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1、例题分析,主讲教师：资建民,2,第1章 总论,1哪些学科与路基路面工程学科的交叉与发展将有利于路基路面工程学科的发展？解答：材料科学、岩土工程学、结构分析理论、机电工程、自动控制与检测技术、系统工程与现代管理科学等学科与路基路面工程学科的交叉与发展将有利于路基路面工程学科的发展。2什么是路基？什么是路面？解答：路基是在天然地基上按路线的平面位置及纵坡要求开挖或填筑成一定断面形状的土质或石质结构物，而路面是在路基表面上用不同材料或混合料分层铺筑而成的供汽车行驶的一种层状结构物。,3,3路基路面结构应具有哪些基本性能？解答：足够的强度和刚度、足够的稳定性、耐久性、表面平整和表面抗滑性能。4影响路基
2、路面的因素有哪些？解答：自然因素包括地质和地理条件、气候条件、水文及水文地质条件和土的类别和强度；人为因素主要包括荷载作用、路基路面结构、施工方法与质量、养护措施等；路基路面结构内温度和湿度的变化则是影响路基路面结构稳定性的环境因素。,4,5路基土分成几类？解答：我国的公路用土根据土的塑性指标、土的颗粒组成特征和土中有机质存在的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类。6路面是如何分级的？解答：根据现行道路技术标准、路面面层的使用品质、材料组成类型及其结构强度和稳定性，将路面分为高级路面、次高级路面、中级路面和低级路面四个等级。,5,7路面是如何分类的？解答:路面类型一般按照面层所使用的主
3、要材料划分，但在进行路面结构设计时，则主要依据路面结构在行车荷载作用下的力学特征，将路面分为柔性路面，刚性路面和半刚性路面三类。8路面结构层怎样分类？各结构层的位置和作用是什么？解答:现行路面设计规范规定，高级路面结构由面层、基层和 垫层组成，各层又可分为23层。面层是直接与行车和自然因素相接触的表面层次，其主 要作用是承受行车荷载引起的垂直力、水平力、冲击力以及自然因素的作用；基层设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的作用传递到土基的结构层，沥青路面的基层是承受车辆荷载作用的主层次，刚性路面的基层是保证整个路面结构的整体刚度；垫层介于基层与土基之间，其主要作用是调节土基的温度和湿度状态。,
4、6,9对路面结构层的基本要求有哪些？解答：面层要求应具有较高的结构强度、平整、耐磨、抗滑，同时还应密实不透水，并且有良好的温度稳定性；沥青路面的基层要求材料具有足够的强度和抗变形能力，具有良好的温度稳定性和水稳定性，还要求材料具有良好的耐久性，刚性路面的基层要求材料强度均匀，具有良好的整体性和稳定性，表面平整，密实不透水；垫层对材料强度的要求不一定高，但要求其具有良好的水稳定性和隔温性能。10路面结构设计的任务有哪些？解答：路面设计的主要任务就是根据道路所在地的交通情况、材料供应情况、施工技术条件及投资水平等实际情况，为车辆全天候通行提供高速、安全、舒适、经济的路面结构，要求路面结构在设计使用
5、年限内，在车辆荷载和多变的环境因素的重复交替作用下，仍具有满足使用要求的性能。,7,第2章行车荷载、环境因素与材料的力学特征,1解释：BZZ-100、疲劳极限、路基工作区 解答：我国现行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重100KN的车辆为标准轴载，以BZZ-100表示；疲劳强度的大小随应力重复作用次数的增加而降低，而有些材料在应力反复作用一定的次数后，疲劳强度不再下降而趋于稳定，此稳定值称为疲劳极限；在路基的某一深度Za处，当轮重所引起的竖向应力与路基自重引起的应力的比值不超过1/101/5时，轮重所引起的应力对于路基的影响，可忽略不计，该深度区范围内的路基称为路基工作
6、区。2什么是汽车对道路的动力作用，这种动力作用有哪三个特性？解答：在道路上行驶的汽车对于道路的作用，称为动力作用，它对路面施加的荷载具有动载特性、瞬时性和重复性三个特征。,8,3汽车轴载和通行次数的等效换算原则是什么？解答：汽车的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轴载作用次数。以某一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损坏作为换算标准，即以弯沉等效、层底弯拉应力等效的原则，通过室内或野外的荷载重复试验，建立不同的荷载与达到损坏时的作用次数之间的关系式。4路基潮湿情况的来源及干湿类型有哪些？解答：引起路基湿度变化的潮湿来源有如下几种：（1）大气降水 通过路面、路肩、边坡及边沟
