路基路面工程复习总结

1路基路面工程名词解释1.路基工作区：当路基某深度Za处车轮荷载引起的垂直应力σZ仅为路基土自重引起的垂直应力σB的1/10～1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。2.最佳含水量：一定压实功能下达到最大密实度时对应的含水量。3.挡土墙：为防止土体坍塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物4.标准轴载：我国路面设计所用的单轴双轮组轴载100kN的设计轴载，以BZZ-100表示。5.沥青路面：用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。填空题1.运动车辆对路面施加静压力、水平力和振动力；这些作用力具有波动性、瞬时性和重复性三大特点。2.路基横断面典型形式：路堤，路堑，填挖结合3.原有道路和新建道路路基干湿类型确定方法：对于原有公路采用平均稠度法确定路基干湿类型，即按不利季节路槽底面以下80cm，每10cm取土样测定相关含水量，计算平均稠度，按照自然区划和土的类别，查表确定路基干湿类型；对于新建公路，由于路基尚未完全建成，无法取样测试含水量计算平均稠度，因此采用临界高度法确定路基干湿类型。4.重力式挡土墙三大验算：稳定性验算，基底应力及合力偏心距验算，墙身截面强度验算5.路基地面排水设备：地面排水设备包括：边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽，倒虹吸与渡水槽。6.填土两种方案：分层平铺，竖向填筑7.堤岸冲刷防护直接措施：植物防护，石砌防护，抛石防护，石笼防护8.车辙类型：失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙9.按刚度沥青路面基层分类：柔性基层，半刚性基层，刚性基层选择题1.轴载换算原则：同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。2.最能反映土基弹性性质的模量：回弹模量3.路基正常工作时的干湿状态：干燥或中湿？4.土质路基施工控制关键：控制土的湿度？5.砂类土黏性土边坡稳定方法：直线滑动面法适用于砂类土，圆弧滑动面法适用于粘性土6.作用在挡土墙上的主要力系：1.挡土墙自重G+墙上恒载；2.墙后主动土压力Ea；3.基底反力R；4.墙前被动土压力Ep7.挡土墙库仑力主动土压力：挡土墙向外（背离填土的方向）移动(位移或倾覆，平移或旋转)，直至墙后土体处于极限平衡状态，对应的墙背土压力。？8.路基边坡工程防护：1.抹面防护2.喷浆3.干砌片石护坡4.护面墙9.渗井颗粒材料分类作用：粗料渗水，细料反滤10.路基压实标准：自下而上逐渐提高11.我国高速公路沥青路面面层分为：表面层、中面层和下面层12.温缩开裂属于横向裂缝：破坏原因：为非荷载型，主要是温度降低形成的温缩开裂13.半刚性基层材料：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。？14.层铺法形成的沥青路面包括哪些：沥青表面处治，沥青贯入式15.沥青路面设计方法的理论基础：多层弹性层状体系理论简答题1.路面结构进行层次划分的原因，层次划分的依据和层次划分的内容？答：划分原因：行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱。划分依据：为适应影响因素深度变化规律，路面结构按照使用要求，受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度不同，划分若干层次分层铺筑。划分内容：按照层位功能不同划分为面层、基层和垫层。2.挡土墙主动土压力计算公式（步骤）？1.破裂面交于内边坡计算方法：步骤：（1）确定力矢三角形ABC及相应夹角（2）按照正弦定律获得土压力初始表达式（3）计算破裂棱体（单位长度）自重G（4）获得关于γφδαβθ的土压力详细表达式（5）根据dEa/dθ=0，求解Ea极值对应θ（6）代入第4步的Ea表达式，求得最大Ea。