地基反应模量
路基路面工程重点复习资料+各章总结
路基路面工程重点复习资料+各章总结路基路面工程一、名词解释1．路基临界高度:不利季节路基处于某种临界状态时（干燥、中温、潮湿）上部土层（路床顶面以下80cm）距地下水位或地面积水水位的最小高度。
2．轮迹横向分布系数：刚性路面设计中，在设计车道上，50cm 宽度范围内所受到的轮迹作用次数与通过该车道横断面的轮迹总作用次数之比。
3．设计弯沉:是根据设计年限内每个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。
4．边沟:设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行。
5．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的现象。
6. 路床：路面的基础，是指路面以下80cm范围内的路基部分，承受路面传来的行车荷载，结构上分为上路床（0～30cm）和下路床（30～80cm）。
7. 最佳含水量：路基碾压是或室内击实实验中，对应于某一压实功，土体获得最大干密度时所对应的含水量。
8. 唧泥：水泥混凝土板接缝，裂缝处，基层材料在行车荷载和水的作用下，抗冲刷能力差的细集料被挤出来的现象。
9. 劲度模量：材料在一定的温度和时间条件下，荷载应力与应变的比值。
10. CBR加州承载比：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。
11. 路床：路面的基础，是指路面以下80cm范围内的路基部分，承受路面传来的行车荷载，结构上分为上路床（0～30cm）和下路床（30～80cm）。
12. 平均稠度：不利季节实测路床80cm深度以内的平均含水量及路床的液塑限，将土的液限含水量减去平均含水量后除以液塑限含水量之差（塑性指数）。
13. 二灰稳定土：由石灰粉煤灰结合料稳定的粗粒土或细粒土，且强度随龄期的延长而增长的无机稳定材料。
路基路面单元测试题及答案2-4
单元测试题(Kap.2-4)一、名词解释（共16分，每题1分）1.路基工作区2.土基回弹模量3.地基反应模量4.加州承载比（CBR）5.路基宽度6.路基高度7.边坡坡率8.压实度9.边坡稳定性分析时的直线破裂面法10.边坡稳定性分析时的圆弧破裂面法11.边坡稳定性分析时汽车荷载当量换算12.边坡稳定性分析时数解法13.边坡稳定性分析时图解或表解法14.边坡稳定性分析时工程地质法15.陡坡路堤及稳定性16.浸水路堤二、选择题（共14分，每题1分）1、公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，路基必须主要具有足够的（）。
A、强度；B、稳定性；C、刚度；D、耐久性。
2、公路路面时直接承受交通荷载、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（）的要求。
A、平整；B、耐磨；C、抗滑；D、排水。
3、土基路床分为上路床、下路床，其层位厚度上、下路床为（）。
A、30cm、80cm；B、30cm、50cm；C、80cm、70cm；D、80cm、150cm。
4、土基中的毛细水上升高度取决于( )。
A、路基土质；B、路基回弹摸量；C、土基压实度；D、土基含水量。
5、在地基反应模量K的测定中，承载板直径的大小对K值有一定的影响，直径越小，K值越大。
但是由试验得知，当承载板直径大于76cm时，K值的变化很小，因此规定以直径为76cm的承载板为标志。
当采用直径为30cm的承载板测定时，可按( )进行修正。
A、K76 =0.2K30；B、K76 =0.3K30；C、K76 =0.4K30；D、K76 =0.5K30。
6、地基反应模量与回弹模量的关系，如果只考虑回弹弯沉，则可以得到地基回弹反应模量K R，通常K R与总弯沉对应的地基反应模量K之间有( ) 关系。
A、K R=K；B、K R=1.77K；C、K R=2K；D、K R=3K。
7、路床是路面的基础，是指路面底面以下80cm范围内的路基部分，承受由路面传来的荷载，在结构上分为上路床（0-30cm）及下路床（）两层。
06 路基力学特性
承载比试验仪
3.地基反应模量（ 3.地基反应模量（K0） 地基反应模量
4.抗剪强度指标 4.抗剪强度指标 ——土体在剪切面上所能承受的极限或允许 ——土体在剪切面上所能承受性变形 6.塑性变形
土体受力产生的、 ——土体受力产生的、力卸除后不能恢复 的那部分变形 。