7、渗入路基；（2）地面水 边沟流水及地表径流，因排水不良而形成积水渗入地基；（3）地下水 路基下一定范围内渗入地基的地下水；（4）毛细水 路基下的地下水，因毛细作用而上升到路基；（5）水蒸气及其凝结水 在土的空隙中流动的水蒸气遇冷则凝结成水；（6）薄膜移动水以薄膜的形式从含水量较高处向含水量较低处流动，或从温度较高处向较低处移动的水。路基按其干湿状态不同分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。,9,5什么是路基工作区深度？解答：在路基的某一深度Za处，当轮重所引起的竖向应力与路基自重引起的应力的比值不超过1/101/5时，轮重所引起的应力对于路基的影响，可忽略不计，该深度区范围内的路基称为路基工作区，其
8、深度Za则称为路基工作区深度。6土基在重复荷载的作用下产生的累计变形可导致哪两种不同的结果？解答：土基在重复荷载作用下产生的累积变形最终可能导致两种截然不同的结果。其一是土体被逐渐压实，土颗粒之间进一步互相靠拢，每一次加载所产生的塑性变形量愈来愈小，直至稳定；其二是土体在荷载的重复作用下引起的剪切变形不断发展，形成能引起土体整体破坏的剪切面，最后使土基达到破坏，失去支承荷载的能力。,10,10,7土基的力学强度指标有哪些？解答:土基的力学强度指标取决于所采用的地基模型。目前世界各国在路面力学计算中采用的模型主要是弹性半空间体地基模型和文克勒地基模型两种。前者采用反映土基应力-应变特征的弹性模量
9、E和泊松比u作为土基的刚度指标；后者用地基反应模量K表征土基受力后的变形性质，此外，尚有用于表征土基承载能力和进行路面结构设计的指标加州承载比CBR。8路基病害产生的主要原因有哪些？解答：路基土体整体或一部分不稳定；路基以下的地基土体不稳定；重复的行车荷载作用；填土方法不正确或压实不足；自然因素的作用(含水量变化、温度变化)。,11,9路面结构层因材料的抗剪强度不足而引起的破坏现象主要有哪三种情况？解答：（1）路面结构层厚度较薄，使路面结构总体刚度不足，由面层传递给土基的应力较大而出现因土基承载能力不足引起的剪切破坏；（2）无结合料的粒料基层结构组合不合理，由此引起内部剪应力过大而使部分结构层
10、出现剪切破坏；（3）面层结构材料本身抗剪强度较低，当其承受较大的水平推力时，出现纵、横向推移等剪切破坏 10路基的常见病害有哪些？解答：（1）路基沉陷 路基沉陷是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落（2）边坡滑塌 路基边坡滑塌是最常见的路基病害。根据边坡土质类别、破坏原因及规模的不同，可分为溜方与滑坡两种情况（3）边坡崩塌和碎落 崩塌和碎落均属于路堑和半路堑的破坏现象（4）路堤沿山坡滑动（5）路堤坍散（6）不良地质水文条件造成路基破坏。,12,第3章一般路基设计,1什么是一般路基？一般路基设计有哪些规定？解答：一般路基是指在一般工程地质、水文地质条件下，填方高度和挖方深度小于规范规定的高度和深度
11、的路基。一般路基设计可以结合当地的地形、地质情况，直接套用典型横断面图或设计规定。对于工程地质特殊路段和高度（深度）超过规范规定的路基，应进行个别设计和稳定性验算。2路基设计的基本内容有哪些？解答：路基设计的基本内容包括路基基身设计、路基排水设计、路基防护与加固设计，以及其他附属设施的设计。其他附属设施包括弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。,13,3路基横断面有哪几种基本形式？解答：路基横断面的形式因线路设计标高与地面标高的差而不同，一般可归纳为四种类型：路堤、路堑、半填半挖和不填不挖。路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。当原地面横坡大，需一
12、侧开挖而另一侧填筑时，称为半填半挖路基。不填不挖路基是指路基标高与原地面标高相同的路基。4路堤按填土高度可划分为哪几种类型？解答：路堤按其填土高度可划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度低于1.01.5m者，属于矮路堤；填土高度大于规范规定的数值，即填方总高度超过18m（土质）或20m(石质)的路堤，属于高路堤；介于两者之间的为一般路堤。,14,5路堤填料的选择有哪些规定？解答：填筑路堤的理想材料是强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料。为节省投资和少占耕地或良田，一般应利用附近路堑或附属工程的弃方作为填料；若要外借，应将取土坑设在沿线的荒山、高地或劣田上。从山坡上取土时
