第一篇:路基路面工程(第四版)期末复习大总结(主编黄晓明)
第一章
概论
第二节
路基路面工程的特点与性能要求
一、路基路面工程的特点 路基:路基是在天然地表面按照道路的设计线性和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物
路面:路面是在路基顶面用各种筑路材料铺设的层状结构物。
二、路基路面工程的性能要求
承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、路面抗滑性
第三节
路基路面结构及层位功能
一、路基横断面
填方路基结构0~30cm范围称为路床,30~80cm称为下路床,80~150cm称为上路堤,150cm以下称为下路堤。
二、路面横断面
槽式横断面、全铺式横断面
四、路面结构分层及层位功能 面层、基层、路基。
面层:沥青面层材料主要考虑抗车辙和抗剪切
基层:基层是是路面结构中的承重层,应具有一定的强度和刚度,并具有良好的抵抗疲劳破坏的能力
垫层:水稳定性和隔温性能要好
五、路面面层类型及适用范围
沥青混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路 水泥混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路
六、路面分类
按面层材料区分:水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面
按力学特性区分:柔性路面(沥青混凝土路面)、复合式路面、刚性路面
按基层材料类型及组合形式的不同,可将沥青混凝土路面划分为:柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、复合式路面(刚性基层沥青路面)
第四节
路基路面结构的影响因素
一、路基路面稳定性影响因素
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
二、路基路面工程的环境因素
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 保持路基干燥的主要方法是设置良好的地面排水设施和路面结构排水设施
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
第五节
公路自然区划
区划的三个原则: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 一、一级区划的主要指标
“公路自然区划”分三级进行区划,一级区划是首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带,然后根据水热平衡和地理位置,划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖和高寒七个大区。二、二级划分的主要指标 潮湿系数K
第二章
路基土的特性及设计参数
第一节
路基土的分类及工程特性
一、路基土的分类
巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土。
土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示
二、路基土的工程性质
巨粒土:良好的路基材料,亦可用于砌筑边坡
砾石混合料:填筑路基、铺筑中级路面,适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层 砂性土:理想的路基填筑材料 粉性土:不良公路用土
黏性土:筑成的路基能获得稳定
三、路基填料的选择
漂石、卵石(巨粒土)与粗砾石:性能评定为优,施工性评定为中 土石混合料:性能评定为优,施工性评定为良 砾类土、砂类土:性能评定为优,施工性评定为优 粉质土:性能评定为差,施工评定为良 黏质土:性能评定为良,施工性评定为良
第二节
路基水温状况及干湿类型
一、路基湿度的来源
大气降水、地面水、地下水、毛细水、水蒸气凝结水、薄膜移动水
二、大气温度及其对路基水温状况的影响
冻胀:积聚的水冻结后体积增大,使路基隆起而造成层面开裂即冻胀现象,形成冻胀。翻浆:经重车反复作用,路基路面结构产生较大变形,严重时,路基土以泥浆形式从涨裂的路面缝隙中冒出,形成翻浆。
三、路基干湿类型
路基按其干湿状态不同,分为干燥、中湿、潮湿、过湿四种。以分界稠度来划分干湿类型
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
四、路基土的基质吸力与饱和度 基质吸力:压力势与重力式差值
第三节
路基的力学强度特性
一、路基受力状况
二、路基工作区 在路基某一深度处,当车轮何在引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为1/5~1/10时,该深度范围内的路基称为路基工作区。
三、路基土的受力特性
第四节
路基的承载能力及材料参数
一、路基的承载力参数
路基回弹模量:反映路基所具有的部分回弹性质 路基反应模量:表征路基的承载力
加州承载比(CBR):评定路基路面材料承载能力的指标
第三章
路基设计
第一节
路基概念及构造
一、路基基本概念
公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构筑物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基。
高于原地面高程的填方路基称为路堤 低于原地面高程的挖方路基称为路堑
二、路基的类型与构造 路堤、路堑、半填半挖路基
三、路基附属设施
取土坑与弃土堆、护坡道与碎落台、堆料坪与错车道
第二节
路基的主要病害类型及原因
一、路基沉陷
二、边坡塌方
三、路基沿破面滑动
五、防治措施:设计、排水、施工、防护与支挡
第三节
路基横断面设计
一、路基宽度
路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和
二、路基高度
路基高度指的是路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计高程(标高)和原地面高程(标高)之差。
三、路基边坡坡度 路堤边坡、路堑边坡
第五节
路基边坡稳定性分析
一、直线滑动面的边坡稳定性分析 试算法、解析法
二、折线滑动面的边坡稳定性分析 剩余下滑力:ETR K
三、曲线滑动面的边坡稳定性分析
4.5H法、基于条分的极限平衡法原理、瑞典条分法、简化毕肖普法
四、软土地基的地基稳定性分析
临界高度的计算、路基稳定性的计算方法、五、浸水路堤的稳定性分析
渗透水压力计算、假想摩擦角法、悬浮法、条分法
六、路基边坡抗震稳定性分析 震害与震力
第七节
路基排水设计
地面排水、地下排水
一、路基排水设施的构造与布置
地面排水设施:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸与渡水槽、蒸发池 边沟的横断面形式:梯形、矩形、三角形、流线型 地下排水设施:盲沟、渗沟、渗水隧洞、渗井
第四章
路基防护与支挡结构设计
第一节
路基坡面防护
一、坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差几湿度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风华、碎裂、剥蚀演变过程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上,还可兼顾路基美化和协调自然环境。
常用坡面防护措施:植物防护、工程防护
工程防护:砂浆抹面、勾缝、喷涂、石砌护坡、护面墙
二、冲刷防护
直接防护措施:植物防护、石砌防护、抛石与石笼防护、支挡结构物(驳岸)间接防护措施:丁坝、顺坝、格坝
第二节
支挡结构的类型和构造
一、支挡结构的用途
支挡结构包括:挡土墙、抗滑桩、预应力锚索
二、支挡结构的类型和适用范围
按支挡结构的位置不同分为:路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙 按支挡结构的墙体材料不同:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、木质挡土墙、钢板墙
根据其结构形式和作用机理:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙、抗滑桩、土钉墙、预应力锚索。
三、支挡结构的构造
墙身:墙背、墙面、墙顶、护栏 排水设施:墙身排水、地面排水
第三节
挡土墙结构布置
一、挡土墙的横向布置
二、挡土墙的纵向布置
三、挡土墙的平面布置
第四节
挡土墙结构的土压力计算
一、作用在挡土墙上的力系
按力的作用性质分为:主要力系、附加力、特殊力
三、黏性土土压力计算
1、等效内摩擦角;
2、力多边形;
四、不同土层的土压力计算
五、有限范围填土的土压力计算
六、被动土压力计算
七、车辆荷载换算及计算参数
八、浸水土墙土压力计算
九、地震作用下土压力计算
第五节
挡土墙设计
二、挡土墙的设计原则
按照“极限状态分项系数法”进行设计
三、挡土墙设计
(一)挡土墙稳定性验算 1.抗滑稳定性验算 2.抗倾覆稳定性验算
(二)基底应力及合力偏心距验算 1.基础底面的压应力 2.基底合力偏心距 3.地基承载力抗力值
(三)墙身截面强度验算 1.强度计算 2.稳定计算
3.当e超过规定时,还可以利用玩去抗拉极限强度R进行验算或确定截面尺寸 4.正截面直接受剪时验算
四、增加挡土墙稳定性的措施
(一)增加抗滑稳定性的方法 1.设置倾斜基底 2.采用凸榫基础
(二)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
五、重力式挡土墙
第六章
路基施工
第一节
概述
一、路基施工的重要性
二、路基施工的基本方法
路基施工的基本方法,按其技术特点大致可分为:人工及简易机械化、综合机械化、水利机械化和爆破方法等。
三、施工前的准备工作
组织准备工作、技术准备工作、物质准备工作
第二节
路堤填筑与压实
一、基本要求
二、填挖方案
1.路堤填筑 2.机械化施工
三、路基压实
1.路基压实的意义与机理 2.影响压实效果的主要因素 内因:土质、湿度
外因:压实厚度、压实功能 3.机具选择与操作 4.土基压实标准 K:路基标准压实度
第三节
路堑开挖
一、土质路堑
纵向全宽掘进、横向通道掘进
二、石方路堑 爆破法、松土法
第六章
交通和在及路面设计参数
第一节
交通荷载及其对路面的作用
三、汽车对道路的静态压力 影响因素:(1)汽车轮胎的内压力Pi;(2)轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状;(3)轮载的大小
四、运动车辆对道路的动态影响
五、交通分析 2.轴载组成
3.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。
标准轴载及轴载换算
二、标准轴载
道路路面设计所用的交通量与交通工程中的交通量有很大区别,交通工程中将混合交通量换算成为以小汽车或中型载重汽车为标准的交通当量。而路面设计中,一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载,其他各种轴载按照一定的原则转换成标准轴载。
三、轴载换算
1.轴载换算方法基本原则
第一、换算以达到相同临界状态为标准;第二,对某一种交通组成,不论以哪种轴载标准进行换算,由换算所得轴载作用次数所计算的路面厚度应相同。
2.沥青路面的轴载换算方法
3.水泥混凝土路面的轴载换算方法
四、累计标准轴载作用次数
六、交通荷载分级
由于不同等级的道路承受不同的交通荷载作用,为了判别道路承受荷载的轻重,现行《公路沥青路面设计规范》和《公路水泥混凝土路面设计规范》分别进行了交通荷载等级的划分。
第三节
路面材料设计参数
一、无机结合料稳定材料
1.无机结合料稳定材料的无侧限抗压强度 2.无机结合料稳定材料的无侧限抗压回弹模量
3.无机结合料稳定材料的简介抗拉强度(劈裂强度)4.无机结合料稳定材料的劈裂回弹模量 5.无机结合料稳定材料的动态抗压回弹模量 6.无机结合料稳定材料疲劳寿命
二、沥青混合料
1.沥青混凝土的抗压强度和抗压回弹模量 2.沥青混凝土的劈裂试验 3.沥青混凝土的弯曲试验 4.沥青混凝土的单轴压缩动态回弹模量 5.沥青混凝土四点弯曲疲劳寿命 6.沥青混凝土的设计参数
