路基路面工程简答

一、名词解释：

1.车轮轮迹横向分布系数:它为路面横断面上某一宽度范围内实际受到轴载作用数占通过该车道断面的总轴数的比例。

2.设计弯沉:它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、面层和基层的类型而确定的路面弯沉实际值，是路面厚度计算的主要依据。

3.劲度模量:就是材料在给定的荷载作用时间和温度条件下应力与总应变的比值。

4.弯沉综合修正系数：因理论假设与实际路面工作状态的差异，而形成沥青路面实测弯沉值与理论计算值不等，而采用弯沉综合修正系数予以修正，它是实测弯沉值与理论弯沉值之比。

5.半刚性基层：采用无机结合料稳定粒料或土，且具有一定厚度的基层结构。

6.当量轴次：按路面损坏等效原则，将不同车型、不同轴载作用次数成与标准轴载BZZ-100相当轴载作用次数。

7.翘曲应力：水泥混凝土路面面板，当板顶与板底存在温度差，其胀缩变形不同时，因板的自重、地基反力和相邻板的嵌制作用，使板翘曲变形受阻，从而在板内产生的应力称为翘曲应力。

8.CBR：是美国加利福利亚州提出的一种评定土基及路面材料承载能力的指标，采用高质量标准碎石为标准，用对应于某一贯入度的土基单位压力P与相应贯入度的标准压力的比值表示CBR值。

9.累计当量轴次：按路面损坏的等效原则，将不同车型，不同轴载作用次数换算与标准轴载BZZ-100相当轴载作用次数，再根据确定的交通量年平均增长率r和设计年限计算的累计当量轴次。 10.沥青混凝土路面：是指用沥青混凝土作面层的路面。

11.疲劳破坏：结构在低于极限强度的荷载应力作用下，随着荷载作用次数的增加而出现的破坏现象。 12.临界荷位：

刚性路面进行应力计算时，选取使面板内产生最大应力或最大疲劳破坏的一个荷载位置。现行设计规范采用混凝土板纵缝边缘中部作为临界荷位。

13.标准轴载：路面设计以汽车双轮组单轴载100KN为标准轴载，用BZZ-100表示，需要将混合交通的各种轴载和通行次数按照等效损坏的原则换算为标准轴载的通行次数。 四、简答题

1.沥青路面各结构层功能？各结构层常用材料？

答：1）面层：直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素的影响，并将荷载传递到基层以下的结构层，应满足功能性和结构性的使用要求。常用材料：热拌沥青混合料（沥青混凝土、沥青碎石），冷拌沥青混合料、沥青贯入式、沥青表面处治和稀浆封层、SMA、OGFC。 （

2）基层：承担着沥青面层向下传递的全部荷载，支撑着面层，确保面层发挥各项重要的路面性能。与此同时，基层还承受着由于土基水温状况多变而发生的地基支承能力变化的敏感性，使之不致影响沥青面层的正常工作。是承上启下保证路面结构耐久稳定的承重结构层。因此要求具有较高的强度，稳定性和耐久性。基层：柔性基层：沥青类混合料、粒料类混合料。半刚性基层：水泥稳定类、二灰稳定类、工业废渣稳定类。刚性基层：水泥混凝土。 （3）底基层：次要承重层

（4）垫层：位于基层以下，主要用于路基状况不良的路段，以确保路面结构不受路基中滞留的自由水的侵蚀以及冻融的危害。排水、隔水、防冻、防污，降低半刚性基层的拉应力。材料：就地取材，可用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等松散颗粒材料或水泥石灰煤渣稳定类密实垫层 2.沥青路面裂缝的分类和表现形式。

答：沥青路面裂缝按其成因不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。横向裂缝按其成因不同分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。非荷载型裂缝又有面层缩裂和基层反射裂缝两种。

横向裂缝：与行车方向垂直，裂缝规则，上宽下窄，大部分贯通整个路面宽度，纵向间距约为10～20m不等。

纵向裂缝：与行车方向平行，单根长缝（20-50m），严重的有2到3条，位置在行车道、超车道及硬路肩。 网状裂缝：成片呈网状格形的裂缝,其间距大小相近不规则大多边形、大网格状，棱角较明显，短边大于40cm，长边小于3m。

3.什么是反射裂缝？如何防止反射裂缝？

答：反射裂缝是指半刚性基层先于沥青路面开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂，尔后逐渐向上扩张致使裂缝贯穿面层全厚度。防止反射裂缝的措施：加铺沥青面层，最好先铣除原有路面后再进行加铺；或者铺设土工布或土工格栅，以减少反射裂缝；适当控制基层材料中粉料的含量及塑性指数；注意基层施工和养生尽可能减少开裂。 4.什么是车辙？车辙的形状和车辙产生的原因有哪些？