13、，应考虑取土处坡体的稳定性，不得因取土而造成水土流失，危及路基和附近建筑物的安全。不含有害物质的矿质材料，一般均可用作路基填料。选用时，最好选用级配较好的粗粒土作为填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。,15,6路堑的横断面有哪几种基本形式？解答：路堑的横断面包括全挖式路基、台口式路基及半山洞路基。全挖式路基为典型路堑。若路堑较深，则边坡稳定性较低，可知下而上逐层放缓边坡成折线型。陡峻山坡上的半路堑，为避免路基外侧的少量填方不易稳定，路中心宜向内移，尽量采用台口式路基。整体性的坚硬的岩层，为节省石方工程，在确保安全可靠的条件下，有时可采用半山洞路基。7
14、路基的基本构造是什么？解答：路基的几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者构成。路基宽度取决于公路的技术等级；路基高度取决于地形和公路纵断面设计；路基边坡坡度取决于地质、水文条件、路基高度和横断面经济性等因素。,16,8什么是路基宽度？解答：路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。技术等级高的公路，当设有中间带、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道或路上设施时，均应包括这些部分的宽度。路面是指道路上供各种车辆行驶的行车道部分，其宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.503.75m。路肩是指行车道外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状部分，其宽度由公路等级和混合交通情况而
15、定，最小每边为0.5m，有条件时应取1.0m以上。9路基边坡坡度怎么表示？解答：公路路基的边坡坡度，可用边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并取H=1.通常用1：m或1：n表示其比率，边坡坡度也可用边坡角a或表示。,17,10路基工程有哪些附属设施？一般情况下都如何设置？解答：取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等附属设施是路基设计的组成部分，应正确合理设置。（1）路基取土，应选择适当的方式，如浅挖宽取、坡地取平及设置取土坑等。（2）弃土堆通常设在就近低地或路堑的下坡一侧。深路堑或地面横坡缓于15时，可设在路堑两侧。（3）护坡道一般设置在路堤坡脚或路堑坡脚处，边坡较高时亦可设在边坡中部
16、或边坡的变坡点处。浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上；碎落台常设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处,位于边沟的外缘,有时亦可设置在挖方边坡的中间（4）堆料坪可根据地形及用地条件在公路的一侧或两侧交错设置，并与路肩毗连，堆料坪间距一般为100200m，长度约38m,宽为2m。,18,第5章路基边坡稳定性分析,1直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适应的条件是什么？解答：直线滑动面适用于内聚力很小的砂质土的情况。圆弧滑动面适用于具有显著的内聚力，而内摩擦力较小，土坡破坏时滑动面多为曲线形，而并非简单的直线滑动面的粘性土。2路基边坡稳定性分析中，有关的设计参数应如何选择？解答：参数选取：滑动体的重度、
17、滑动面上的抗剪强度指标c和等，是路基稳定验算时必需的土工参数。由于路基处于复杂多变的自然环境中，其稳定性随着土的性状的改变而变化。测定土的物理力学指标时，取样、试验条件和方法应尽量同路基的实际工作情况一致。,19,3什么叫当量土柱高？解答：当量土柱高：在路基稳定验算时，车辆荷载处于最不利情况排列时产生的效果和一定高度的土体产生的效果一样的土柱高度就是当量土柱高。4路基稳定验算的程序有哪些？解答：（1）根据路基土质和可能出现的滑动面形状，选择分析计算方法；（2）考虑坡体的工作条件，选取滑动面上的抗剪强度指标，求算安全系数；（3）将每种荷载组合下求得的最危险滑动面的安全系数与规定的容许值比较，以判
18、断路基是否稳定。,20,5什么叫工程地质法？解答：工程地质法：就是对照当地具有类似工程地质条件而处于极限稳定状态的自然山坡和稳定的人工边坡，以判别路基是否稳定的一种类比经验法。该法的关键是要通过认真详细的调查和勘察，如实反应路段的地层土质和水文地质状况，据此进行类比分析。6什么叫浸水路堤？哪种情况下需计入渗透动水压力的影响？解答：浸水路堤：季节性或长期浸水的河滩路堤、沿河路堤和桥头引道等，其下部每年遭受短期或长期的水淹没，这类路堤称为浸水路堤。但凡用粘性土（不包括渗透性极小的纯粘土）填筑的浸水路堤，必须进行渗透动水压力计算。,21,7什么叫陡坡路堤？陡坡路堤稳定性验算的方法步骤有哪些？解答：陡