三、水泥混凝土材料
1.水泥混凝土抗折强度和水泥混凝土抗折弹性模量 2.水泥混凝土式样的钻取和劈裂试验 3.水泥混凝土路面设计参数的取值
四、级配碎石
第七章
路面基层
第一节
概述
路面基层时路基面层体系中的重要组成部分,位于路基和路面面层之间,在路面结构中起着“承上启下”的作用。
第二节
碎石与级配碎石基层
一、碎(砾)石的类型
级配碎石、填隙碎石、水结碎石、未筛分碎石、石屑。
二、碎(砾)石基层的力学特性 1.碎、砾石基层的强度构成 颗粒间的连接强度(1)纯碎石材料
粒料表面的相互滑动摩擦;因剪切时体积膨胀二需克服的阻力;因里料重新排列而受到的阻力
(2)土—碎(砾)石混合料
第一种:不含或含很少细料的混合料,它的强度和稳定性依靠颗粒间摩阻力获得。第二种:含有足够的细料来填充颗粒间空隙的混合料
第三种:含有大量细料,而粗颗粒之间的接触很少,集料仅仅是“浮”在细料之中。细料成分对碎石集料CBR的影响一般比对砾石的影响小。2.碎、砾石材料的应力—应变特性 3.碎、砾石材料的形变积累
三、普通碎石基层
碎石基层的强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的黏结作用 1.水结碎石基层 2.泥结碎石基层 3.泥灰结碎石基层 4.填隙干压碎石基层
四、级配碎(砾)石基层
级配碎(砾)石基层,是由各种集料(砾石、碎石),按最佳级配原理修筑而成的路面基层。级配碎(砾)石的强度由摩阻力和黏结力构成。
1.级配碎(砾)石基层的厚度和材料 2.级配碎(砾)石基层的施工
开挖路槽——备料运料——铺料——拌和与整形——碾压——铺封层
五、优质级配碎石基层
第三节 无机结合料稳定材料基层
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的材料称为无机结合料稳定材料。
无机结合料稳定材料具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点,但其耐磨性差,广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
一、无机结合料稳定材料的物理力学特性 1.无机结合料稳定材料的应力——应变特性 2.无机结合料稳定材料的疲劳特性 3.无机结合料稳定材料的干缩特性 无机结合料稳定材料经拌合后,由于水分发挥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的体积收缩
4.半刚性材料的温度收缩特性
石灰土砂砾>悬浮式石灰粉煤灰粒料>密实式石灰粉煤灰粒料和水泥砂砾
二、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)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和,在最佳含水量时摊铺、压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。适用于各级公路路面的底基层和二级以下公路的基层,不得用作二级和二级以上公路高级路面的基层。
2.影响强度的因素
(1)土质(2)灰质(3)石灰剂量(4)含水率(5)密实度(6)石灰土的龄期(7)养生条件
3.石灰土基层的缩裂防治(1)控制压实含水率(2)严格控制压实标准
(3)温缩的最不利季节是材料处于最佳含水率附近,且温度为0~10℃。因此施工要在当地气温进入0℃前一个月结束,以防在不利季节产生严重温缩。
(4)干缩的最不利情况发生在石灰稳定土成型初期,因此,要重视初期养护,保证石灰土表面处于潮湿状态,严防干晒。
(5)是会稳定土施工结束后要及早铺筑面层,使石灰土基层含水率不发生大变化,可减轻干缩裂隙。
(6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等),使其集料含量为70%~80%,使混合料满足最佳组成要求,不但提高强度和稳定性,而且具有较好的抗裂性。
防止基层裂缝的反射:(1)设置联结层
(2)铺筑碎石隔离过渡层 5.石灰土(底)基层的施工(1)备料: 石灰 土(2)混合料配合比(3)路拌法施工要求 ①摊铺 ②拌和与洒水
(4)场拌(或集中场拌)法施工要求 ①拌和
②摊铺(5)整型(6)碾压(7)养生
6.碎(砾)石灰土(底)基层
三、水泥稳定类基层
在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和摊铺,在最佳含水率时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层称为水泥稳定类基层。水泥稳定类基层具有良好的整体性,足够的力学强度、抗水性和耐冻型。其初期强度较高,且随着龄期增长而增长,所以应用范围很广。
2.影响强度的因素(1)土质
(2)水泥的成分和剂量(3)含水率
(4)施工工艺过程 4.水泥稳定粒料施工(1)材料: 水泥
集料(2)混合料设计
(3)施工要求 ①底基层准备 ②一般规定
③拌和方法和摊铺 ④整型 ⑤碾压 ⑥接缝处理
⑦养生及交通管制
⑧养生期满验收合格后立即浇透层油
四、工业废渣稳定基层
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等。
石灰(水泥)稳定工业废渣基层具有水硬性,缓凝性,强度高,稳定性好,呈板体,且强度随龄期不断增加,抗水、抗冻、抗裂且收缩性小,适应各种气候环境和水文地质条件等特点。1.材料要求
(1)石灰和水泥(2)废渣材料(3)粒料(砾料)3.石灰煤渣类基层 4.石灰粉煤类基层
(2)施工: 材料——混合料设计——施工要求
第八章
沥青路面设计
第一节 概述
一、沥青路面的基本特性
(1)足够的力学强度,能够承受车辆荷载施加到路面上的各种力(2)一定的弹性和塑性变形能力,能承受应变而不破坏(3)与汽车轮胎的附着力较好,可保证行车安全
(4)有高度减震性,可使汽车快速行驶,平稳而低噪声(5)不扬尘,且容易清扫和冲洗(6)维修工作比较简单
二、沥青路面的损坏类型及其成因
1.裂缝
按其成因不同分为:纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝。横向裂缝:分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是由于车辆荷载引起的沥青面层拉应力超过其疲劳强度而断裂,一般由沥青路面结构的底面发生逐渐向上扩展至表面。飞鹤在型裂缝有两种情况:沥青面层缩裂和基层反射裂缝。
网状裂缝:由于路面整体强度不足而引起的。2.车辙 3.松散剥落 4.表面磨光
三、沥青路面的性能要求
1.高温稳定性 2.低温抗裂性 3.耐久性 4.抗滑能力
第二节 沥青路面的分类与特性
一、沥青路面的分类
1.按强度构成原理分类:密实型
嵌挤型 2.按施工工艺分: 层铺法
路拌法
厂拌法 3.根据沥青路面技术特性分类:(英文缩写)
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
二、沥青混合料空间结构与压实性能
三、沥青混合料的力学特性
1.密实悬浮结构 2.骨架空隙结构 3.密实骨架结构
四、沥青混合料的黏弹性性质与力学模型
1.粘弹性材料的基本性质(图8-8)2.蠕变与松弛特性
蠕变是当应力为一恒定值时,应变随时间逐渐增加的现象(图8-10)应力松弛是当应力为一恒定值时,应力随时间而衰减的过程。(图8-11)3.基本流变模型
麦克斯韦尔(Maxwell)模型、开尔文(Kelvin)模型、泽纳(Zener)模型 4.沥青混合料的力学模型
(1)Burgers 模型(2)修正后的Burgers 模型
五、沥青混合料的变形特性
1.蠕变试验 2.应力松弛试验 3.等应变速率试验 4.动载试验
5.沥青的劲度模量
是一定时间(t)和温度(T)条件下,应力与总应变的比值。6.沥青混合料的劲度模量
六、沥青混合料的强度特性
1.剪切强度 2.断裂强度 3.临界应变
第三节 沥青路面使用性能和区分
一、沥青路面的高温稳定性
车辙是指沥青路面在行车荷载的反复作用下产生的永久变形的累积。
推移、拥包、搓板等损坏主要是由于沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足引起的。1.车辙的形成机理及影响因素(1)失稳性车辙(2)结构性车辙(3)磨耗性车辙 车辙形成过程:(1)初始阶段的压实过程(2)沥青混合料的侧向流动
(3)矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏 2.沥青混合料高温稳定性评价方法(1)单轴压缩试验
(2)马歇尔试验(1948)(3)蠕变试验(4)轮辙试验(5)简单剪切试验
4.沥青路面车辙的防治措施
二、沥青路面的低温抗裂性
两种形式:气温骤降使面层收缩,温度应力超过抗拉强度造成开裂;温度疲劳裂缝。1.沥青路面低温开裂的机理
沥青路面的低温开裂和温度下降引起的材料体积收缩有关,温度应力超过抗拉强度造成开裂。
2.沥青混合料低温抗裂性能的评价方法(1)间接拉伸试验(2)直接拉伸试验(3)蠕变试验
(4)约束试件温度应力试验(5)应力松弛试验(6)弯曲破坏试验
3.沥青路面低温开裂的预防措施
三、沥青路面的水稳定性
1.沥青路面水稳性作用机理 2.沥青路面水稳定性的评价方法
煮沸试验、浸水马歇尔试验、冻融台座试验法、浸水间接拉伸试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验
3.提高沥青路面水稳定性技术措施(1)完善路面结构排水系统。
(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 SIQ2 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。
四、沥青路面的疲劳性能
2.影响沥青路面疲劳的因素(1)荷载条件(2)材料性质(3)环境条件
3.沥青混合料疲劳寿命的预估方法(1)诺丁汉大学法(2)地沥青学会法
五、沥青路面的抗老化性能
1. 沥青的老化过程
(1)运输和储存过程的老化(2)拌合过程的热老化(3)施工期的老化
2.沥青混合料老化试验和评价(1)短期老化的试验方法(2)长期老化的试验方法 3.国产沥青混合料的老化性能
六、沥青路面是哟高性能的气候分区
表8-
9、8-10
第四节
弹性层状体系理论
一、基本假设与解题方法 图8-33 弹性层状体系示意图
第五节
沥青路面的破坏状态、设计指标和标准
一、沉陷
二、车辙
三、疲劳开裂
四、推移
五、低温缩裂
六、路面弯沉设计标准
第六节
沥青路面结构组合设计
一、沥青面层结构 表8-11(英文缩写)
三、沥青路面垫层结构
沥青路面垫层结构位于基层以下,主要用于路基状况不良的路段,以确保路面结构不收路基中滞留的自由水的浸蚀以及冻融的危害。
垫层可分为:防水垫层;排水垫层、防污垫层、防冻垫层。
四、沥青路面层间结合
第七节
我国沥青路面厚度设计
我国沥青路面设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的层状弹性体系理论,以路面回弹弯沉值和沥青混凝土层拉应力、半刚性及刚性材料基层拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。
一、我国沥青路面设计指标与标准 1.弯沉指标 图8-9 路表弯沉值计算图式 式8-56 2.结构层底应力指标
图8-40 沥青混凝土层和半刚性材料层的层底拉应力计算图式 式8-59
二、路面结构厚度设计要求 式8-60、8-61
第九章
水泥混凝土路面设计
第二节
水泥混凝土路面的分类与构造
一、水泥混凝土路面分类 1.普通水泥混凝土路面 2.钢筋混凝土路面 3.连续配筋混凝土路面 4.钢纤维混凝土路面 5.复合式混凝土路面 6.碾压混凝土路面 7.贫混凝土板
8.混凝土预制块路面 9.装配式混凝土路面
二、水泥混凝土路面构造
1.路基和路层 1)路基 2)基层
目的:放唧泥;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
2.混凝土面板* 等厚式
3.排水要求
4.接缝的构造与布置
第三节
弹性地基板经典理论
一、弹性地基板体系理论简介
两个平行面和垂直于这两个平行面的柱面或棱柱面所围成的物体称为板 1.弹性薄板基本假设
