个人介绍
路基路面工程—湖南省名师空间课堂 刘朝晖等
提供学校: 长沙理工大学
院系: 交通运输工程学院
专业大类: 土木工程
专业: 道路工程
课程英文名称: Subgrade and Pavement Engineering
课程编号: D081401275
学分: 4
课时: 64
    《路基路面工程》是土木工程专业的核心专业课程,主要阐述路基工程和路面工程的结构组成、设计理论与设计方法、道路材料、道路施工与养护技术等知识。  
  本课程理论性与技术性强;涉及的内容广泛,且与其它相关专业基础课及基础课程关系紧密;理论与实践并重、工程实践性强,注重工程实践能力的培养;课程的时代性明显,教学内容需随着技术进步与规范变化而需随时调整、改进和更新。
    本课程的学习将为后续课程学习、自主研学、毕业设计、研究生培养以及今后工作提供专业基础知识。因此本课程在土木工程专业高级工程技术人员的培养过程中处于核心地位。
教师团队


      

课程负责人 刘朝晖 博士、二级教授、博士生导师,长期在导师郑健龙院士指导下从事路面结构与材料等方面的研究工作。为国家百千万人才人选、有突出贡献中青年专家,享受国务院政府特殊津贴,交通运输行业中青年科技创新领军人才、湖南省新世纪“121人才工程”第一层次人选,获第六届全国优秀科技工作者、交通运输部十佳“全国公路优秀科技工作者”等荣誉称号。近年来先后主持和参与完成30余项国家、省部级科研项目,获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步特等奖1项、一等奖8项、二三等奖20项。授权专利12项,发表论文80余篇,出版专著3部、教材5部。先后获国家教学成果奖二等奖1项(第3)、湖南省教学成果奖一等奖1项,湖南省教学成果奖二等奖2项。



郑健龙教授,男,1954年5月生,邵阳人,博士,教授,博士生导师。2001年博士毕业于长安大学,获交通运输工程专业工学博士学位。1993-1994年在比利时道路研究中心进行为期一年的访问。1997-2003年先后任原长沙交通学院院长助理、副院长、院长,现任长沙理工大学校长。道路与铁道工程交通运输部和湖南省重点学科带头人,长沙理工大学道路与铁道工程博士点首批博士生导师,公路工程教育部重点实验室主任;兼任长安大学博士生导师,湖南省学位委员会委员,中国公路学会常务理事,中国道路工程学会副理事长,中国力学学会理事,湖南省力学学会副理事长,国际沥青路面专家协会高级会员,教育部高等学校土木工程专业教学指导委员会副主任委员,教育部高等学校交通运输与工程学科专业教学指导委员会委员,湖南省院士、专家咨询委员会委员,湖南省学位委员会委员,《Structural Durability & Health Monitoring》编委,《International Journal of Pavement Research and Technology》编委。
    郑健龙教授长期从事道路工程、岩土工程、工程力学等领域的研究,先后主持国家自然科学基金项目、比利时首都地区博士后基金项目和各类省部级科研项目50余项,获得国家科技进步一等奖1项、二等奖1项,省部级科技进步特等奖1项、一等奖5项、二等奖12项、三等奖7项,国家级教学成果二等奖1项、湖南省教学成果一等奖和二等奖各1项。在国内外公开发表学术论文160余篇(SCI、EI收录30余篇),并出版《沥青路面抗裂设计理论与方法》、《公路膨胀土工程》等学术著作,参编了《公路沥青路面设计规范》、《公路土工合成材料应用技术规范》、《公路土工合成材料试验规程》等多本行业规范。获“国家有突出贡献中青年专家”、“科学中国人(2009)年度人物”、“全国优秀科技工作者”、“国务院政府特殊津贴”、“湖南省新世纪121人才工程第一层次人选”、湖南省“光召科技奖”、交通运输部“交通科技杰出成就奖”、交通运输部“交通青年科技英才”、交通运输部“交通系统八十年代优秀大学毕业生”、交通运输部“吴福-振华交通教育贡献奖”、“湖南省普通高校科技工作先进工作者”等荣誉称号,入选湖南省“科技领军人才”。
    郑健龙教授通过长期研究,在特殊土路基处治理论与方法、路面结构设计理论与方法、材料试验与工程检测等方面取得了大量创新性的研究成果。特别是在沥青混合料的力学性能、沥青路面低温开裂机理及抗裂指标与措施、沥青路面的设计理论与方法及土工合成材料的应用技术等方面,具有较高的学术造诣。在国内,率先应用线弹性断裂力学和粘弹性断裂力学研究半刚性基层沥青路面反射裂缝问题;率先建立了沥青路面温度应力日周期性变化特性的数学模拟方法。首次提出了沥青路面设计状态的概念以及设计弯沉的指标与标准,并在沥青路面设计规范中得到应用。1992年至2007年,针对长期困扰公路建设的世界性膨胀土工程技术难题,率领科研团队进行了长达15年的刻苦攻关,突破传统的路堤弃土换填、路堑边坡刚性支护等传统技术,开发了集理论、方法及勘察、设计、施工技术于一体的膨胀土地区公路建设成套新技术。截止2010年4月,该技术已在我国10省区26条高速公路和南水北调工程中广泛应用,产生了显著的经济、环保和社会效益,为我国公路建设的可持续发展做出了重大贡献,获2009年度国家科学技术进步一等奖,2008年度中国公路学会特等奖。
    目前,郑健龙教授正主持国家自然科学基金项目1项、交通部西部交通建设重大项目2项,其它科技项目10余项。指导在读博士、硕士研究生20多名。


秦仁杰,男,1969年7月生,硕士,教授,从事研究的学科专业领域:道路与铁道工程。主要研究方向:路基路面工程、道路环境工程、道路养护管理、道路建筑材料。2005年、2007年,获长沙理工大学优秀共产党员称号;2006年、2009年、2010年、2011年、2012年,获长沙理工大学毕业设计优秀指导老师;2008年9月,获2007-2008学年度优秀教师;2009年5月,指导学生获湖南省挑战杯三等奖,获优秀指导教师;2010年,获湖南省教学成果一等奖;2010年、2012年,获长沙理工大学教学成果一等奖。
    主持和参与的主要科研项目
1)湖南省自然科学基金项目:“骨架密实结构沥青混合料力学性能及车辙预估模型研究”;
2)湖南省科技厅计划项目:“废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青应用技术研究”。
3)国家自然科学基金项目:“连续配筋混凝土复合式沥青路面结构分析研究”;
4)国家自然科学基金项目:“复合式沥青路面层间剪切疲劳破坏机理研究”;
5)交通部西部项目:“新老路基结合部处治技术研究”;
6)交通部西部项目:“连续配筋混凝土刚柔复合式路面研究”;
7)湖南省科技厅重点项目:“重载交通耐久性复合式沥青路面结构研究”;
8)湖南省科技项目:“湖南省宁道高速公路高性能沥青路面结构、材料与施工技术研究”;
9)湖南省科技项目:“湖南高速公路旧水泥路面提质改造关键技术研究”;
10)河北省科技项目:“华北平原地区高速公路下穿式被交道路排水关键技术研究”;
11)河南省交通厅重点项目:“高速公路改扩建工程设计与施工技术研究”;
12)湖南省交通厅重点项目:“湖南省高速公路路面典型结构及修建技术研究”。
    完成的主要论文(第一作者)
1)中国公路学报,“低路堤高速公路集水净化渗滤系统排水方式研究”;
2)环境工程,“高速公路通道集水净化渗滤系统及其水质分析”;
3)公路交通科技,“连霍高速公路郑(州)洛(阳)段旧路加铺方案选择”;
4)公路交通科技,“昌樟高速公路早期水损坏原因分析”;
5)环境工程,“公路建设中的环保控制与监测”;
6)2009 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation, “Study the test methods and pavement performance indexes about hard asphalt binder material” ,EI、ISTP收录;
7)Journal of Materials Science and Engineering,USA,“Comparative and analytic research on shear strength of different asphalt binder”;
8)2009 International Conference on New Trends in Information and Service, “Study of o the Evaluation Model about Old Asphalt Pavement Service”,EI、ISTP收录;
9)2009 International Conference on New Trends in Information and Service, “Study of the Key Tchnology about Low Embankment of Freeway in Plain”,EI、ISTP收录,2009年8月;
10)Journal of Environmental Science and Engineering,USA,“Analysis of the influence of collection purification filtration system of channel upon groundwater quality about freeway”;
11)2009 GeoHunan International Conference on Challenges and Recent Advances in Pavement Technologies and Transportation Geotechnics,“Analysis the Cause of Asphalt Pavement Rut Damage of Heng-Zao Freeway”,EI、ISTP收录;
12)2009 Int'l Conference on Engineering Management and Service (EMS 2009),“Analysis of the effect of pavement surface rainwater on groundwater quality”,EI、ISTP收录;
13)2010 International Conference on Management and Service Science,“Evaluation about the Old Asphalt Pavement Performance of Chang-Tai Freeway”, EI、ISTP收录;
14)第四届亚太会议:“Evaluation and Recovery on Landscape in Expressway Reconstruction and Widening Project”;
15)中南公路工程,“旧水泥混凝土路面状况评价与处治方法应用研究”;
16)中外公路,“郑洛高速公路旧路状况评价及加铺方案优化研究”;
17)2007年国际道路和机场路面技术委员会特别会议-中国路面施工与养护技术大会, “Research on Evaluation Model of Old Asphalt Pavement for Guangzhou-Shenzhen Expressway”。
    完成的著作
1)主编《高速公路改扩建工程旧路检测与评价技术》,湖南科学技术出版社,2012年;
2)主编《公路工程质量监理》,人民交通出版社,2007年;
3)主编《道路工程毕业设计指南》,人民交通出版社,2009年;
4)主编《公路环境与景观设计》,人民交通出版社,2003年;
5)参编《公路工程技术》,人民交通出版社,2011年;
6)参编《公路线形与环境设计》,人民交通出版社,2003年;
7)参编《路基路面工程检测技术》,人民交通出版社,2005年;
8)参编《FIDIC条款与公路工程施工监理》,人民交通出版社,1999年;
9)参编《公路工程监理工程师执业资格考试应试题集》,人民交通出版社,2007年;
10)主审《公路工程施工监理基础》,人民交通出版社,2007年。
    科研获奖
1)2009年11月,“长株潭城市主干线道路沥青路面结构、材料与施工动态控制技术”获湖南省科技进步一等奖;
2)2009年12月,“重载交通长寿命沥青路面关键技术” 获中国公路学会科学技术一等奖;
3)2005年12月,“新老路基结合部处治技术研究”获中国公路学会科学技术一等奖;
4)2011年12月,“高强玻璃纤维筋用于连续配筋水泥混凝土路面研究”获中国公路学会科技进步二等奖。
5)2007年12月,“道路再生骨料混凝土应用技术研究”获中国公路学会科学技术二等奖;
6)2011年12月,“公路路域生态健康系统管理技术”或湖南省科学技术进步三等奖;
7)2011年12月,“湖南省高速公路典型路面结构及建造技术”获湖南省科学技术进步三等奖;
8)2007年12月,“连续配筋混凝土复合式路面应用技术研究”,中国公路学会科学技术三等奖;
9)2007年10月,“连续配筋混凝土复合式路面应用技术研究”,湖南省科技进步三等奖;
10)2003年11月,“商开高速公路沥青路面结构研究”,河南省科技进步三等奖。