19、坡路堤：路堤稳定度不够,常常导致路面纵向开裂,甚至诱发路堤侧向滑塌的或是在坡度较大的山坡上填筑的路堤。当原地面横坡大于1：2.5时，需验算路堤沿原地面陡坡下滑的稳定性。验算时，不考虑土体内部所产生的局部应力，只计算滑动土楔体的最终下滑力，以最终下滑力的正负来确定路堤的稳定性。正值为不稳定，负值为稳定。当滑动面为直线时，直接根据公式计算土楔体的下滑力；当路堤修筑在多坡地面上时，沿基底的滑动面为折线形。验算时，可按天然地面的曲折情况将路堤垂直划分成若干土条，自上而下逐步累积，分别计算各土条的下滑力。根据最后一个土条的剩余下滑力的正负确定路堤的稳定性。,22,8已知某路堤由双层土体组成。上层边坡破率
20、为11.5，土层高为8m，上层土单位体积的重力为17.5KN/m3，内摩擦角为30，粘结力为5.0kPa；下层边坡破率为11.75，土层高为7m，下层土的单位体积的重力为19.0KN/m3，内摩擦角为40，粘结力为2.0kPa。试确定边坡稳定性验算参数单位体积的重力、内摩擦角和粘结力的取值。解答：按照“成层的砂性土边坡”的计算方法计算。要确定“边坡稳定性验算参数单位体积的重力、内摩擦角和粘结力的取值”，就把划分的土条的各相应参数分别写出即可。,23,9已知某碎石路堑边坡，高11m，坡率为10.75，碎石土的单位体积的重力22KN/m3，内摩擦角40，粘结力c12kPa，试分析此边坡的稳定性。解
21、答：可按“匀质砂性土路堑边坡”来处理，将各参数带入相应公式计算即可。10某平原微丘区二级公路，原地面水平，路堤高16m，路基宽度为12m，路基填土为亚黏土，由试验得到粘结力c14kPa，内摩擦角25，单位体积的重力18KN/m3，设计荷载为汽车-20级，现拟定路堤边坡采用折线形，上部8m高，坡率为11.5，下部8m高，采用11.75坡率，试问该路堤是否稳定？解答：可采用“条分法”验算，按照“条分法”的步骤一步步做就可以了，具体参照例题5-1，不过此题目比例5-1要简单，没有了动水压力。,24,第7章 路基路面排水设计,1路基路面排水设计的目的与要求分别是什么？解答：路基排水设计的目的是拦截路基
22、上方的地面水和地下水，迅速汇集基身内的地面水，并通过桥涵等将其渲泄到路基的下方；路面排水设计的目的是把降落在路表范围内的表面水有效地汇集并迅速排出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外。施工过程中对路基路面排水的要求：（1）校核全线范围排水系统的设计是否完备和妥善，必要时应予以补充或修改（2）重视排水工程的质量和使用效果（3）设置施工现场的临时性排水措施，保证路面和路基正常条件下进行施工作业（4）消除路面路基和土体内与水有关的隐患，保证公路工程质量，提高施工效率；养护过程中对路基路面排水的要求：（1）定期检查与维修排水设施，保持排水设施正常使用，水流畅通（2）根据实际情况不断改善路
23、基路面排水条件。,25,2常用的地面和地下排水设施有哪些？解答：常用地面排水设备 边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、拦水带、蒸发池；常用的地下排水设备暗沟（管）、渗沟、排水管。3截水沟在设计的过程中应满足哪些要求？解答：要求：（1）降水量较多，且暴雨频率较高，山坡覆盖层比较松软，坡面较高，水土流失比较严重的地段，必要时可设置两道或多道截水沟。（2）山坡填方路段可能遭上方水流作用时，必设截水沟拦截山坡水流保护路堤。（3）截水沟应结合地形和地质条件沿等高线布置，将拦截的水顺畅地排向自然沟谷或水道。（4）截水沟长度以200m500m为宜，超过500m时，可在中间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流
24、管分流排引。（5）截水沟断面一般为梯形，边坡坡度为1:1.01:1.5，沟底宽度及沟深度均不宜小于0.5m。,26,4边沟在设计的过程中应满足哪些要求？解答：要求：（1）边沟排水量不大，一般不需要进行水文水力计算，依沿线具体条件，直接选用标准横断面即可。（2）边沟不宜过长，应尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带，必要时增设涵洞。（3）边沟的纵坡（出水口附近除外）一般与路线纵坡一致。平坡路段，边沟仍应保持0.3%0.5%的最小纵坡。边沟出水口附近，以及排水困难路段，如回头曲线和路基超高较大的平曲线等处，边沟应进行特殊设计。（4）边沟可采用三角形、碟形、梯形或矩形横断面，按公路等级、所需排