（7）根据力的正交分解法则计算土压力水平与竖直分量2.破裂面交于路基面与外边坡计算方法：步骤：3圆弧分析边坡稳定的原理基本原理为静力矩平衡。（1）假设条件：土质均匀，不计滑动面以外土体位移所产生作用力；（2）条分方法：计算考虑单位长度，滑动体划分为若干土条，分别计算各个土条对于滑动圆心的滑动力矩和抗滑力矩；（3）稳定系数：抗滑力矩与滑动力矩比值。（4）判定方法：依据最小稳定系数判定边坡稳定性。4沥青路面组合设计应遵循的原则（1）表面使用品质长期稳定原则（2）强度刚度与层位相匹配的原则：车辆荷载与环境影响（如温度、降雨）自上而下逐渐衰减，因此对路面材料的强度刚度要求也自上而下降低。1.求解破裂棱体面积S=A0tanθ-B02.求解重量G=γS3.获得土压力表达式Ea=γScos(θ+φ)/sin(θ+ψ)4.为获得最大土压力，求解方程dEa/dθ=0获得tanθ并求得相应θtanθ=-tanψ±[(ctgφ+tgψ)(B0/A0+tgψ]1/25.所求得的θ代入Ea表达式注：1.交于路基面位置不同导致A0与B0表达式不同；2.交于边坡外S=A0cosθ/cos(θ-β1)+B0,相应tanθ表达式参见6-142（3）就地取材原则。5沥青路面破坏类型，我国沥青路面设计控制指标选用的依据（1）分类：分为变形破坏和强度破坏两大类，分别包括：沉陷、车辙；疲劳开裂、推移（拥包）和低温缩裂。（2）指标：针对两大破坏类型，提出两大设计控制指标，控制变形（刚度要求）指标：路表回弹弯沉；控制应力（强度要求）指标：层底拉应力。（3）依据：路表回弹弯沉可表征整体刚度弱强、路基工作状况以及路面残余寿命。即为层底拉应力疲劳破坏，层底拉应力可用于表征强度破坏的力学本质和个别结构层发生的极限破坏状态。计算题1.沥青混合料抗剪强度满足Mohr-Coulomb准则，表达式为：σ1f=σ3f(1+sinφ)/(1-sinφ)+2ccosφ/(1-sinφ)已知该沥青混合料无侧限抗压强度R=6.0MPa，简单拉伸强度r=1.2MPa，试计算沥青混合料的抗剪强度参数c和φ。解：达到破坏状态时，试样满足的应力条件如下;无侧限抗压实验：σ3f＝0σ1f＝R(1)将此条件代入Mohr-Coulomb准则表达式可得：R=σ1f=2ccosφ/(1-sinφ)(2)简单拉伸实验：σ3f＝-rσ1f＝0(3)将此条件代入Mohr-Coulomb准则表达式可得：r=-σ3f=2ccosφ/(1+sinφ)(4)联合式（2）和（4）可解得：2/Rrc(5)rRrRarcsin(6)将已知条件R=6.0MPa，r=1.2MPa代入(5)和（6）可得沥青混合料抗剪强度参数：c=1.34MPa，φ=41.8°2.请计算下表中汽车的轮载、接触面积、当量圆半径(包括单圆和双圆图式)。表汽车后轴资料解：根据后轴数和轮组数确定后轴车轮总数：后轴车轮总数=2×后轴数×轮组数双轮组单圆图式半径R和双圆图式半径r关系为：2/2//RrrR或注：a.乘以“2”是因为后轴两边车轮个数是对称相等的。b.由于各个车轴两边是对称（包括车轮个数和承受荷载）的情况，单圆图式和双圆图式的当量圆直径都是取单个轴的任意一边的接地面积等效换算，例如标准轴载是单轴双轮组承受100kN总荷载，则任意一边的车轮数为2，两边共4个车轮，各个车轮承受的轮载为25kN。c.双圆图式即为双轮组车轴，每一侧双轮用两个圆表示；单圆图式即为双轮组车轴，每一侧双轮用一个圆表示。相应直径即为各自的当量圆直径d和D。