路基路面工程(复习资料)

一、名词解释： 1.路床 2.面层

3.路基干湿类型 4.路基工作区 5.最佳含水量 6.标准轴载 7.第二破裂面 8.基层 9.设计弯沉 10.公路自然区划 11.陡坡路堤

12.轮迹横向分布系数 13.抗拉强度结构系数 14.结合式加铺层 15.边缘排水系统 16.路面平整度

17.排水基层排水系统 18.半刚性路面 19.路面的抗滑性能 20.柔性路面 21.车道系数

二、简答题：

1.路基横断面形式有哪些类型？

2.是否可以采用不同性质的土作为路基填料？ 3.影响路基路面稳定性的因素主要有哪些？ 4.简述路基沉陷及其原因。

5.陡坡路堤可能的滑动形式有那些？产生滑动的主要原因是什么？ 6.冲刷防护有哪些方法和措施？

7.什么是挡土墙？怎样对挡土墙进行分类？ 8. 半刚性基层有哪些特点？

9.旧水泥混凝土路面加铺层有哪些结构类型？ 10.垫层有哪几种类型？各起什么作用？ 11.路基为什么要充分压实？

12.砂井与砂桩，形式相仿，试说明它们的主要区别。 13.路基坡面防护有哪些方法和措施？ 14.路面基层有哪些主要类型？ 15.路面排水设计包含哪些内容？

16.垫层的作用是什么？在什么情况下应设置垫层？ 17.水泥混凝土路面的设计标准是什么？ 18.沥青路面的基层结构有哪些类型？

三、论述题：

1.为什么最佳含水量可以获得好的压实效果？怎样控制含水量？ 2.在重复荷载作用下，路基将产生什么样的变形结果？为什么？ 3.挡土墙倾覆的原因是什么？如何增强挡土墙的抗倾覆稳定性？

4.挡土墙产生滑移破坏的原因是什么？如何增强挡土墙的抗滑稳定性？

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5.旧水泥混凝土路面加铺层有哪些结构类型？如何选用？

6.在沥青路面和水泥路面的结构设计中，轴载换算有什么不同？为什么？

7.双层混凝土板的荷载疲劳应力分析中，分离式加铺层混凝土板和结合式加铺层混凝土板有何区别？为什么？

8.沥青路面水损害将导致什么样的结果？水损害的破坏作用机理是怎样的？ 9.路面分为那几个基本结构层次？每一个结构层次的作用和要求是什么？ 10.什么叫第二破裂面？产生第二破裂面的条件是什么？

11.为什么要进行轴载换算？换算的原则是什么？为什么有不同的换算公式？

四、分析与计算题：

3

1.某砂类土挖方路基边坡,=27°,c=13.90KPa,=16.90KN/m,H=7.0m,采用边坡1︰0.5。 假定[Kc]1.25。

①验算边坡的稳定性；

②当Kmin=1.25时，求允许边坡坡度； ③当Kmin=1.25时，求边坡允许最大高度。

2.某新建公路某路段，初拟普通水泥混凝土路面板厚28cm，取弯拉弹性模量3×104MPa；基层选用水泥稳定砂砾，厚26cm，回弹模量520MPa；垫层为天然砂砾，厚度26cm，回弹模量300 MPa；路基土回弹模量34MPa。试求该路段基层顶面当量回弹模量。

3.公路自然区划Ⅲ区某二级公路采用普通水泥混凝土路面结构，基层为水泥稳定砂砾，垫层为石灰土，水泥混凝土板平面尺寸宽为4.5m、长为5.0m，纵缝为设拉杆的平缝，横缝为不设传力杆的假缝。初拟

4

板厚h=24cm，取弯拉强度标准值为fr=5.0MPa，相应弯拉弹性模量为Ec=3.2×10MPa。设计基准期内

4

设计车道标准轴载累积作用次数为Ne=1300×10轴次，基层顶面当量回弹模量Et=185MPa。 ①计算荷载疲劳应力？ ②计算温度疲劳应力？

③验证该路面结构能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用。

4.某路段路基填土高度180cm，水泥混凝土路面结构层当量厚度68cm，路基工作区深度230 cm，问原地基是否承受车辆荷载？为什么？

5.某一级公路，水泥混凝土路面，标准轴载年均日作用次数655，设计基准期30年，交通量年平均增长率5%，临界何位处的车辆轮迹横向分布系数取0.2。确定该公路的交通等级。