(1)垂直于中面方向形变分量ez机器微小,可以略去不计
(2)应力分量Tzx,Tzy和Oz远小于其余三个应力分量,因而是次要的,可以忽略它们所引起的形变分量(3)薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移
第四节
水泥混凝土路面温度应力分析
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 式9-42
第六节
路面结构设计的可靠度理论
结构可靠度:在规定时间内,在规定的条件下,结构能完成预定功能的概率。式9-4
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。
式9-
57、9-
58、9-
59、9-60
第二篇:路基路面工程第四版期末复习大总结
第一章
概论
第二节
路基路面工程的特点与性能要求
一、路基路面工程的特点
路基:路基是在天然地表面按照道路的设计线性和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物
路面:路面是在路基顶面用各种筑路材料铺设的层状结构物。
二、路基路面工程的性能要求
承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、路面抗滑性
第三节
路基路面结构及层位功能
一、路基横断面
填方路基结构0~30cm范围称为路床,30~80cm称为下路床,80~150cm称为上路堤,150cm以下称为下路堤。
二、路面横断面
槽式横断面、全铺式横断面
四、路面结构分层及层位功能
面层、基层、路基。
面层:沥青面层材料主要考虑抗车辙和抗剪切
基层:基层是是路面结构中的承重层,应具有一定的强度和刚度,并具有良好的抵抗疲劳破坏的能力
垫层:水稳定性和隔温性能要好
五、路面面层类型及适用范围
沥青混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路
水泥混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路
六、路面分类
按面层材料区分:水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面
按力学特性区分:柔性路面(沥青混凝土路面)、复合式路面、刚性路面
按基层材料类型及组合形式的不同,可将沥青混凝土路面划分为:柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、复合式路面(刚性基层沥青路面)
第四节
路基路面结构的影响因素
一、路基路面稳定性影响因素
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
二、路基路面工程的环境因素
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
保持路基干燥的主要方法是设置良好的地面排水设施和路面结构排水设施
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
第五节
公路自然区划
区划的三个原则: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一、一级区划的主要指标
“公路自然区划”分三级进行区划,一级区划是首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带,然后根据水热平衡和地理位置,划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖和高寒七个大区。
二、二级划分的主要指标
潮湿系数K
第二章
路基土的特性及设计参数
第一节
路基土的分类及工程特性
一、路基土的分类
巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土。
土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示
二、路基土的工程性质
巨粒土:良好的路基材料,亦可用于砌筑边坡
砾石混合料:填筑路基、铺筑中级路面,适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层
砂性土:理想的路基填筑材料
粉性土:不良公路用土
黏性土:筑成的路基能获得稳定
三、路基填料的选择
漂石、卵石(巨粒土)与粗砾石:性能评定为优,施工性评定为中
土石混合料:性能评定为优,施工性评定为良
砾类土、砂类土:性能评定为优,施工性评定为优
粉质土:性能评定为差,施工评定为良
黏质土:性能评定为良,施工性评定为良
第二节
路基水温状况及干湿类型
一、路基湿度的来源
大气降水、地面水、地下水、毛细水、水蒸气凝结水、薄膜移动水
二、大气温度及其对路基水温状况的影响
冻胀:积聚的水冻结后体积增大,使路基隆起而造成层面开裂即冻胀现象,形成冻胀。
翻浆:经重车反复作用,路基路面结构产生较大变形,严重时,路基土以泥浆形式从涨裂的路面缝隙中冒出,形成翻浆。
三、路基干湿类型
路基按其干湿状态不同,分为干燥、中湿、潮湿、过湿四种。
以分界稠度来划分干湿类型
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
四、路基土的基质吸力与饱和度
基质吸力:压力势与重力式差值
第三节
路基的力学强度特性
一、路基受力状况
二、路基工作区
在路基某一深度处,当车轮何在引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为1/5~1/10时,该深度范围内的路基称为路基工作区。
三、路基土的受力特性
第四节
路基的承载能力及材料参数
一、路基的承载力参数
路基回弹模量:反映路基所具有的部分回弹性质
路基反应模量:表征路基的承载力
加州承载比(CBR):评定路基路面材料承载能力的指标
第三章
路基设计
第一节
路基概念及构造
一、路基基本概念
公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构筑物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基。
高于原地面高程的填方路基称为路堤
低于原地面高程的挖方路基称为路堑
二、路基的类型与构造
路堤、路堑、半填半挖路基
三、路基附属设施
取土坑与弃土堆、护坡道与碎落台、堆料坪与错车道
第二节
路基的主要病害类型及原因
一、路基沉陷
二、边坡塌方
三、路基沿破面滑动
五、防治措施:设计、排水、施工、防护与支挡
第三节
路基横断面设计
一、路基宽度
路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和
二、路基高度
路基高度指的是路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计高程(标高)和原地面高程(标高)之差。
三、路基边坡坡度
路堤边坡、路堑边坡
第五节
路基边坡稳定性分析
一、直线滑动面的边坡稳定性分析
试算法、解析法
二、折线滑动面的边坡稳定性分析
剩余下滑力:
三、曲线滑动面的边坡稳定性分析
4.5H法、基于条分的极限平衡法原理、瑞典条分法、简化毕肖普法
四、软土地基的地基稳定性分析
临界高度的计算、路基稳定性的计算方法、五、浸水路堤的稳定性分析
渗透水压力计算、假想摩擦角法、悬浮法、条分法
六、路基边坡抗震稳定性分析
震害与震力
第七节
路基排水设计
地面排水、地下排水
一、路基排水设施的构造与布置
地面排水设施:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸与渡水槽、蒸发池
边沟的横断面形式:梯形、矩形、三角形、流线型
地下排水设施:盲沟、渗沟、渗水隧洞、渗井
第四章
路基防护与支挡结构设计
第一节
路基坡面防护
一、坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差几湿度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风华、碎裂、剥蚀演变过程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上,还可兼顾路基美化和协调自然环境。
常用坡面防护措施:植物防护、工程防护
工程防护:砂浆抹面、勾缝、喷涂、石砌护坡、护面墙
二、冲刷防护
直接防护措施:植物防护、石砌防护、抛石与石笼防护、支挡结构物(驳岸)
间接防护措施:丁坝、顺坝、格坝
第二节
支挡结构的类型和构造
一、支挡结构的用途
支挡结构包括:挡土墙、抗滑桩、预应力锚索
二、支挡结构的类型和适用范围
按支挡结构的位置不同分为:路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙
按支挡结构的墙体材料不同:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、木质挡土墙、钢板墙
根据其结构形式和作用机理:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙、抗滑桩、土钉墙、预应力锚索。
三、支挡结构的构造
墙身:墙背、墙面、墙顶、护栏
排水设施:墙身排水、地面排水
第三节
挡土墙结构布置
一、挡土墙的横向布置
二、挡土墙的纵向布置
三、挡土墙的平面布置
第四节
挡土墙结构的土压力计算
一、作用在挡土墙上的力系
按力的作用性质分为:主要力系、附加力、特殊力
三、黏性土土压力计算
1、等效内摩擦角;2、力多边形;
四、不同土层的土压力计算
五、有限范围填土的土压力计算
六、被动土压力计算
七、车辆荷载换算及计算参数
八、浸水土墙土压力计算
九、地震作用下土压力计算
第五节
挡土墙设计
二、挡土墙的设计原则
按照“极限状态分项系数法”进行设计
三、挡土墙设计
(一)挡土墙稳定性验算
1.抗滑稳定性验算
2.抗倾覆稳定性验算
(二)基底应力及合力偏心距验算
1.基础底面的压应力
2.基底合力偏心距
3.地基承载力抗力值
(三)墙身截面强度验算
1.强度计算
2.稳定计算
3.当e超过规定时,还可以利用玩去抗拉极限强度R进行验算或确定截面尺寸
4.正截面直接受剪时验算
四、增加挡土墙稳定性的措施
(一)增加抗滑稳定性的方法
1.设置倾斜基底
2.采用凸榫基础
(二)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
五、重力式挡土墙
第六章
路基施工
第一节
概述
一、路基施工的重要性
二、路基施工的基本方法
路基施工的基本方法,按其技术特点大致可分为:人工及简易机械化、综合机械化、水利机械化和爆破方法等。
三、施工前的准备工作
组织准备工作、技术准备工作、物质准备工作
第二节
路堤填筑与压实
一、基本要求
二、填挖方案
1.路堤填筑
2.机械化施工
三、路基压实
1.路基压实的意义与机理
2.影响压实效果的主要因素
内因:土质、湿度
外因:压实厚度、压实功能
3.机具选择与操作
4.土基压实标准
K:路基标准压实度
第三节
路堑开挖
一、土质路堑
纵向全宽掘进、横向通道掘进
二、石方路堑
爆破法、松土法
第六章
交通和在及路面设计参数
第一节
交通荷载及其对路面的作用
三、汽车对道路的静态压力
影响因素:(1)汽车轮胎的内压力Pi;(2)轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状;(3)轮载的大小
四、运动车辆对道路的动态影响
五、交通分析
2.轴载组成3.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。
第二节
标准轴载及轴载换算
二、标准轴载
道路路面设计所用的交通量与交通工程中的交通量有很大区别,交通工程中将混合交通量换算成为以小汽车或中型载重汽车为标准的交通当量。而路面设计中,一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载,其他各种轴载按照一定的原则转换成标准轴载。
三、轴载换算
1.轴载换算方法基本原则
第一、换算以达到相同临界状态为标准;
第二,对某一种交通组成,不论以哪种轴载标准进行换算,由换算所得轴载作用次数所计算的路面厚度应相同。2.沥青路面的轴载换算方法