25、泄的流量、设置位置和土质或岩质选定。高速公路及一级公路，宜采用三角形或蝶形边沟；受条件限制而需采用矩形横断面时，应在顶面加带槽孔的盖板。二级及二级以下公路，可采用梯形横断面。,27,5路面的水损坏现象主要表现在哪些方面？解答：主要表现在：（1）使无结合料处治的松散粒料和路基土的强度降低；（2）使水泥产生唧泥现象，继而出现错台、断裂和路肩破坏等病害；（3）高速行驶的车辆使积存在层间结合处的水高速流动，产生较高的动水压力，使沥青路面基层中的细小颗粒出现唧浆现象，最后导致整个路基路面结构承载能力下降；（4）季节性冰冻地区冰冻厚度超过路面结构厚度时，高地下水位将造成冻胀和翻浆，引起路面结构破坏；（5）
26、使膨（冻）胀路基产生不均匀膨（冻）胀；（6）水的长期作用，使沥青和矿料之间失去粘结作用，降低沥青的路面耐久性，并产生龟裂。6路面排水系统的主要组成有哪些？解答：路面排水系统主要由路面表面排水、中央分隔带排水和路面结构内排水三个部分。,28,7路面表面排水设施主要由什么组成？排水方式有哪几种？解答：路面表面排水设施主要由路面横坡、拦水带（或矩形边沟）、泄水沟和急流槽组成。挖方路段的表面水，以横向漫流的方式汇集于路堑边沟内排除，而填方路段路表面水可采用坡面漫流和集中排水两种方式排除。8排水系统综合设计必须满足的基本要求有哪些？解答：（1）路基排水，必须与农田排灌和水土保持工作结合起来考虑（2）流向
27、路基的地面水和地下水（3）路基范围内的水源（4）路基排水一般向低洼一侧排除（5）对于明显的天然沟槽，一般宜依沟设涵，不必勉强改沟与合并（6）地面沟渠宜大体沿等高线布置（7）路基排水系统的布置与桥涵布置相结合（8）水流应循最短通路迅速引出路基范围以外（9）收集现有资料，进行总体规划,29,9超高路段中央分隔带排水主要有哪两种形式？解答：（1）凸形中央分隔带：在中央分隔带缘石外侧设置纵向格栅式盖板沟，并在中央分隔带内设集水井，最后通过集水井及与集水井相连的横向排水管将水排出路基范围以外；（2）凹形中央分隔带：在中央分隔带内设置纵向格栅盖板沟，上侧半幅路面的表面水直接漫流进入中央分隔带内的格栅式盖板
28、沟内，并沿沟底纵坡排入集水井，最后通过与集水井相连的横向排水管排出路基范围以处。这种排水系统不仅能顺畅地排除上侧半幅路面的路表水，还能有效地排除中央分隔带内的积水，但其汇水面积及设计径流量均相应较大，故在设计中应合理地确定横向排水管的管径及间距，以确保其泄水能力。,30,10排水系统中各沟渠排引方向及出水口位置的具体布置按怎样的步骤进行？解答：（1）将主要流向路基的天然沟和排水沟规划成横向排水系统（垂直路线方向）；（2）拦截山坡水流，设置成纵向排水系统，并汇集排入横向排水系统，或者拦蓄山坡水流，做成纵向蓄水系统；（3）在横向和纵向排水沟渠之间的山坡上，根据面积大小和地形，确定是否需要设置支沟和
29、各种排水沟渠，以构成排水网络；（4）在路基两侧设置边沟、排水沟等，或利用取土坑排水，保证路基经常干燥；（5）选定桥涵的位置，并使这些沟渠同桥涵联成网；（6）考虑是否需要设置地下排水系统。,31,第8章块料、碎（砾）石路面及基层,1块料路面的定义与分类是什么？解答：块料路面是指面层由大量小尺度刚性块料按照特定的方法紧密排列、块体间接缝用填缝料填充而成的路面。主要类型有砖块路面、石块路面、木块路面、沥青混凝土块路面、水泥混凝土块路面、铸石块料路面，其中应用较为普遍的是水泥混凝土块路面和石块路面。2水泥混凝土块路面的结构主要有哪几个层次？解答：水泥混凝土块路面结构组成有块料层、垫砂层、基层和路基四个
30、部分。,32,3什么是块石路面？分类情况怎样？主要用于哪些地方？解答：用块状石料铺筑的路面均称块石路面。根据块石的形状、尺寸及修琢程度不同，分为条石、小方石、拳石和粗琢块石等几种路面。块石路面按其平整度、所采用的基层、整平层和填缝料，以及所承受交通量的不同，又分为高级、次高级和中级三种。这种路面主要用于土基不够稳定的桥头高填土路段，铁路与公路平交道口，以及有地下管线的城市道路上和公园、广场、纪念地等景观区道路面层。4纯碎石材料的抗剪强度由哪些因素构成？解答：（1）粒料表面的相互滑动摩擦；（2）因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；（3）因粒料重新排列而受到的阻力。,33,5整平层有何作用？其厚度有何