钱国平,男,1975年7月生,博士,教授。从事研究的学科专业领域:交通运输工程-道路与铁道工程。主要研究方向:路基路面工程,工程力学与数字化模拟。
    一直从事公路交通领域的研发与教学工作,近年来主持参与国家、省部级项目20余项,主持国家自然科学基金1项、承担国家自然科学基金重点项目和面上项目2项(均排名第二),主要技术负责国家863、973前期研究项目各1项,其他省部级项10余项。获国家科技进步奖二等奖1项省部级科技进步一等奖3项、二等奖3项、三等奖2项;在国内外公开发表学术论文60余篇(SCI收录3篇、EI收录18篇)、出版著作1部(参与)、译著1部,获授权国家发明专利1项、实用新型专利7项


谢军,男,1975年4月生,博士,副教授,一直从事路面结构设计理论与设计方法、路面材料、路面检测与评价技术和路面养护管理等方面的研究工作。作为主要研究人员,近年来参与或承担了10余项省部级科研课题,并参与多条高等级公路设计、现场施工及检测。
    目前主持的主要科研项目:
1、湖南省自然科学青年基金项目“重载条件下沥青路面疲劳破坏特征及疲劳响应模型研究”,项目编号:07JJ4013。
2、河北省交通厅科技重点项目“高等级公路沥青路面疲劳开裂机理及处治措施研究”,项目编号:Y-080135。
3、长沙理工大学公路工程省部共建教育部重点实验室开放基金“沥青混合料剪切性能试验研究与评价”,项目计划编号:kfj080107。
4、浙江省交通厅科技项目“山区公路边坡处治监测技术研究”,项目编号:2009H27。
5、长沙市先导区科技项目“旧水泥混凝土路面沥青面层加铺关键技术及施工质量控制研究”。
6、参与交通部西部项目“高速公路沥青路面长期性能研究(一期)”(技术负责人),项目编号:200631800004,交通部西部项目管理中心。
已完成的主要科研项目:
主要参与、已完成的科研项目为:
1.旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺设计与应用技术研究(主要参与);
2.直线式加速加载试验系统在钢桥面沥青铺装体系评价中的应用研究主要参与);
3.填石路基试验检测技术与质量评价方法,湖北省交通厅(参加);
4.高等级公路沥青混合料罩面设计方法研究,河南省交通厅(参加);
5.南方湿热地区高速公路典型路面结构的组合设计及路面材料与施工工艺研究,湖南省交通厅(主要参与);
6.超薄层沥青混凝土面层技术研究,交通部西部项目(参加);
7.连续配筋混凝土路面长期性能研究,湖南省交通厅(主要参与);
8.高速公路沥青路面维修应用技术研究,江西省交通厅(专业负责);
9.国道干线公路既有刚性路面改造关键技术研究,湖南省交通厅(专业负责);
10.重载交通半刚性基层沥青路面结构设计指标研究,广东省交通厅(主要参与);
11.宜昌长江公路大桥钢桥面沥青铺装体系直道试验研究,湖北省交通厅(主要参与);
12.宜昌长江公路大桥钢桥面嵌琐式人行道铺装工程直道试验研究,湖北省交通厅(主要参与);
13.广西高等级公路沥青路面结构设计及路面材料与施工工艺研究,广西区交通厅(参加);
14.广州市北二环高速公路沥青混合料性能及施工关键技术研究,广州市公路局(主要参与);
15.旧沥青路面上水泥混凝土路面加铺结构设计研究,江西省公路局(专业负责);
16.湖北省荆州长江大桥桥面沥青铺装工程结构与材料研究,湖北省交通厅(主要参与)
17.湖北省鄂黄长江公路大桥桥面沥青混凝土路面及引道沥青路面结构与材料技术研究,湖北省交通厅(主要参与)。
    完成的主要论文:
    主要发表的论文有:
(1)Xie Jun, Guo Zhongyin. Researching on Fatigue Model of Asphalt Mixtures, Journal of Highway and Transportation Research and Development [J], 2007.12: Vol.2, No.2: p25~29
(2)谢军, 郭忠印. 沥青混合料疲劳响应模型试验研究[J], 公路交通科技, 2007.05, Vol.24 No.5: p21~25
(3)谢军, 郭忠印. 重载非均布荷载下沥青路面力学响应分析[J], 长沙交通学院学报, 2007.03, Vol 23 No.1: p56~62
(4)谢军, 杨群. 沥青混合料疲劳模型研究分析[J]. 交通科技, 2006.05, No.218: p93~96
(5)谢军, 陈崇驹, 朱云升. 多孔隙水泥稳定碎石排水基层设计与施工[J]. 长沙交通学院学报, 2005.12, Vol.21 No.4: p32~38
(6)谢军, 李宇峙, 邵腊庚. 沥青混合料水稳定性APA试验研究[J], 湖南科技大学学报, 2005.02, Vol.20 No.2: p53~57
(7)谢军, 李宇峙, 邵腊庚. 荷载型反射裂缝的APA疲劳模拟试验研究[J], 公路交通科技, 2003.06, Vol.20 No. 6: p5~7
(8)谢军, 李宇峙, 邵腊庚. 钢桥桥面沥青混合料铺装结构高温车辙足尺试验研究[J], 长沙交通学院学报, 2001.01, Vo.17 No.1: p57~61
(9)钱国平, 郭忠印, 朱云升, 谢军. 重载交通条件下沥青路面损害类型的调查研究[J], 中外公路, 2004.10, Vol.24 No.5: p20~23
(10)谢军、郭忠印,重载交通沥青路面调查及损坏模式分析,第七届全国交通运输领域青年学术会议论文
    科研获奖:
    主要奖励有:
“直线式加速加载试验系统在钢桥面沥青铺装体系评价中的应用研究”2003年获湖南省科技进步二等奖(个人排名第七);
“旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺设计与应用技术研究”2003年获湖南省科技进步三等奖(个人排名第五)。


赵锋军,男,1977年6月生,博士,副教授。从事研究的学科专业领域:道路与铁道工程,桥梁与隧道工程。主要研究方向:路基路面工程,路桥试验检测与评价技术;桥面沥青铺装工程。2003年6月研究生毕业于长沙理工大学道路与铁道工程专业,获硕士学位,留校从事道路工程教学与科研工作,2005年10月晋升讲师,2010年11月晋升副教授,现任教于道路工程系,担任道路工程系党支部组织委员。
    主要业绩:
[1] 获得中国公路学会二等奖1项(排名4)、省级科技进步三等奖1项(排名5)、校级优秀教师两次(2004年度、2007年度)。
[2] 发表学术论文10余篇,其中权威期刊2篇、CSCD核心期刊8篇,教研教改论文3篇,参与编写教材2部。。
    目前主持的主要科研项目:
[1] 大跨径钢桥桥面沥青铺装破坏机理、设计理论与铺装结构可靠度研究,湖南省自然科学基金资助项目,主持
[2] 桥面铺装设计理论与通用设计计算方法研究,道路结构与材料交通行业重点实验室(长沙)开放基金资助项目,主持
[3] 地质雷达应用于隧道无损检测的数据、图像分析研究,湖南省教育厅项目,主持
    目前参与的主要科研项目:
[1] 复合式沥青路面层间剪切疲劳破坏机理研究,国家自然科学基金,主要参与人员
[2] 基于分形理论的沥青路面剪切疲劳及破坏机理研究,国家自然科学基金,主要参与人员
    已完成的主要科研项目:
[1] 大跨径桥梁桥面沥青铺装设计理论与设计控制指标研究,教育部博士点基金项目,主要参与人员
[2] 连续配筋混凝土复合式沥青路面结构分析研究,国家自然科学基金,主要参与人员
    完成的主要论文:
[1]赵锋军,魏建国. “图像资源库”在“道路施工技术”课程教学中的应用[J]. 中国电力教育,2011,(34).
[2]赵锋军,李宇峙. 大跨径钢桥沥青铺装疲劳应变三结构体系计算方法[J]. 公路交通科技,2011,(12).
[3]赵锋军,李宇峙. 钢桥面薄层环氧树脂混凝土铺装材料路用性能试验研究[J]. 公路,2010,(2).
[4]赵锋军,华正良. 连续配筋混凝土路面浅析[J]. 山西建筑,2009,(12).
[5]赵锋军,李宇峙. 匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法[J]. 公路交通科技,2009,(12).
[6]赵锋军,李宇峙,易伟建,邵腊庚,吴国平. 钢桥面铺装环氧防水粘结层材料与结构试验研究[J]. 公路,2006,(7).
[7]赵锋军,易伟建,李宇峙. 桥面沥青铺装设计新方法[J]. 土木工程学报,2006,(10).
[8]李星星,李宇峙,邵腊庚,黄云涌,赵锋军. 耐高温环氧树脂胶粘剂在钢桥面粘结层中的应用试验研究[J]. 公路,2007,(1).
[9]赵锋军,李宇峙,易伟建. 钢桥面铺装防水粘结层抗剪问题研究[J]. 公路交通科技,2007,(2).
[10]赵锋军,李宇峙,易伟建. 桥面沥青铺装层间应力分析简化模型[J]. 土木工程学报,2007,(6).
[11]赵锋军,李宇峙,邵腊庚. 正交异性钢桥面沥青铺装受力特征的有限元分析[J]. 公路交通科技,2004,(2).
    完成的专利:
[1]  一种连续配筋混凝土复合式沥青路面结构[Z]. CN201400841: ,2010.(排名3)
[2]  一种测定高强玻璃纤维筋与混凝土粘结强度的方法[Z]. CN101819135A:, 2010.(排名4)
[3]  一种适用于高强玻璃纤维筋的拉伸强度试验装置[Z]. CN201662515U,2010.(排名4)
    科研获奖:
[1] 高强玻璃纤维筋用于连续配筋水泥混凝土路面研究,中国公路学会科技进步二等奖(2011年度,排名4)。
[2] 钢桥面沥青铺装关键技术,湖南省科技进步奖三等奖(2009年度,排名5)。