3.水泥混凝土路面的轴载换算方法
四、累计标准轴载作用次数
六、交通荷载分级
由于不同等级的道路承受不同的交通荷载作用,为了判别道路承受荷载的轻重,现行《公路沥青路面设计规范》和《公路水泥混凝土路面设计规范》分别进行了交通荷载等级的划分。
第三节
路面材料设计参数
一、无机结合料稳定材料
1.无机结合料稳定材料的无侧限抗压强度
2.无机结合料稳定材料的无侧限抗压回弹模量
3.无机结合料稳定材料的简介抗拉强度(劈裂强度)
4.无机结合料稳定材料的劈裂回弹模量
5.无机结合料稳定材料的动态抗压回弹模量
6.无机结合料稳定材料疲劳寿命
二、沥青混合料
1.沥青混凝土的抗压强度和抗压回弹模量
2.沥青混凝土的劈裂试验
3.沥青混凝土的弯曲试验
4.沥青混凝土的单轴压缩动态回弹模量
5.沥青混凝土四点弯曲疲劳寿命
6.沥青混凝土的设计参数
三、水泥混凝土材料
1.水泥混凝土抗折强度和水泥混凝土抗折弹性模量
2.水泥混凝土式样的钻取和劈裂试验
3.水泥混凝土路面设计参数的取值
四、级配碎石
第七章
路面基层
第一节
概述
路面基层时路基面层体系中的重要组成部分,位于路基和路面面层之间,在路面结构中起着“承上启下”的作用。
第二节
碎石与级配碎石基层
一、碎(砾)石的类型
级配碎石、填隙碎石、水结碎石、未筛分碎石、石屑。
二、碎(砾)石基层的力学特性
1.碎、砾石基层的强度构成颗粒间的连接强度
(1)纯碎石材料
粒料表面的相互滑动摩擦;因剪切时体积膨胀二需克服的阻力;因里料重新排列而受到的阻力
(2)土—碎(砾)石混合料
第一种:不含或含很少细料的混合料,它的强度和稳定性依靠颗粒间摩阻力获得。
第二种:含有足够的细料来填充颗粒间空隙的混合料
第三种:含有大量细料,而粗颗粒之间的接触很少,集料仅仅是“浮”在细料之中。
细料成分对碎石集料CBR的影响一般比对砾石的影响小。
2.碎、砾石材料的应力—应变特性
3.碎、砾石材料的形变积累
三、普通碎石基层
碎石基层的强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的黏结作用
1.水结碎石基层
2.泥结碎石基层
3.泥灰结碎石基层
4.填隙干压碎石基层
四、级配碎(砾)石基层
级配碎(砾)石基层,是由各种集料(砾石、碎石),按最佳级配原理修筑而成的路面基层。级配碎(砾)石的强度由摩阻力和黏结力构成。
1.级配碎(砾)石基层的厚度和材料
2.级配碎(砾)石基层的施工
开挖路槽——备料运料——铺料——拌和与整形——碾压——铺封层
五、优质级配碎石基层
第三节
无机结合料稳定材料基层
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的材料称为无机结合料稳定材料。
无机结合料稳定材料具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点,但其耐磨性差,广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
一、无机结合料稳定材料的物理力学特性
1.无机结合料稳定材料的应力——应变特性
2.无机结合料稳定材料的疲劳特性
3.无机结合料稳定材料的干缩特性
无机结合料稳定材料经拌合后,由于水分发挥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的体积收缩
4.半刚性材料的温度收缩特性
石灰土砂砾>悬浮式石灰粉煤灰粒料>密实式石灰粉煤灰粒料和水泥砂砾
二、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)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和,在最佳含水量时摊铺、压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。适用于各级公路路面的底基层和二级以下公路的基层,不得用作二级和二级以上公路高级路面的基层。
2.影响强度的因素
(1)土质
(2)灰质
(3)石灰剂量(4)含水率(5)密实度(6)石灰土的龄期
(7)养生条件
3.石灰土基层的缩裂防治
(1)控制压实含水率
(2)严格控制压实标准
(3)
温缩的最不利季节是材料处于最佳含水率附近,且温度为0~10℃。因此施工要在当地气温进入0℃前一个月结束,以防在不利季节产生严重温缩。
(4)干缩的最不利情况发生在石灰稳定土成型初期,因此,要重视初期养护,保证石灰土表面处于潮湿状态,严防干晒。
(5)是会稳定土施工结束后要及早铺筑面层,使石灰土基层含水率不发生大变化,可减轻干缩裂隙。
(6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等),使其集料含量为70%~80%,使混合料满足最佳组成要求,不但提高强度和稳定性,而且具有较好的抗裂性。
防止基层裂缝的反射:
(1)设置联结层
(2)铺筑碎石隔离过渡层
5.石灰土(底)基层的施工
(1)备料:
石灰
土
(2)混合料配合比
(3)路拌法施工要求
①摊铺
②拌和与洒水
(4)场拌(或集中场拌)法施工要求
①拌和
②摊铺
(5)整型
(6)碾压
(7)养生
6.碎(砾)石灰土(底)基层
三、水泥稳定类基层
在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和摊铺,在最佳含水率时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层称为水泥稳定类基层。水泥稳定类基层具有良好的整体性,足够的力学强度、抗水性和耐冻型。其初期强度较高,且随着龄期增长而增长,所以应用范围很广。
2.影响强度的因素
(1)土质
(2)水泥的成分和剂量
(3)含水率
(4)施工工艺过程
4.水泥稳定粒料施工
(1)材料:
水泥
集料
(2)混合料设计
(3)
施工要求
①底基层准备
②一般规定
③拌和方法和摊铺
④整型
⑤碾压
⑥接缝处理
⑦养生及交通管制
⑧养生期满验收合格后立即浇透层油
四、工业废渣稳定基层
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等。
石灰(水泥)稳定工业废渣基层具有水硬性,缓凝性,强度高,稳定性好,呈板体,且强度随龄期不断增加,抗水、抗冻、抗裂且收缩性小,适应各种气候环境和水文地质条件等特点。
1.材料要求
(1)石灰和水泥
(2)废渣材料
(3)粒料(砾料)
3.石灰煤渣类基层
4.石灰粉煤类基层
(2)施工:
材料——混合料设计——施工要求
第八章
沥青路面设计
第一节
概述
一、沥青路面的基本特性
(1)足够的力学强度,能够承受车辆荷载施加到路面上的各种力
(2)一定的弹性和塑性变形能力,能承受应变而不破坏
(3)与汽车轮胎的附着力较好,可保证行车安全
(4)有高度减震性,可使汽车快速行驶,平稳而低噪声
(5)不扬尘,且容易清扫和冲洗
(6)维修工作比较简单
二、沥青路面的损坏类型及其成因
1.裂缝
按其成因不同分为:纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝。
横向裂缝:分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是由于车辆荷载引起的沥青面层拉应力超过其疲劳强度而断裂,一般由沥青路面结构的底面发生逐渐向上扩展至表面。飞鹤在型裂缝有两种情况:沥青面层缩裂和基层反射裂缝。
网状裂缝:由于路面整体强度不足而引起的。
2.车辙
3.松散剥落
4.表面磨光
三、沥青路面的性能要求
1.高温稳定性
2.低温抗裂性
3.耐久性
4.抗滑能力
第二节
沥青路面的分类与特性
一、沥青路面的分类
1.按强度构成原理分类:密实型
嵌挤型
2.按施工工艺分:
层铺法
路拌法
厂拌法
3.根据沥青路面技术特性分类:(英文缩写)
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
二、沥青混合料空间结构与压实性能
三、沥青混合料的力学特性
1.密实悬浮结构
2.骨架空隙结构
3.密实骨架结构
四、沥青混合料的黏弹性性质与力学模型
1.粘弹性材料的基本性质(图8-8)
2.蠕变与松弛特性
蠕变是当应力为一恒定值时,应变随时间逐渐增加的现象(图8-10)
应力松弛是当应力为一恒定值时,应力随时间而衰减的过程。(图8-11)
3.基本流变模型
麦克斯韦尔(Maxwell)模型、开尔文(Kelvin)模型、泽纳(Zener)模型
4.沥青混合料的力学模型
(1)Burgers
模型
(2)修正后的Burgers
模型
五、沥青混合料的变形特性
1.蠕变试验
2.应力松弛试验
3.等应变速率试验
4.动载试验
5.沥青的劲度模量
是一定时间(t)和温度(T)条件下,应力与总应变的比值。
6.沥青混合料的劲度模量
六、沥青混合料的强度特性
1.剪切强度
2.断裂强度
3.临界应变
第三节
沥青路面使用性能和区分
一、沥青路面的高温稳定性
车辙是指沥青路面在行车荷载的反复作用下产生的永久变形的累积。
推移、拥包、搓板等损坏主要是由于沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足引起的。
1.车辙的形成机理及影响因素
(1)失稳性车辙
(2)结构性车辙
(3)磨耗性车辙
车辙形成过程:
(1)初始阶段的压实过程
(2)沥青混合料的侧向流动
(3)矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏
2.沥青混合料高温稳定性评价方法
(1)单轴压缩试验
(2)马歇尔试验(1948)
(3)蠕变试验
(4)轮辙试验
(5)简单剪切试验
4.沥青路面车辙的防治措施
二、沥青路面的低温抗裂性
两种形式:气温骤降使面层收缩,温度应力超过抗拉强度造成开裂;温度疲劳裂缝。
1.沥青路面低温开裂的机理
沥青路面的低温开裂和温度下降引起的材料体积收缩有关,温度应力超过抗拉强度造成开裂。
2.沥青混合料低温抗裂性能的评价方法
(1)间接拉伸试验
(2)直接拉伸试验
(3)蠕变试验
(4)约束试件温度应力试验
(5)应力松弛试验
(6)弯曲破坏试验
3.沥青路面低温开裂的预防措施
三、沥青路面的水稳定性
1.沥青路面水稳性作用机理
2.沥青路面水稳定性的评价方法
煮沸试验、浸水马歇尔试验、冻融台座试验法、浸水间接拉伸试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验
3.提高沥青路面水稳定性技术措施
(1)完善路面结构排水系统。
(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
SIQ2
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。
四、沥青路面的疲劳性能
2.影响沥青路面疲劳的因素
(1)荷载条件
(2)材料性质
(3)环境条件
3.沥青混合料疲劳寿命的预估方法
(1)诺丁汉大学法
(2)地沥青学会法
五、沥青路面的抗老化性能
1.沥青的老化过程
(1)运输和储存过程的老化
(2)拌合过程的热老化
(3)施工期的老化
2.沥青混合料老化试验和评价
(1)短期老化的试验方法
(2)长期老化的试验方法
3.国产沥青混合料的老化性能
六、沥青路面是哟高性能的气候分区
表8-9、8-10
第四节
弹性层状体系理论
一、基本假设与解题方法
图8-33
弹性层状体系示意图
第五节
沥青路面的破坏状态、设计指标和标准
一、沉陷
二、车辙
三、疲劳开裂
四、推移
五、低温缩裂
六、路面弯沉设计标准
第六节
沥青路面结构组合设计
一、沥青面层结构
表8-11
(英文缩写)
三、沥青路面垫层结构
沥青路面垫层结构位于基层以下,主要用于路基状况不良的路段,以确保路面结构不收路基中滞留的自由水的浸蚀以及冻融的危害。
垫层可分为:防水垫层;排水垫层、防污垫层、防冻垫层。
四、沥青路面层间结合第七节
我国沥青路面厚度设计
我国沥青路面设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的层状弹性体系理论,以路面回弹弯沉值和沥青混凝土层拉应力、半刚性及刚性材料基层拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。
一、我国沥青路面设计指标与标准
1.弯沉指标
图8-9
路表弯沉值计算图式
