路基路面工程(B)小知识点(中南林业科技大学)

路基路面工程小知识点

1.选用标准轴载的原因：

作用在路面的设计荷载千变万化，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原则换算成标准轴载。

2.轴载换算的基本原则：

①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用末期达到相同的损伤程度（破坏状态）；

②等厚度原则：不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。

3.沥青路面有两个轴载换算公式；一个是以弯沉为指标的（

4.35）；一个是以弯拉应力为指标的（8）。

4.交通荷载分级原因：

由于不同等级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，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。沥青路面交通荷载具体分级为轻交通、中等交通、重交通、特重交通；水泥路面交通荷载具体分级为极重、特重、重、中等、轻。

5.疲劳：路面材料在循环加载下，在某点或某些点产生局部损伤，在一定循环次数后形成裂纹，并进一步扩展直到完全断裂的现象称为疲劳。

疲劳破坏：在低于材料强度极限的循环加载作用下，材料发生破坏的现象称为疲劳破坏。疲劳强度：是指材料在多次循环加载作用下出现疲劳破坏所对应的应力（应变）称为疲劳强度或疲劳应变。疲劳极限：当重复荷载作用次数为无限大时的最大应力（应变）值即称为疲劳极限。疲劳寿命：材料在疲劳破坏时所作用的应力(应变)循环次数称为疲劳寿命

疲劳曲线：将重复拉应力 r与一次加载破坏的极限拉应力的比值(称为应力比)或重复拉应变εr 作为纵坐标，绘制出 r/ f或εr与重复作用次数Nf的关系曲线，即称为疲劳曲线。

6.我国确定道路等级时规定的标准车型是小客车。

7.我国沥青路面采用抗压回弹模量和劈裂强度进行设计计算，沥青混合料的弯沉计算时抗压回弹模量的试验温度为20℃、弯拉验算时抗压回弹模量的试验温度为15℃、劈裂强度的试验温度也为15℃。水泥混凝土路面则采用材料的弯拉弹性模量。

8.路面材料参数主要包括泊松比和模量，泊松比一般较稳定。路面材料的模量值是表征材料刚度特性的指标，常用的测试方法有单轴压缩试验、直接劈裂试验、弯拉试验等。

9.沥青路面基层在承载中起主要作用，而水泥路面基层的承载相对次要，主要起提供稳定、耐久的下部支撑的作用。

10.基层作用：承上启下

基层类型：按刚度差异分为三类：柔性基层、半刚性基层和刚性基层。

①柔性基层包括碎石类材料和沥青稳定碎石；

②半刚性基层指的是以石灰、粉煤灰或水泥等无机结合料稳定或综合稳定土；

③刚性基层则是指碾压混凝土、贫混凝土和水泥混凝土。

11.基层类型：按结合料类型分为三类：

①无结合料的碎石类材料（如：级配碎石）；

②无机结合料的半刚性材料（如：水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、石灰土等）；

③采用沥青（有机）结合料的沥青稳定碎石等

12.级配碎石柔性基层可以减少、延缓沥青面层裂缝；半刚性基层是主要的路面结构基层形式；级配碎石基层路面结构抗车辙性能不比半刚性结构差；为提高结构寿命，柔性基层的沥青层厚度满足要求。

13.由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度，因此抗拉强度（劈裂强度）是路面结构设计的主要指标，抗压强度是材料组成设计的主要指标。

14.半刚性基层修建初期，半刚性材料同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用。经过一定龄期的养生，半刚性材料的变形以温度收缩为主。

15.无机结合料稳定材料的温缩影响因素：无机结合料稳定材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。

16.稳定细粒土如石灰土、水泥土、石灰水泥土及二灰土不宜用作高等级道路沥青路面的基层，原因在于：

①稳定细粒土的干缩和温缩性均较稳定粗粒土的干缩和温缩性大很多，因此稳定细粒土基层可能会产生相对更加严重的收缩裂缝，并反射到沥青面层上形成反射裂缝；

②裂缝产生后，雨水的浸入会加剧沥青路面的病害；

③稳定细粒土基层对施工环境和工序的要求更加严格，会导致施工污染或者施工质量差等不利情况。

17.石灰稳定不但具有较高的抗压强度，而且也具一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。因此，一般可用于低等级公路的基层或底基层。

