝板和填缝料。

第十六章 水泥混凝土路面设计

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：

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。 10、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。 11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

8、文科勒地基：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。

15、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?

16、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。 17、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）。

18、水泥混凝土路面板中配置钢筋起什么作用?

19、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。

20、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，以路面板纵缝边缘荷载与温度综合疲劳拉弯应力为设计指标进行路面板厚度设计。 ☆21、水泥混凝土路面特点

混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度；混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度，约为1/7-1/6，因此决定水泥混凝土板尺寸的强度指标是抗弯拉应力；由于混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不大，所以在力学图式上可把水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板，用弹性地基板理论进行分析计算。