路基路面工程期末重点

第一章总论

一、我国公路用土依据土的颗粒组成特征,土的塑性指标和土中有机质存在的情况,分为巨粒土、粗粒土、

细粒土和特殊土四类。土作为路基建筑材料，砂性土最优，黏性土次之，粉性土属不良材料，最容易引起路基病害。

二、公路自然区划划分的原则有哪三个?

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的原则。

三、“公路自然区划”分三级进行区划,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7个大区(一级区划)：（Ⅰ区：北部多年冻土区；Ⅱ区：东部温润季冻区；Ⅲ区：黄土高原干湿过渡区；IV区：东南湿热；

V区：西南潮暖区；VI区：西北干旱区；VII区：青藏高寒区。）

四、路基湿度的水源分为以下方面：

1)大气降水--大气降水通过路面,路肩边坡和边沟渗入路基；

2)地面水—边沟的流水,地表径流水因排水不良,形成积水,渗入路基；

3)地下水—路基下面一定范围内的地下水渗入路基；

4)毛细水--路基下的地下水,通过毛细管作用上升到路基；

5)水蒸气凝结水--在土的空隙中流动的水蒸汽,预冷凝结成水；

6)薄膜移动水—在土的结构中谁以薄膜的形式从含水率较高处向较低处流动,

或由温度较高处向冻结中心周围流动。

五、路基的水温状况：由于湿度与温度变化对路基产生的共同影响。

六、路基按其干湿状态不同,分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。

路基临界高度H——与分界稠度相对应的路基离地下水或地表积水水位的高度。

七、路基结构分层：通常按照层位功能的不同,分为三层：面层、基层、垫层。

八、路面等级划分：通常按路面面层的使用品质,材料组成类型以及结构强度和稳定性,将路面分为四个等

级：高级路面、次高级路面、中级路面、低级路面。

九、按路面结构的力学特性和设计方法的相似性将路面划分为三类：柔性路面、刚性路面、半刚性路面。

第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质

一、轮迹横向分布系数:在路面结构中,用横向分布系数η来反映轮迹横向分布系数频率的影响.通常取宽

度为两个带条的宽度，即50cm，因为双轮组每个轮宽20cm，轮隙宽10cm，。这时的两个条带频率之和。

（对于路面横断面上某一宽度（如轮迹宽度）范围内的频率，也即该宽度范围内所受到的车辆作用次数同通过该横断面总作用次数的比值。）括号内的是百度的。上面的是书本上的。

二、路基工作区：在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力ζZ与路基土自重力引起的垂直应力

ζB相比所占比例很小，仅为1/10～1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。

三、表征土基承载能力的参数指标有回弹模量、地基反应模量和加州承载比(CBR)等。

四、路基的主要病害有以下几种：

1）路基沉陷：是指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。

路基的沉缩：是因路基填料选择不当，填筑方法不合理，压实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素，在荷载和水温综合作用之下，引起路基沉缩。

地基的沉陷：是指原天然地面有软土，泥沼或不实的松土存在，承载能力较低，路基修筑前未经过处理，在路基自重作用下，地基下沉或向两侧挤出，引起地基下陷

2）边坡滑塌；a、溜方：由于少量土体沿土质向下移动所形成；

b、滑坡：一部分土体在重力的作用下沿某一滑动面滑动。

3）碎落和崩塌；4）路基沿山坡滑动；5）不良地质和水文条件造成的路基破坏。

五、路基病害防治：

1）正确设计路基横断面；

2）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；

3）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；

4）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；

5）正确进行排水设计；

6）必要时设置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；

7）采取边坡加固，修筑挡土墙，土体加筋等防护技术措施，以提高其整体稳定性。

六、路面材料的力学强度特性：

1）抗剪强度—三轴试验；2）抗拉强度--直接或间接拉伸试验；3）抗弯拉强度—简支小梁试验。七、劲度模量：沥青混合料的劲度模量是在给定温度和加荷时间条件下的应力—应变关系参数，用式表示：