式8-56
2.结构层底应力指标
图8-40
沥青混凝土层和半刚性材料层的层底拉应力计算图式
式8-59
二、路面结构厚度设计要求
式8-60、8-61
第九章
水泥混凝土路面设计
第二节
水泥混凝土路面的分类与构造
一、水泥混凝土路面分类
1.普通水泥混凝土路面
2.钢筋混凝土路面
3.连续配筋混凝土路面
4.钢纤维混凝土路面
5.复合式混凝土路面
6.碾压混凝土路面
7.贫混凝土板
8.混凝土预制块路面
9.装配式混凝土路面
二、水泥混凝土路面构造
1.路基和路层
1)路基
2)基层
目的:放唧泥;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
2.混凝土面板*
等厚式
3.排水要求
4.接缝的构造与布置
第三节
弹性地基板经典理论
一、弹性地基板体系理论简介
两个平行面和垂直于这两个平行面的柱面或棱柱面所围成的物体称为板
1.弹性薄板基本假设
(1)垂直于中面方向形变分量ez机器微小,可以略去不计
(2)应力分量Tzx,Tzy和Oz远小于其余三个应力分量,因而是次要的,可以忽略它们所引起的形变分量
(3)薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移
第四节
水泥混凝土路面温度应力分析
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
式9-42
第六节
路面结构设计的可靠度理论
结构可靠度:在规定时间内,在规定的条件下,结构能完成预定功能的概率。
式9-4
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。
式9-57、9-58、9-59、9-60
第三篇:路基路面工程(第三版)总结 邓学钧主编
第一章
路基路面工程的特点 1路基工程土石方数量大;
2.路面工程耗资多; 3.涉及面广,工程复杂多变 影响路基路面稳定的因素
1.地理条件 2.地质条件 3.气候条件4.水文和水文地质条件 5.土的类别
划分依据:根据土的颗粒组成,塑性指数和土中有机质含量分类:巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土
通常按路面面层的使用品质 材料的组成类型结构强度和稳定性,将路面分为四级(高 次高 中 低)公路自然区的三个划分原则: 1 道路工程特征相似的原则
2地表气候区划差异性的原则
3自然气候因素既有综合又有主导作用
一、路基湿度的来源
(1)大气降水
(2)地面水
(3)地下毛细水
(4)水蒸汽凝结水
冻胀:在冬季,水由下向上移动,冻结后体积增大,使路
基隆起而造成面层开裂,即冻胀现象。
翻浆:在春季,冰溶化以后,路基上层含水量增加,承载能力下降,在车辆荷载作用下路基土以泥浆的形式从胀裂的路面裂隙中冒出,形成翻浆。
在路基路面设计中,把路基干湿类型划分为四类: 干燥,中湿,潮湿和过湿。
沿横断面方向由行车道、硬路肩和土路肩所组成。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。
题1.垫层介于土基和基层之间,改善土基水温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影响; 将基层的荷载应力加以扩散;阻止路基土挤入基层。(3分)
垫层材料强度不一定高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的分为两类,松散类如级配碎石,和稳定类如石灰土 第二章
汽车对道路的作用
停驻状态:对道路的作用力为静态垂直压力。
行驶状态:对道路的作用力为动态垂直压力、水平力、振动力。
影响静态垂直压力大小的因素:
(1)汽车轮胎的内压力 pi;
(2)轮胎的刚度和轮胎与路面的接触的形状;(3)轮载的大小。
环境因素影响主要表现在温度和湿度。温度对路面的影响
由于温度在路基路面结构内部的变化沿深度方向是不均匀的,所以不同深度处胀缩的变化也是不同的。当这种不均匀胀缩受到某种原因的约束而不能实现时,路基路面结构内部就会产生附加应力,即温度应力,进而对路基路面产生破坏。路基承受着路基自重和汽车轮重这两种荷载。
把车辆荷在土基中产生应力作用的这一深度范围叫路基工作区
用于表征土基承载力的主要参数指标:
�回弹模量
1、柔性压板2、刚性承载板: �地基反应模量
温克勒地基模型描述土基工作状态时,以地基反应模量K表征土基的承载力。压力和弯沉之比称为K �加州承载比(CBR)
一、路基的主要病害
1.路基沉陷
(1)自身压缩沉陷
(2)天然地基承载力不足引起的沉陷 2.边坡滑塌:溜方和滑坡
溜方:边坡上薄的表层土沿边坡向下滑动;
滑坡:路堤边坡土体在重力作用下沿某个滑动面发生剪切破坏
3.碎落和崩塌
剥落和碎落是指路堑边坡表面,在大气的干湿或冷热循环作用下,表面发生胀缩,使零碎薄层成片状从坡面上剥落下来的风化现象,而且老的脱落后,新的又不断产生大块岩石脱离坡面沿边坡滚落称为崩塌 4.路基沿山坡滑动
5.不良地质和水文条件下的破坏滑坡
为提高路基的稳定性,防治各种病害的产生,主要有以下一些措施: 正确设计路基横断面。选择良好的路基用土填筑路基,必要时对路基上层填土作稳定处理。采取正确的填筑方法,充分压实路基,保证达到规定的压实度。适当提高路基,防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入路基工作区范围。正确进行排水设计(包括地面排水、地下排水、路面结构排水以及地基的特殊排水)。必要时设计隔离层隔绝毛细水上升,设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积,设置砂垫层以疏干土基。采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加筋等防护技术措施,以提高其整体稳定性。
累积变行和疲劳破坏这两种破坏极限的共同点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次数有关。
第三章
路基的类型与构造
路堤、路堑、填挖结合路基 路堤的特点
设计线高于原地面; 排水、通风条件好; 施工质量易控制,可控制填料选择、干湿类型、密实度等; 受水文地质影响小。路堑特点
设计线低于原地面; 排水通风条件差; 行车视距也差;破坏了原地层天然平衡,受水文地质条件影响较大,要注意边坡稳定性;
半填半挖路基特点
兼有路堤和路堑两者的特点,土石方数量少。工程上经济,要注意填方部分与山坡结合(挖出),填挖分界处发生不均匀沉降。
路基宽度的概念:
路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和,一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。路基高度 : 是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度,路基设计标高与地面标高(中心线)之差;由于原地面不平整,因此还有边坡高度。边坡坡度: 指边坡高度 H与边坡宽度b之比,常取 H=1,以1:n(路堑)或 1:m(路堤)表示坡率
路基附属结构
一
取土坑与弃土堆
借方与弃方.二、护坡道与碎落台。
护坡道目的是加宽边坡的横向距离,减小边坡的平均坡度。碎落台主要供零星土石碎块下落时临时堆积,保护边沟不致阻塞,也有护坡道的作用。
三、堆料坪与错车道
堆料坪:路面养护用矿质材料就近选择路旁合适地点堆放备用。高等级路面一般采用集中堆放料场。
错车道:单车道公路由于双向会车和相互避让的需要,常每隔200~500m设置错车道一处
第四章
直线滑动面的边坡稳定性分析 适用范围:
直线法适用于砂土和砂性土(两者合称砂类土),土的抗力以内摩擦力为主,粘聚力甚小。边坡破坏时,破裂面近似平面。
一、试算法
二、解析法 曲线滑动面的边坡稳定性分析
土的粘力使边坡滑动面多呈现曲面,通常假定为圆弧滑动面。
圆弧法适用于粘土,土的抗力以粘聚力为主,内摩擦力力较小。边坡破坏时,破裂面近似圆柱形。
一、圆弧滑动面的条分法。
二、条分法的图表法及解析法
临界高度
指天然地基状态下,不采取任何加固措施,所容许的路基最大填土高度。
浸水路堤的稳定性分析
建筑在桥头引道,河滩及河流沿岸,受到季节性或长期浸水的路堤,称为浸水路堤。1.浸水路堤的特点
(1)稳定性受水位降落的影响(2)稳定性与路堤填料透水性有关 假想摩擦角法、悬浮法和条分法
第五章
第六章
挡土墙的类型 Ø按挡土墙位置分: 路堑墙,路堤墙,路肩墙和山坡墙等。Ø按挡土墙的墙体材料分: 石砌挡墙,混凝土挡墙,钢筋混凝土挡墙,砖砌挡墙,木质挡墙和钢板墙等。Ø按挡土墙的结构形式分: 重力式,半重力式,衡重式,悬臂式,扶壁式,锚杆式,拱式,锚定板式,板桩式和垛式等。
挡土墙的构造
1墙身2基础3排水设施4沉降缝和伸缩缝 重力式特点;
依靠墙自重承受土压力 结构简单 施工简便 由于墙身重 对地基承载力的要求较高。基础埋置深度要求:
①保证基底土层的承载力(容许)大于基底可能出现的最大应力;
②应保证基础不受冲刷; ③应防止基础因地基冻融而破坏 排水设施
地面排水,墙身排水 目的:
1疏干墙后填料的水分,防止地表水下渗造成墙后积水,使墙身承受额外的静水压力
2消除黏性土填料因含水率增加而产生的膨胀压力; 3减少季节性冰冻地区填料的冻胀压力 沉降缝和伸缩缝
n 为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高墙身断面的变化情况,设置沉降缝; n 为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝,须设置伸缩缝。
n 一般将沉降缝和伸缩缝合并设置,统称为伸缩缝。作用在挡土墙上的力系 • 主要力系-常作用 • 附加力系-季节性 • 特殊力-偶然
验算项目
1基底滑动稳定性2倾覆稳定性3基底应力和偏心距4墙身断面强度5浅层、深层滑动稳定性-软弱下卧层
增加抗滑稳定性的方法
①采用倾斜基底 ②采用凸榫基础 ③采用人工基础 增加倾覆稳定性的方法
①展宽墙趾 ②改变墙面及墙背坡度 ③改变墙身断面类型
第七章
地面排水设备:
边沟,截水沟,排水沟,跌水与急流槽,蒸发池。必要时还有渡槽,倒虹吸及积水池。1.边沟:
设在挖方的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,多与线路平行。主要用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量的地面水,不宜与其它沟渠合并使用。2.截水沟:
设置在挖方路基边坡坡顶之外或山坡路堤上方的适当处,用以拦截流向路基的地面水,防止其冲刷和浸蚀挖方边坡和路堤坡脚,并减轻边沟的泄水负担。3.排水沟: 主要用来引水,将路基范围内各种水源的水流引排到桥涵天然河沟或远离路基指定地点。
离路基尽可能远,距路基坡脚一般不宜小于3~4m,高速公路高路堤,坡脚排水沟不小于2m,纵坡应保证水流畅通,不产生冲刷或淤积,一般不小于0.3%,不大于3%
长度:小于500m 4.跌水与急流槽:
设置于需要排水的高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段 跌水:
是阶梯形的建筑物,水流以瀑布形式通过的排水设施。有单级和多级形式,作用主要是降低流速和削减水的能量或改变水流方向。急流槽:
是具有很陡坡度的水槽,水流以陡坡形式通过的排水设施,但水流不离开槽底。
它的作用主要是在很短的距离内,水面落差很大的情况下进行排水
5.倒虹吸与渡水槽:
设置于水流需要横跨路基,同时受到设计标高的限制,从路基底部或上部架空跨越。
前者称为倒虹吸,后者称为渡水槽。6.蒸发池:
气候干旱、排水困难地区,可利用沿线的集中取土坑或专门的蒸发池排除地表水 地下排水设备
Ø暗沟(管)Ø渗沟 ,渗井和渗水隧洞 n 特点:
排水量不大,主要以渗流方式汇集水流,并就近排出路基范 1.暗沟
作用:设在地面以下引导水流的沟渠,无渗水和汇水作用,地下排水沟 2.渗沟:
作用:是降低地下水位或拦截地下水,其水力特性是紊流 3.渗井:是竖直方向的地下排水设备
作用:是汇集离地面不深处含水层中的地下水,通过竖井,渗入下层,疏干路基土。
路面排水设计
一、路面表面排水
1.分散漫流式路表排水2.集中截流式路表排水
二、中央分隔带排水 三种类型