答：车辙为轮载反复作用下沥青混合料产生的垂直和侧向永久变形。车辙的形成主要是沥青面层在行车荷载的作用下，进一步压密、挤压使轮迹带下沉，两侧面鼓起，形成波峰和波谷状。产生原因有级配设计不好，沥青对温度太敏感，沥青偏多，集料选择不合理，施工质量差，孔隙率过大，水损坏以及施工后期车辆挤压。 5.如何提高沥青混合料的高温稳定性？

答：确保沥青混合料中含有较多的经破碎的集料；集料级配必须含有足够的矿粉；大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度；集料级配要含有足够多的粗颗粒；沥青结合料具有足够的黏度；集料颗粒表面的沥青膜须有足够的厚度，确保沥青与集料间的黏聚力。确保基层设计满足工程点实践要求；基层应充分地压实，工后不产生附加压密；路基压实应满足规范规定的要求。

6.如何提高沥青路面的抗滑性能？

答：（1）、通过设计提高沥青路面抗滑性能

①正确选择事宜的沥青材料：选用合格的重交道路沥青，而且沥青用量应控制在合格的范围之内以防出现泛油现象；

②选用符合要求的集料：为了保证抗滑表层集料的微观粗糙度的耐久性，除需要满足一般路面集料的技术要求外， 还必须满足石料磨光值、磨耗值和冲击值的要求。集料的级配是形成路面构造深度即宏观构造的关键，因此，在设计抗滑层时应根据构造深度要求和当地气候特点选择合适的级配；

③加入适量的活性剂：抗滑性能好的集料有耐磨的优点，其中多属于酸性，与沥青的粘结力相对来说不如碱性石料好，为提高其抗剥落性能，应掺加表面活性剂；

④选择良好的抗滑表层结构：如采用改良的复合集料密级配沥青混凝土、采用开级配多碎石沥青混凝土、采用在热沥青砂层上嵌压抗滑石料、采用改性沥青混凝土、采用透水沥青抗滑层；

（2）控制路面平整度 （3）采用良好的养护方法 （4）综合治理公路环境 6 类密实垫层 7.如何提高沥青路面的水稳性？

答：（1）、完善路面结构排水系统。路面结构设计应保证地表水、地下水及时排除结构之外。 （2）、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。

（3）、集料选择，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，以改善粘附性，如消石灰、抗剥离剂等。

（4）、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等。 8.简述沥青路面的损坏类型及产生的原因。

答：损坏类型及产生原因：沉陷，主要原因是路基土的压缩；车辙，主要与荷载应力大小，重复作用次数，结构层材料侧向位移和土基的补充压实有关；疲劳开裂，和复应力的大小及路面环境有关；推移，车轮荷载引起的垂直，水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料抗剪强度；低温缩裂，由于材料的收缩限制而产生较大的拉应力，当它超过材料相应条件下的抗拉强度时产生开裂。

9.何谓轴载换算？沥青路面、水泥混凝土路面设计时，轴载换算各遵循什么原则？

答：（1）将各种不同类型的轴载换算成标准轴载的过程；沥青路面和水泥砼路面设计规范均采用BZZ-100作为标准轴载。

（2）沥青路面轴载换算： a、计算设计弯沉与沥青层底拉应力验算时，根据弯沉等效原则； b、验算半刚性基层和底基层拉应力时，根据拉应力等效的原则。水泥砼路面轴载换算：根据等效疲劳断裂原则。 10.简述半刚性基层材料的优、缺点。

答：半刚性基层具有一定的板体性、刚度、扩散应力强，且具有一定的抗拉强度，抗疲劳性强度，具有良好的水稳性特点。它的缺点：1）不耐磨，不能作面层；2）抗变形能力低，因干、温缩全开裂；3）强度增长需要一定龄期。 11.路面有哪些类型？分别说明其特点。

答：路面类型可以从不同角度来划分，但是一般都按面层所用的材料区划，如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。但是工程设计中，主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。

柔性路面总体刚度较小，易产生较大的弯沉变形，路面结构本身的抗弯拉强度较低。 刚性路面抗弯拉强度高，并且有较高的弹性模量，呈现出较大的刚性。 半刚性路面处于柔性和刚性之间。

