路面工程期末复习

1路面工程期末复习重点郑重声明：本复习资料源于《路基路面工程》教材和讲义，为方便广大交通学院大三考生学习、交流之用，仅供参考。任何组织和个人不得用于任何形式的商业盈利用途。1、汽车荷载的传递及路面设计的荷载标准；标准轴载传递：车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车轮，最终由轮胎传递到路面；路面结构设计以轴重或轮压来进行控制；道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平力和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复性；路面设计的荷载标准：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。标准轴载：双轮组单轴轴载100KN(BZZ-100)轴载换算基本原则：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；等厚度原则：在不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。2、块料路面的强度机理主要借基础的承载力和石块之间的摩擦力提供强度。（粒料基层的破坏主要表现为变形累积过大及回弹弯沉超过结构承载能力，半刚性基层则表现为层底的弯拉应力超过材料的疲劳强度。目前的问题是水损害。）3、无机结合料稳定材料的物理力学特性（下面仅为应力、应变特性，设计龄期、疲劳、收缩等参见讲义P101）1）强度和模量随龄期增长而变化，不同种类材料的强度变化规律也不同；2）有较好的板体性，具有一定的抗拉性能；3）用抗压强度与抗压回弹模量、劈裂强度与劈裂回弹模量、抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量、干缩与温缩等来衡量材料的性能；4）应力—应变特性与原材料和结合料的性质与用量、混合料的含水量及密实度以及龄期、温度等有关。4、水泥稳定粒料强度的主要影响因素1）土质各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定。用水泥稳定级配良好的碎(砾)石和砂砾的效果最好，强度高、水泥用量少；其次是砂性土；再次之是粉性土和粘性土。一般要求土的塑性指数不大于17。2）水泥的成分和剂量2通常情况下，硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差；水泥分散度增加，其活性程度和硬化能力也有所增大。水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长，水泥用量过多，经济上不合理，且容易开裂。试验和研究证明，水泥剂量为3～5％较为合理。3）含水量水泥正常水化所需水量约为水泥重的20%。对砂性土，完全水化达最高强度的含水量较最佳密度含水量小；而粘性土则相反。4）施工工艺及养生从开始加水拌和到碾压完成一般控制在6小时之内，最好在3小时之内。水泥稳定土需湿法养生，保证水泥充分水化形成强度；养生温度愈高，强度增长的愈快。5、沥青路面的基本要求；交通等级；分类基本要求：（①强度与刚度(开裂、变形)②稳定性(高、低温、水稳定性)③耐久性(疲劳、老化)④平整性(舒适、动荷)⑤抗滑性(安全)⑥少尘性(环保)）高温稳定性—高温下抵抗永久变形的能力；低温抗裂性—抵抗低温抗裂的能力；水稳定性—抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路面透水；耐久性—抵抗老化与荷载重复作用的能力；抗滑能力—保证不利情况下车辆安全形势的能力。交通等级：我国沥青路面按其承担的交通荷载轻重划分为四个交通等级，即：轻、中等、重、特重，具体以两种划分方法进行计算后取较高等级进行定级。分类：1）按强度构成原理：密实类沥青路面、嵌挤类沥青路面2）按施工工艺：层铺法——沥青表处和沥青贯入式路拌法——采用移动式拌和机械(或人工)在现场施工厂拌法——沥青碎石和沥青混凝土3）按沥青路面材料的技术特点：沥青混凝土（AsphaltConcrete）热拌沥青碎石（AsphaltMacadam）3乳化沥青碎石（EmulsionAsphaltMacadam)沥青贯入式沥青表面处治沥青玛碲脂碎石SMA（StoneMasticAsphalt）排水性沥青混凝土（PorousAsphaltConcrete）开级配抗滑磨耗层（OpenGradedFrictionCourse）6、沥青路面的主要损坏类型；车辙及其改善途径损坏类型：1）裂缝2）车辙rut3）松散剥落RavellingandStripping4）表面抗滑不足surfaceskidresistance5）其它病害（包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。）车辙：路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层及路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙还包括轮胎磨耗引起的材料缺省。车辙是高级沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中上面层或沥青层表。改善途径：对于失稳型车辙，通过以下办法可以减缓：确保沥青混合料中含有较高的经破碎的集料；集料级配必须含有足够的矿粉；大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度；集料级配要含有足够的粗集料；沥青结合料具有足够的粘度；集料颗粒表面的沥青膜须具有足够的厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。