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《路基路面工程》复习资料参

一、名词解释:

1.路床：路床是路面的基础，是指路面结构层底面以下80cm深度范围内的路基部分。路床分上、下两层：路面结构层底面以下0-30cm深度范围内的路基称为上路床；路面结构层底面以下30-80cm深度范围内的路基称为下路床。

2.面层：直接与行车和大气接触的表面层次。与基层和垫层相比，承受行车荷载较大的垂直压力、水平力和冲击力的作用，还受降水和气温变化的影响。应具有较高的结构强度、抗变形能力和水温稳定性，耐磨，不透水，表面还应具有良好的平整读和粗糙度。

3.路基干湿类型：路基的干湿类型是指路基在最不利季节所处的干湿状态。路基的干湿类型划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。

4.路基工作区：在路基的某一深度处，当车辆荷载引起的垂直应力与路基路面重量引起的自重应力之比很小，仅为1/10—1/5时，车辆荷载引起的应力可以忽略不计，该深度范围内的路基称为路基工作区。 5.最佳含水量：使土体产生最大干密度时的含水量，称之为最佳含水量。

6.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。

7.第二破裂面：往往会遇到墙背俯斜很缓，即墙背倾角α很大的情况，如折线形挡土墙的上墙墙背，衡重式挡土墙上墙的假象墙背。当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙背滑动，而是沿着土体的另一破裂面滑动，这一破裂面称为第二破裂面。而远离墙的破裂面称为第一破裂面。

8.基层：主要承受车辆荷载的竖向压力，并把由面层传递下来的应力扩散到垫层和土基，是路面结构中的承重层，应具有足够的强度、刚度和扩散应力的能力、以及良好的水稳性和平整度。

9.设计弯沉：路面设计弯沉是根据设计年限内设计车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的,相当于路面竣工后第一年的不利季节,路面在标准轴载100KN作用下测得的最大回弹弯沉值。 10.陡坡路堤：陡坡路堤指在原地面坡度大于1：2.0的山坡上或在不稳定的山坡上填筑而成的路堤。不仅要考虑路堤边坡稳定性，还要考虑路堤与原地面的结合力，防止路堤整体滑动。

11.公路自然区划：为反映不同地区公路设计与施工的特点，交通部制订了《公路自然区划标准（JTJ003—86）》，将具有相同自然条件的地区归类。我国公路自然区划分为三个层次：

7个一级区划， 二级区划以潮湿系数作为主要划分依据，在7个一级区划内进一步划分为33个二级区和19个副区，三级区划由各省、自治区、直辖市在二级区划的基础上进行划分。

12.轮迹横向分布系数：车辆在路面上行驶，其轮迹的横向分布是不均匀的。轮迹集中的区域，路面损坏更快。在路面结构设计中，用轮迹横向分布系数来反映轮迹横向分布频率的影响。

13.抗拉强度结构系数：沥青混合料的抗拉强度是用一次作用的极限破坏荷载测定的。在重复荷载作用下，破坏荷载就会减小，抗拉强度也会减小。沥青混凝土抗拉强度要除以一个大于1的系数，并随荷载重复作用的次数增加而增大，从而使其强度受到相应的折减，这个系数便是抗拉强度结构系数。抗拉强度结构系数与重复荷载作用次数有关。

14.结合式加铺层：打毛清理旧混凝土面层表面，并在清理后的表面涂敷粘结剂，使加铺层与旧混凝土面层紧密结合成整体，这样的加铺层称为结合式加铺层。

15.边缘排水系统：指沿路面边缘设置透水性填料集水沟，排水管和横向出水管，过滤织物等组成边缘排水系统。

16.路面平整度：路面平整度可定义为路面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化。路面不平整所引起的车辆振动，会对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、行车速度、路面损坏和交通安全等多方面产生直接影响。

17.排水基层排水系统：指直接在面层下设置透水性排水基层，在其边缘设置集水沟和排水管以及横向出水管等，组成排水基层排水系统。

18.半刚性路面：用石灰、水泥等无机结合料处治的稳定类（土或碎、砾石）铺筑的基层。前期具柔性路面的力学性质，后期强度和刚度有较大幅度增长，但仍远小于水泥混凝土路面。把这种基层和铺筑在起上面的沥青面层统称为半刚性路面。