张军辉,男,19783月出生,博士(后),副教授,硕士研究生导师。自工作以来一直从事特殊土路基稳定与加固等方面的研究工作,在特殊土工程特性、地基处理、旧路加宽改建、路基变形监测及土工离心模拟实验技术等方面有所创新。近年来主持国家自然科学基金1项、交通部科技项目1项,技术负责国家863973课题各1项,主持或主要参与其他省部级项目10余项,获中国公路学会科学技术一等奖1项,中国公路学会科学技术二等奖1项。在国内外公开发表学术论文30 余篇,获发明专利1项、实用新型专利3项、软件著作权4项。主编专业技术书籍2部。


课程概况

(一)教学对象

土木工程专业道路方向的本科生。

(二)课程性质

专业必修课。

(三)教学目的

通过《路基路面工程》课程的教学,掌握路基路面工程结构物的构造、设计、施工、养护和检测等基本理论和基本知识,重点掌握各类路基、路面的设计原理和计算方法,培养学生对路基路面工程专业课程的系统认识,以便学生具有分析和解决路基路面工程实际问题的初步能力。

(四)基本要求

(1)要求学生掌握路基路面工程的基本理论和基本知识,以便使学生具有分析与解决路基路面工程实际问题的能力。

(2)要求学生掌握路基的技术特点和路基材料要求,并在一般路基和特殊路基设计、路基排水设计、路基稳定性设计和挡土墙设计等方面,具有独立设计与计算的能力,应具备路基防护、加固及附属设施方面的基本知识;重点掌握沥青路面、水泥混凝土路面的结构特点与材料特性,熟悉沥青路面和水泥混凝土路面的结构设计方法及施工工艺特点。

(3)要求学生系统掌握路基工程的影响因素和理论知识,并能运用这些基本原理来分析解决问题,重点掌握路基工程的设计方法;掌握路面排水设计的要求及常用排水设施的设计和使用,能够进行路基路面综合排水设计。

(4)要求学生初步掌握路基路面施工的具体操作技能以及施工组织管理知识,提高学生运用理论解决实际问题的能力。



课时分配表
学时分配表
教学内容总学时其中课外辅导/课外实践备注
讲课试验上机讲座
一、总论44




二、行车荷载、环境因素、材料的力学性质553



三、一般路基设计44




四、路基边坡稳定性设计44


1
五、路基防护与加固22




六、挡土墙设计66




七、路基路面排水设计      2    2




八、土质路基施工332
21
九、砂石路面22




十、无机结合料稳定路面443

1
十一、沥青路面12124



十二、水泥混凝土路面1010




十三、路面养护与管理22


1
十四、专题441
21
合计(学时)6464





教学方式、教学重点和难点

(一)教学方式

课堂讲解,课后辅导答疑、作业和多媒体辅助教学。

(二)教学重点                                                  

(1)行车荷载、环境因素、材料特性                                

(2)一般路基设计                                                                     

(3)路基边坡稳定性分析                                          

(4)挡土墙设计与验算                                            

(5)压实质量控制                                                

(6)无机结合料材料及组成设计                                    

(7)沥青混合料材料及组成设计

(8)水泥混凝土材料及组成设计

(9)沥青路面结构组合、有关参数和设计方法

(10)水泥混凝土路面结构组合、有关参数和设计方法

(11)路基路面综合排水设计   

(三)教学难点   

(1)行车荷载分析、环境因素   

(2)路基边坡简化毕肖普稳定性分析方法  

(3)路基挡土墙破裂面确定与验算   

(4)沥青路面弹性层状体系

(5)水泥路面弹性地基板理论(温克尔地基和弹性地基)

(6)路面结构组合

考核方式

理论教学与试验教学:理论教学闭卷考试、试验、平时表现、作业和答疑情况进行评定,采用百分制进行计分。试验教学采用综合试验设计能力、动手能力和试验报告综合评定。其中,期终闭卷考试的卷面成绩占70%;试验成绩占20%,平时表现、作业和答疑情况等占10%。

课程设计:考查,并参考平时的设计情况。采用优、良、中、及格、不及格评定。总成绩组成:设计内容占70%,平时设计表现情况占30%。

课程实习:必修成绩评定根据实习期间的表现,实习日记及实习报告来评定。总成绩组成:实习期间表现占20%,实习日记占30%,实习报告占50%。

教学素材

                                

主教材:                                        

路基路面工程                                     

主编:黄晓明                                     

人民交通出版社                                           


辅助教材:

路基路面工程检测技术

主编:李宇峙

人民交通出版社

教辅资料

 1.主要参考书

1〕中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》(JTG B01-2014),人民交通出版社,2014年。

2〕中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》(JTG D30-2015),北京:人民交通出版社,2015年。

3〕中华人民共和国行业标准《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017),北京:人民交通出版社,2006年。

4〕中华人民共和国行业标准《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011),北京:人民交通出版社,2011年。

5〕中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011),北京:人民交通出版社,2011年。

6〕《公路设计手册-路基》,交通部,人民交通出版社。

7〕《公路设计手册-路面》,交通部,人民交通出版社。

8〕其它有关路基路面工程参考文献及自行收集的相关资料。

作业库

路基路面工程各章作业题

第一章 总论——习题作业

一、名词解释

1.公路自然区划

2.路基临界高度

3.平均稠度

4.路拱

5.柔性路面

6.刚性路面

7.半刚性路面

8.路基干湿类型

二、思考题

1.简述路面结构层的特点、作用及材料。

2.路基、路面的基本要求有哪些?

3.路基干湿类型划分几类?根据什么标准划分?划分的目的是什么?路基干湿类型有哪些划分方法,干湿类型对路基有哪些影响?

4.试述新建公路路基干湿类型的确定方法。

5.制定自然区划的原则是什么?

6.影响路基、路面的水有哪些?水对路基有哪些影响?

7.试述地下水对路基的影响以及气温对路面的影响。

8.路面结构为何要分层?主要分为哪些层?各层的作用如何?各层常用的材料有哪些?

9.我国现行的路面是怎样分类与分级的?


第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学——习题作业

一、名词解释

1./双圆荷载

2.标准轴载

3.路基工作区

4.土基回弹模量

5.疲劳破坏

二、思考题

1.运动车辆对路面作用力有哪些?这些作用力具有哪三大特点?

2.路基工作区深度确立的标准是什么?对于路基工作区内的土有什么特殊要求?

3.路基工作区深度与车轮荷载及土体重度的关系如何?对于路基工作区深度范围内的土体有什么特殊要求?

4.重复荷载作用下路基累积变形呈现出什么发展规律?

5.土的模量分为哪几种,各自的含义是什么?为何回弹模量最能反映土的弹性特性?

6.按照形态和成型性质,路面材料可分为哪几类,根据组成情况,这几类材料相互间的最大差别是什么?


第三章 一般路基设计——习题作业

一、名词解释

1.路基边坡坡度

2.一般路基

3.路堤

4.路堑

5.路基高度

6.半填半挖路基

7.路基临界高度

8.填土高度

二、思考题

1.路基横断面主要有哪三类类型?从结构上看各种类型又可分为哪几类?

2.一般路基设计内容包括哪些?一般路基设计有哪些主要规定?

3.路基三要素指什么?各有什么特点?

4.路基的附属设施主要包括哪些?各有什么作用?


第四章 路基边坡稳定性设计——习题作业

一、名词解释

1.圆弧法

2.圆心辅助线

3.浸水路堤

4.陡坡路堤

5.力学法(数解)

6.力学法(表解)

7.工程地质法

8.当量土柱高

二、思考题

1.直线滑动面法和圆弧滑动面法各自使用的条件是什么?各自验算的方法和步骤有哪些?圆弧法计算路基边坡稳定性时,圆心辅助线如何确定?

2.简述圆弧法分析边坡稳定性的原理及土条划分的原则?

3.路基边坡稳定性分析中有关的设计参数应如何选择?

4.增加陡坡路堤稳定性的措施有哪些?


第五章 路基防护与加固——习题作业

一、名词解释

1.排水固结法

2.换填土层法

3.重锤夯实法

4.坡面防护

5.堤岸防护

6.冲刷防护

7.强夯法

8.化学加固法

二、思考题

1.路基防护和加固的目的和意义是什么?

2.路基直接防护与间接防护主要有哪些区别?

3.路基防护与加固工程,按作用不同,可分为哪几类?

4.试述植物防护的作用、类型及适用条件。

5.试述工程防护的作用、类型及适用条件。

6.常见的地基加固的方法主要有哪些?


第六章 挡土墙设计——习题作业

一、名词解释

1.挡土墙

2.锚定式挡土墙

3.加筋挡土墙

4.衡重式挡土墙

5.第二破裂面

6.抗滑稳定性

7.抗倾覆稳定性

8.主动土压力

9.被动土压力

二、思考题

1.挡土墙的作用、设置情况和设计内容有哪些?

2.挡土墙的类型有哪些?

3.挡土墙的布置包括哪几个方面?修建挡土墙的条件是什么?

4.库仑土压力、朗肯土压力理论的假设条件、作用图式和适用情况有何区别?

5.路基挡土墙稳定性验算的内容、受力图式和计算表达式是什么?

6.挡土墙的抗滑稳定性、抗倾覆稳定性或地基承载力不足时,可采取哪些改进措施?

7.挡土墙的防震措施有哪些?


第七章 路基路面排水设计——习题作业

一、名词解释

1.边沟

2.截水沟

3.排水沟

4.跌水

5.急流槽

6.渗沟

二、思考题

1.路基路面排水设计的一般原则是什么?

2.路基路面排水设计的目的是什么?

3.路基路面排水设备有哪些?

4.路基路面排水基本原则有哪些?

5.什么情况下要设置路面结构内部排水?


第八章 土质路基施工——习题作业

一、名词解释

1.压实度

2.最佳含水量

3.横向通道掘进

4.纵向全宽掘进

二、思考题

1.试述路基施工的重要性。

2.简述路基压实的意义、原理及压实原则。

3.路堤正确填筑应如何进行,填筑方法有哪些?各自适用条件是什么?

4.路堑开挖有哪些方式?各自适用条件是什么?

5.路基施工前应做好哪些准备工作?

6.影响路基压实的因素有哪些?路基压实标准应根据哪些要求制订?


第九章 砂石路面——习题作业

一、名词解释

1.碎(砾)石路面

2.水结碎石

3.泥结碎石

4.级配碎石

5.磨耗层、保护层

二、思考题

1.碎(砾)石结构层的强度构成特点是什么?

2.简述泥结碎石路面的施工过程。

3.泥结碎石路面灌浆施工的工序?