路基土的组成包括固相、 路基土的组成包括固相、液相和气相三部分 三相体）。 （三相体）。 路基土的变形包括弹性变形和塑性变形。 路基土的变形包括弹性变形和塑性变形。 过大的塑性变形导致沥青路面出现车辙和纵 向不平整，会导致水泥混凝土路面板的断裂。 向不平整，会导致水泥混凝土路面板的断裂。
3.应力σ 3.应力σ 应力 ——受力物体截面上内力的集度 受力物体截面上内力的集度， ——受力物体截面上内力的集度，即单位面 积上的内力。 积上的内力。 4.应变 4.应变 ——物体内任一点因各种作用引起的相对变 ——物体内任一点因各种作用引起的相对变 形。
5.弹性变形 5.弹性变形
土体受力产生的、 ——土体受力产生的、力卸除后能恢复的 那部分变形。 那部分变形。
第六节 路基力学特性
一.路基受力状况 路基受力状况
1.车轮荷载 1.车轮荷载 在路基上部靠近路面结构的一定深度内 一定深度内， 在路基上部靠近路面结构的一定深度内，路 基土主要承受车辆荷载的影响。 基土主要承受车辆荷载的影响。 正确的设计应保证路基所受的力在路基弹性 正确的设计应保证路基所受的力在路基弹性 保证 限度以内，当车辆驶过后，路基能立即恢复原状。 限度以内，当车辆驶过后，路基能立即恢复原状。
路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力 的近似计算。 σ1的近似计算。 计算时， 计算时，假定车轮荷载为一圆形均布垂直荷 路基为—弹性均质半空间体。 载，路基为—弹性均质半空间体。
路基路面工程思考题
答：路基：路基是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物。
路面：路面是在路基顶面的行车部份用各种混合料铺筑而成的层状结构物。
作用：路基是路面结构的基础，坚固而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。
基本性能要求:①承载能力(包括强度和刚度)；②稳定性；③耐久性；④表面平整度；⑤表面抗滑性能。
答：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。
答：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。
答：我国地域辽阔，又是一个多山的国家，从北到南分处于寒带、温带和热带。
从青藏高原到东部沿海高程相差 4000m 以上，因此自然因素变化极其复杂。
不同地区自然条件的差异同公路建设有密切关系。
为了区分各地自然区域的筑路特性，进行了公路自然区划。
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的原则。
答：①大气降水；②地面水；③地下水；④毛细水；⑤水蒸气凝结水；⑥薄膜移动水。
答：沿路基深度浮现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或者气态由热处向冷处挪移，并积聚在该处，积聚的水冻结后体积增大，使路基拱起而造成面层开裂，使路面遭受严重破坏答：分为四类，干燥、中湿、潮湿和过湿。
要求：路基保持干燥或者中湿状态。
答：按不利季节路槽底面以下 80cm 深度内土的平均稠度确定。
答：用路基临界高度作为判别标准。
答：稠度 w 定义为土的含水率 w 与土的液限 w 之差与土的塑限 w 和液限 w 之差C L P L的比值。
答：与分界稠度相对应的路基离地下水或者地表积水水位的高度称为路基临界高度 H。
答：由行车道、硬路肩和土路肩组成。
通常分为槽式横断面和全铺式横断面。
《路基工程》复习题及答案
1、对路基路面的基本性能有哪些要求？影响路基路面稳定性的因素有哪些？1、承载能力2、稳定性3、耐久性4、表面平整度5、表面抗滑性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2、简述路面分层的原因及其各结构层的特点与要求。
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。
因此，对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。
为了适应这一特点，路面结构通常是分层铺筑的。
1、面层。
是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的侵蚀和气温变化的影响。