19.路面的抗滑性能：是指车辆轮胎受到制动沿路面滑移所产生的抗滑力。

20.柔性路面：刚度较小，在车辆荷载作用下产生较大的垂直变形，抗弯拉强度较低。他通过各结构层将

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车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的单位压力。主要靠抗压强度和抗剪强度承受行车荷度。

21.车道系数：道路横断面上各车道，同一车道横断面上各点，实际受到的轴载作用次数是不相同的。考 虑车流在横断面不同分布状态的影响，引入进车道系数，将道路的总交通量乘以车道系数，得到该道路行车最集中的一个车道上的交通量，作为沥青路面设计的交通量。 二、简答题：

1.答题要点：路基横断面形式分为路堤、路堑和半挖半填路基三种类型。路堤是指路基设计标高高于原

地面标高需要借土填筑而形成的填方路基；路堑是指路基设计标高低于原地面标高需要实施开挖而形成的挖方路基；如果路基一侧填筑而另一侧开挖，则称为半挖半填路基。

2.答题要点：性质不同的土一般不能混合填筑，只能分层填筑。允许砂类土、亚粘土、砾石等在混合状

态下填筑，取土场内这些类型的土的天然混合物可以直接用来铺筑路基。

3.答题要点：影响路基路面稳定性的因素可以分为两类：

（1）自然因素：地形条件，气候条件，水文和水文地质条件，地质条件，路基土类别，植被发育

情况等。

（2）人为因素：荷载作用，路基路面结构，施工方法，养护措施等。

4.答题要点：在路基表面垂直方向上产生的较大沉落，称为路基沉陷。产生路基沉陷的原因主要有三：

①路基填料不良；②施工压实不够；③地基强度不足。 5.答题要点：陡坡路堤可能出现的滑动形式有三种情况：

①基底为岩层或稳定山坡，路堤沿接触面滑动；

②基底为较软的覆盖层山坡，下卧基岩较陡，滑动有两种可能，一是路堤连同覆盖层一起沿基岩滑动，二是路堤沿接触面滑动；

③基地为较软的岩层,滑动也有两种可能,一是沿软的岩层某一最弱的结构面滑动,二是沿接触面滑动。 陡坡路堤整体滑动的主要原因是：

①路堤填筑前未清表或未挖成阶梯状；②路堤上方山坡排水不畅；③坡脚未进行必要的支撑。

6.答题要点：冲刷防护一般分为直接防护和间接防护两类。

直接防护主要是对河岸或路堤边坡采取包括砌石、抛石、石笼、浸水挡墙、土工模袋等直接加固措施，以抵抗水流的冲刷，特点是尽可能不干扰或很少干扰原来的水流性质。

间接防护主要是修筑顺坝、丁坝、格坝等导流结构物，改变水流性质，迫使水流偏离被防护路段，彻底解除水流对局部堤岸的冲刷破坏作用。

7.答题要点：挡土墙是支撑路堤填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的结构物。

根据挡土墙设置位置不同，可以把挡土墙分为路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙。

根据挡土墙的结构不同，可以把挡土墙分为重力式、加筋土式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚定板式、柱板式等多种结构形式的挡土墙。

根据墙体材料不同可以把挡土墙分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、水泥混凝土挡土墙、木质地土墙。

8.答题要点：半刚性基层在完工初期具有柔性材料的工作特性，随着龄期的延长，强度逐渐提高，刚度

逐渐增大，板体性增强。它的最终强度刚度、弹性模量比不掺水泥或石灰要大几倍，但比水泥混凝土要小得多，故称为半刚基层性。

9.答题要点：旧水泥混凝土路面加铺层结构类型有：① 分离式加铺层；② 结合式加铺层；③ 沥青混凝

土加铺层结构；④将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。

10.答题要点：垫层按其所起的作用分为排水垫层、隔离垫层、防冻胀垫层等。

①排水垫层：排除渗入基层和垫层的水分，防止路基过湿而影响路基路面的强度和稳定性。一般采用砂砾碎石等松散颗粒材料。

②隔离垫层：隔断地下水向路面结构层内移动。一般采用粗粒料或土工合成材料。 ③防冻胀垫层：在季节性冰冻地区，需要考虑防冻胀最小厚度要求。

11.答题要点：路基的强度和稳定性与其填料的压实程度密切相关。这是因为：

土是三相混合体，其中土颗粒是骨架，土颗粒之间的空隙由水和气体填充。碾压是在外力作用下，土颗粒相互移动，彼此挤紧，将土体连通孔隙中的空气挤出，孔隙率减小，单位质量增加，