31、要求？整平层材料有哪些？解答：整平层的作用是垫平基层表面及石块底面，以保持块石面层顶面平整，缓和车辆行驶的冲击和振动。整平层厚度随路面等级、石块规格、基层材料性质而异，一般高级块石路面为2cm3cm，次高级、中高级块石路面为5cm10cm。整平层材料一般采用粗砂或中砂，也可采用石屑或炉渣。高级块石路面也有采用水泥砂浆整平层。6碎砾石材料的应力应变特征是什么？解答：现行设计规范采用回弹模量E表征其力学强度的指标，但国外也有采用承载比（CBR）的。碎砾石材料的显著特点：应力-应变的非线性性质；回弹模量受偏应力d（1-3）和侧向应力3大小的影响，随偏应力的增大而减小，随侧向应力的增大而增大。,34,
32、7土碎砾石混合料的三种组成状态及其特点是什么？解答：第一种状态：仅含有少量或者不含细料（指0.074mm以下的颗粒），依靠颗粒之间的摩阻力获得其稳定性。不含细料的集料，其密实度较低，但透水性好，不易冰冻。由于这种材料没有粘结性，施工时压实困难。第二种状态：含有适量的细料填满集料间的空隙。这类混合料仍靠集料间的摩阻力获取其稳定性，但抗剪强度提高了，密实度提高，透水性降低，施工时易于压实。第三种状态：:细料含量过多，使集料悬浮于土中，彼此失去接触。虽然施工时很易压实，但其密实度较低，基本不透水，其稳定性受水的影响很大。,35,8碎砾石材料的形变积累有何特点？解答：应力作用次数达104 次时，形变已
33、基本上不发展；但若应力较大，超过材料的耐久疲劳应力，则应力作用一定次数后，形变随应力作用次数的增加而迅速发展，最终导致破坏。级配组成差的砾料，即使应力作用了很多次，塑性形变仍继续增长，如欲材料有较低的塑性形变，则材料级配中的细料含量必须少于使其获得最大密实度的含量。,36,9磨耗层有何作用？解答：磨耗层是路面的表面部分，其作用是抵抗车轮荷载和自然因素对路面的破坏作用，从而有效地保证路面的强度和稳定性，并提高路面平整度，改善行车条件，延长使用寿命。10保护层有何作用？解答：保护层由砂、土等材料铺筑在磨耗层之上，厚度不大于1cm。用于减少车轮对磨耗层的直接磨损和自然因素对磨耗层的直接影响，是保护磨
34、耗层延长其使用寿命的薄层结构。,37,第9章结合料稳定类路面基（垫）层,1什么是稳定土基层？稳定土的方法有哪几种？解答：采用一定的技术措施使土成为具有一定的强度与稳定性的筑路材料，以此修筑的路面基层称为稳定土基层。稳定土的方法有多种，按其采用的技术措施的不同可分为：机械方法（压实）、物理方法（改善水温状况）、化学方法（加入外掺剂）、技术处理（热处理、电化学加固）等。2什么是半刚性材料？半刚性材料的力学特征包括哪些？解答：无机结合料稳定材料的完工初期具有柔软的工作特征，随着时间的延长，其强度和刚度逐渐提高，板体性增加。结构成型后，其刚度介于柔性材料与刚性材料之间，故又称之为半刚性材料。半刚性材料
35、的力学特征包括应力一应变关系，疲劳特性和收缩（温缩和干缩）特性。,38,3半刚性材料的一个最重要的特点是什么？表征半刚性材料力学强度参数的指标有哪些？解答：半刚性材料最重要的特点之一就是其强度和模量随龄期不断提高。并逐渐具有刚性性质。一般规定，水泥稳定类材料的设计龄期为90d，石灰或石灰粉煤灰（又称二灰）稳定类材料的设计龄期为180d。在一定龄期（28日）条件下的试验资料表明，在较宽的范围内，半刚性材料的应力一应变关系基本呈线性关系。表征半刚性材料力学强度参数的指标：抗拉、抗压强度；抗拉、抗压模量；抗弯拉强度和抗弯拉模量。,39,4什么是疲劳和疲劳寿命？影响半刚性材料的疲劳寿命的因素有哪些？解
36、答：受到重复荷载作用时，材料的强度将低于材料在承受静荷载作用时的极限强度，这种材料强度降低的现象，称为疲劳。疲劳的出现是由于材料内部存在缺陷，或有局部不均质现象，在荷载的作用下该处产生应力集中而出现微裂缝，应力的反复作用使微裂缝逐步扩展，从而不断减少有效受力面积最终异致破坏。此时的应力作用次数即为疲劳寿命。半刚性材料的疲劳寿命主要取决于其应力水平即重复应力与极限应力之比的大小；另外，在一定的应力条件下，材料的疲劳寿命还取决于其强度和刚度，强度愈高，疲劳寿命越长；而刚度越大，则疲劳寿命越短。,40,5为什么半刚性材料的胀缩性能是三相不同的温度收缩性能综合反应的结果？解答：半刚性材料是由固体、液体
37、及气体组成的三相体。其中，固体即固相部分为原材料的颗粒和其间的胶体结构组成了半刚性材料的空间骨架，液相部分与存在于固相表面与空隙中的水和水溶液而气相则是存在于空隙中的气体。所以半刚性材料的胀缩性能是三相不同的温度收缩性能综合反应的结果。6什么是石灰土基层？影响石灰土强度的主要因素有哪些？解答：在粉碎的土或原状松散的土中掺入一定剂量的石灰，加水拌和，经摊铺，碾压养护成型的基层，称石灰土基层。土质、灰质和剂量、含水量、密实度、龄期、养生条件、）行车碾压作用等几方面是影响石灰土强度的主要因素。,41,7石灰稳定土强度的形成机理是怎样的？解答：（1）离子交换作用几乎是在石灰与土接触后立即产生的。石灰消