因此，同其他层次相比，面层应具备较高的结构强度、抗变形能力、较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨、不透水，其表面还应有良好的抗滑性和平整度。
2、基层。
主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去, 实际上基层是路面结构中的承重层，它应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。
3、底基层。
底基层是基层下面的一层，用来加强基层承受和传递荷载的作用，在重交通道路和高速公路上多用之。
对底基层材料的强度和刚度的要求可以略次于基层。
4、垫层。
它的功能是改善土基的湿度和温度状况，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不良影响。
垫层常铺设在土基水温状况不良地段。
分防冻层、隔离层。
修筑垫层的材料强度要求不一定高，但水稳定性和隔温性能要好。
3、路基湿度来源？如何划分路基潮湿类型？1.大气降水2.地面水3.地下水4.毛细水5.水蒸汽凝结水6.薄膜移动水1．路基按干湿状态不同分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿（要求路基处于干燥或中湿状态）2.路基干湿类型的划分：原有公路-----平均稠度；新建公路----路基临界高度1、如何确定路基工作区深度？在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力σZ与路基土自重引起的垂直应力σB相比所占比例很小时(约为1／10~1／5 ）,该深度Za范围内的路基。
土基的强度指标
35-60
40-80
粉土质砾石，砾石一砂一粘土混合料；级配良 好的砂；粉质砂，砂一粉土混合料
级配差的砂或砾石质砂 粘土质砂，石砂——粘土混合料 粉土，砂质粉土，砾石质粉土；贫粘土，砂质 粘土，砾石质粘土，粉质粘土 无机质粉土，贫有机质粘土，云母质粘土或硅 藻土 有机质粘土，肥粘土，有机质粉土
20-40
CBR试样的采集，在取土坑处，应在不同的位置取几个 试样；在挖方地段应在土基表面和表面下1m范围内，根 据土质变化情况，在不同位置取几个试样。采集的试样应 密封处理，以保持原有的含水率。 2)CBR试验 对采集的试样，逐个进行CBR试验。某点处的CBR值
h1CBR1 h2CBR2 ... hnCBRn CBRm =（ ) 100
α
0
σ 1-σ 3（P）
ε
①初始模量
α
E tg
d d d 0 d
②切线模量
ε
4
3
E0 tg
0
③割线模量：
1 B E割＝tg 3 n
前1、2、3种模量取值时的应变值包括了残余 应变和回弹应变在内的总应变，而回弹模量取 值时的应变值是已扣除残余应变后的回弹应变。
④回弹模量：应力卸 除价段， 应力—应变曲线的割 线或切线模量。
回弹模量的基本定义
在以弹性半空间地基模型表征土基的受力 特性时，回弹模量是表示路基在瞬时荷载 作用下具有的可恢复变形性质的性质。它 应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的 关系。 我国公路水泥混凝土路面、沥青路面设计 中，都用回弹模量作为土基刚度指标。 为了模拟车轮印迹的作用,通常都以圆形承 载板压入土基的方法测定回弹模量。
土基的强度指标
1、回弹模量的基本定义
在以弹性半空间地基模型表征土基的受力 特性时，回弹模量是表示路基在瞬时荷载 作用下具有的可恢复变形性质的性质。它 应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的 关系。 我国公路水泥混凝土路面、沥青路面设计 中，都用回弹模量作为土基刚度指标。 为了模拟车轮印迹的作用,通常都以圆形承 载板压入土基的方法测定回弹模量。
2.地基反应模量
文克勒地基模型是捷克斯洛伐克工程师文克 勒在1876年计算铁路钢轨地基承载力时提出 的。其基本假定是地基上任一点的沉降l 仅同 作用于该点的压力强度 p 成正比，而与其相 邻点所受的压力大小无关，压力强度 p 与沉降 l之比称为地基反应模量。
根据上述假说，可以把地基看成无数彼此分 割开的小土柱组成的体系，或者是一群互不 相联的弹簧体系，这种地基又可称为稠密液 体地基，地基反应模量K值相当于该液体的 密度。
式中：
l ——承载板挠度（m）；
p(r )
r
a
P p