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内聚力加大。经过充分压实的土基，其塑性变形、渗透系数、隔温隔水性能等，都得到明显的改善，因而路基的强度和稳定性得到提高。

填石路基通过辗压可以使石料位移相互靠近，相互嵌挤，锁结咬扣，提高材料的内摩阻力，从而形成稳定结构。

12.答题要点： 砂井 砂桩 作用机制 排水固结 挤紧土颗粒 井径较小,一般 8-10cm, 桩径较大, 一般30-50cm， 井(桩)径,井(桩)距 井距较大，为井径的6-8倍 桩距较小，是桩径的3-5倍 适用条件 过湿软土层地基 松砂、杂填土 13.答题要点：坡面防护可以采用植物防护、封闭防护和砌石防护等多种方法。在条件允许的情况下，优先考虑植物防护，以改善道路景观，保护生态坏境。

植物防护：适用于土质边坡和严重风化的岩质边坡。可美化路容，协调环境，调节边坡土温度，固结稳定边坡。主要措施有：

①种草；②铺草皮；③植树。

封闭防护：指采用矿质材料对坡面岩石的裂缝、缝穴或风化层面，予以堵塞或封闭，防止风化加剧。防护对象是岩石挖方边坡。主要措施有：

①灌浆；②勾缝；③喷浆；④抹面；⑤护面墙。

砌石防护：对于沿河路堤浸水部位坡面，土质路堑边坡下部的局部，采用干砌或浆砌片石防护。植物防护时，采用浆砌片石骨架(棱形、拱形)，中间种草或贴草皮。

14.答题要点：主要有无机结合料稳定类基层（半刚性基层）和碎、砾石基层两大类。

无机结合料稳定类基层：①水泥稳定土（包括水泥粒料和水泥土）；②石灰稳定土（包括石灰粒料和石灰土）；③水泥石灰综合稳定土；④石灰工业废渣稳定土。

碎、砾石基层：①级配型粒料(包括级配碎石和级配砾石)；②嵌锁型粒料（包括填隙碎石、泥结碎石、泥灰结碎石和沥青稳定碎石）。

另外，贫水泥混凝土、碾压式混凝土等也是非常优质的基层材料。

15.答题要点：路面排水设计包括三部分内容，即：路面和路肩表面排水设计、分隔带排水设计、路

面结构层内部排水设计。

16.答题要点：

垫层具有排水、隔水、防冻的作用。主要用于路基状况不良路段，为排除路基路面中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态，以下情况下的路基应设置垫层。 ①地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过潮湿状态的路段； ②排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。 ③季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设防冻垫层的路段。 ④基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。

17.答题要点：

水泥混凝土路面的设计标准是以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态。 即rr(prtr)fr

式中：rr——可靠度系数，依据所选目标可靠度及变异水平等级确定； pr—行车荷载疲劳应力（MPa）； tr——温度梯度疲劳应力（MPa）；

fr——水泥混凝土弯拉强度标准值（MPa）。 18.答题要点：

沥青路面的基层结构按材料和力学特性的不同分为柔性基层、半刚性基层、刚性基层。

①柔性基层：即采用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入式碎石，以及不加任何结合料的粒料类等材

料铺筑的基层。

②半刚性基层：即采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料稳定集料或土类材料铺筑的基层。 ③刚性基层：即采用普通水泥混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋钢筋混凝

土等材料做的基层。

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三、论述题：

1.答题要点：最佳含水量能得到最好的压实效果，这是因为：当土中含水量较小时，主要为粘结水，形

成包裹在土颗粒外围很薄的水膜，土颗粒间的摩阻力较大，因而土颗粒难以挤密，不容易压实。随着含水量逐渐增大，水在土颗粒间起着润滑作用，土体变得易于压实。若土中含水量进一步增大，土中空隙被自由水充盈，压实效果反而降低。因此，只有在最佳含水量条件下，才能获得最好的压实效果。实际工作中，当填料含水量小于最佳含水量时，可以在整型工序前12~24h均匀洒水，闷料一夜后再行碾压；如果填料含水量小于最佳含水量，应翻拌晾晒或掺石灰，使含水量略大于（0.5%~1.0%）时进行碾压。