S t,T =(ζ/ε) t,T（S t,T-劲度模量(kpa);ζ-施加的应力(kpa);ε-总应变；t-荷载作用时间(s);T-混合料试验温度。

第三章一般路基设计

一、路基横断面的典型形式有路堤、路堑、填挖结合三种类型。

路堤：是指全部用岩土填筑而成的路基；路堑：是指全部在天然地面开挖而成的路基；当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基

二、按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。填土高度小于1.0～1.5m，属于矮路基；

填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤属于高路堤；填土高度在1.5～18m范围内的路堤为一般路堤。随其所处的条件和加固类型的不同，还有浸水路堤，护脚路堤及挖沟填筑路堤等形式。

矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。平坦地区地势低，水文条件较差，易受地面水和地下水的影响，设计时应注意满足最小填土高度的要求。力求不低于规定的临界高度，使路基处于干燥或中湿状态。

路基两侧均应设边沟。

矮路基的高度通常接近或小于路基工作区的深度，除填方路堤本身要求满足规定的施工要求外，天然地面也应按规定进行压实，达到规定的压实度，必要时进行换土或加固处理，以保证路基路面的强度和稳定性。

三、路基三要素：1）路基宽度；2）路基高度；3）路基边坡坡度。

四、最佳含水率：土的压实效果同压实时的含水率有关，存在一最佳含水率W0,在此含水率条件下，采用

一定的压实功能可以达到最大密实度，获得最经济的压实效果。最佳含水率是一相对值，随压实功能的大小和土的类型而变化。所施加的压实功能越大，压实土的细粒含量越少，则最佳含水率越小，而最大密实度越高。

五、压实度是以应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分率表征。

第五章路基防护与加固

坡面防护：主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，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。

一、路基防护与加固措施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护与加固及湿软地基的加固处理。

二、坡面防护设施有：植物防护（植草、植草皮、植树等）和工程防护（抹面.锤面、喷浆、勾缝与灌浆）

三、冲刷防护有：直接防护措施（护面墙、挡土墙；砌石护坡、混凝土预制板、土工织物；抛石与石笼防

护）。间接防护措施（设置导治结构物，如丁坝、顺坝或格坝。）

第六章挡土墙设计

一、挡土墙：是为防止土体的坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。在公路工程中广泛用于支撑路堤填土或路堑边坡，以及桥台、隧道洞口及河流堤岸等。

二、路基在下列情况下宜修建挡土墙：

1）陡坡路段或岩石风化的路堑边坡路段；

2）需要降低路基边坡高度以减少大量填方、挖方的路段；

3）增加不良地质路段边坡稳定，以防止产生滑坍；

4）防止沿河路段水流冲刺；

5）桥梁或隧道与路基的连接地段；

6）节约道路用地、减少拆迁或少占农田；

7）保护重要建筑、生态环境或其他需要特殊保护的地段。

三、挡土墙的布置：1）挡土墙的横向布置 2）挡土墙的纵向布置 3）平面布置。

纵向布置的内容：

⑴确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其他结构物的衔接方式。

路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后回填土从桥台尾端与挡墙连接处的空隙溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。

路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门、翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可与横向端墙连接。

⑵按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。

⑶布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5％的纵坡。但地基为岩

石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶。台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1:2。

⑷布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。

在布置图上注明各特征点的桩号，以及墙顶、基础顶面、基底、冲刷线、冰冻线、常水位线或设计洪水位的标高等。

四、作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加力和特殊力。

1）主要力系包括：a挡土墙自重G及位于墙上的横载;b墙后土体的主动土压力;c基底的法向反力N 及摩擦力T;d墙前土体的被动土压力E。在主要力系中尚应包括常水位时的静水压力和浮力。

2）附加力：季节性作用于挡土墙的各种力如洪水时的静水压力和浮力、动水压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。

3）特殊压力：偶然出现的力，如地震力、施工荷载、水漂流浮物的撞击力等。

五、第二破裂面：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背CA滑动，而是沿

着土体的另一破裂面CD滑动，CD称为第二破裂面，而远离的破裂面CF称为第一破裂面。

六、第二破裂面的出现条件

1）墙背或假想背的倾角α或α＇必须大于第二破裂面的倾角αi，即墙背或假想墙背不妨碍迪尔破裂面的出现；

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，即N R>N G，或E x tan(α＇+δ)>E y+G，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。