——接触压力（Mpa）； ——计算点离承载板中心的距离（m）； ——总压力（MN）； ——单位压力（Mpa）； ——承载板半径（m）。
在实际测定中，刚性承载板用得较多，因为 它的挠度易于测量，压力容易控制。承载板 直径通常采用标准车辆轮印当量圆直径。试 验时宜采用逐级加载卸载法，每级荷载经过 加载和卸载，取得稳定的回弹弯沉之后，再 加下一级荷载，如此施加n级荷载后，即可点 绘出荷载一回弹弯沉曲线。 在多数情况下，试验曲线呈非线性。在确定 模量时，可根据土基实际受的压力范围或可 能产生弯沉范围在曲线上取值。沥青路面设 计中，按1mm线性归纳确定土基的回弹模量。
路基路面工程——路基的基本性质讲解
粗粒土
细粒土
特殊土
漂石土 卵石土 砾类土 砂类土 粉质土 粘质土 有机质土
黄土
膨胀土 红粘土 盐渍土
二、各种土的路用性质
（一）巨粒土 1.漂石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料， 不能用于路基填筑 2.卵石——用作砌筑工程结构物，或破碎后用作混合材集料， 是强度和稳定性都好的路基填料，但是不能用于路 基上层填筑 （二）粗粒土 1.砾类土——是强度和稳定性都好的路基填料；级配和强度等 性质优良的砾石或砂砾用作混合材集料（水泥混凝土或贫混凝土 等） 2.砂类土 （1）砂——纯粹的砂是强度和稳定性都好的路基填料，同时 也用于其他混合材集料，细砂或粉砂容易产生被动水携带、砂土 液化或管涌，不适用于高路堤、沿河路堤和堤坝 （2）砂性土——是强度和稳定性都好的优良路基填料
冻胀
翻浆
三、路基干湿类型 路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿 、 潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。 上述四种干湿类型以分界稠度ω c1 , ω c2 和ω c3 来划分。稠度ω c 定义为土的含水量ω 与土的液限 ω L 之差与土的塑限ω p 与液限ω L 之差的比值。 即 ω c = （ ω L - ω ）/ （ ω L - ω p ） 1.ω c = 1.0 , 即ω =ω p ，为半固体与硬塑状的 分界值； 2.ω c = 0 ,即ω = ω L ，为流塑与流动状的分界 值； 3. 1.0﹥ ω c ﹥0，即ω L ﹥ ω ﹥ ω p ，土 处于 可塑状态。
按照经验，给出wc1、wc2、wc3,,分别对应做为干燥、中湿、潮 湿、过湿的分界标准，叫做分界稠度。并通过针对各种土类的 试验，确定类似下图的关系确定相应的分界相对含水量w1、 w2、w3,和临界（或相对）高度h1、h2、h3
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地基反应模量
首先我们先了解地基反应模量基本定义：
地基反应模量，是一种建筑物理学名词。
地基反应模量基本概念：
土基回弹模量是表征弹性半空间体地基荷载与变形的关系，地基反应模量是表征文克勒地基的变形特性。
文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程师文克勒(WINKLER)1876年提出的，其基本假定是地基上任一点的弯沉L，仅与作用于该点的压力P成正比，而与相邻点处的压力无关，反映压力与弯沉值关系的比例常数K称为地基反应模量，即：
K=P/L （4-9）
式中K——地基的反应模量(MPA/M或MN/M3)；
P——单位压力(MPA)；
L——弯沉值(M)。
地基反应模量公式说明：
根据上述假定，可以把地基看作是无数彼此分开的小土柱组成的体系，或者是无数互不相联的弹簧体系，文克勒地基又可称为稠密液体地基，地基反应模量K相当于液体的密度，地基反力相当于液体的浮力。
文克勒地基模型由于假设简单，K值测试方便，被广泛采用，但这种地基模型有明显的缺点，它忽略了地基中剪应力的存在，与实际情况出入较大。
地基反应模量K值，用刚性承载板试验测定，通过一次加载到位的方
式测定相应的总弯沉值，得到荷载-弯沉曲线，如图4-5所示。
由于土基变形的非线性特性，K值随所了的压力(或弯沉)而变化。
为了使所确定的地基反应模量值有代表性，通常有两种作法：当地基较软弱时，取L=0.127CM时相对应的压力P计算地基反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压力P=0.07MPA时相对应的弯沉值L计算地基反应模量。