山东大学路基路面工程参考答案

《路基路面工程》本科试题一解释术语路床——路面的根底，是指路面以下80cm范围内的路基局部，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〕库伦主动土压力——破裂面上的土楔，既为刚性体，根据静力平衡条件，确定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力弯沉综合修正系数——由于理论假设与实际路面工作状态的差异而形成实测弯沉值与理论计算值不等，将实测弯沉值与理论弯沉值之比定义为弯沉综合修正系数。石灰土——将土粉碎掺入适量的石灰，按照一定技术要求将拌和均匀的灰土混合料简答题1.描述土的颗粒级配曲线的两个参数是什么？对土分别给出了什么样的特征刻画？【答】是土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc。Cu反映了曲线的坡度，反映了粒径分布曲线上的土粒分布范围，即是对土不均匀程度的反映；Cc反映粒径曲线的形状，实质反映粒径间的变化规律，即曲线的曲率。2.什么是路基的边坡失稳？什么类型的路基可能发生直线滑动面的滑坡？【答】路基由于受到各种因素〔如交通荷载、水、以及材料本身等〕而造成的沿某一滑动面下滑坍塌的现象。3.静止土压力是如何计算的？【答】假设刚性的挡土墙保持原来位置静止不动，那么作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力。按照下述公式进行计算：其中K0为静止土压力系数。4.以路表弯沉值为设计或验算指标时，材料设计参数怎样选用？答：采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为20℃；计算路表弯沉值时，抗压回弹模量设计值E应按下式计算5.水泥混凝土路面设计时涉及“综合系数〞这一概念，其意义及作用是什么？答：【答】“综合系数〞是考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的，是大于1的系数。论述题为保证半刚性基层沥青路面的正常的效劳功能，试简要论述在设计、施工过程中应当注意的问题。设计：满足标准设计要求，能够满足各层要求的修筑材料采用双圆垂直均布荷载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，对沥青路面的半刚性基层。底基层应进行层底拉应力验算是否满足容许拉应力的要求，还应增加剪应力指标，如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合、或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。对特殊路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求。施工：合理的施工工艺，到达压实度相应的技术标准应在枯燥和较热的季节施工，并应在雨季及日最高温度低于15℃在洒封层油之前必须对路面进行彻底清扫，清扫前必须洒水对矿料的要求：拌和料的级配要符合要求，矿料中细集料的比重要大拌和、摊铺和碾压：沥青混合料拌和时关键要控制好油石比和拌和温度，拌和料摊铺后及时进行适度碾压，碾压缺乏会影响矿料嵌挤稳定，且易使沥青流失，形成层次上、下部沥青分布不均，过渡的碾压，那么矿料易于压碎、破坏嵌挤原那么，造成空隙减少，沥青难以下渗，形成泛油接缝施工：沥青路面的各种施工缝处，往往由于压实缺乏，容易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度和耐久性，施工时必须十分注意简述题结合自己的工作经验，简要论述自己欠缺的专业知识。参考答案：略计算题一均质无粘性土干土坡，内摩擦角为30°，如要求这个土坡的稳定平安系数为1.25，试问假设设计成1：1.5的边坡是否平安？试计算：〔1〕空隙率VV、矿料间隙率VMA及沥青饱和度VFA；〔2〕有效沥青含量。【解】：无粘性土干坡稳定性分析，按照下式进行：所以坡脚应该：才是平安的，而1：1.5的坡脚为33°42’。故设计1：1.5的边坡是不平安的。《路基路面工程》本科试题二一、解释术语路基干湿类型——表示路基在最不利季节的干湿状态，划分为枯燥、中湿、潮湿和过湿四类瑞典条分法——是将假定滑动面以上的土体分成n个垂直土条，对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的平安系数弯拉结构强度系数——压实沥青混合料的空隙率——是指压实沥青混合料试件内除矿料毛体积和有效沥青体积之外的间隙体积占试件毛体积的百分比，根据试件实测密度与最大理论密度比值求得二、简答题1.为何用稠度而不是含水率来划分路基的干湿类型？【答】路基的强度与稳定性同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路面结构设计。