4.试述级配碎石路面与基层的施工。

5.何谓碎石路面?常用的碎石路面分几种类型,各有什么特点?

6.简述碎(砾)石路面的养护与维修。

7.试述磨耗层、保护层其作用及施工方法。


第十章 无机结合料稳定路面——习题作业

一、名词解释

1.无机结合料路面

2.半刚性基层

3.石灰稳定土

4.水泥稳定土

5.工业废渣稳定类基层

6.路拌法

7.厂拌法

二、思考题

1.什么是无机结合料稳定路面?其特点是什么?半刚性基层有哪几类?

2.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?

3.石灰稳定类基层的强度形成原理?影响其强度的因素有哪些?

4.水泥稳定类基层的强度形成原理?影响其强度的因素有哪些?

5.石灰和水泥的剂量是怎样确定的?

6.工业废渣类基层有几种?简述其施工工艺。

7.试述二灰稳定类基层的材料组成,各材料的基本配比范围。

8.简述石灰土基层的缩裂现象及防治措施。

9.简述石灰土基层的施工程序。


第十一章 沥青路面——习题作业

一、名词解释

1.层铺法

2.路拌法

3.厂拌法

4.沥青混凝土

5.热拌沥青碎石

6.乳化沥青碎石混合料

7.沥青贯入式

8.沥青表面处治

9.沥青玛蹄脂碎石

10.路面容许弯沉值

11.设计弯沉值

12.标准设计轴载

13.沉陷

14.车辙

15.疲劳开裂

16.推移

17.低温开裂

18.弯沉综合修正系数

19.力学—经验法

20.半刚性基层

21.柔性基层

22.刚性基层

23.沥青路面垫层

二、思考题

1.沥青混合料的矿料组成和沥青用量是如何确定的?

2.热拌沥青混合料的配合比设计方法是什么?

3.简述沥青路面的基本特性和面层分类。

4.沥青混凝土中掺入矿粉的主要目的是什么?

5.沥青混合料的强度是如何构成的?提高其抗剪强度的措施有哪些?

6.为什么要重视沥青路面的高温稳定性和低温抗裂性能?提高沥青路面高温稳定性的方法有哪些?

7.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?


第十二章 水泥混凝土路面——习题作业

一、名词解释

1.钢筋混凝土路面

2.连续配筋混凝土路面

3.钢纤维混凝土路面

4.碾压混凝土路面

5.传力杆

6.横向胀缝

7.横向缩缝

8.横向施工缝

9.断裂

10.唧泥

11.错台

12.拱起

13.接缝挤碎

14.文科勒地基

15.弹性地基

16.冲击系数

二.思考题

1.简述水泥混凝土路面的特点和适用场合。

2.水泥混凝土路面对土基的基本要求有哪些?设置基层的作用是什么?

3.水泥混凝土路面接缝设计女主要内容是什么?水泥混凝土面层伸缩内传力杆的基本要求是什么?

4.在水里上面层的施工过程中,保证其质量的关键是什么?水泥混凝土施工工序是什么?

5.水泥混凝土路面对路基的基本要求是什么?

6.板的平面尺寸如何确定?

7.怎样进行水泥混凝土路面加铺层设计?

8.水泥混凝土路面的损坏模式有哪些?


第十三章 路面防护与管理——习题作业

一、名词解释

1.路面管理系统

2.泛油

3.波浪

4.拥包

5.滑溜

6.坑槽

7松散

8啃边

9实施维修年

二、思考题

1.什么是路面管理?它的分类及其主要内容是什么?

2.简述路面损坏预测模型的类型及建立时必须具备的条件?

3.论述沥青路面的常见病害与处治方法。

4.简述旧沥青路面上加铺层的设计步骤。

5.旧水泥混凝土面层上的加铺层有哪些类型?


 路基路面工程各章作业题答案

第一章 总论

一、名词解释

1、公路自然区划:公路区划依据的原则,道路工程特征相似的原则、地表气候区划差异性原则、自然气候因素既有综合又有主导作用的原则。我国的公路自然区划分为三级,一级区划按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分为北部多年冻土区、东部温润季冻区、黄土高原干湿过渡区、东南湿热区、西南潮暖区、西北干旱区和青藏高寒区等七个大区;二级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、湿润、润干、中干和过干等六个等级,结合各区的地理、气候特征等因素进行二级区和二级副区的划分;三级区划则是二级区划的具体化。

2、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积水水位的高度称为路基临界高度H。即:H1相对应于wc1,为干燥和中湿状态的分类标准;H2相对应于wc2,为中湿与潮湿状态的分类标准;H3相对应于wc3,为潮湿和过湿的分类标准。

3、平均稠度:原有道路的土基以下2000px范围内的平均稠度Bm

4、路拱:为及时排出雨水,利于行车,设置的横向坡度。

5、柔性路面:总体结构刚度较小,在行车荷载作用下的弯沉变形较大,路面结构本身抗弯拉强度较低,她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,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。这样的路面叫柔性路面。柔性路面主要包括各种未经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。

6、刚性路面:指的是刚度较大、抗弯拉强度较高的路面。一般指水泥混凝土路面。水泥混凝土材料,普通砼/JPCP、钢筋砼/JRCP、连续配筋砼/CRCP、碾压砼/RCCP、预应力砼/PCP、纤维砼/SFRC、嵌锁式砼路面。

7、半刚性路面:用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎(砾)石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层,在前面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。由于这种材料的刚性处于柔性路面与刚性路面之间,因此,把这种基层和铺筑在它上面的沥青面层统称为半刚性路面。

8、路基干湿类型:干燥,路基干燥稳定,路面强度和稳定性不受地下水和地表积水影响。中湿,路基上部土层处于地下水或地表水影响的过渡带区内。潮湿,路基上部土层处于地下水或地表积水毛细影响区内。过湿,路基极不稳定,冰冻区春融翻浆,非冰冻区弹簧,路基经处理后方可铺筑路面。

二、思考题

1.简述路面结构层的特点、作用及材料。

答:面层:面层是直接同行车及大气接触的表面层次,它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用,同时还受到降雨的侵蚀和气温变化的影响,因此,同其它层次相比,它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性,且应耐磨、不透水,表面还应有良好的抗滑性与平整度。材料有沥青混凝土,水泥混凝土,沥青贯入。

基层:主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基,因此,它也应具有足够的强度与刚度,并应具有良好的扩散应力的能力;基层受大气影响较面层小,但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿,故也应具有足够的水稳定性;同时,为保证面层平整。材料有沥青碎石,砂石材料,级配碎石。

路基垫层:垫层介于基层和土基之间,它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态;同时,也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形,并可阻止路基土挤入基层。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层:地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿状态的路段;排水不良的土质路堑;有裂隙水,泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段;季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段;基层可能受污染的路段。材料有砂石材料,级配碎石。

2、路基、路面的基本要求有哪些?

答:路基是路面的基础,是公路工程的重要组成部分,它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物,与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物,路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。路面是直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构,应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度,其表面还应满足平整、抗滑和排水的要求。

3.路基干湿类型划分几类?根据什么标准划分?划分的目的是什么?路基干湿类型有哪些划分方法,干湿类型对路基有哪些影响?

答:路基存在四种干湿状态:干燥、中湿、潮湿和过湿。以分界稠度Wc1Wc2Wc3作为划分指标。判断路基所处干湿状态,路基干湿状态的要求,一般要求处于干燥和中湿状态。老路:求算平均稠度,查表确定干湿类型,原有道路的土基以下2000px范围内的平均稠度Bm,应在不利季节测定。如当地有非不利季节与不利季节的路基湿度换算关系时,可在非不利季节测定,再换算为不利季节的数值使用。新路:以路基临界高度为判别标准。湿软、冰冻及整体不稳定性,需设置良好的排水设施,并控制路基的干湿类型。

4.试述新建公路路基干湿类型的确定方法。

答:新路以路基临界高度为判别标准。H1相对应于wc1,为干燥和中湿状态的分界标准;H2相对应于wc2,为中湿与潮湿状态的分界标准;H3相对应于wc3,为潮湿与过湿状态的分界标准。

5.制定自然区划的原则是什么?

答:道路工程特征相似的原则,地表气候区划差异性原则,自然气候因素既有综合又有主导作用的原则。

6.影响路基、路面的水有哪些?水对路基有哪些影响?

答:原始土具有的自然含水量;大气降水;地面水;地下水;毛细上升水;水蒸气凝结水;薄膜移动水。地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化,最典型的是路基冻胀与翻浆现象。

7.试述地下水对路基的影响以及气温对路面的影响。

答:地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化,最典型的是路基冻胀与翻浆现象。水分积蓄于路基路面体内,降低路基路面的强度与刚度,造成路面损坏,并可进一步加剧路面透水性。

8、路面结构为何要分层?主要分为哪些层?各层的作用如何?各层常用的材料有哪些?

答:行车荷载和自然因素对路面的影响,随深度的增加而逐渐减弱,所以路面结构常分层铺筑,划分为面层、基层、垫层。面层:面层是直接同行车及大气接触的表面层次,它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用,同时还受到降雨的侵蚀和气温变化的影响,因此,同其它层次相比,它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性,且应耐磨、不透水,表面还应有良好的抗滑性与平整度。材料有沥青混凝土,水泥混凝土,沥青贯入。基层:主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基,因此,它也应具有足够的强度与刚度,并应具有良好的扩散应力的能力;基层受大气影响较面层小,但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿,故也应具有足够的水稳定性;同时,为保证面层平整,它还应具有较好的平整度。材料有沥青碎石,砂石材料,级配碎石。路基垫层:垫层介于基层和土基之间,它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态;同时,也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形,并可阻止路基土挤入基层。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层:地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿状态的路段;排水不良的土质路堑;有裂隙水,泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段;季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段;基层可能受污染的路段。材料有砂石材料,级配碎石。

9.我国现行路面是怎样分类与分级的?