12.沥青路面的破坏状态有哪些？对应的应采用哪些控制指标？我国沥青路面设计采用那些指标？ 答：沥青路面的破坏状态有：沉陷，车辙，疲劳开裂，推移，低温缩裂；

采用的控制指标：垂直压应力或垂直压应变；各结构层包括土基的残余变形总和，路基表面的垂直应变；结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计；面层抗剪强度标准控制设计；设计弯沉值和层底拉应力。 我国沥青路面设计采用的控制指标：设计弯沉值和层底拉应力。

13.试从设计、施工、养护方面论述如何保证路基路面具有足够的强度和稳定性。

答：答题要点： （1）设计：满足设计级配要求，优良的材料 （2）施工：合理的施工工艺，达到压实度相应的技术标准。 （3）养护：路基路面在行车荷载和自然因素的长期作用下，随着使用年限的增加，路基路面造成不同程度的损坏，需要长期的养护、维修、恢复路用性能。 14.简述确定新建沥青路面结构厚度的设计步骤？

答：（1）根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值

（2）按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段，确定路段土基回弹模量值；

（3）根据已有经验和规范推荐的路面结构拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数； （4）根据设计弯沉计算路面厚度。

15.刚性路面设计中采用了哪两种地基假设？它们各自的物理意义是什么？

答：刚性路面设计目前采用的地基假设有：温克勒地基假设与弹性半空间体地基假设，温克勒地基是以反力模量表征的弹性地基。它假设地基上任何一点的反力仅同该点的扰度成正比，而与其它点无关。弹性半空间地基是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基，它假设地基为一各向同性的弹性半无限体。 16.简述对沥青混合料技术性质的要求，评价的指标和相关的实验。

答：高温稳定性：动稳定度，车辙试验；低温性能：劈裂强度，马歇尔冻融劈裂试验； 耐久性：旋转薄膜烘箱试验；粘附性，水煮法试验

17..水泥混凝土路面为什么要设置接缝？接缝分为哪几类？试分别简述它们的作用、布设位置及画出基本构造。 答：混凝土面层是由一定厚度的混凝土板所组成，它具有热胀冷缩的性质，如一年四季温度的变化、昼夜温度的变化。 这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力，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。为避免这些缺陷，混凝土路面不得不在纵横两个方向设置许多接缝，把路面分割成许多板块。接缝主要分为缩缝、胀缝和施工缝。 缩缝的作用是保证板因温度和湿度的降低而收缩，沿该薄弱断面缩裂，而避免产生不规则裂缝。缩缝的间距一般为4~6米（即板长），昼夜气温变化较大的地区或地基水文情况不良路段应取低限值，反之取高限值。 胀缝的作用是保证板在温度升高时能部分伸长，从而避免路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时其能起到缩缝的作用。在邻近桥梁或固定建筑物处，或与其他类型路面相连接处、板厚变化处、隧道口、小半径

曲线和纵坡变化处应设置胀缝。施工缝是每天完工及因雨天或其他原因不能继续施工时的筑接缝。施工缝应尽量设置在胀缝处，如不可能也应设置在缩缝处。

18.简述新建沥青路面设计步骤。

答：（1）计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次，确定交通量等级、面层类型，并计算设计弯沉值ld和容许弯拉力σR； （2）按照路基土类与干湿类型及路基横断面形式，确定各路段的土基回弹模量E0； （3）参考本地区工程经验，拟定若干路面结构组合和厚度方案，根据选用的材料进行配合比设计，测定各结构层材料的抗压回弹模量、弯拉模量与抗拉强度，确定结构层的设计参数E0、σspi； （4）计算路表回弹弯沉ls以及结构层层底弯拉应力σm；（5）根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算路面结构层的厚度，使该设计层厚度情况下的路表回弹弯沉和结构层层底弯拉应力满足设计标准； （6）对于冰冻地区进行防冻层厚度验算；（7）进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案。

19.试述我国水泥混凝土路面设计规范采用的设计理论、设计指标。

答：我国刚性路面设计采用弹性半空间地基上弹性薄板理论，根据位移法有限元分析的结果，同时考虑荷载应力和温度应力综合作用产生的疲劳损害确定板厚，以疲劳开裂作为设计 9 指标。 20.路面材料分为哪几类？不同类型中分别列举一种常用的材料来说明其力学性质。

答：路面材料主要分为：1）碎，砾石路面材料 2）块料路面材料 3）无机结合料稳定路面材料 4）沥青面材料 5）水泥混凝土路面材料。 碎，砾石路面是按嵌挤原理产生强度，它的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料的内摩擦角。材料的粘结强度一般都要比矿料颗粒本身的强度小的多，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。其常用的材料有纯碎石材料，土碎石材料等。块料路面材料的强度主要由接触的承载力和块石之间的摩擦力所构成。其常用的材料有拳石，粗琢，块石，条石等。 21. 水泥混凝土路面损坏的形式与原因?