2.答题要点：路基在重复荷载作用下，将产生弹性变形和塑性变形。每一次荷载作用之后，回弹变形即

行消失，而塑性变形不再消失，并随荷载作用次数的增加而累积逐渐加大，但随着荷载作用次数的增加，每一次产生的塑性变形逐渐减小。产生的变形结果有两种： ①土粒进一步靠拢，土体进一步逐渐密实而稳定； ②累积变形逐步发展成剪切破坏。 出现哪一种变形结果取决于三种因素：

①土的类别和所处的状态（含水量、密实度、结构状态）。 ②应力水平（亦称相对荷载）。

③荷载作用的性质.即重复荷载的施加速度、作用的持续时间和重复作用频率。 3.答题要点：对于墙趾的稳定力矩My与倾覆力矩ML之比

MyML＜[K0]，挡土墙就不稳定；如果

MyML增强挡土墙抗倾覆稳定性的措施主要有： ①拓宽墙趾

在墙趾处拓宽基础以增加稳定力臂，但在地面横坡较陡处，会因此引起墙高增加。 ②改变墙面及墙背坡度

改缓墙面坡度可增加稳定力臂，改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少土压力。在地面纵坡较陡处，须注意对墙高的影响。 ③改变墙身断面类型

当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立，这时可改变墙身断面类型，如改用衡重式墙或者墙后加设卸荷平台、卸荷板，以减少土压力并增加稳定力矩。 ④加固地基，提高地基承载力。

4.答题要点：沿基底的抗滑力与滑动力的比值，即抗滑稳定系数KC ＜[KC]，挡土墙就不稳定；如果KC ＜

0，挡土墙就会产生滑移破坏。

增强挡土墙抗滑稳定性的措施主要有：

①采用倾斜基底，倾斜基底与水平面的夹角0不宜过大，以免基底下墙趾前发生剪切破坏。一

般土质地基0≤11°18′36″（1∶5）；岩石地基0≤1826′06″（1∶3）。

②基底设置凸榫，利用凸榫前的被动土压力增加抗滑稳定性，凸榫后缘至墙踵连线与水平线的锐夹角≤，凸榫前缘至墙趾连线与水平线的锐夹角≤45○

＜0，挡土墙就会倾覆。

2。

5.答题要点：旧水泥混凝土路面加铺层结构类型有：①分离式加铺层；②结合式加铺层；③沥青混凝土加铺层结构；④将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。

①当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为中或次，或者新旧混凝土板的平面尺寸不同、接缝形式或位置不对应或路拱横坡不一致时，应采用分离式混凝土加铺层。

②当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良，面层板的平面尺寸及接缝布置合理，路拱横坡符合要求时，可采用结合式混凝土加铺层。

③当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良或中时，可采用沥青加铺层。应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用合适的减缓反射裂纹的措施。沥青加

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铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。

④如旧混凝土路面损坏状况等级为差时，宜将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。

6.答题要点：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。不同

轴载的作用次数Ni等效换算成标准轴载当量作用次数Ns的换算公式：NsNi(式中：P—标准轴载重，P=100KN；

Pii级轴载重（KN）；

Pin) P—反映轴型（单轴、双轴或三轴）和轮组（单轮或双轮）影响的系数； n—与路面结构特性有关的系数。

因为沥青路面、水泥混凝土路面、半刚性路面的结构特性不同，损坏的标准也不同，因而和n 的取值各不相同。

⑴在沥青路面结构设计中：

①当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)Pi的作用次数ni均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。

NC1C2ni(i1kPi4.35) P式中：N—标准轴载的当量轴次，次/日；

ni—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；

P—标准轴载，KN；

Pi—被换算车辆的各级轴载，KN； k—被换算车辆的类型数；

C1—轴数系数，C111.2(m1)，m是轴数。当轴距大于3m时，按单独的一个轴载计算，

当轴距小于3m时，就考虑轴数系数；

C2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。

②当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)Pi的作用次数ni，均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。

PN'C'1C'2ni(i)