答:路面类型有柔性路面,半刚性路面,刚性路面,复合式路面。按使用土质、材料组成及结构强度与稳定性,路面分为四级,高级,次高级,中级,低级。

10.路基土是如何分类的?简述砂土、粉土、粘土的工程性质。

答:一般以主成分粒组进行定义,控制主成分粒组的比例在50%以上。而特殊土则分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土,前三者按特殊塑性图上的位置定名,盐渍土按含盐百分率分类。粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材,粉性土属于不良材料,最容易引起路基病害,粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材。

第二章  行车荷载、环境因素、材料的力学性质

一、名词解释

1、单/双圆荷载对于双轮组车轴,若每一的双轮用1个或2个圆表示,则称为单/双圆荷,相应车轮荷载计算图式称为单/双圆荷载图式。
2,标准轴载:我国路面计所用的单轴双轮组轴100kN的设计轴线,以BZZ-100表示。
3.路基工作区当路基某深度Za处车轮荷载引起的垂直应力σz仅为路基土重引起垂直应力σb1/101/5时,该深度Za范围内的路基称为路基工作区。
4基回弹模用以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质的物理参数。
5.疲劳破坏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。
二、简答题
1.运动车辆对路面作用力有哪些?这些作用力具有哪三大特点?
运动车辆对路面施加静压力、水平力和振动力这些作用力具有波动性、瞬时性和重性三大特点。
2.路基工作区深度确立的标准是什么?对于路基工作区内的土有什么特殊要求?
确立标准路基土中车轮荷载引起的竖直方向应力σz仅为路基土自重引起的竖直方应力σb1/101/5,即σz=(1/101/5) σb特殊要求在路基工作区(有时包括然地基上部)范围内,对于土质选择和路基压实度都需要提出更高要求。
3.路基工作区深度与车轮荷载及土体重度的关系如何?对于路基工作区深度范围内的体有什么特殊要求?

答:路基工作区深度随车轮荷载的增加而增加,随着土体重度的增加而减小路基作区范内的土质选择,路基压实度提出更高要求。

4.重复荷载作用下路基累积变形呈现出什么发展规律?

答:重复荷载作用下路累积变形呈现2类发展规律。第1类为压密稳定:次加载产生的塑性变形越来越小,直至稳定,这种情况致形成土基的整体剪切破坏;第2类为渐进破坏:侮次加载作用在土体产生了逐渐发展的剪切变形,形成能引起土体整体破坏的剪裂面,后达到破坏阶段。

5.土的模量分为哪几种,各自含义是什么?为何回弹模量最能反映的弹性特性?

答:分为4类,初始切线模量:应力为0时应力应变曲线切线斜率切线模:某一应力时应力应变曲线切线斜率割线模:某应力点和应力O点连线所得应力应变曲线割线的斜率;回弹模:应力卸除阶段应力应变曲线斜率。前3种模量皆包含有残余应变和回弹应变,而回弹模去除了残余应变,只包含回弹应变,因此能反映的弹性性质。 

6按照形态和成性质,路面材料可分为哪几类,根据组成情况,这几类材料相互的最大差别是什么?

答:路面材料可分为3类:1松散颗粒材料及块料,2沥青结合料类材料, 3无机结合料类材料,这3类材料最大差别在于:1有或是无结合料,第1类无结合料,第23类有结合料;2结合料类型司,第2类结合料为沥青(有机物),第3类结合料为无机材料(如水泥、石灰等)。

7.答:应力比越大,疲劳寿命越小,应力比越小,疲劳寿命越大;极限条件下:应力比等于1(即,极限承载力试验),疲劳寿命;应力比等于0时,疲劳寿命

8.路面材料强度特性中,抗剪强度通常采用什么理论描述?抗拉强度通常有哪两种测试方法,测试加载方向有何不同?松散颗粒材料是否具有抗拉强度,无机结合料稳定材料是否具有抗压强度?
抗剪强度通常采用Mohr-Coulomb强度理论描述抗拉强度通常有直接拉伸和间接(又称劈裂)试验2种测试方法,各自加载方向为圆柱形试件的高度轴向和横截面径向;松散颗粒材料不能承受拉应力,故没有抗拉强度无机结合料稳定材料由于抗拉强度远小抗压强度,因此工程中不存在抗压强度。

 

第三章 一般路基设计

一、名词解释

1.路基边坡坡度:路基边坡的坡度是边坡的高度比上边坡的宽度,可以用坡比的形式表示。

2.一般路基:通常指在良好的地质与水文等条件下,填方高度与挖方深度不大的路基。可结合地形、地质直接选用典型断面图或设计规定,不必进行个别论证和验算。

3.路堤:在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物。

4.路堑:是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。

5.路基高度:路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计标高与路中线原地面(中心线)标高之差。

6.半填半挖路基:横断面上部分为挖法、下部分为填土的路基。

7.路基临界高度:是指在不利季节当路基分别处于干燥、中湿或潮湿状态时,路床表面(路槽地面)距地下水位或地表积水水位的最小高度,或者说与分界相对稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度。根据土质、气候因素,其高度可按当地经验确定,以H1H2H3、分别代表干燥与中湿、中湿与潮湿、潮湿与过湿状态的临界高度。

8.填土高度:为保证路基稳定,根据土质、气候和水文地质条件所规定的路肩边缘至原地面的高度。

二、思考题

1.路基横断面主要有哪三种类型?从结构上看各种类型又可分为哪几类?

答:路堤,路堑,半填半挖。路堤按填高可分为矮路堤(H1.0~1.5m),高路基(H18~20m),一般路堤(H=1.5~18m);按所处条件和加固类型分为浸水路基,护脚路堤,挖沟填筑路堤等。

2.一般路基设计内容包括哪些?一般路基设计有哪些主要规定?

答:选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度;选择路堤填料与压实标准;确定边坡形状与坡度;排水系统布置与排水结构设计;坡面防护与加固设计;附属设施设计。

3.路基三要素指什么?各有什么特点?

答:路基高度,路基宽度和路基边坡坡度。路基宽度的确定原则是考虑占地和生态问题,尽可能的少占农田、考虑填挖平衡以减少取土挖、防止水土流失以维护生态平衡。路基的填挖高度,是在路线纵断面设计时,综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素确定的。路基边坡坡度应通过设计验算确定也可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值进行采取。

4.路基的附属设施主要包括哪些?各有什么作用?

答:(1)取土坑与弃土堆。取土坑和弃土堆地点选择原则:因地制宜,综合考虑,既要维护自然平衡,又要防止水土流失。(2)护坡道。作用:加宽路基边坡横向距离,减少边坡平均坡度。(3)碎落台。作用:主要供零星土石碎块下落时的临时堆积,以保护边沟不致于阻塞,同时起护坡道的作用。(4)堆料坪。路面养护用的矿质材料可就近选择路旁合适的地点堆置备用,也可在路肩边缘设堆料坪,其面积可结合地形与材料数量而定。(5)错车道。作用:对于单车道公路,为双行行车的回车和相互避让提供方便。(6)紧急停车带。作用:为使汽车停车而不妨碍交通安全,在高等级公路行车道的右侧设置的供临时停车用地带。(7)护栏。不封闭的各级公路,当路堤高度≥6m,以及急弯、陡峻山坡、桥头引道等危险路段应设置护栏。护栏一般分为墙式和柱式两种。高等级公路(高速公路、一级公路)则一般设置防撞护栏、防撞墙或护索等。

 

第四章  路基稳定性分析计算

一、名词解释

1、圆弧法:假定滑动面为一圆弧,将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条,依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力,然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性系数的边坡稳定分析方法。

2、圆心辅助线:为较快找到极限滑动面,减少试算工程量,依据经验,极限滑动圆心在一条直线上,这条直线即圆心辅助线。

3、浸水路堤:受到季节性或长期浸水的沿岸路堤、河滩路堤等。

4、陡坡路堤:原地面横坡大于1:205的路堤。

5、力学法(数解):假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析,从中找出极限滑动面,按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡稳定性的边坡稳定分析方法。

6、力学法(表解):在计算机和图解分析的基础上,制定成待查的参考数据表格,用查找参考数据表的方法进行边坡稳定性分析的边坡稳定分析方法。

7、工程地质法:经过长期的生产实践和大量的资料调查,拟定不同土的类别及其所处状态下的边坡稳定值参考数据;在实际工程边坡设计时,将影响边坡稳定的因素作比拟,采用类拟条件下的稳定边坡值作为设计值的边坡稳定分析方法。

8、当量土柱高:在边坡稳定性分析时,以相等压力等效替代车辆设计荷载的土层厚度。

二、思考题

1、直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适用的条件是什么?圆弧法计算路基边坡稳定性时,圆心辅助线如何确定?

:直线滑动面法适用于砂类土。砂类土边坡渗水性强,粘性差,边坡稳定主要靠内摩擦力支承,失稳土体滑动面近似直线形态。圆弧滑动面法适用于粘性上。粘性土边坡渗水性弱,粘性强,边坡稳定主要靠粘聚力支承,失稳土体滑动面近似圆弧形态。直线滑动面法验算方法有试算法和解析法。

4.5H方法确定圆弧滑动面圆心辅助线基本步骤:①由坡脚A向下引竖线,在竖线上截取高度Hhh0边坡高度及荷载换算为土柱高度h0G点。②自G点向右引水平线,在水平线上截取4.5H,E点。③连结边坡坡脚A和顶点B',求得AB'的斜度i01/m,据此值査表4-1得β1和β2值。由A点作与AB'成β1角的直线,再由B'点作与水平线成β2角的直线,两线相交得F点。④连结EF两点即得圆心辅助线。

2、简述圆弧法分析边坡稳定性的原理及土条划分的原则?

:将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条,依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力,然后叠加计算出整个滑动土体的稳动性。

3、路基边坡稳定性分析中,有关的设计参数应如何解释?

答:(1)土的计算参数有γ、φ、c(可分层划段,使参数一致,一般采用直接快剪或三轴不排水剪切试验);高路堤时宜采用直接固结快剪或三轴固结不排水剪切试验;软土地基宜采用直接固结快剪或三轴不固结不排水剪切试验)。(2)边坡的取值可综合坡度值,也可用坡顶与坡脚连线近似表达。3)汽车荷载的当量换算;双车道N=2,单车道N=1B=Nb+N-1m+db=1.8m,m=1.3m,d=0.6m

4.增加陡坡路基稳定性的措施有哪些?