38、解后含大量游离的Ca+,与土拌和后，Ca+即与土颗粒表面的Na+,H+及K+置换，从而使土颗粒表面被Ca+包裹，缩小了土颗粒之间的间距，增加了粘结力，另外还使土颗粒外的结合水膜厚度减薄，提高了土体的水稳定性，并由此改变了土的塑性和压实性能。（2）水化作用又称胶凝作用，是指石灰与土中的活性SiO2，和A12O3起反应，生成硅酸钙和铝酸钙等化合物。（3）碳酸化作用又称硬化作用，它包含两个结晶过程。其一，石灰与空气中的C02起作用生成碳酸钙（CaCo3）而CaCo3为坚硬的结晶体；其二，石灰自身的结晶作用，石灰不断吸收水分，由胶体逐渐形成晶体。,42,8什么是水泥稳定土基层？水泥稳定土主要用于哪些方
39、面？解答：在粉碎的土或原状松散的土中，加入适量的水泥，加水拌和经摊铺，碾压养护成型的基层，称水泥稳定土基层。若在其中加入一定量的碎（砾）石，则称之为水泥稳定碎（砾）石土。水泥稳定土可用于各种交通等级道路的基层和底基层，但不宜用于高速公路或一级公路沥青路面和水泥混凝土路面板下的基层，只能用作底基层。9工业废渣的种类有哪些？解答：工业废渣的种类很多，用于路面工程的主要有：煤炭工业废渣；电力工业废渣；钢铁工业废渣和化学工业废渣。,43,10水泥稳定土强度的形成机理是怎样的？解答：（1）离子交换及团粒化作用水泥水化后的胶体中，存在着Ca（OH）及Ca、（OH），其中Ca和（OH）与土粒表面吸附的金属离
40、子进行当量吸附交换，结果使大量的土颗粒形成较大的土团。由于水泥的水化生成物具有强烈的吸附活性，又使土团进一步结合成链条状结构的水泥土。这些水泥土封闭了土团间的空隙，使其形成坚固的联连，使水泥具有较高的强度。（2）硬凝反应随着水化反应的深入，溶液中析出大量的Ca，当Ca数量超过离子交换所需要的数量后，则在碱性环境中与粘土中的Si2和AL23进一步发生化学反应，生成不溶于水的稳定的结晶矿物从而进一步提高了土的强度。（3）碳酸化作用水泥水化物中游离的Ca(OH)2不断地吸收水中的HCO3 并和空气中的CO2作用，生成碳酸钙（CaCO3），使土固结，进一步提高土的强度。,44,11CON-AID离子稳
41、固剂稳定土的土质要求有哪些？解答：天然含小粒径碎石土、粘土、淤泥质砂土及石灰土等均可用CON-AID处理，纯净的砂需加入一定量粘土后方能用CON-AID处理，线收缩系数小于0.02的土应与一定量粘土混合后，再用CON-AID稳定；另外土壤的pH值应小于7.5，pH值大于7.5的土经处理后方能使用。12什么是综合稳定土基层？解答：综合稳定土以沥青、水泥或石灰为主要稳定剂，外掺少量活性物质或其它材料，还可采用相应的技术措施，以改善和提高土的技术性质。,45,第10章沥青路面,1什么是沥青路面？沥青路面具有哪些特点？解答：沥青路面是以沥青为结合料，在一定的技术条件下，与具有级配的矿料经拌和、摊铺、碾
42、压而形成具有良好整体性和密实性的结构。即可作面层、又可作基层。沥青路面具有强度高、表面平整、振动小、噪音低、行车舒适、施工期短及养护维修方便等优点，是道路上使用极为广泛的面层类型，能适应各种交通条件，尤其适于作为高速公路、干线公路和城市主干道等高等级道路的面层。2沥青路面按强度构成原则分为哪几类？解答：可分为两类：(1)密实类沥青路面；(2)嵌挤类沥青路面（具体见教材）。,46,3沥青路面按施工工艺如何分类？解答：按施工工艺分为三类：层铺法、厂拌法、路拌法（具体见教材）。4沥青路面按路面使用的技术品质如何分类？解答：按路面使用的技术品质，还可将沥青路面分为高级路面和次高级路面两种。高级路面是指
43、沥青混凝土、热拌热铺沥青碎石混合料；次高级路面是指沥青贯人式、沥青表面处治、热拌冷铺沥青碎石混合料。,47,5沥青材料的性能对沥青路面特征有何影响？解答：沥青材料具有较高的粘性，因而能把具有一定级配的松散矿料粘结成整体，提高了路面结构层的整体性；沥青材料具有的弹塑性，使结构层具有较好的抗变形能力。同时还具有吸震、减少冲击和噪音、改善行车条件、延长轮胎使用寿命的作用；沥青路面具有不透水性，可防止地表水通过面层渗透到基层而影响结构层的整体强度。但随着使用时间的延长，在大气因素的长期作用下，沥青组分将发生变化而出现老化，影响路面的使用品质。沥青材料所具有的感温性，使得温度稳定性成为沥青路面产生病害的
44、一个重要原因，低温季节，沥青材料发硬、变脆，刚度增大，变形性能降低。,48,6矿料性质对沥青路面特性有何影响？解答：矿料的技术性质：（1）力学性质石料等级，由强度、抗压碎性、抗磨耗性指标评定；（2）物理性质孔隙率及表面特性（表面致密光滑或表面粗糙有微孔隙）；（3）化学性质酸性石料（亲水）、碱性石料（亲油）。7沥青面层的破坏主要有哪几种情况？解答：主要有三种情况：（1）矿料自身的破坏；（2）沥青层的破坏；（3）沥青与矿料接触面的破坏。,49,8沥青与矿料相互接触时产生的吸附作用有哪些？解答：吸附作用又分为物理吸附和化学吸附两种。当吸附物与被吸附物之间仅有分子力存在时，将产生物理吸附；而接触物表面