(1)宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水(2)宽度大于3m且表面为采用铺面封闭的中央分隔带排水(3)表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带排水
三、路面结构内部排水 路面渗水主要途径:
1)路面接缝,2)路面材料使用过程中出现的松散;3)原先面层混合料较大的孔隙等:4)使用过程中出现的各种裂缝,尤其以周围施工产生的张拉裂缝最为严重。
路面边缘排水系统
定义:由沿路面边缘设置的透水性填料集水沟,纵向排水沟,横向出水管和过滤织物组成的排水系统。
构造:集水沟、纵向排水沟,横向出水管、过滤织物、第八章
填挖方案 1.路堤填筑
填筑方案:竖向填筑和分层平铺
按照路堤设计横断面,自下而上逐层填筑。2.路堑开挖
按掘进方向可分为纵向全宽掘进和横向通道掘进。在高度上分为单层和双层和纵横掘进混合 路基压实
影响路基压实的因素
含水量,土质,压实厚度,压实功能。n 压实度:
n 工地上压实达到的干密度γ与室内标准击实试验 所得的该路基土的最大干密度γ0之比。
第十章
力学特性
一、碎、砾石路面的强度构成,因此,起决定作用的是颗粒之间的联结强度
二、碎、砾石材料的应力-应变特性 1.变形包括弹性变形和塑性变形两部分;
2.碎砾石材料的应力-应变特性具有明显的非线性特征;
三、碎、砾石材料的形变累积
不同的应力水平下具有不同的塑性变形特征:在应力水平较低的情况下,塑性变形量较小,且在一定的荷载作用次 数以后变形不再发展;应力较大时,则形变随作用次数迅 速发展,并最终导致破坏
碎石路面
一、水结碎石路面
n 定义:大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑,洒水碾压而成的路面结构:
二、泥结碎石路面
n 定义:以碎石作骨料,粘土为填充结合料,经压实而成的路面结构。
三、泥灰结碎石路面
定义:以碎石为骨料,一定数量粘土和石灰作粘结填充料、经压实而成的路面结构。级配砾(碎)石路面
n 定义:级配砾(碎)石路面是一种由各种集料(砾石、碎石、工业废渣等)和土,按最佳级配原理掺配而成的混合料,经摊铺、修整、压实后形成,是密实结构。优质级配碎石基层
无结合料处治粒料在国外是一种应用极为普遍的筑路材料,广泛用于柔性路面的基层和底基层,用于基层的常为较优质的碎石层。
n 优质级配碎石基层特点:碎石强度高、形状接近立方体、级配良好和压实好。
1.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。
磨耗层应具有足够的坚实性和稳定性,通常多用坚硬、耐磨、抗冻性强的级配粒料来铺筑
.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。
n 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
第十一章
定义:用块状石料或混凝土预制块铺筑的路面称为块料路面。构造特点:必须设置整平层;块料之间填缝料嵌填,使块料满足强度
和稳定性的要求。
第十二章
1.无机结合料稳定材料的应力-应变特性
1)无机结合料稳定路面的重要特点之一是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。
3)无机结合料稳定材料的应力-应变特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量及密实度、含水量、龄期、温度等有关。
4)应力-应变关系也呈现出非线性状,模量是应力(偏应力和侧限应力)函数;在应力级位低于极限荷载的50%~60%时,应力应变曲线可近似为线性.2.无机结合料稳定材料的疲劳特性 3.无机结合料稳定材料的干缩特性 4.无机结合料稳定材料的温度收缩特性
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)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术 要求,经拌和,在最佳含水量下摊铺、压实及养生,其抗 压强度符合规定要求的路面基层。石灰稳定土强度形成原理:
1)离子交换作用-2)结晶作用-3)火山灰作用-4)碳酸化作用 影响强度的因素
密实度、灰质、养生条件、含水率、土质、龄期、石灰剂量 在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中,掺入适当水泥和水,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 此修建的路面基层称水泥稳定类基层。强度形成原理:
化学作用、物理-化学作用、物理作用 3.影响强度的因素
土质、水泥、含水率、施工 石灰煤渣(二渣)
用煤渣和石灰按一定配合比、加水拌和、摊铺、碾压而成的基层。在二渣中加入一定量的粗骨料成为三渣。石灰粉煤灰类基层
n 以石灰、粉煤灰与土按一定配合比混合,加水拌匀、摊 铺、碾压并养护而成型的一种基层结构
第十三章
沥青路面损坏类型及其成因损坏类型:
裂缝、车辙、松散、剥落、和表面磨光。1.裂缝(crackings):最主要的破坏形式
2.车辙(rut):渠化交通引起的沥青路面损坏 原因:
1)沥青混合料高温稳定性不足,塑性变形累积; 2)路面结构及路基材料的变形累积; 3)车辆渠化交通的荷载磨耗-磨耗型车辙。3.松散剥落 原因:
1)沥青与矿料黏附性差(沥青粘性差、集料粘附等级低、集料潮湿、沥青老化后性能下降、冻融); 2)水或冰冻的作用;
3)沥青在施工中的过度加热老化 4.表面磨光 原因:
1)集料软弱,宏观纹理和微观构造小;
2)粗集料抵抗磨光的能力差(由磨光值、棱角性、压碎值等表征); 3)级配不当,粗料少、细料多; 4)用油量偏大,或出现水损害; 5)沥青稠度太低; 6)车轮磨耗太严重 对沥青路面的基本要求
1.高温稳定性—高温下抵抗永久变形的能力 2.低温抗裂性--抵抗低温抗裂的能力 3.耐久性--抵抗老化与荷载重复作用的能力 4.抗滑能力--保证车辆安全行驶的能力 5.防渗能力--抵抗水损害的能力
沥青路面分类
1.按强度构成原理
ü密实类沥青路面ü嵌挤类沥青路面 各自优缺点:
• 密实类:耐久性好,热稳定性差; • 嵌挤类:热稳定性好。按施工工艺分类
层铺法、路拌法、和厂拌法 3.按沥青路面技术特性分类
n 沥青混凝土(Asphalt Concrete)n 热拌沥青碎石(Asphalt Macadam)
n 乳化沥青碎石(Emulsion Asphalt Macadam)n 沥青贯入式 n 沥青表面处治
n 沥青玛碲脂碎石SMA(Stone Mastic Asphalt)n 排水性沥青混凝土(Porous Asphalt Concrete)n 开级配抗滑磨耗层OGFC(Open Graded Friction Course)0 沥青混合料的结构力学特性
类型:按密实原则和嵌挤原则构成的沥青混合料 的典型结构类型有三种:密实悬浮结构、骨架空 隙结构、骨架密实结构
3.基本流变模型
常用的简单组合模型有下列几种:
(1)麦克斯韦尔模型(2)开尔文模型(3)泽纳模型(4)弹塑性模型
1.沥青的劲度模量
反映沥青和沥青混合料在给定温度和加荷时间条件下的应力-应变关系的参数,称作劲度S 沥青混合料的强度
强度是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载(或应力)
1.剪切强度2.断裂强度3.临界应变
沥青路面的高温稳定性
n 沥青混合料高温稳定性--指混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。
n 高温稳定性不足:有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害 沥青路面的水稳定性
n 沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的黏附程度,水和矿料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
.提高沥青路面水稳定性技术措施
1、完善路面结构排水系统、2、取黏度大的沥青和表面活性成分含量高的沥青
3、尽量选择sio2含量低的碱性集料
4、施工时保持集料干燥,无杂质,拌合充分、铺时不产生离析,保证压实要求
沥青路面的原材料
一、沥青材料
沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等 粗集料:
u粒径大于4.75mm(或2.36mm)的那部分材料,包括碎石、破碎碎石、筛选砾石、钢渣、矿渣等 细集料
n 集料中粒径小于4.75mm(或2.36mm)的材料。填料
填料的粒径小与0.6mm由沥青和填料的混合而成的胶浆是沥青混合料形成强度的重要元素。
沥青混合料组成设计
沥青混合料分类
按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率大小可分为: n 密集配沥青混凝土混合料(Asphalt Concrete)适用于各级公路沥青面层的任何层次
n 沥青玛碲脂碎石混合料SMA(Stone Mastic Asphalt)适用于表面层、中面层或加铺磨耗层
n 半开级配沥青碎石混合料,空隙率6%~12%(Asphalt
Macadam)适用于三级及三级以下公路,表面应设防水 上封层
n 密集配沥青碎石混合料,空隙率3%~6%,(ATB)也称为大粒径沥青碎石混合料,适用于基层 n 排水式沥青稳定碎石混合料,空隙率大于18,(ATPB),适用于排水基层
n 开级配抗滑磨耗层(Open Graded Friction Course)适用于高速公路排水式沥青路面磨耗层 沥青混合料选用遵循的原则:
1、面层与沥青碎石基层通常采用双层或三层式结构,层间应喷洒黏层油,以加强层间联接、满足耐久、稳定、密实、安全等功能性要求,且便于施工
3、表面有良好的表面功能、密水、耐久、抗车辙、抗裂性能。抗滑不足时,可加铺抗滑磨耗层 沥青混合料的配合比设计
n 设计目的:确定沥青混合料各种原材料的品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。
沥青混合料配合比设计阶段: 1)目标配合比设计阶段 2)生产设计配合比设计阶段
3)生产配合比验证阶段
第十四章
沥青路面设计的内容
设计内容:原材料的调查和选择、沥青混合料配合比以及基层材料的配合比设计,各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选。路面结构设计的原则
(1)根据使用要求和自然条件,结合实践经验,将路基路面作为一个整体考虑,进行综合设计
(2)“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约 投资”
(3)积极推广成熟的科研成果,积极、慎重地运用行之有 效的新材料、新工艺、新技术
(4)充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡,有利于 施工、养护工作人员的健康与安全
(5)尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案(6)对于地处不良地基的路段,可以“一次设计分期修建”
沥青路面结构设计理论与方法
分为经验法和力学-经验法 弹性层状体系理论的图式
三、基本假设与解题方法
①各层由均质、连续的、均匀的、各向同性的线弹性材料组成,用弹性模量和泊松比表征其弹性参数;
②最下一层为水平方向和竖直向下方向无限延伸的半无限体。其上各层在水平方向为无限大,但竖向具有一定厚度; ③各层在水平方向无限远处及最下层无限深处的应力、变形和位移为零;
④各层分界面上的应力和位移完全连续(称连续体系),或者仅竖向应力和位移连续,而层间无摩擦力(称滑动体系); ⑤不计各层材料自重。沥青路面结构组合设计
沥青路面通常是有沥青面层、基层、底基层、垫层等组成。
总原则: 面层耐久、基层坚实、土基稳定
沥青路面层间组合
l面层和基层之间应设置透层沥青或黏层沥青。
l采用半刚性基层时,应用单层层铺法或稀浆分层表处采用水泥混凝土刚性基层,也应设黏性基层
面层为两层或三层而不能连续铺筑时,则在铺上层之前彻底清扫下层表面的灰尘、泥土、油污等有可能破坏层间组合的有害物质,然后设黏层沥青