答:(1)改善基地状况,增加摩擦力或减少滑动力。(2)改变填料及断面形式。(3)在坡脚处设置支挡结构物。

 

第五章  路基防护与加固

一、名词解释

1.排水固结法:利用地基排水固结规律,采用各种排水技术措施处理饱和软弱土的一种方法。

2.换填土层法:将基底下一定范围的土层挖去,然后回填以砂、碎石、灰土等以及其它性能稳定、无侵蚀材料,并予以压实的地基处理方法。

3.重锤夯实法:利用起重机将重锤提高到一定高度,然后使其自由下落,重复夯击,将地表表层夯实的地基处理方法。

4.坡面防护:保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差和湿差变化的影响,防止和延缓软弱表层的风化、碎裂、剥蚀演变,从而保护边坡整体稳定性的防护措施。

5.堤岸防护:针对沿河滨海、河滩路堤及水泽路堤而采取的防止水流破坏和加固堤岸的防护措施。

6.冲刷防护:用于防护水流对路基的冲刷和淘刷。

7.强夯法:利用几十吨重锤从高处落下,反复多次夯击路面,对地基进行强力夯实的地基处理方法。

8.化学加固法:利用化学溶液或胶结剂,采用压力灌注或搅拌混合等措施,使土颗粒胶结起来,达到加固目的。

二、思考题

1.答:确保路基路面的稳定、强度、使用耐久性,维护正常的交通运输,确保行车安全,保证公路使用品质,提高投资效益,以及保持道路与自然环境协调。

2.答:直接防护就是防护路堤边坡和堤岸,使水与边坡和堤岸隔离,从而达到防护的目的。间接防护是改变水流方向,降低水流速度,从而达到防护的目的。

3.答:分为:坡面防护、冲刷防护和支挡建筑物三大类。1)坡面防护:用于防护易受自然因素影响而不需支挡的土质与岩石边坡。2)冲刷防护:用于防护水流对路基的冲刷和淘刷。3)支挡建筑物:用于防护路基变形或支挡路基本体,以保证路基稳定。

4.答:种草,适宜坡高不大、边坡不陡于1:1.0的土质易种植边坡,其表面水径流速度应低于0.6m/s。边坡坡度在1:1.0~1:2.0时也可种草,但应采取固定草种布或网格固定撒种等方法。铺草皮,表面水径流速度在0.6m/s~1.8m/s之间是不宜种草,而应根据情况按平铺、水平叠纸、垂直坡面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮,必要时可先浆砌防护,在浆砌内部铺草皮,以减小水流冲刷。客土喷播,将含有植物生长所需营养的基质材料混合胶结材料喷附在岩基坡面上,在岩基坡面上创造出宜于植物生长的硬度的牢固且透气、与自然表土相近的土板块,种植出可粗放管理的植物群落,最大程度地恢复自然生态。植树,主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况,主要起到:1)降低河滩水流速度及改变水流方向;2)防风固沙;3)防雪等作用。低等级公路也可在路两侧进行植树,以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等作用。

5.答:砂浆抹面防护,主要用于石质挖方坡面,以防止岩石表面风化。但要求岩表完整未剥落、表面较平整,一般抹面的厚度在2~250px。喷浆防护,用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡,一般厚度在5~250px。喷浆坡面应设置排水孔。勾缝、灌浆、嵌补,防止水分渗入缝隙。干砌片石护面,有单层与双层之分,须做砂垫层,厚度一般不小于500px,主要用于坡面或排水沟渠。浆砌片石护面(墙),封闭软质岩层、高填方路堤表面及较破碎的挖方边坡,一般立交内凹的夹角部分及较破碎的挖方边坡须全浆砌防护,其它可采用菱形、拱形、方格形等防护方式,其间土体可种草或铺草皮。

答:砂垫层法;换填法;夯实法;排水固结法;挤密法;化学加固法。

 

第六章  挡土墙设计

一、名词解释

1.挡土墙:支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构物。

2.锚定式挡土墙:由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构。它借助于埋在填土内的锚定板的抗拔力抵抗侧土压力,保持墙的稳定。

3.加筋挡土墙:是利用加筋土技术修建的支挡结构物。利用拉筋与土之间的摩擦作用,把土上午侧压力削减到土体中,改善土体的変形条件和提高土体的工程性能,从而达到稳定土体的目的。加筋挡土墙由填料、在填料中布置的拉筋以及墙面板三部分组成。

4.衡重式挡土墙:指的是利用衡重台上部填土的重力而墙体中心后移以抵抗土体侧压力的挡土墙。

5.第二破裂面:土体的破裂棱体可能沿着出现在土体中的相交于墙踵的两个破裂面滑动,远离墙的称第一破裂面,近墙的称第二破裂面。

6.抗滑稳定性:基底在土压力、自重等作用下的摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。

7.抗倾覆稳定性:墙身绕墙趾向外转动情妇的抵抗能力。

8.主动土压力:当挡土墙向外移动时(位移或倾覆),土压力随之减少,直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态,作用于墙背的土压力称为主动土压力。

9.被动土压力:当挡土墙向土体挤压移动时,土压力随之增大,土体被推移向上滑动处于极限平衡状态,作用于土体对墙背的抗力称为被动土压力。

二、思考题

1.答:作用有护肩及改善综合坡度(路肩墙);收缩坡脚,防止边坡或基底(对于陡坡)路堤滑动,沿河路堤可当水流冲刷等(路堤墙);减少开挖,降低边坡高度(路堑墙);支挡坡上覆盖层,可兼起拦石作用(山坡墙);缩短隧道或明垌口长度(隧道及明垌口挡墙);护台及连接路堤,作为翼墙或桥台(桥梁两端挡墙)。

2.答:重力式挡土墙、半重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋挡土墙、桩板挡土墙。

3.答:1)横向布置。主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置,确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡土墙,并确定断面形式及初步尺寸。2)纵向布置。在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置,布置后绘成挡土墙正面图。包括:(1)分段,设伸缩缝与沉降缝;(2)考虑始、末位置在路基及其它结构处的衔接(3)基础的纵向布置;(4)泄水孔布置。3)平面布置。对于个别复杂的挡土墙,例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙;绕避建筑物挡墙,除了横、纵向布置外,还应作平面布置,并绘制平面布置图。

4.答:略

5.答:略

6.答:增加抗滑稳定性的方法:1)设置倾斜基底;2)采用凸榷形基础。增加抗倾覆稳定性的方法:1)展宽墙趾;2)改变墙面及墙背坡度;3)改变墙身断面类型。

7.答:1)尽可能采用重心低的墙身断面形式;2)基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层上,遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时,应采取适当措施进行加固处理;3)挡土墙宜采用浆砌片(块)石、混凝土和钢筋混凝土修筑。当采用干砌片(块)石时,墙高须加以限制:设计烈度为8度时,一般不超过5m9度时,一般不超过3m4)墙体应以垂直通缝分段,每段长度不宜超过15m。地基变化或地面标高突变处,也应设置通缝。5)应严格控制砌筑质量,石料要嵌挤紧密,砂浆要饱满,砂浆标号按非地震区要求提高一级采用。

 

第七章  路基路面排水设计

一、名词解释

1.边沟:为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水,在路基两侧设置的水沟。

2.截水沟:又称天沟,指的是为拦截山坡上流向路基的水,在路堑坡顶以外设置的水沟(规范规定距路堑坡顶外缘大于等于5m,距路堤坡脚外缘大于等于2m)。

3.排水沟:用于排除地面或地下多余水量的沟或暗管。

4.跌水:在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯形,水流呈瀑布跌落式通过的沟槽。

5.急流槽:在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽。

6.渗沟:有填石渗沟、管式渗沟、洞式渗沟三种形式。

二、思考题

1.答:(1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系;(2)路基排水沟渠的设置,应与农田水利相配合,必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径;(3)设计前必须进行调查研究,重点路段要进行排水系统的全面规划,做到路基路面综合设计和分歧修建;(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,尽量选择有利地质条件不设人工沟渠;(5)路基排水要结合当地水文地质条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主;(6)为减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水进入路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面结构内的水,亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

2.答:1)把降落在路界范围内的表面上有效的汇集并迅速排除出路界;2)把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害;3)隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水,并将其引导到路基范围以外。

3.答:边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、倒虹吸、渡水槽等

4.答:基本原则:1)降落在路面上的雨水,应通过路面横向坡度向两侧排流,避免行车道路路面范围内出现积水;2)在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下,应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水;3)在路堤较高,边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷,或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷是,应沿路肩外侧边缘设置拦水带,汇集路面表面水,然后通过泄水口和急流槽排离路堤;4)设置拦水带汇集路面表面水时,拦水带过水断面内的水面,在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘,在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。

5.答:(1)路面内部排水系统中各项排水设施的泄水能力均应大于渗入路面结构内的水量,且下游排水设施的泄水能力应超过上游排水设施的泄水能力。(2)渗入水在路面结构内的最大渗流时间,冰冻地区不应超过1小时,其他地区不应超过2小时(重交通)~4小时(轻交通)。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45m~60m。(3)各项排水设施不应被渗流从路面结构、路基或路肩中带来的细料堵塞,以保证系统的排水能力不随时间推移而很快丧失。

 

第八章  土质路基施工

一、名词解释

1.压实度:工地实测干容重与最大干容重值之比的百分数值。

2.最佳含水量:在一定压实功作用下,使土最容易压实,并能达到最大干密度时的含水量。

3.横向通道掘进:先在路堑纵向挖出通道,然后分段同时向横向掘进。可以扩大施工面、加快施工进度,适用于开挖长而深的路堑(纵挖法)。

4.纵向全宽掘进:在路线一端或两端,沿路线纵向向前开挖(横挖法)。

二、思考题

1.答:路基施工虽然工序简单,但是条件复杂,施工方法多样化。同时路基的隐蔽工程比较多,质量不合标准会使路基路面自身留下隐患,而且后患无穷,难以根治。因此,为确保工程质量,实现快速、高效、安全施工,必须重视施工技术与管理。隐蔽路基施工要求有稳定的专业施工队伍,建立和健全施工技术操作规程与质量检查验收制度,采用现代化的施工管理方法。

2.答:土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的空隙为水分和空气所占据。压实的目的在于是土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位重量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。土基压实后,路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等,均有明显改善。

3.答:不同性质的土要分层铺筑;各类土层的安排应考虑路基工作条件;透水性较小的土填在下层时,其顶面应做成4%的双向横坡,以保证上层透水土有排水出路;为保证水分蒸发和排除,路堤不宜被透水性差的土层封闭。填筑方法有分层平铺、竖向填筑、混合填筑。分层铺筑适用于不同性质的土,竖向填筑适用于路线跨越深谷或池塘、陡坡地段的半填半挖路基,混合填筑适用于路堤的下部采用竖向填筑法,上部采用分层填筑法的情况。

4.答:有纵向全宽掘进、横向通道掘进和混合法。纵向全宽掘进适于短而深的路堑,横向通道掘进适于开挖长而深得路堑(纵挖法),混合法适于特别长而深得路堑。

5.答:应做好组织准备工作,即施工队伍、管理机构、明确任务、规章制度;技术准备工作,即熟悉设计文件、制定施工组织计划、施工放样、供电供水、施工用房等;物质准备工作,即材料准备、机械准备、后勤保障。

6.答:影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度;外因指压实功能(如机械性能、压实时间与速度、土层厚度)及压实时的外界自然和人为的其他因素等。确定压实方法的内容包括:1)选择合适的压实机具类型;2)确定压实土层的厚度、湿度;3)压实作用的重复次数等。

 

第九章  碎砾石路面

一、名词解释

1碎(砾)路面:碎、砾石路面是用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配碎(砾)石路面等,一般只适用于中低等交通量的公路。

2水结碎石: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,经洒水碾压后的一种结构层。

3.泥结碎石:泥结碎石路面是以碎石作为集料、泥土作为填充物和粘结料,经压实修筑成的一种结构。

4.级配碎石:级配碎石路面是由各种集料(碎石)和土,按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层。

5.磨耗层、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。保护层是在磨耗层上面,用来保护磨耗层,减少车轮对磨耗层的磨损。

二、思考题

1.碎(砾)石结构层的强度构成特点是什么?