Pi式中：C1—轴数系数，C112(m1)；

C2—轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.09。

k8⑵在水泥混凝土路面结构设计中：

凡是两轴六轮及两轴六轮以上车辆包括前后轴均应换算成标准轴载。对于两轴四轮以下车辆，因其轴载在混凝土板内产生应力很小，引起的疲劳损坏可以忽略不计。

PNsNii(i)16

100i1n式中：Ns—100kN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；

Pi—单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组成或三轴-双轮组轴型i级轴载的总重（kN）

n— 轴型和轴载级位数；

Ni—各类轴型i级轴载的作用次数，次/d；

i—轴-轮型系数，单轴-双轮组，i=1；单轴-单轮，i=2.22×103Pi0.43；

双轴-双轮组，i=1.07×105Pi0.22；三轴-双轮组，i=2.24×108Pi0.22

7.答题要点：主要区别：分离式双层板按prKrKfKcps分别计算标准轴载ps在临界荷位处产生的

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上层和下层混凝土板的荷载疲劳应力pr1和pr2；但结合式双层板仅需计算下层板的荷载疲劳应力pr2。这是因为：

①分离式双层板上层厚度较大，其最小厚度为14cm（钢纤维混凝土）或18 cm（普通混凝土），另加沥青混合料隔离层最小厚度2.5 cm。结合式双层板上层厚度很薄，其最小厚度只有2.5cm，并且与其下的旧水泥混凝土结合成整体，接缝构造也完全一致，难以作为的板体工作。

②上层板和下层板的荷载应力计算式分别为：

ps10.77rg0.60Ec1h01

12DgEc2(0.5h02hxKu)

6Dgps20.77rg0.60从计算式可知，上层板的荷载应力计算式没有考虑下层板，而下层板的荷载应力计算式考虑了上层板，体现在当量厚度hx。

据分析研究，结合式双层板只需计算下层板的荷载疲劳应力pr2。

8.答题要点：

水的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性,是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。水损害的发生使得沥青与集料脱离,从而使路面出现松散、剥离、坑洞等病害,严重危害道路的使用性能。

沥青路面水损害破坏作用机理是：首先，水进入沥青中使沥青粘附性减小，导致沥青混合料的强度和劲度降低；其次，水进入沥青薄膜与集料之间，阻断沥青与集料的相互粘结，由于集料表面对水比对沥青有更强的吸附力，从而使沥青从集料表面剥落。 9.答题要点：

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，因而对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性要求也随深度的增加而逐渐降低。因此路面结构是多层次的。按照各层位功能的不同，划分为面层、基层、垫层三个基本结构层次。 ①面层

直接与行车和大气接触的表面层次。与基层和垫层相比，承受行车荷载较大的垂直压力、水平力和冲击力的作用，还受降水和气温变化的影响。应具有较高的结构强度、抗变形能力和水温稳定性，耐磨，不透水，表面还应具有良好的平整读和粗糙度。 ②基层

主要承受车辆荷载的竖向压力，并把由面层传递下来的应力扩散到垫层和土基，是路面结构中的承重层，应具有足够的强度、刚度和扩散应力的能力、以及良好的水稳性和平整度。 ③垫层

介于基层和土基之间主要作用是改善的湿度和温度状况,保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传递来的荷载应力,减少土基变形。通常只在季冻区和水温状况不良路段设置。

10.答题要点：

往往会遇到墙背俯斜很缓，即墙背倾角α很大的情况，如折线形挡土墙的上墙墙背，衡重式挡土墙上墙的假象墙背。当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙背滑动，而是沿着土体的另一破裂面滑动，这一破裂面称为第二破裂面。而远离墙的破裂面称为第一破裂面，i和i为相应的破裂角。

出现第二破裂面的条件是：①墙背或假想墙背的倾角或必须大于第二破裂面的倾角i，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现； ②在墙背或假想墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。

11.答题要点：

不同类型车辆的轴载不一样，在相同作用次数时，给路面结构带来的损坏也不一样，必须将不同类型汽车轴载与作用次数换算成标准轴载的当量作用次数。我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载100KN作为标准轴载。

换算的原则是等效损坏原则，即同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏程度。

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由于沥青路面、水泥混凝土路面和半刚性路面的结构特性不同，损坏的标准也不同。不同力学参数的疲劳等效效应不同，轴载换算的取值也不同，因此，不同的路面结构就要采用不同的换算公式。