18.石灰稳定土因其水稳定性较差，不应做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层。

19.影响石灰稳定材料强度的因素：土质、石灰质量、石灰剂量、含水量、密实度、石灰土的龄期、养生条件（温度与湿度）

20.石灰稳定类基层反射裂缝的防治：（1）设置联结层；（2）铺筑碎石隔离过渡层；（3）提高沥青下面层抗裂性能

21.水泥稳定类一般可用于路面结构的基层和底基层，但水泥土禁止作为高速公路或一级公路路面的基层，只能用做底基层。

22.水泥稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，应用范围很广。

23.影响水泥稳定土强度的因素：土质、水泥的成分和剂量、含水量、施工工艺及养生。

24.沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）：

（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；（缺点）

（7）沥青混合料力学性能受温度影响大；（缺点）

（8）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。（缺点）

25.裂缝按表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂缝等。

产生原因：

横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层缩裂和基层反射裂缝。荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引起，从下向上发展；非荷载型沥青面层缩裂因冬季沥青材料收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝因基层收缩开裂向面层延伸引起。

纵向裂缝：路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引起失稳。

网裂：上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；沥青老化等

26.车辙是沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中面层或沥青表层。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。

车辙形成过程可分为三个阶段：①初始阶段的圧密过程②沥青混合料的侧向流动③矿质集料的的重新排列及矿质骨架的破坏

27.沥青路面设计的内容：①结构组合设计②材料组成设计③厚度设计验算④结构方案比选⑤路肩构造设计⑥排水系统设计

28.沥青路面按强度构成原理分为密实型和嵌挤型两大类；按施工工艺可分为层铺法、路拌法和厂拌法3类；按路面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。

29.层铺法修筑的沥青路面包括沥青路面处治和沥青贯入式两种；路拌沥青面层，通过就地拌和，沥青材料在矿料中分布比层铺法均匀，可以缩短路面的成型期，但因所用的矿料为冷料，需使用粘稠度较低的沥青材料，故混合料的强度较低；厂拌法分为热拌热铺和热拌冷铺两种，其使用较粘稠的沥青材料，且矿料经过精选，因而混合料质量高，使用寿命长，但修建费用也较高。

30.沥青混合料压实影响因素：压实温度、压实速度、压实应力（功）、沥青用量等。

31.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。

32.沥青混合料的强度取决于集料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的黏结性以及沥青与集料之间的黏附性。

33.冬季气温低，沥青混合料黏滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季黏滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、黏、塑性，取决于作用时间。

34.沥青混合料的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的级配、测试时的温度、加载速度等因素有关。

35.影响沥青混合料抗弯拉强度的因素：沥青的性质、沥青的用量、矿料的性质、混合料的均匀性、荷载重复次数、加载速度、温度状况等。

36.高温稳定性不足：有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害产生。

37.我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层，基层强度高，因此一般不会出现结构性车辙；由于面层集料一般采用玄武岩，因此磨耗性车辙也少见；所以一般为失稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高黏结力和内摩阻力。即：

i)从集料方面：集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度；

集料级配良好，有足够数量粗集料形成空间骨架结构；

配合比设计合理，注重压实；

ii)从沥青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；

提高沥青材料的黏稠度；

控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。

38.沥青路面存在两类低温开裂形式：

①低温缩裂：降温时沥青混合料的体积收缩，温度应力超过混合料极限抗拉强度，裂缝由上而下发展；

②温度疲劳裂缝：路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在温度频繁变化的地区；

39.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③蠕变试验④轮辙试验⑤简单剪切试验

40.沥青混合料低温抗裂性能评价方法：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

41.沥青路面低温开裂的影响因素：沥青性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路

面层次的厚度、面层与基层的黏结状况、基层所用材料的特性、行车的状况等。可采取的预防措施：1）使用稠度较低、温度敏感性低的沥青；2）使用含腊量低的沥青，使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维；3）使用较细的混合料类型，设置应力吸收层。

42.沥青路面水稳定性评价方法：①煮沸试验②浸水马歇尔试验③冻融台座试验法④浸水间接拉伸试验⑤冻融劈裂试验⑥浸水车辙试验

43.沥青路面疲劳性能影响因素：①加载条件②材料性质③环境温度

44.沥青路面的耐老化性能主要影响因素：沥青性能、环境情况（光，氧，水，荷载）、混合料形态（空隙率等）老化原因：胶质、芳香分和饱和分（挥发）含量减小，沥青质含量增加；空气的氧化作用，使沥青组分发生变化；沥青分子结构的硬化（聚合作用）。导致沥青使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。