透层沥青、黏层沥青,单层表处下封层,稀浆封层 下封层的材料规格、用量应根据地区气候特点,施 工季节和结构类型的不同按规范要求选定
沥青面层结构
直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素影 响,并将荷载传递到基层以下的结构层。
沥青路面基层结构
承担着沥青面层向下传递的全部负荷,支承着面层,确保面层发挥各项重要的路面性能。
承受着由于土基水温状况多变而发生的地基承载能力变化的敏感性,使之不影响沥青面层的正常工作。
基层是承上启下保证路面结构耐久、稳定的承重结构层,要求具有较高的强度、稳定性和耐久性。
沥青路面垫层结构
位于基层以下,主要用于路基状况不良的路段,确保路面结构不受路基中滞留的自由水的浸蚀以及冻融的危害
我国沥青路面设计方法
我国沥青路面设计方法:采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论,以路表回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性材料基层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后,路面结构的路表弯沉与各结构层的弯拉应力 均应满足设计指标的极限标准。
以弯沉作为设计指标的原因
v弯沉是表征路面结构总体刚度的指标;
v在荷载相同,土基支承相同条件下,弯沉越小表明总体刚度越大,因此它的抗变形能力与抗压、抗弯曲的能力也大;
v弯沉的大小也能表征土基支承的强弱,在夏热季节,沥青面层抗高温稳定性也能间接相对的由弯沉表现出来。
v路表弯沉值可以简单地量测,操作简便;压应变、拉应变指标测试较困难。弯沉指标既可作为设计指标,又可以作为质量检验、路面养护的评价手段。
第十五章
水泥混凝土路面的特点 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)对水泥和水的需要量大(2)有接缝(3)开放交通迟(4)修复困难 1.土基
(1)性能要求:
因水泥混凝土路面强度、刚度都很大,传递到土基的应力很
小(一般不超过0.05MPa).密实、稳定、均匀 2.基层作用
防唧泥、防冰冻、减小路基顶面压应力,缓和路基不均匀变形对面层的影响、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
二、混凝土面板 混凝土面板的断面形式(1)厚边中薄式(2)等边厚式(3)等中厚式 1.横缝的构造与布置
横向接缝是垂直于行车方向的缝,共有三种:缩缝、胀缝和施工缝。
Ø缩缝保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂,从而避免产生不规则的裂缝。
Ø胀缝保证板在温度升高时能部分伸张,从而避免产生热天的拱胀和折断破坏,同时胀缝也能起到缩缝的作用。Ø混凝土路面每天完工及因雨天或其他原因不能继续施工时,应设置施工缝。
(1)胀缝
避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏。常采用平缝 的形式,也叫真缝。设置目的
使混凝土板有膨胀的余地,从而避免产生过大的热压应力 设置位置
在邻近桥梁或其它固定构筑物处、与柔性路面相接处、板厚改变处、隧道口、小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。
减少胀缝措施:
增大基层表面的摩阻力,以约束板在高温或潮湿时 伸长的趋势
在气温较高时施工,减小混凝土板的胀缩幅度
(2)缩缝
作用:控制混凝土的收缩应力和翘曲应力
横向缩缝有设传力杆假缝和假缝两种形式。
(2)纵缝的构造与布置
纵缝分为纵向缩缝和纵向施工缝。
水泥混凝土路面的原材料:
水泥,粗集料,细集料,水,外加剂,接缝材料及技术要求。(接缝板,填缝料)
混凝土配合比的技术要求 1.混凝土的弯拉强度 2.混凝土的工作性 3.混凝土的耐久性 配合比参数的确定 1.水灰比的确定 2.砂率的确定
3.按工作性要求确定单位用水量 4.单位水泥用量的确定 5.混合料砂石料用量确定
接缝施工
1、纵缝:按施工方法需要设置。2、缩缝:切缝法和压缝法。
3、胀缝;顶头木模固定法、钢筋支架固定法。
4、接缝封填:能与混凝土面板缝壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土面板收缩和膨胀、不溶于水和不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好。
第四篇:路基路面总结
1.汽车是道路直接服务的对象,汽车荷载是造成路基路面结构损伤的主要成因。
2.道路上通行的汽车主要分为:客车和货车两大类。
3.我国公路与城市道路路面设计规范中以单轴双轮组作为标准荷载,以100KN作为设计标准轴限。
4.对于双轮组车轴,若每一侧的双轮用一个圆表示,称之单圆荷载;若用两个圆表示,称之双圆荷载。双圆荷载是最常用的荷载 5.行驶的汽车对路面的水平力作用分为三种:制动力、起动力、转向力,水平力与垂直压力p的关系:Q=u*p 6.动荷载产生的原因有两种:车身自身的振动和路面的不平整。动荷载具有:瞬时性、重复性、冲击性
7.交通分析内容的目的是得到设计年限内的累计交通量Ne(Ne的计算,看书P221)8.轴载换算(看书,P224)9.路基路面结构的温度和湿度影响(看书,P232)10.基层分为:柔性基层、刚性基层、半刚性基层
11.半刚性材料基层具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体、经济性好等优点,但其耐磨性差,存在干缩和温缩裂缝,不适用于面层,因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
12.在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(水泥、石灰或工业废渣等)和水,经拌合得到的混合料经压实与养生后,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,以此修筑的路面基层称为无机结合料稳定类基层,又称为半刚性基层。13.半刚性基层缩裂的防治措施:
(1)控制压实含水量;(2)严格控制压实标准;(3)控制施工温度;(4)注意初期养护;(5)及早铺筑面层;(6)掺加集料。反射裂缝的防治措施:
(1)设置土工合成材料;(2)设置应力吸收层;(3)铺筑大粒径沥青混合料碎石过渡层。14.混合料组成设计步骤:
(1)制备混合料试件;(2)标准击实试验;(3)强度试验;(4)确定结合料剂量。
抗压强度标准:半刚性材料基层配合比设计时,试件应在热区25℃、温区和寒区20℃条件下保湿养生6天、浸水1天(共7天)后,进行无侧限抗压强度试验,根据规定的抗压强度标准确定结合料剂量。15.垫层可分为防水垫层、排水垫层、防污垫层、防冻垫层,主要作用是防水和防冻。
16.沥青路面按强度构成原理可分为:密实型和嵌挤型;按施工工艺可分为:层铺法、路拌法、厂拌法;根据沥青路面的技术特性可分为:沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青碎石、沥青混凝土、乳化沥青碎石。
17.沥青表面处治路面:是指用沥青和集料按层铺法或拌合法铺筑而成的沥青路面。
18.沥青贯入式路面:是指用沥青贯入碎(砾)石作面层的路面。19.沥青路面的优缺点:
(1)表面平整无接缝、行车较舒适;(2)结构较柔,振动小、行车稳定性好;(3)车辆与路面的视觉效果好;(4)施工期短、施工成型快、能够迅速交付使用(在机场跑道、高速公路上尤其需要);(5)易于维修,可再利用;(6)强度和稳定性受基层、土基影响较大;(7)沥青混合料力学性能受温度影响大;(8)沥青会老化,沥青结构层易出现老化破坏。
20.沥青的空隙率、油石比、沥青用量(看书,P278)
21.一般认为,沥青混合料是一种典型的弹、粘、塑性综合体,在低温小变形范围内接近线弹性体,在高温大变形活动范围内表现为粘塑性体,而在通常温度的过渡范围内则为一般粘弹性体。从普遍意义上来说,所有的沥青混合料均为非弹性体,且在其实际工作范围内主要表现为粘弹性体。沥青混合料的任何力学性能都和温度和时间有关。22.沥青的劲度模量:是一定时间和温度条件下,应力与总应变的比值。
23.沥青路面的温度稳定性包括:高温稳定性和低温抗裂性;沥青路面的耐久性包括:水稳定性、抗疲劳性能、抗老化性能。
高温稳定性评价方法有:马歇尔试验(稳定度、流值和马歇尔模数作为评价指标)、轮辙试验(动稳定度作为评价指标)。
低温抗裂性评价方法有:间接拉伸试验(劈裂强度及垂直和水平变形作为评价指标)、直接拉伸试验、蠕变试验、应力松弛试验等。水稳定性评价方法有:煮沸试验、浸水马歇尔试验、浸水间接拉伸试验、浸水车辙试验、冻融台座试验等。
24.沥青混合料配合比设计包括:目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。
25.马歇尔试验结果分析(看书,P307)
26.沥青路面设计考虑因素:结构、材料、荷载、环境、经济 27.目前世界各国的沥青路面结构设计方法主要形成:经验法和力学-经验法两类,我国现行采用的方法是力学-经验法。
28.对于厚度较大、强度较高的高等级路面,将其视作线性弹性体,并采用弹性层状体系理论进行分析计算。29.弹性层状体系理论的基本架设:
(1)各结构层是完全弹性的线变形体。(2)各结构层内部连续。(3)材料均质,各向同性。(4)路基路面体系的位移微小。(5)结构物在受车轮荷载作用以前,初应力为零,不考虑路面自重对应力的影响。(6)在结构物表面作用有限尺寸的荷载,荷载作用范围以外没有其他荷载作用。(7)接触条件。(假设路面各层之间、路面与土基之间是完全连续的)
30.路面结构层设计(看书,P326)
31.我国《公路沥青路面设计规范》中规定:高速、一级、二级公路的路面结构设计,应以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层层底拉应力(或拉应变)及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标。三级、四级公路以路表面设计弯沉值为设计指标。有条件时,对重载交通路面宜检验沥青混合料的抗剪切强度。32.计算图示(看书,P333)
我国新建沥青路面路面结构设计的路面荷载图示及计算点如图所示。采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算,层间接触状态为完全连续。
图中,荷载为单轴双轮组P=100KN,每一个当量圆荷载为P/4=25KN,压强为p=0.7MPa;当量圆半径ð=10.65cm;当量圆中心据轮隙中西距离r=1.5ð;Ei为各结构层模量;h为各结构层厚度;E0为土基模量。当计算路表弯沉时,采用轮隙中心处(A点);当计算各结构层层底拉应力时,采用轮隙中心(C点)和单圆荷载中心处(B点)的两者大值。
33.弯沉:为在荷载作用下路面结构整体产生的竖向总位移,单位为0.01mm。弯沉值可以表征路面结构强度,弯沉值越小,强度越高。通常采用贝克曼梁法进行现场测试。
回弹弯沉:是指路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
路表设计弯沉: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、面层和基层类型而确定,是路面厚度计算的主要依据。路面竣工弯沉:路面竣工后第一年不利季节、路面温度为20℃时在标准轴载100KN作用下,竣工验收的最大回弹弯沉值,它与交通量、公路等级、面层和基层类型有关。设计弯沉值公式:
34.各结构层材料的计算参数包括各层的回弹模量Ei和弯拉极限强度ós。
35.设计时,宜使路基处于干燥或中湿状态,土基回弹模量值应大于30MPa,对重交通、特重交通的土基回弹模量值应大于40MPa。36.路基回弹模量设计值确定方针:对于新建公路初步设计时,可根据查表法、室内试验法、换算法等;对于已建公路,可现场测定路基回弹模量(承载板法、贝克曼梁弯沉仪法)或室内试验测定路基土回弹模量值与室内路基土CBR值等资料。37.新建沥青路面结构设计的主要内容和步骤:
(1)根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,计算设计弯沉值。