（1）后轴1轮组1：后轴车轮2个，因此，单个车轮轮载为23/2=11.5kN，由于是单轴单轮，所以当量圆半径为：cmmpP56.80856.05001415926.35.11后轴总接触面积为：22239.460)56.8(1415926.322cmS（2）后轴1轮组2：后轴车轮4个，因此，单个车轮轮载为60/4=15.0kN，所以单圆图式当量圆半径为：cmpPR82.135001415926.30.1522双圆图式当量圆半径为：cmRr77.92/后轴总接触面积为：22204.1200)82.13(1415926.322cmRS（3）后轴1轮组2：后轴车轮4个，因此，单个车轮轮载为100/4=25kN，所以单圆图式当量圆半径为：cmpP08.157001415926.32522双圆图式当量圆半径为：cmRr65.102/后轴总接触面积为：22284.1428)08.15(1415926.322cmRS后轴数轮组数后轴总重轮压轮载总接触面积当量圆半径（cm）KNMPaKNcm2单圆图式双圆图式11230.511.5230.00×28.56/12600.515.0600.02×213.829.77121000.725.0714.42×215.0810.65222200.727.5785.26×415.8111.183（4）后轴2轮组2：后轴车轮8个，因此，单个车轮轮载为220/8=27.5kN，单圆图式当量圆半径为：cmpP81.157001415926.35.2722双圆图式当量圆半径为：cmRr18.112/后轴总接触面积为：22204.3141)81.15(1415926.32222cmS3.某挡土墙高H=6m，墙顶宽度B=0.7m，墙底宽度B’=2.5m；墙背直立（α=0）填土表面水平（β=0），墙背光滑（δ=0），用毛石和水泥砂浆砌筑；砌体容重为22KN／m3；填土内摩擦角φ=40°，填土粘聚力c=0，填土容重为19KN／m3，基底摩擦系数μ为0.5，地基承载力抗力值为f=180kPa，试验算该挡土墙抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力。0.7m1.8m0.7m6moBAC填土区域挡土墙（提示：土压力计算采用公式6-6主动土压力公式；采用抗滑和抗倾覆稳定系数判定挡土墙稳定性）。00tantanyxxycEGEEEGK，yxxyGZEZEGZK0解：（1）土压力计算：mkNHEa/4.74)24045(tan61921)245(tan21022022由于挡土墙后土压力沿着墙高呈三角形分布，因此土压力作用点距离墙底的距离为：z=H/3=6/3=2m（2）挡土墙自重及重心：将挡土墙截面分成一个三角形和一个矩形，分别计算自重：mkNG/119226)7.05.2(211mkNG/4.922267.02G1和G2的作用点离O点的距离分别为ma2.18.1321ma15.27.0218.120.7m1.8m0.7m6moBAC填土区域挡土墙a1G1G2Eaa2Z=2m（3）倾覆稳定验算：5.129.224.7415.24.922.11192211zEaGaGKaO挡土墙满足抗倾覆稳定设计要求（4）滑动稳定验算：3.142.14.745.0)4.92119()(21aCEGGK挡土墙满足抗滑稳定设计要求（5）地基承载力验算作用于基底的总垂直力N1=G1+G2=119+92.4=211.4KN/m合力作用点离O点的距离：mNzEaGaGZaN915.04.21124.7415.24.922.11192211偏心距：mBmZBeN417.06335.0915.025.22基底压力：kPakPaBeBNpp60.168.152)804.01(6.845.2335.0615.24.211611minmaxkPafp2161802.12.1max因此可以得出结论，地基承载力足够。B/20.7m6moBAC填土区域挡土墙a1G1G2Eaa2Z=2mB/2N1epmaxpmin4.拟建造一条一级公路，设计年限为15年，双向四车道，路面结构如图所示，根据交通量调查与计算，路面竣工后第1年双向交通标准轴载日平均作用次数3200次/日，交通量年平均增长率为r=7%，车道系数为0.4，设计年限为15年，试计算该路面结构的设计弯沉ld。细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm沥青稳定碎石24cm水泥稳定碎石63cm级配碎石15cm土基细粒式沥青混凝土4cm中粒