四、分析与计算题： 1.参：

解：据题意，砂类土挖方边坡适用于直线滑动面解析法求解。

f=tg27°=0.5095； a0mctg0.5。

①求边坡最小稳定性系数Kmin

2c213.900.2350； H16.907.0Kmin(f2a0)m2a0(fa0)(m21)

(0.509520.2350)0.520.2350(0.50950.2350)(0.521)1.425＞[Kc]1.25

因此，该边坡稳定。

②当Kmin=1.25时，求最大允许边坡坡度

Kmin(f2a0)m2a0(fa0)(m21)

1.25(0.509520.2350)m20.2350(0.50950.2350)(m21) 经整理得：0.2596m2.4488m0.86270 解得： m0.3665， 取m0.37

因此：当Kmin=1.25时，求最大允许边坡坡度为1：0.37。 ③当Kmin=1.25时，求边坡允许最大高度H

2Kmin(f2a0)m2a0(fa0)(m21)

1.25(0.5095a0)0.52a0(0.5095a0)(0.51) 经整理得：4.75a03.5427a00.99040 解得： a00.2166，

222c H2c213.907.6m 得： Ha016.900.2166因此: 当Kmin=1.25时，边坡允许最大高度H为7.6m。

由： a02.参：

解：据题意，h1=h2=0.26m；E1=520MPa；E2=300 MPa；E0=34MPa ①求基层和垫层的当量回弹模量Ex

2h12E1h2E20.2625200.262300Ex410MPa 2h12h20.2620.262②基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度Dx

3E1h13E2h2(h1h2)2111Dx()

124E1h1E2h25200.2633000.263(0.260.26)11()14.545MN-m

1245200.263000.26③求基层和垫层的当量厚度hx

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212Dx1/3124.5451/3hx()()0.5105 m

Ex410④求回归系数a、b

E4100.45a6.2211.51(x)0.456.2211.51()3.157

E034E4100.55b11.44(x)05511.44()0.634

E034⑤求基层顶面的当量回弹模量Et

bEtahxE0(Ex1/34101/3)3.1570.510.63434()160.6 MPa E0343.参：

解：⑴计算荷载疲劳应力

①混凝土板的相对刚度半径r

E320003r0.537h(c)1/30.5370.240.718m

185Et②标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载应力ps

1ps0.077r0.60h20.0770.7180.600.2421.096MPa

③因纵缝为设拉杆的平缝，考虑接缝传荷能力的应力折减系数Kr=0.87。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数Kf=Ne(130010)40.0572.544，因路面板为普通混

凝土=0.057。因公路等级为二级，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数Kc=1.20。

④标准轴载Ps在临界荷位处产生的荷载疲劳应力⑵计算温度疲劳应力

0①公路自然区划Ⅲ区最大温度梯度Tg取94（C/m）。板长5.0m，lpr

prKrKfKcps0.872.5441.201.0962.91MPa

r5.0/0.7186.96，

h=0.24m，查温度应力系数诺谟图，综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数Bx=0.。②最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力tm

acEchTg1105320000.2494tmBx0.2.31 MPa

22③考虑温度应力累积疲劳作用的疲劳应力系数Kt

1.355frrtmc5.02.31Kta()b0.0410.56 0.8555.02.31tmfra、b和c—回归系数，按公路自然区划III区查表确定。 ④水泥混凝土板在临界荷位处的温度疲劳应力tr trkTtm0.562.311.29 MPa

⑶验证该路面结构能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用

①二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%。据此，目标可靠度系数择可靠度系数rr=1.13。

②验证该路面结构能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用 rr(prtr)1.132.911.294.75fr5.0 MPa

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因此，该路面结构能够承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用。 4.参：

①因为： ZaZeZs

式中：Ze——路面结构层折算为同性质路基土的当量厚度；

Zs——路基实际工作区深度。 Zs23068162＜180 cm

②所以，原地基不承受车辆荷载。 5.参：

解：①设计基准期内设计车道标准轴载累计作用次数为

Ns[(1gr)t1]365Ne

gr655[(15%)301]3650.23176773318104

5%②对照水泥混凝土路面设计规范交通等级划分

4100×10＜Ne31810＜2000×10

4

4

因此，该公路交通等级属于重交通。

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