第七章路基路面排水设计

一、常用的路基地面排水设备，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水和急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸

及蒸发池等。

1、边沟：设置在挖方路基外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内

和流向路基的少量地面水。不宜与其他沟渠合并使用。

2、截水沟，又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截

并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。

3、排水沟：主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和

路基附近积水），引至桥涵或路基范围以外的指定地点。

二、地下排水设备有盲沟、渗沟、渗水隧洞、渗井。

1、暗沟：相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程的含义。

作用：1）为一侧边沟下面所设的盲沟，用于拦截流向路基的层间水，防止路基边坡滑坍和毛细水上

升危害及路基的强度和稳定性；

2）是路基两侧边沟下面均设盲沟，用以降低地下水位，防止毛细水上升至路基工作区范围内，形成水分积聚而造成冰胀和翻浆，或土基过湿而降低强度等；

3）是设在路基挖方与填方交界处的横向盲沟，用以拦截和排除路堑下面层间水或小股泉水，保持路堤填土不受水害。

2、渗沟：采用渗透方式将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点，此种地下排水设

备统称为渗沟，它的作用是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流，但在构造上与上述简易盲沟有所不同。3、渗井

第八章土质路基施工

一、路基施工的基本方法：

按其技术特点分：①人工及简易机械化；②综合机械化；③水力机械化；④爆破方法等。

第十章碎、砾石路面

砾、碎石路面：通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎石路面等树种，这种路面通常只能用于中低等交通量的公路。

一、由材料的黏结力和内摩阻角所表征的内摩擦力所决定的颗粒之间的联结强度，即构成了路面材料的结

构强度

二、纯碎石材料抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角，由下列三项因素构成：

1）粒料表面的相互滑动摩擦；

2）因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；

3）因粒料重新排列而受到的阻力。

三、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，经洒水碾压后形成的一种结构层。

四、泥结碎石路面：是以碎石作为集料、泥土作为填充料和黏结料，经压实修筑成的一种结构。

五、灌浆法泥结碎石路面施工，一般按下列工序进行

1）准备工作：包括放样，布置料堆，整理路槽（或基层）与拌制泥浆等；

2）摊铺碎石：在路槽筑好以后，按松铺厚度摊铺碎石，要求大小颗粒均匀分布，纵横断面符合要求，厚度一致；

3）预压：碎石铺好后，用轻型压路机碾压，碾速宜慢，每分钟约25～30m，轮迹重叠25～30cm；

4）浇灌泥浆：在预压的碎石层上，浇灌泥浆，浆要浇得均匀、浇得透，以灌满孔隙、表面与碎石齐平为度，但碎石棱角仍应露出泥浆之上；

5）撒嵌缝料：灌浆1～2h后，待泥浆下注，孔隙中空气溢出，表面未干前撒铺5～15mm的嵌缝料，嵌缝料要撒得均匀；

6）碾压：撒过嵌缝料后，即用中型压路机进行碾压，并随时注意用扫把将石屑扫匀。

六、泥灰结碎石路面：是以碎石为集料，用一定数量的石灰和土作黏结填缝料的碎石路面。

七、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，以及大气温度、湿度

变化等因素的破坏作用，并能提高路面平整度。

八、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。

第十一章块料路面

一、块料路面：用块状石料或混凝土预制块铺筑的路面。根据其使用材料的性质、形状、尺寸、修琢程度的不同，分为条石、小方石、拳石、粗琢石、及混凝土块料路面。

第十二章无机结合料稳定路面

一、石灰石稳定类基层：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，在最佳含水率下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层。

1、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。

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。二、水泥稳定类基层:在粉碎的或原状松散的土中(包括各种粗.中.细粒土),掺入适量水泥和水,按照技术