45.沥青路面的破坏：疲劳、开裂、车辙、推挤

①控制疲劳的指标应变应力弯沉(我国)

②控制开裂的指标应变应力

③控制车辙的指标RD，土基顶面压应变

④控制推挤的指标剪切应力或剪切应变

46.我国公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。对沥青混凝土面层和整体性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算，城市道路尚须进行沥青面层的剪应力验算。

47.路面结构层的厚度的确定应满足结构整体刚度（即承载力）与沥青层或半刚性基层、底基层抗疲劳开裂的要求。

48.水对路面的影响：

1）降低路面材料强度；

2）加快路面材料损坏；

3）唧浆、冲刷；

4）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。

49.普通混凝土路面的特点：

（1）强度高（抗压强度、抗弯拉强度）

（2）稳定性好（水稳定性？温度稳定性？）

（3）耐久性好（疲劳性能使用20～40年或更长）

（4）夜间行车效果好

（5）使用初期养护费用少（但是后期比较高）

50.普通混凝土路面的缺点：

（1）初期造价高（目前与进口沥青比造价已不高，且沥青路面使用寿命也长，因此单位年费用更低）；

（2）对水泥和水需求量大，总体污染（水泥生产）；

（3）噪声大、行驶舒适性差（尤其是错台后）；

（4）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；

（5）修筑周期长，开放交通迟（维修交通影响大）；

（6）养护维修困难；

（7）对路基沉降均匀性要求高。

51.引起水泥混凝土路基不均匀支承的可能原因及处治措施：

1）不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、路基未充分固结（施工期沉降不稳定）；

2）不均匀冻胀：含水量在等温面分布不均匀、土质不均匀；

特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。

处置方法：土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层

52.水泥混凝土路面的基层的作用：

①支承路面板

②防唧泥

③防冰冻

④防毛细水对基层的影响

⑤提供施工平台

53.普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交, 纵缝两侧的横缝不得相互错位。

54.水泥混凝土路面排水系统的组成：

①路面表面排水

方式：主要通过设置横坡，迅速排除降雨。行车道路面应设单向或双向横破，坡度1%-2%，路肩宜稍大。

②中央分隔带和路肩排水

方式：主要采用设置排水盲沟的方式。

③路面结构内部排水

方式：通过设置排水垫层/基层。

55.水泥混凝土路面的接缝的设置目的：

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。

56.水泥混凝土路面横向接缝包括：缩缝、胀缝和施工缝。

因施工不连续，暂时停止施工时要设置施工缝，常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。缩缝间距一般4～6m，同板长，根据气温状况、地质水文情况选择，如：5m×4m的板块，按5m固定间距设置缩缝。

57.水泥混凝土路面的纵向接缝设置原因：

①混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）

②混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设

置纵缝，做成假缝或者企口缝；

纵缝的位置：

①根据路面设计宽度，按3～4.5m设置，一般等间距。

②一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；

外侧车道，纵缝外移路缘带宽度；

拉杆的设置：

①拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。一般采

用长度50-70cm、直径18-20mm、间距1.0-1.5m螺纹筋。

②拉杆设置要求：一般纵缝应设拉杆。

58.水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论。

59.小挠度薄板理论的基本假设：

（1）垂直于中面方向形变分量极其微小，可以略去不计

（2）垂直于中面的法线，在弯曲变形前后均保持直线，并垂直于中面，无横向剪切应变（3）薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移