答:碎、砾石路面结构强度形成特点有(1)矿料颗粒之间的联结强度,一般比矿料颗粒本身强度小得多;(2)在外力作用下,材料首先将在颗粒之间产生滑动和位移,使其失去承载能力而遭致破坏。其强度构成的关键是颗粒间的联结强度(注意不是粘结强度);联结强度即由材料的粘结力和内摩擦角所表征的内摩擦力,一般以库伦公式表示:

2.简述泥结碎石路面的施工过程。

答:泥结碎石层施工方法有灌浆法、拌和法、几层铺法三种。灌浆法具有较高的强度和稳定性,应用最多,施工工序;1准备工作;2摊铺碎石;3预压(4~6吨、6~10遍,石料无松动);4浇灌泥浆;51~2h后撒嵌缝料;6碾压成型,分为带将碾压(8~10吨、10遍)和终压(8~12吨)。

3.泥结碎石路面灌浆施工的工序?

答:1准备工作;2摊铺碎石;3预压;4浇灌泥浆;5撒嵌缝料;6碾压

4.试述级配砾(碎)石路面与基(垫)层的施工。

答:其一般施工工序为1开挖路槽;2备料运料;3铺料(松铺系数1.3~1.4);4拌和成型(边拌和边洒水,5~9%);5碾压(先轻后重);6铺封层。

5.答:碎石路面是用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。按施工方法以及所用填充结合料的不同,分为水结碎石路面、泥结碎石路面、级配碎石路面和干压碎石路面等。水结碎石路面的特点是碎石质量和规格要求严格,碾压方式严格、水稳性好。常用作沥青路面的基层或者整平层、联结层,用做基层水稳性好(防反射裂缝)。泥结碎石路面特点是力学强度和稳定性依靠碎石的相互嵌挤作用和土的粘结作用,其水稳性差,透水性差。级配碎石路面特点是强度由摩阻力和粘结力构成,具有一定的水稳性和力学强度。

6.答:碎(砾)石路面的养护与维修主要是为了使路面在各种交通组成和交通量的荷载作用下保持应有的强度和平整度。主要包括莫号称的修理、坑槽和车辙的修补、路面松散和波浪(搓板)的防治

7.答:磨耗层的作用是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。保护层的作用是保护磨耗层,减少车轮对磨耗层的磨损。磨耗层的施工时先整平原路面。清楚面上浮土和松散颗粒,然后洒水,将拌和好的混合料均匀铺撒,铺撒系数1.3~1.4,然后才采用轻型压路机压实。保护层按使用材料和铺设方法的不同,保护层分为稳定保护层与松散保护层两种。稳定保护层的做法是在润湿的磨耗层上撒布一层黏土,用扫帚扫匀,或先铺黏土,洒水扫浆,接着撒铺粗砂或碎屑,扫匀后控制行车碾压。松散保护层是在磨耗层上均匀铺撒粗砂或石屑,粒径2~5mm,在行车作用下砂粒易被移动、带走,因此需要经常补充、回砂、扫砂,保持砂粒均匀充足。

 

第十章  无机结合料稳定路面

一、名词解释

1.无机结合料路面:用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修筑的路面。

2.半刚性基层:用无机结合料稳定材料修筑的基层。

3.石灰稳定土:将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或原来松散的土中,经拌和、压实及养护后得到的混合料,称为石灰稳定土。

4.水泥稳定土:在经过粉碎的或原来松散的土中,掺入足量的水泥和水,经拌和得到的混合料在压实和养生后,当其抗压强度符合规定的要求时,称为水泥稳定土。

5.工业废渣稳定类基层:用在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的工业废渣和水,经拌和、摊铺、碾压及养生而形成的基层。

6.路拌法:指的是采用人工或利用拖拉机或稳定土拌和机在路上或沿线就地拌和混合料的施工方法。

7.厂拌法:在固定的拌和工厂或移动式拌和站拌制混合料的施工方法。

二、思考题

1.答: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成为无机结合料稳定材料,以此修筑的路面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。石灰稳定类基层、水泥稳定类基层、工业废渣稳定基层。

2.答:无机结合料稳定材料拌和压实后,由于水分挥发及其内部的水化作用引起干燥收缩,以及混合料受降温影响引起的温度收缩等,由此引起其体积收缩变化,表现出结构的收缩应力及开裂破坏。干缩的发生与预防1)选择稳定剂种类与用量;2)控制材料成型时的含水量及成型时机;3)保湿养生。温缩的发生时节及控制时节:1)冬季低温;2)控制,选择材料种类与配比。

3.答:在土中掺入适量的石灰,并在最佳含水率下拌匀压实,使石灰与图发生一系列的物理、化学作用,从而使土的性质发生根本的变化。一般分为四个方面,离子交换作用、结晶硬化作用、火山灰作用和碳酸化作用。影响其强度的因素以有机质、灰质、石灰剂量、含水率、密实度、石灰土的龄期、养生条件。

4.答:用水泥稳定土的过程中,水泥、土和水之间发生多种复杂的物理化学作用,从而使土的性能发生明显的变化。这些作用包括化学作用,物理—化学作用,物理作用。其影响强度的因素有土质、水泥的成分和剂量、含水率、施工工艺过程。

5.答:石灰剂量根据结构层设计要求进行混合料组成设计确定。水泥剂量根据规范中强度标准选定,然后在此剂量下试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合规范要求。

6.答:工业废渣类基层有石灰煤渣类基层、石灰粉煤灰类基层。石灰煤渣类基层施工工艺为备料、确定混合料配比、摊铺拌合洒水(路拌法施工)或拌和摊铺(厂拌法)、整形、碾压、养生;石灰粉煤灰类基层施工工艺为准备底基层、拌和、摊铺、压实、养生。

7.答:组成材料有石灰、粉煤灰和集料。石灰与粉煤灰的比常用1:2~1:4(对于粉土以1:2合适),石灰粉煤灰与细粒土的比为30:70,采用石灰粉煤灰与级配的中粒土和粗粒土时,石灰与粉煤灰的比为1:2~1:4,石灰粉煤灰与粒料的比常采用20:80~15:80.

8.答:石灰土基层由于水分散失引起的体积收缩而产生裂缝的现象。石灰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70%~80%,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。

9.答:石灰土基层的施工程序为备料、确定混合料配比、摊铺拌和洒水(路拌法施工)或拌和摊铺(厂拌法)、整型、碾压、养生。

 

第十一章  沥青路面

一、名词解释

1.层铺法:分层洒布沥青,分层铺撒矿料和碾压的方法修筑面层。

2.路拌法:采用移动式和机械(或人工)在现场施工,将矿料和沥青材料就地拌和,摊铺并碾压密实成型的沥青面层。

3.厂拌法:将跪地级配的矿料和沥青材料在工厂用专业设备加热拌和,送到工地摊铺碾压成型。

4.沥青混凝土:是经人工选配具有一定级配组成的矿料(碎石或者轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等)与一定比例的路用沥青材料,在严格控制条件下拌制而成的混合料。

5.热拌沥青碎石:是经人工组配的矿料与沥青在专门设备中加热拌和而成用保温运输工具运至施工现场,在热状态下进行摊铺和压实的混合料。

6.乳化沥青碎石混合料:乳化沥青是指将沥青热融,进过机械作用,沥青以细小的微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液中,形成的沥青乳液。主要由沥青、乳化剂、水和辅助材料所组成的混合料。

7.沥青贯入式:是先把碎石布好,然后在上面洒布一定用量的沥青,然后再用细石填缝。

8.沥青表面处置:用沥青和集料按层铺法或者拌和法铺筑路面。

9.沥青马蹄脂碎石: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马蹄脂为结合料,经拌和、摊铺、压实而形成的一致构造深度较大的抗滑面层。

10.路面容许弯沉值;指沥青路面使用年限末所容许的最大弯沉值。

11.设计弯沉值:路面结构在经受设计使用期累计通行标准轴载次数后,路面状况由于各级公路极限状态时,所必须具备的路表回弹弯沉值。路面竣工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。

12.标准轴载:各个国家都根据本国国情确定,我国规范采用双轮组单轴载100KN为标准轴载。以BZZ-100表示。

13.沉陷:路基压实度不够或地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素和行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。

14.车辙:路面在行车荷载反复作用下,于行车轮迹产生的纵向带状凹槽。

15.疲劳开裂:当荷载作用下面层底部产生的弯拉应变(应力)超过了材料的疲劳限度,在地面层发生开裂。

16推移:由于沥青高温稳定性不足,路面沥青在车辆荷载作用下向行车轮迹两边移动而形成。

17.低温开裂:降温时沥青混合料的体积收缩,温度应力超过混合料极限抗拉强度而形成裂缝。

18.弯沉综合修正系数:为修证我国沥青路面设计方法中存在的静态参数与动态指标配套使用,及由于弯沉综合修正系数引起的不合理现象引入的修正系数。

19.力学-经验法:应用力学原理翻修路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量(应力、应变、位移),建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型,路面设计按使用要求,运用关系模型完成结构设计。

20.半刚性基层:主要采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料,对级配集料做稳度处理的基层结构。

21.柔性基层:主要采用沥青处治的级配碎石和无机结合料的级配碎石修筑的基层结构。

22.刚性基层:采用低强度等级混凝土修筑基层混凝土板而形成的沥青路面基层结构。

23.沥青路面垫层:位于基层以下主要用于路面状况不良路段确保路面结构不收路基中滞留自由水浸蚀以及冻融危害的沥青路面结构。

二、思考题

1.答:其矿料由粗集料、细集料和填料组成。通过沥青混合料的马歇尔试验的各种指标进行综合确定沥青的最佳用量,流值、稳定度、密实度等进行综合考虑确定沥青用量。

2.答:马歇尔试验配合比设计方法。1)确定工程设计级配范围。2)材料选择、取样。3)材料试验。4)确定试验温度在工程设计及配范围内设计供优选的1-3组不同的矿料级配。5)对选择的设计级配,初选5组沥青用量,分别制作马歇尔试件。6)通过试验、计算确定设计级配及最佳油石比。7)按规定进行配合比设计检验,确认配合比设计是否合理。8)完成配合比设计,提交材料品种、矿料级配、标准配合比、最佳沥青用量等。