答：水泥路面的破坏形式与原因：裂缝类：横向、纵向裂缝、斜的裂缝等，板的强度不够，路基脱空等；变形类：沉陷、胀裂等，路基压实度不足，脱空，不均匀沉降，温度应力过大等；接缝损坏类：错台、唧泥、接缝碎裂、填料损坏等，路面胀缩受阻，产生较大的应力；表面损坏类：露骨，坑槽，磨光等，集料含泥量大，砂浆过少，水灰比不大。 22.水泥混凝土路面有哪些类型？各类型具有什么特点？ 答：

水泥混凝土路面的类型有：普通混凝土路面；钢筋混凝土路面；连续配筋混凝土路面；预应力混凝土路面等。普通混凝土路面特点：板间要设置接缝，只在接缝处和板边设置钢筋。钢筋混凝土路面特点：路面结构中配置钢筋，配筋的主要目的是控制混凝土路面板在产生裂缝之后保持裂缝紧密接触，裂缝宽度不会扩张。连续配筋混凝土路面特点：在路面纵向配有足够数量的不间断连续钢筋，路面不设横向胀缝和缩缝。预应力混凝土路面特点：改善结构的使用性能，延缓裂缝的出现，减小裂缝宽度；截面刚度显著提高，挠度减小，可建造大跨度结构。受剪承载力提高：施加纵向预应力可延缓斜裂缝的形成，使受剪承载力得到提高。卸载后的结构变形或裂缝可得到恢复：由于预应力的作用，使用活荷载移去后，裂缝会闭合，结构变形也会得到复位。提高构件的疲劳承载力：预应力可降低钢筋的疲劳应力比，增加钢筋的疲劳强度

23.沥青路面的设计理论和设计指标是什么？

答：设计理论：采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面结构整体刚度的设计指标，设计路面结构所需要的厚度。 24.如何提高沥青混合料的高温稳定性？

答：增加粗矿料，提高稠度，控制沥青用量，掺外加剂。 25.简述半刚性材料的特点、种类及适用情况。

答：用水泥，石灰，粉煤灰等无机结合料处治的土或碎石（砾石）及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层， 在前期具有柔性路面的力学性能，后期的强度和刚度均有大幅度的增长，材料的刚性介于柔性和刚性路面之间。水泥稳定土或碎石，石灰粉煤灰稳定土，一般用于高速公路，一级公路的基层与底基层。 26.水泥混凝土路面基层设置的目的是什么？

答： 防止或减轻唧泥，错台和断裂病害的出现；改善接缝的传荷能力及耐久性，提高抗冲刷能力；缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对面层的不利影响；为面层施工提供稳定的基础和工作面。

27.试述沥青路面的结构组合设计原则。 答：1)保证路面表面使用品质长期稳定

2)路面各结构层的强度，抗变形能力与各层次的力学响应相匹配 3)直接经受温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 4)充分利用当地材料，节约外运材料，作好优化选择，降低建设与养护费用。 28.简述我国现行沥青路面设计理论和方法？设计指标？层间接触条件？

答：设计理论：采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面结构整体刚度的设计指标，计算路面结构所需的厚度。设计指标：采用层间完全连续的条件。 29.水泥混凝土的优缺点点有哪些？

答：优点：（1）强度高；（2）稳定性好，混凝土的水稳性和高温稳定性都很好；（3）耐久性好，水泥混凝土一般能使用20—40年；（4）有利于夜间行车。

缺点：（1）对水泥和谁的需求量大；（2）有接缝；（3）开放交通迟；（4）修复困难 30.路基路面设计中要考虑哪些行车荷载的因素？

答：等待荷载、行使的汽车对路面作用是动力作用，包括动态垂直力、水平力、交通荷载具有瞬时性、重复性 31.路面结构的基本要求有哪些?

答：①有足够的强度和刚度②稳定性好③表面平整度高④表面抗滑性好⑤耐久性 32.沥青类面层分几类？如何选用？

答：①沥青表面处治路面：用于三级、四级公路的面层和铺筑路肩、行人 道、修筑破损路面②沥青贯入式路面：厚度4cm-8cm ③热拌沥青混凝土路面：适合公路、城市道路④沥青上拌下贯入式路面：适用次高级路面