反映路基干湿状态的合理指标是土的稠度，稠度定义为土的含水率w与土的液限之差与土的塑限与液限之差的比值，即土的稠度较准确地表示了土的各种形态与湿度的关系，稠度指标综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，全面直观地反映了土的软硬程度，物理概念明确。而含水率仅仅是反映土中水量大小的一个指标，相同含水率的两种土，其稠度状态可能完全不同，因此不同土的稠度用含水率是不能准确地得到反映的。稠度ωc定义为土的含水量ω与土的液限ωL之差与土的塑限ωP与液限ωL之差的比值。土的稠度较正确地表示了土的各种形态与湿度的关系，稠度指标综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，全面直观地反映了土的硬软程度，物理概念明确，以稠度作用路基干湿类型的划分标准时合理的。2.什么是不平衡推力法？【答】不平衡推力法是路基设计标准规定的、对路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性进行分析的一种方法。计算时，按照给定的公式，逐一计算每块土条的剩余下滑力，当最后一块的土条剩余下滑力为零或小于零时，认为符合稳定性要求。3.库伦主动土压力的根本假定有哪些？【答】做的假定有：1〕墙后填料为均质散粒体，粒间仅有摩阻力而无粘结力，适用于砂性土。2)破裂面为通过墙踵的一个平面，而不是曲面。3〕当墙后土体开始破裂时，土体处于极限平衡状态，破裂棱体ABC的重力G被墙背反力Ea和破裂面上的反力R所平衡。由于破裂棱体处于极限平衡状态，故Ea与墙背法线成δ角〔墙背与填料间的摩擦角〕且偏于阻止棱体下滑的方向。R与破裂面的法线成角〔填土内摩擦角〕，且偏于阻止棱体下滑的方向。此时，棱体静平衡时，Ea、R、G构成封闭的力多边形。4〕挡土墙及破裂棱体均视为刚体，在外力作用下不发生变形。4.以沥青或半刚性材料结构层层底拉应力为设计或验算指标时，材料设计参数怎样选用？【答】应在15℃〔1〕对水泥稳定类，系指标准养生龄期90天的极限劈裂强度；〔2〕对二灰、石灰稳定类，标准养生龄期180的劈裂强度；对水泥稳定类系指120天龄期的极限劈裂强度。5.根据水泥混凝土路面设计流程答复：在交通等级相同的情况下，〔1〕不同的公路等级对路面设计的影响表达在哪些方面？〔2〕位于不同自然区划的公路，自然区划的影响是什么？【答】〔1〕公路等级事关路面基层和垫层材料的选择，影响着路面结构构造面层的相对刚度半径、标准轴载临界荷位荷载应力以及行车荷载疲劳应力大小；同时公路的等级决定了公路的平安等级，从而决定着目标可靠度水平和变异水平等级，进而决定着可靠度系数。〔2〕不同的自然区划，最大温度梯度不同，因此导致的温度疲劳应力不同。三、简述题通过本次课程的学习，谈谈自己的专业收获。四、论述题沥青面层施工过程中，谈谈主要的施工环节及其影响施工质量的主要因素。施工环节：整修和清扫基层→浇洒透层或粘层沥青→铺撒主层矿料→碾压→洒布沥青→铺撒嵌缝料、封面矿料→再碾压→初期养护影响施工质量的主要因素：在洒封层油之前必须对路面进行彻底清扫，清扫前必须洒水，否那么无法将路面浮土灰尘清扫干净，甚至越扫灰尘越多。对矿料的要求：拌和料的级配要符合要求，矿料中细集料的比重要大，因细集料缺乏就孔隙率大，碾压后达不到油面层的密实要求拌和、摊铺和碾压：沥青混合料拌和时关键要控制好油石比和拌和温度，温度太低那么矿料与沥青混合不均匀，碾压时沥青混合料延展性差，难以碾压密实。温度太高会出现沥青老化而延度降低，甚至烧焦变为废料。拌和料摊铺后及时进行适度碾压，碾压缺乏会影响矿料嵌挤稳定，且易使沥青流失，形成层次上、下部沥青分布不均，过渡的碾压，那么矿料易于压碎、破坏嵌挤原那么，造成空隙减少，沥青难以下渗，形成泛油。接缝施工：沥青路面的各种施工缝处，往往由于压实缺乏，容易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度和耐久性，施工时必须十分注意。四、计算题1.如下图，挡土墙高等参数〔墙背摩擦角17.5°〕，试用库伦主动土压力理论计算挡土墙上的主动土压力的大小、作用点位置及与水平方向的夹角。H=H=6ε=10°C=0°参考答案：【解】单位长度的挡土墙上的土压力合力为=主动土压力合力Ea的作用点位置距墙底距离为。2.进行热拌沥青混合料目标配合比设计，得到马歇尔试件的毛体积相对密度分别为2.523和，沥青混合料的最大理论相对密度为2.644，又知沥青的含量为4.7%，沥青的相对密度为1.032，矿料的合成毛体积相对密度为2.718.试计算：〔1〕空隙率VV、矿料间隙率VMA及沥青体积百分率；〔2〕矿料的有效相对密度；〔3〕比拟VMA与VA+VV的大小；〔4〕集料是否吸收沥青？【解】空隙率=矿料间隙率矿料的有效相对密度：VA+VV=11.5+4.6=16.1>11.5=VMA由上述〔3〕的答案知道，集料是吸收沥青的。