(2)按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各路段土基回弹模量设计值。
(3)参考本地区经验拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定或依据参考值选定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数,计算容许拉应力。
(4)根据设计值指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。
(5)对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。(6)进行技术经济比较,确定路面结构方案。
38.路面结构层厚度计算有两种方法:计算法和验算法(看书,P343)39.水泥混凝土路面:是指由水泥混凝土面板和基层或底基层所组成的路面,也称刚性路面。水泥混凝土路面的优缺点:
(1)强度高;(2)稳定性好;(3)耐久性好(可以使用20—40年或更长);(4)夜间行车效果好;(5)使用初期养护费用少,经济效益取决于使用效果;(6)初期造价高;(7)对水泥和水需求量大,因此总体污染较大;(8)噪声大、行驶舒适性差;(9)有接缝(受力薄弱、行车舒适性差、易进水);(10)修筑周期长,开放交通迟;(11)养护维修困难。
40.水泥混凝土路面设置接缝的目的:
(1)水泥混凝土硬化过程中的收缩;(2)施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝;(3)混凝土面板的热胀冷缩。
41.水泥混凝土路面的接缝分为:横向接缝和纵向接缝。其中横向接缝包括:缩缝、胀缝和工作缝(看书,P352)
42.水泥混凝土路面的设计指标:从保证路面耐久使用的角度,路面板载重复荷载和温度变化作用下的疲劳断裂为主要设计指标。水泥混凝土面板一般采用小挠度薄板理论进行分析。
43.水泥混凝土路面可靠度设计理论的设计指标为:抗弯拉强度。包括荷载温度应力和疲劳温度应力。44.水泥混凝土路面面板厚度设计步骤:
(1)收集并分析交通参数;(2)初拟路面结构;(3)确定材料参数;(4)求算荷载疲劳应力;(5)求算温度疲劳应力;(6)检验初拟路面结构;(7)防冻总厚度检验。
45.为了简化计算工作,通常选取使面层板内产生最大应力或最大疲劳损伤的一个荷载位置作为应力计算时的荷位,称作临界荷位。46.在考虑荷载应力和温度应力综合疲劳损伤的情况下,除了纵缝为企口设拉杆和横缝为自由边的混凝土路面,其他情况均应选取纵缝边缘中部作为临界荷位。(看书,P412)
47.水泥混凝土路面的平面分块和接缝设计(看书,P417)
第五篇:路基路面总结
1.路基路面的影响因素:1】地理条件2】地质9.无机结合料:水泥石灰或工业废渣。18.彩色路面的类型:(1)掺入彩色颜料(2)在条件3】气候条件4】水文和水文地质条件5】10.沥青路面的组成有:面层、基层、底基层和铺设路面期间把彩色碎石压入路面中(3)彩土的类别 垫层 色表面处理(4)采用一般沥青与彩色集料混2.对路面性能有哪些基本的要求:(1)足够的11.沥青路面的分类和分类依据:按强度构成原合(5)使用彩色结合料的沥青混合料,也就强度和刚度(2)足够的稳定性(3)足够的理分类:密实类和嵌挤类。按施工工艺分类:是人们所说的彩色沥青路面(6)彩色水泥灌耐久性(4)要有足够的表面平整度(5)表层铺法、路拌法、厂办法。按沥青路面的技浆沥青路面 面具有足够的抗滑性能 术特性分:沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳19.简述唧泥的成因及危害:水泥混凝土板缝处3.路面的使用性能有哪些:(1)功能性能:能化沥青碎石混合料、沥青贯入式、沥青表面进水,在车辆荷载的作用下产生唧泥,板底够为车辆提供快速、安全、舒适和经济的行处置五种类型。根据基层的类型分:半刚性受高压水冲刷后形成脱空,造成路面基层承驶路面(2)结构性能:路面要有组都的能力基层沥青路面、柔性路面、刚性基层沥青路载能力下降,使路面因支撑不足而产生裂缝保持路面结构的完整性(路面损坏分为:裂面、混合式沥青路面。或断板。水泥混凝土路面的板角处产生D型缝类、变形类、松散类、接缝损坏类及其它12.沥青路面的稳定性和耐久性要求:路面温度开裂,水渗入结构层,造成水泥混凝土路面类)(3)结构承载力:路面的结构承载力是状况、高温稳定性低温抗裂性、水稳定性、传力杆锈蚀。指路面在达到预定的损坏状况之前还能承受抗疲劳性能。20.中央分隔带排水系统的类型:(1)宽度小于的行车荷载的作用次数,或者使用的年限(4)13.沥青混合料的结构形态:密实悬浮结构、估三米且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水安全性:路面要具有足够的抗滑能力,通常计空隙结构、骨架密实结构。(2)宽度大于三米且表面未采用铺面封闭的用摩擦系数、构造深度等抗滑指标表征(5)14.累计当量轴次:伽马表示设计年限内交通量中央分隔带排水(3)表面无铺面且未采用表美观及低噪声:美观是道路外观给使用者的的平均增长率。N1表示运营第一年双向平均面排水设施的中央分隔带排水。视觉印象,要用好的结构设计和工艺水平尽当量轴次。21.地表排水包括那几部分:路面表面排水、路可能的降低道路的噪声。15.水泥路面的优缺点:优点:(1)强度高、刚面内部排水、中央分隔带排水系统、边缘排4.简述路面的构造:(1)路面横断面分为槽式度大,具有较高的承载能力和扩散竟在的能水系、排水基层的排水基层、排水面层的排横断面和全铺式横断面(在路基全部宽度内力(2)稳定性好,气候条件等自然因素影响水系统。铺筑路面,包括硬路肩和土路肩)(2)路拱小,不易出现沥青路面因稳定性不足而产生22.路面设置基层的目的:基层是路面结构中的横坡度的设置,主要为了排水,减少雨水对的损坏如变软、拥包等,也不存在易老化龟承重层,主要承受车辆荷载的垂直力,并把路面行车的影响和最路面的浸润减少路面的裂现象(3)耐久性好,抗磨耗能力强,而且有面层传下来的应力扩散到垫层或土基,基结构刚度低等级路面一般采用抛物线型路拱能通行各种运输机械(4)水泥混凝土对油和层应具有足够的强度和刚度,并具有良好的和较大的路拱横坡度。大多数化学物质不敏感,有较强的抗侵蚀能扩散应力的能力,基层受自然因素的影响比5.路面结构的层次:.面层。基层。垫层。力(5)表面较粗糙,抗滑性和附着性好,从面层小,但仍然要有足够的水稳定性,以防6.路面根据材料可分为沥青类路面、水泥混凝而提高了行车的稳定性(6)水泥路面色泽鲜止基层湿软后变形增大,从而导致面层损坏,土路面、粒料路面、块料路面。按强度构成明,反光能力强,对夜间行车安全有利。缺基层表面还应具有较高的平整度,以保证面原理分类:嵌锁类、级配类、结合料稳定类点:对水泥和水的需求量大。给水泥供应不层的平整度及层间结合 和铺砌类路面。俺路面力学性分:柔性路面、足或缺水的地区修筑混凝土路面带来了很大【】稳定土基层缩裂的防治措施:控制压实含水刚性路面和半刚性路面。适用范围:沥青混的麻烦。有接缝,影响行车的舒适性,而且量;(1)严格控制压实标准;(2)温缩的最不利季节是凝土和水泥混凝土都适用,沥青贯入、沥青很难处理,如果处理不当将导致路面面板边材料处于最佳含水量附近,而且温度在0—10°时,碎石、沥青表面处治适用三级和四级,砂石缘和板角发生破坏。开放交通较迟,水泥养因此施工要在当地气温进入零度前一个月结束,以防路面适用于四级公路。护期是28天,养护期较长。修复困难,损坏在季节长生严重温缩;(3)要重视石灰稳定土初期养7.石灰稳定土强度的影响因素:土质、灰质、后不但开挖困难,修补工作量大而且影响交护,保证石灰土表面处于潮湿状态,禁防干晒;(4)石灰剂量、含水率、密实度、龄期、养生条通。石灰稳定土结束后,要及时铺筑路面,使石灰土基层件。16.水泥混凝土路面的类型:素混凝土路面、钢含水量不发生较大变化,可减轻干缩裂;(5)在石灰8.块料路面的优点和适用范围:优点:施工简筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤稳定土中掺入集料;(6)设置联结层或铺筑碎石隔离单、坚固耐久、清洁少尘、养护修理方便。维混凝土路面、复合式路面、水泥混凝土预过渡层 基于快料的上述优点,其主要适用于:(1)制块路面、碾压混凝土。【】石灰稳定土的因素有: 城市道路交叉口(2)山区陡坡路段或急转路17.简述融雪化冰路面的类型和机理:(1)太阳(1)土质;(2)灰质;(3)石灰剂量;(4)含段(2)桥堆高填方的暂时铺筑路面(3)需能——土壤蓄热融雪化冰路面(2)导电混凝水量;(5)密实度;(6)石灰土的龄期; 要再开挖的具有地下管线的城市路段(4)城土融雪化冰路面(3)添加盐化物类融雪化冰7)养生条件 市人行道(有用彩砖的)路面(4)添加橡胶颗粒类融雪化冰路面。【】
4、沥青混合料按照强度构成原【】试列出工业废渣的基本特性,通【】、刚性路面设计中采用了哪两种【】何谓换算?沥青路面、水泥混凝理可以分为密实型和嵌挤型 常使用的石灰稳定工业废渣材料有地基假设?它们各自的物理意义是土路面设计时,轴载换算各遵循什么
5、石灰土强度形成的机理主要是离哪些?(1)水硬性(2)缓凝性(3)什么?有“K”地基和“E”地基,原则(1)将各种不同类型的轴载换子交换 洁净作用 火山灰作用 碳酸抗裂性好,抗磨性差(4)温度影响“K”地基是以地基反应模量“K”算成标准轴载的过程;沥青路面和水化作用 大(5)板体性 常用石灰稳定的废表征弹性地基,它假设地基任一点的泥砼路面设计规范均采用BZZ-100作
6、水泥混凝土路面的主要破坏形式渣,主要有石灰粉煤灰类及其他废渣反力仅同该点的挠度成正比,而与其为标准轴载。(2)沥青路面轴载换算:有断裂 唧泥 错台 拱起 类等 它点无关,;半无限地基以弹性模a、计算设计弯沉与沥青层底拉应力横向接缝有 缝 胀缝 施工缝 【】路面产生车辙的原因是什么?如量E和泊松比μ表征的弹性地基,验算时,根据弯沉等效原则;b、验
7、世界各国的沥青路面设计方法,何采取措施减小车辙? 它把地基当成一各向同性的无限体】算半刚性基层和底基层拉应力时,根可以分为经验法和理论法 两类 车辙是路面的结构层及土基在行车沥青路面的损坏类型及产生的原据拉应力等效的原则。水泥砼路面轴刚性路面加厚层的形式为结合式 分荷载重复作用下的补充压实,以及结因、、损坏类型及产生原因:沉陷,载换算:根据等效疲劳断裂原则 离式 直接式 构层材料的侧向位移产生的累积永主要原因是路基土的压缩;车辙,主【】刚性路面设计主要采用哪两【】半刚性基层材料的特点如何 久变形。要与荷载应力大小,重复作用次数,种地基假设,其物理概念有何不同?(1)具有一定的抗拉强度和较强的 路面的车辙同荷载应力大小、重复结构层材料侧向位移和土基的补充我国刚性路面设计采用什么理论与板体性; 作用次数以及结构层和土基的性质压实有关;疲劳开裂,和复应力的大方法有“K”地基和“E”地基,(2)环境温度对半刚性材料强度的有关。小及路面环境有关;推移,车轮荷载“K”地基是以地基反应模量“K”形成和发展有很大的影响;
引起的垂直,水平力的综合作用,使表征弹性地基,它假设地基任一点的(3)强度和刚度随龄期增长;
结构层内产生的剪应力超过材料抗反力仅同该点的挠度成正比,而与其(4)半刚性材料的刚性大于柔性材【】试述我国水泥混凝土路面设计规剪强度;低温缩裂,由于材料的收缩它点无关,;半无限地基以弹性模料、小于刚性材料(水泥混凝土): 范采用的设计理论、设计指标 限制而产生较大的拉应力,当它超过量E和泊松比μ表征的弹性地基,(5)半刚性材料的承载能力和分布我国刚性路面设计采用弹性半空间材料相应条件下的抗拉强度时产生它把地基当成一各向同性的无限荷载的能力大于柔性材料; 地基上弹性薄板理论,根据位移法有开裂】刚性路面设计中采用了哪两种体。(6)半刚性材料到达一定厚度后,限元分析的结果,同时考虑荷载应力地基假设?它们各自的物理意义是
我国刚性路面设计采用弹性半增加厚度对结构承载能力提高不明和温度应力综合作用产生的疲劳损什么?有“K”地基和“E”地基,空间地基上弹性薄板理论,根据位移显。害确定板厚,以疲劳开裂作为设计指“K”地基是以地基反应模量“K”法有限元分析的结果,同时考虑荷载(7)半刚性材料的垂直变形(弯沉)标 表征弹性地基,它假设地基任一点的应力和温度应力综合作用产生的疲明显小于柔性材料;
反力仅同该点的挠度成正比,而与其劳损害确定板厚(8)半刚性材料易产生收缩裂缝(干 它点无关,;半无限地基以弹性模 缩与温缩裂缝)
量E和泊松比μ表征的弹性地基,它把地基当成一各向同性的无限
体。