3.答:其特性有1)优良的力学性能—变形性能与强度,2)良好的抗滑性—雨天的行驶安全性,3)施工方便—强度形成速度和维修,4)经济耐久—使用寿命,5)有利于分期修建。按强度构成原理分为密实类沥青路面、嵌挤类沥青路面:按施工工艺分为层铺法、路拌法、厂拌法:按理路面材料的技术特点分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治、沥青玛蹄脂碎石SMA、排水性沥青混凝土、开级配抗滑磨耗层。

4.矿粉在沥青混合料中起到填充作用,目的是减少沥青混凝土的空隙,有时称作填料。矿粉和沥青共同形成沥青胶浆,提高了沥青混合料的强度和稳定性。矿粉含量的多少,常用粉油比表示,粉油比大,沥青混凝土的高温抗车辙能力通常较强,粉油比小,会有利于混凝土的低温抗裂性。

5.答:沥青混合料的强度取决于集料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的粘结性以及沥青与集料之间的粘附性。措施:优化配合比设计,严格控制施工质量。

6.答:沥青路面直接受到荷载和大气因素的作用,同时沥青混合料的物理、力学性能受气候因素与时间因素的影响,为了保证路面为行车提供稳定、耐久的服务,沥青路面必须具有足够的高温稳定性和低温抗裂性。我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层,基层强度高,因此一般不会出现结构性车辙;由于面层集料一般采用玄武岩,因此磨耗性车辙也少见,所以一般为失稳性车辙,因此必须要提高沥青混合料的高温稳定性,即提高粘结力和内摩擦力。即:从集料方面:集料破碎面多,石质坚硬,具有良好的表面纹理和粗糙度;集料级配良好,有足够数量粗集料形成空间骨架结构;配合比设计合理,注重压实;从沥青方面:使用粘度高的改性沥青或者添加纤维;提高沥青材料的粘稠度;控制沥青与矿粉的比值,严格控制沥青用量。

7.答:层铺法的施工程序为备料、清理基层及放样、浇洒透层沥青、洒布第一次沥青、铺撒第一层矿料、碾压、洒布第二次沥青、铺撒第二场矿料、碾压初期养护。拌和法施工程序包括两个阶段,沥青混合料的拌制与运输和铺筑,铺筑包括基层准备和放样、摊铺、碾压、接缝施工。

8.答:造成沥青路面产生拥抱的因素交通量的大学、车辆超载情况、温度、路线线形、路面设计、路面材料、路面施工工艺及施工机械水平等。

 

第十二章  水泥混凝土路面

一、名词解释

1.钢筋混凝土路面:配置有钢筋的水泥混凝土路面。

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.钢纤维混凝土路面:路面混合料配置有1%2%(体积比)钢纤维颗粒的水泥混凝土路面。

4.碾压混凝土路面:采用沥青混凝土路面的主要施工机械将单位用水量较少的干硬性水泥混凝土摊铺,碾压成型的一种混凝土路面。

5.传力杆:沿水泥混凝土路面板横缝,每隔一定距离在板厚中央布置的圆钢筋。

6.横向胀缝:在水泥混凝土路面板上设置的横向膨胀缝。其作用是使水泥混凝土板在温度升高时能自由伸展,应采用真缝。

7.横向缩缝:在大面积的混凝土板上设置的横向收缩缝。其作用是使水泥混凝土板在收缩时不致产生不规则裂缝。

8.横向施工缝:在混凝土浇筑过程中,因设计要求或施工需要分段浇筑而在先、后浇筑的混凝土之间所形成的接缝。

9.断裂:水泥混凝土路面被断错或发生裂开。路面板内的应力超过混凝土轻度会出现横向、纵向、斜向或板角的拉断和折断裂缝严重时,裂缝交叉而使路面板破碎成碎块(称破碎板)。

10.唧泥:车辆通过时基层细料和水一起从板接缝处挤出,由缝中喷溅出稀泥浆的现象。

11.错台:在水泥混凝土路面的接缝或裂缝处,两板体产生相对竖向位移的现象。

12.拱起:混凝土路面板在热膨胀受阻时,接缝两侧的板突然向上拱起。

13.接缝挤碎:在接缝(主要是胀缝)附近数十厘米范围内的板因受挤压而碎裂。

14.温克勒地基:假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比,而与其它点无关,即地基相当于由互不相连的弹簧组成。

15.弹性地基:假设在变形过程中,板与地基的接触面始终吻合,即板面与地基表面的竖向位移是相同的;在板与地基的接触面之间没有摩阻力(可以自由滑动),即接触面上的剪应力视为零。

16.冲击系数:汽车通过桥梁时对桥梁结构产生的竖向动力增大系数。

二、思考题

1.答:优点:1)强度高;2)稳定性好;3)耐久性好;4)有利于夜间行车。缺点:1)水泥和水的用量大;2)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,是路面的薄弱点,容易引起路面板边和板角处破坏;3)开放交通较迟;4)修复困难。

2.答:水泥混凝土路面对土基强度或承载力要求不高,由于混凝土是刚度大的脆性材料,对土基变形的适应能力较差,要求土均匀的支承。作用:1)防止或减轻唧泥、错台和断裂病害的出现;2)改善接缝的传荷能力及其耐久性;3)缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对混凝土面层的不利影响;4)为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。

3.答:目的:1)减少由于伸缩和翘曲变形受到约束而产生的应力;2)满足混凝土铺筑的要求。缩缝内传力杆的基本要求是不妨碍混凝土板的收缩;不产生锈蚀;传力杆采用光面钢筋,要求见规范;传力杆布置在板的中部。

4.答:面层混凝土必须具有足够的抗弯拉强度。影响混凝土抗弯拉强度的关键因素是水灰比和压实度。水泥混凝土面层的修建包括下列主要工序:混凝土的拌和和运送,混凝土的摊铺和压实,接缝的建造,表面整修,混凝土养生和接缝填封。

5.答:满足稳定、密实、均质、耐久的要求,为路面结构提供君君支承。对路基土质的要求很严格,一般高液限粘土及含有机质细粒土均不能用于高速公路和一级公路的路床填料,也不能用于二级和二级以下公路的上路床填料。高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3%的低液限粘土不能用做高速公路和以及公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时,应参加石灰和水泥等无机结合料进行处治。地下水位较高的路段,应提高路堤设计标高。若设计标高受限制,路基达不到中湿状态的临界高度时,应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒料做路床填料;未能达到潮湿状态的路基临界高度时,除采用上述填料之外,还用采取在边沟下设置排水渗沟等降低地下水位的措施。路基压实度应符合《公路路基设计规范》的要求,岩石或填石路床顶面应铺设整平层,整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定粒料、其厚度视路床顶面不平整程度而定,一般为100~150mm

6.答:1)纵缝间距:按车道宽度确定,一般不超过4.5m2)横缝间距:横缝间距直接影响板内温度应力、接缝缝隙宽度和接缝传荷能力。一般为4~6m。相对刚度半径大,则取高值。

7.答:1)一般情况调查;2)路面结构损坏状况调查与评定;3)接缝传荷能力和板底托空状况调查评定;4)旧混凝土路面结构参数调查

8.答:1)断裂类,路面结构的整体性因裂缝或断裂而受到损坏。2)变形类,路面结构虽仍保持整体性,但形状在各种因素的作用下产生较大的变形。3)表面损坏类,路面表层部分材料的散失或磨损。4)接缝损坏类,与水泥混凝土路面接缝(纵缝或横缝)有关的损坏,如填封材料的失效或丧失,接缝附近局部宽度和深度范围内的混凝土碎裂等。

答:1)面层材料组成设计;2)路基、垫层和基层设计;3)板厚确定;4)板平面尺寸确定;5)接缝构造和配筋设计;6)路肩和排水

 

第十三章  路面养护与管理

一、名词解释

1.路面管理系统:通过系统分析的方法,综合考虑技术、经济、社会和政治等各方面因素,协调各项路面管理活动,促使路面管理过程系统化、智能化、科学化。

2.泛油:沥青中的优质被挤到路面的现象。

3.波浪:沥青路面上形式的有规则的低洼和凸起变形。

4.拥抱:在行车水平力作用下,沥青面层材料的抗剪强度不足产生的推挤变形。

5.滑溜:由于行车作用使得矿料磨光或泛油形成的光滑表面。

6.坑槽:沥青路面在行车作用下网裂、龟裂、松散、剥落未及时养护而出现的坑或槽。

7.松散:沥青路面为粘牢或压实的现象。

8.啃边:沥青路面边缘不断缺损,参差不齐,路面宽度减小的现象。

9.实施维修车:在拥有足够资金的前提下,改建已达到最大容许破坏程度的路段的年份。

二、思考题

1.答:路面管理系统是通过系统分析的方法,综合考虑技术、经济、社会和政治等各方面因素,协调各项路面管理活动,促使路面管理过程系统化、智能化、科学化。分为网级路面管理系统和项目级路面管理系统。网级路面管理系统主要内容是分析路况、规划路网、优化排序、经济分析和计划实施;项目级路面管理系统主要内容包括路面机构分析、寿命周期费用分析、经济评价、优化排序和方案实施。

2.答:路面损坏预测模型的基本类型有确定型和概率型常用的有四类为纯力学模型、力学经验模型、回归模型、主观模型。建立必须具备的条件有满足要求的数据库:包含影响路面损坏的所有重要因素;认真选择能代表实际情况的预测模型的形式;合理评价模型精度的标准。

3.答:常见病害与防治有泛油,根据泛油的轻重程度采取铺撒较粗粒径的矿料;波浪,轻微的在热季强行压平,严重的用热拌沥青混合料填平;拥抱,铲平;滑溜,加铺防滑表层;裂缝,对较小的纵缝和横缝一般灌入热沥青材料加以封闭处理,对较宽裂缝则填塞沥青石屑混合料,对大面积的龟裂、网裂,通常加铺封层或沥青表面处治,龟裂、网裂严重的路段则进行补强或彻底翻修;坑槽,将坑槽范围挖成矩形,在四周涂刷热沥青后从基层到面层用与原材料相同的材料填补,并夯实、;松散,清除松散的沥青面层,重新铺设合格的面层材料并夯实;啃边,设置路缘石,加宽路面,加固路肩。

4.答:设计步骤为计算原有路面的当量回弹模量,拟定结构组合方案及设计层位,确定各加铺层的材料参数,根据加铺层的类型确定设计指标,设计层的厚度采用弹性层状体系理论设计程序计算,对于季节冰冻地区中湿与潮湿路段还应验算防冻厚度,根据各方案的计算结果进行技术经济比较确定采用的加铺方案。

5.答:加铺层类型有结合式混凝土加铺层,分离式混凝土加铺层,薄层沥青混凝土加铺层,将旧混凝土路面板破碎成小块加铺沥青混凝土结构层或新的混凝土板。

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