板与地基接触的假设：

（1） 完全接触假设：始终接触吻合，且可自由滑动（是在刚度差异大、板平面变形微小情况下的近似），即接触面不脱空且剪应力视为零。

（2）没有摩擦假设：板和地基之间没有摩擦，可以自由活动。

地基模型假定 ：

（1）弹性半空间地基假定；

（2）文克勒地基假设。

60.混凝土板断裂时发生时的两种可能破坏状态：

（1）板在重复荷载（以100kN 为标准的累计标准轴次）作用下产生疲劳断裂。

（2）板在单次最重荷载（一次性作用，大于100kN ）作用下产生突然断裂。

公式左边三项分别代表：可靠度系数、在临界荷位产生的荷载疲劳应力和温度疲劳应力、极重荷载在临界荷位产生的最大应力、在临界荷位产生的最大翘曲应力；

右边：水泥混凝土弯拉强度标准值。

61.水泥混凝土面板应具有足够的强度、耐久性、表面抗滑、耐磨、平整等良好的路用性能，一般采用设接缝、不配筋的普通混凝土面板。在交通荷载等级为重交通以上的，可增设角隅钢筋，对有些基础薄弱、未设传力杆或与其他构造物衔接的位置需要配纵向钢筋。

62.路面结构分析力学模型

①弹性地基单层板模型

适用于粒料基层上混凝土面层，旧沥青路面加铺混凝土面层；面层板底面以下部分按弹性地基处理。

②弹性地基双层板模型

适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层，旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层。

③复合板模型

适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。

63.综合模量的计算假定：

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（不含基层本身）以下各层看作地基；

③结合式双层板下，无论基层材料类型，将基层（包含基层本身）以下各层看作地基； 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。

64.施工方法归类：人工、简易机械化、机械化、水力机械化、爆破

65.级配碎石层的组成设计目标：

①好的透水性

②高的CBR 值

③高的回弹模量

④较好的抗永久变形的能力

66.级配碎石基层的施工要求

①严格控制碎石原材料的质量。严格控制碎石原材料强度、压碎值、集料中<0.5 mm 细料的塑性指数。

r

max t max ,p r r tr pr r )()(f f ≤+≤+，σσγσσγ

②严格控制级配碎石基层材料的级配组成。从而获得高密实度、高强度及保证具有良好透水性的关键因素。

③高密实度级配碎石基层。高密实度(压实度≥100％)是保证碎石基层具有高强度(CBR值)和良好抗永久性变形性能的重要保证。

67.沥青混合料的拌和控制要点：集料加热温度、沥青加热温度、混合料拌和温度、拌和时间、沥青用量、级配。

沥青混合料的运输控制要点：时间控制、保温、运输能力

68.水泥混凝土路面的施工顺序：

①混凝土拌和物的搅拌

②混凝土拌和物的运输

③水泥混凝土拌合物的铺筑

④水泥混凝土拌和物的捣实

⑤终饰、整修、锯缝及养生

⑥开放交通

69.路基养护的主要内容：

（1）维修、加固路肩及边坡。

（2）疏通、改善、铺砌排水系统。

（3）维护、修理各种防护构造物及透水路堤，管理保护好公路两旁用地。

（4）清除塌方、积雪，处理塌陷，预防水毁。

（5）观察、预防、处理滑坡、翻浆、泥石流、崩塌、塌方及其他路基病害，及时检查各种路基的险情。

（6）有计划地局部加宽、加高路基，改善急弯、陡坡和视距，以逐步提高其技术标准和服务水平。

70.路基养护的基本要求：

（1）路基各部分保持完整，各部尺寸保持规定的标准要求，不损坏变形，经常处于完好状态。

（2）路肩无车辙、坑洼、隆起、沉陷、缺口，横坡适度，边缘顺适，表面平整坚实、整洁，与路面接茬平顺。

（3）边坡稳定、坚固，平顺无冲沟、松散，坡度符合规定。

（4）边沟、排水沟、截水沟等排水设施无淤塞、无高草，纵坡符合规定，排水通畅，进出口维护完好，保证路基、路面及边沟内不积水。

（5）挡土墙保持完好无损坏，泄水孔无堵塞。

71.路基养护对象：路肩、边坡、排水设施、挡土墙。（p517)

72.路面结构的损坏状况的描述要求：

(1)损坏类型；

(2)损坏严重程度；

(3)出现损坏的范围或密度。

73.路面的主要损坏类型四大类：

①裂缝和断裂类

②永久变形类

③表面损坏类

④接缝损坏类

74.路面损坏状况评价等级：优、良、中、次、差5个等级。

75.路面使用性能包括：路面功能性、路面结构性、路面安全性。

（1）路面功能性：路面为道路使用者提供的舒适程度。（2）路面结构性：指路面的损坏状况和结构承载能力。（3）路面安全性：指路面的抗滑能力。