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。

1、水泥稳定强度形成原理：1）化学作用；2）物理-化学作用；3）物理作用。

1)水泥的水化作用；2)离子交换作用；3)化学激发作用；4)碳酸化作用。

2、影响强度因素：1）土质；2）水泥的成分和剂量；3）含水率；4）施工工艺过程。

第十三章沥青路面

一、沥青路面：是用沥青材料作结合料黏结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。

二、裂缝分类：横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。

三、对沥青路面的基本要求：1）高温稳定性；2）低温抗裂性；3）耐久性；4）抗滑能力；5）防渗能力。

四、气候分区：高温、低温、雨量三个主要因素

五、沥青路面的分类：

①按强度构成原理分为密实类和嵌挤型两类。密实型沥青路面按其空隙率的大小可分为闭式和开式。

②按施工工艺分为为层铺法、路拌法和厂拌法三类。

③根据沥青路面的技术特性分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表

面处治五种类型。

六、沥青混合料的组成结构三种：密实悬浮结构、骨架空隙结构、密实骨架结构。

沥青混合料的强度构成来源：1）由于沥青的存在而产生的黏结力；2）由于集料的存在而产生的内摩阻力。

七、蠕变：是当应力为一恒定值时，应变随时间逐渐增加的现象。

应力松弛：是当应变为一恒定值时，应力随时间而衰减的过程。

八、车辙的三种类型：失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙。

九、沥青路面的原材料：1）沥青材料：（a石油沥青；b乳化石油沥青；c改性沥青。）

2）粗集料；3）细集料；4）填料。

八、粗集料:是指集料中粒径大于4.75mm的那部分材料，包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等

细集料:是指集料中粒径小于4.75mm的那部分材料。

第十四章沥青路面设计

一、沥青路面的基层按材料和力学的特性不同分为；

1）柔性基层：主要采用沥青处治的级配碎石和无结合料的级配碎石修筑基层；

2）半钢性基层：主要采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料，对级配集料作稳定处理的基层结构；

3）刚性基层：采用低强度等级混凝土修筑基层混凝土板，板上铺筑沥青面层。

二、垫层分类：1）防水垫层；2）排水垫层；3）防污垫层；4）防冻垫层。

三、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体系理论，以路表面回弹弯沉值和

沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及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。

水泥路面控制指标：荷载疲劳应力和温度疲劳应力。沥青路面控制指标：弯沉值和层底拉应力。

四、外国沥青路面设计方法：1）美国AASHTO设计方法（经验法）；2）Shell法（实用价值方法）。

五、

第十五章水泥混凝土路面

一、混凝土路面的优点：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）对水泥和水的需求量大；2）有接缝；3）开放交通较迟；4）修复困难。

二、横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。

纵横缝的布置：纵缝与横缝一般作成垂直正交，使混凝土板具有90度的角偶。纵缝两旁的横缝一般成一条直线。实践证明，如横缝在纵缝两旁错开，将导致板产生从横缝延伸出来的裂缝在交叉口范围

内，为了避免板块形成锐角并使板的长边与行车方向一致，大多采用辐射式的接缝布置形式。

三、根据复合式混凝土路面上下层板之间结合程度的不同，有结合式、分离式和部分结合式三种形式。四、

第十七章路面养护与管理

一、沥青路面的病害与防护：1）泛油 (铺撒较粗粒径的矿料予以处治) ；2）波浪(轻微：在热季采用强

行压平的方法处治；严重：需要热拌沥青混合料填平)；3）拥包(铲平)；4）滑溜(加铺防滑表层)；

5）裂缝(较小纵横缝：灌入热沥青材料加以封闭处理；较宽裂缝：填塞沥青石屑混合料；大面积龟裂、网裂：加铺封层或沥青表面处治；严重路段：补强或彻底翻修)；6）坑槽(将坑槽范围挖成矩形，槽壁应垂直，在四周涂刷热沥青后，从基层到面层用与原结构相同的材料填补，并予以夯实)；7）松散(清除松散的沥青面层，重新铺设合格的面层材料，并予以压实)；8）啃边(设置路缘石、加宽路面、加固路肩。有条件时设法加宽路面基层到宽度外20～30㎝)。

二、水泥混凝土路面的病害：1）接缝的破坏：挤碎、拱起、错台、唧泥。

2）混凝土板身的破坏：断裂、裂缝。

三、路面的破坏大体上可分为两类：结构性破坏、功能性破坏。