45、产生化学反应形成化合物时，将产生化学吸附。物理吸附与化学吸附是两种不同性质的吸附作用。分子力作用下产生的物理吸附作用，可能在矿料表面形成几个分子厚度的吸附层，此时，被吸附的沥青不发生任何化学变化。这种吸附层的稳定性差，易脱落。化学吸附是矿料与其表面吸附的沥青发生化学变化并形成一层稳定的吸附层。,50,9沥青混合料按其组成结构可分为哪几类？解答：沥青混合料通常可按其组成结构分为三类：(1)悬浮密实结构；(2)骨架空隙结构；(3)密实骨架结构，具体结构见教材P201。10沥青路面面层主要包括哪几类？解答：沥青路面面层主要包括沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、沥青碎石及沥青碎石混合料和沥青混凝土在内
46、的四种类型。,51,第11章SMA沥青混合料路面,1什么是SMA？解答：SMA是一种新型沥青混合料，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。SMA是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂两部分。2SMA组成有何特点？解答：（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料；（2）SMA增加了矿粉用量；（3）SMA的沥青用量比普通沥青混合料要高。,52,3SMA有哪些基本特征？解答：SMA的特征主要表现在两个方面：其一，大粒径集料互相嵌锁而形成高稳定性(抗变形能力)的结构骨料；其二，由细集料、沥青结
47、合料及稳定添加剂组成的，具有足够数量的沥青玛蹄脂，除满足将骨架胶结在一起的要求外，还使混合料具有较好的柔性和耐久性。4与传统的密级配沥青混凝土相比较，SMA具有何特点？解答：与传统的密级配沥青混凝土相比较，SMA具有如下特点：（1）较高的稳定性；（2）较高的疲劳寿命；（3）较好的耐久性；（4）较好的抗磨耗及抗滑能力；（5）良好的平整度和能见度；（6）较好的经济效益。,53,5SMA主要应用于哪些方面？解答：SMA具有较好的稳定性，能有效地抵抗重复荷载作用下所形成的车辙，因而可在交叉口、公交站点等易产生车辙的部位用SMA代替传统密级配混凝土以提高抗车辙能力。SMA在高温时具有比密级配沥青混凝土更
48、高的稳定性，对提早开放交通的影响较小。钢板桥面铺装一直是工程界难以很好解决的一个问题，而细粒式SMA，尤其是采用高达7.0%的沥青含量及经高分子聚合物处理的改性沥青,可较好地解决上述问题。,54,6SMA混合料配合比及材料要求是怎样的？解答：（1）SMA混合料中，沥青结合料必须有较高的粘度，较大的稠度，符合一定的技术要求；（2）SMA较高的高温稳定性是基于含量甚多的粗集料之间的嵌挤作用。集料嵌挤作用的大小在很大程度上取决于集料石质的坚韧性以及集料的颗粒形状和棱角；（3）细集料一般要求采用具有良好棱角性和嵌挤性的人工砂，当全部采用人工砂有困难时，机制砂与天然砂的比例应大于1：1；（4）足够数量的
49、矿粉是SMA的一个先决条件，其所需要的矿粉数量比传统密级配沥青混凝土要多一倍左右，一般达到沥青用量的1.82.0倍，并最好采用磨细石灰粉；（5）沥青玛蹄脂碎石混合料，必须采用纤维稳定剂。混合料中加入纤维后，可有效地提高混合料的高温稳定性并降低轮胎的磨耗，SMA中采用的纤维种类主要有木质素纤维、矿物纤维和有机纤维三大类。,55,7SMA中采用的纤维有什么作用？解答：纤维的主要作用：（1）加筋作用；（2）分散作用；（3）吸附及吸收沥青的作用；（4）稳定作用；（5）增粘作用。8SMA混合料配合比设计步骤是怎样？解答：SMA混合料的配合比设计按下列步骤进行：（1）选择材料；（2）确定初试级配；（3）测
50、定4.75mm以上粗集料的松方密度；（4）选择初试沥青用量；（5）计算试件的空隙率VV；（6）确定最佳沥青用量；（7）配合比设计检验。,56,9SMA混合料生产过程中的质量控制主要有哪几个方面？解答：SMA混合料生产过程中的质量控制主要有四个方面：（1）拌和温度；（2）矿料级配；(3)沥青用量（油石比）；（4）马歇尔试验。10SMA是怎样进行质量检测的？解答：SMA路面的质量检测，可按普通热拌热铺沥青混合料路面的质量要求和检测频度进行检测，除外形尺寸外，施工现场检测的内容还应包括压实度、厚度、平整度、弯沉、构造深度、磨擦系数等等。,57,第12章 沥青路面结构设计,1应用弹性力学的方法求解弹性