《路基路面工程》本科试题三一、解释术语路基工作区——在路基的某一深度处，车辆荷载引起的应力与路基自重引起的应力相比只占一小局部〔1/5～1/10〕，在此深度以下，车辆荷载对土基的作用影响很小，可以忽略不计。将此深度Za范围内的路基称为路基工作区。土基回弹模量——土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力相对刚度半径——矿料间隙率——矿料间隙率〔VMA)为压实集料块体的间隙总体积。是综合反映沥青混合料质量状况的核心指标,对沥青混合料设计、生产的质量控制有重要作用二、简答题1.粘性土和砂性土的工程性质有何不同？【答】砂性土为修筑路基的良好材料。含有一定数量的粗颗粒，使路基获得足够的摩擦力，有含有一定数量的细颗粒，使之具有一定的粘聚力，不至过分松散。一般遇水干得快，不膨胀，干时有足够的粘聚性。易于压实，并易构成平整坚实的外表。粘性土透水性很差，粘聚力大，因而干时坚硬，不宜挖掘。具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，毛细管现象显著。用来筑路基比粉性土好，但不如砂性土。2.毕肖普条分法有哪两种表达方式？与毕肖普条分法相比，简化毕肖普条分法的进一步假设是什么？【答】毕肖普条分法有两种表达形式：有效应力和总应力形式。与毕肖普条分法相比，简化毕肖普条分法的进一步假设是，假设每个土条两侧的竖向力差值为零，即两侧的土条竖向力相等。3.简述挡土墙土压力计算的根本思路？【答】计算挡土墙的土压力Ea，先要求出破裂角，即首先确定产生最大土压力的破裂面。这一破裂面将出现在什么位置事先并不知道，要确定破裂面位置，必须用试算法。试算时，先假定破裂面位于路基面〔一般是先假定交于荷载中部〕，可通过两种方式确定破裂面的真实位置：①求导公式法——按此假设及其相应的计算公式〔即求导所得的公式〕算出角，再与原来假定的破裂面位置相比拟，看是否相符。如果与假定不符，就根据计算的值重新假定破裂面，按相应的公式重新进行计算，直至相符为之，最后根据此破裂角计算最大的主动土压力。②试算法——不利用求导公式，而是利用相应假设情况的通用公式进行真正意义上的试算——借助于计算机。即在假定的相应模式范围内，尽可能选取较多的计算，看是最大的主动土压力值是否出现，出现了，一般说来假定的破裂面位置正确，否那么，说明破裂面不在假设的范围内，需要对其它情况再行同样试算，直到找到最大主动土压力为之。4.沥青路面设计，计算层底拉应力时应材料参数选用应进行怎样的考虑？【答】应考虑模量的最不利组合。计算层底拉应力时，应考虑模量的最不利组合。在计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量应采用式〔a〕计算，计算层及以上各层采用式〔b〕计算。〔a〕〔b〕5.水泥混凝土路面设计时，涉及到的“温度疲劳应力系数〞与什么参量有关？【答】与两个参量有关：〔1〕最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力；〔2〕水泥混凝土的弯拉强度标准。并由以下公式确定：三、简述题简要论述我国马歇尔试验方法进行热拌沥青混合料集料级配设计的根本思路。参考答案：【答】对高速公路和一级公路，宜在工程设计级配范围内计算1~3组粗细不同的配合比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。四、论述题简要论述马歇尔试验方法进行热拌沥青混合料配合比设计的过程答：热拌沥青混合料的配合比设计，包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段。目标配合比设计阶段，用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例配合成规定的矿料级配，进行马歇尔试验，确定最正确沥青用量。以此矿料级配及沥青用量作为目标配合比，供料和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。生产配合比设计阶段，对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供料和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例以到达供料均衡，并取目标配合比设计的最正确沥青用量、最正确沥青用量±0.3%等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最正确沥青用量。生产配合比验证阶段，拌和机曹勇生产配合比进行试拌，铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验，由此确定生产用的标准配合比。生产过程中，当进场材料发生变化沥青混合料的矿料级配、马歇尔试验技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使