对于结构型车辙通过以下办法可以减缓：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要求，要求较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基层应充分地压实，工后不产生附加压密；路基压实应满足规范规定的要求。磨耗型车辙主要是由于大颗粒集料缺乏韧性，带突钉轮胎作用，集料级配空隙太大以及集料周围沥青膜厚度不足而致。对此，可通过交通管制、改善混合料级配来防治。7、沥青混合料的蠕变和应力松弛①蠕变蠕变是应力不变，变形随时间而增加的现象。取决于其作用时间。②应力松弛4应力松弛是应变恒定不变，应力随时间减小的现象。应力降低到初始数值（初始应力值的1/n）的时间，称为松弛时间。蠕变规律：迁移期，蠕变（永久）变形在瞬间迅速增大，但应变速率随时间迅速减小；稳定期，蠕变（永久）变形呈直线形稳定增长，应变速率保持稳定，该过程占总过程的主要部分；破坏期，蠕变（永久）变形和应变速率均急剧增大，直至破坏。8、沥青及沥青混合料的劲度模量（详见讲义P125）劲度（劲度模量）Stiffnessmodulus反映沥青和沥青混合料在给定温度和加荷时间条件下的应力-应变关系的参数，称作劲度S。9、沥青混合料的高温稳定性、评价方法及提高途径沥青路面高温稳定性通常是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。（推移、拥包、搓板、泛油等，主要出现在高温、低加荷速率以及抗剪切能力不足时，即沥青路面的劲度较低的情况下）评价方法①现场试验路试验②大型足尺试验③室内小型试验：单轴压缩试验：测定高温抗压强度及软化系数；马歇尔试验：马歇尔稳定度、流值；④轮辙试验试验可以三大指标：任意时刻总变形即车辙深度；动稳定度DS；变形速率RD；⑤简单剪切试验提高途径：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，即提高粘结力和内摩力。即：1）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；5配合比设计合理，注重压实；2）从沥青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；提高沥青材料的粘稠度；控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。10、影响沥青混合料低温开裂的因素及解决措施影响因素：沥青的性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的厚度、面层与基层的粘结状况、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。11、沥青混合料组成设计过程（马歇尔试验设计方法）课本P355图13-35。12、我国沥青路面设计理论：以弹性层状体系理论为基础（弹性层状体系理论的基本假设，荷载图式及参数）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。弹性层状体系理论的假定1）各层连续、弯曲弹性、均匀、各向同性，位移、形变微小；2）最下一层（路基）在水平方向和垂直方向无限大，其上各层厚度有限，水平方向无限；3）各层在水平方向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；4）层间接触情况，或完全连续（连续体系）或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（滑动体系）；5）不计自重。弹性层状体系理论的图式需要得到的设计参数：00111111,,,~,~,~eniinNEhhhh6其中，eN是标准轴载累计作用次数；00,E是土基的回弹模量和泊松比；其它参数为土基以上结构层材料的模量和泊松比，其泊松比一般可取为0.25～0.35（强度高时取小值），弹性模量可取规范推荐值，或试验确定。13、设计弯沉值，与容许弯沉的关系；设计指标、主要内容容许弯沉：路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。关系：容许弯沉值》设计弯沉值设计指标1：①路基表面的垂直压应变或垂直压应力②结构残余变形的累积（车辙）：③结构疲劳开裂（整体性材料结构层的疲劳开裂）：④面层抗剪切推移：⑤结构低温缩裂：⑥路面弯沉：设计指标2：1）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值sl小于或等于设计弯沉值dl2）轮隙中心下（C点）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力m应小于或等于容许拉应力R我国沥青路面设计指标：设计弯沉值14、沥青路面竣工验收的弯沉标准答案1设计弯沉值是路面竣工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。可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路面弯沉设计值。答案2路面竣工验收时，验收弯沉值Lａ（路面竣工验收弯沉值）是竣工验收的重要指标，它是以不利季节，BZZ-100标准轴载作用下，轮隙中心处实测路标弯沉代表值Lr（实测每公里路面的代表弯沉值（0.01mm））进行评定的。即：Lr＜＝LaLa：ａ、当以设计弯沉值作为控制指标作为控制指标设计路面时，为路面设计弯沉值ｂ、当以弯拉应力为控制指标设计路面时，为以最后确定的路面结构层位，厚度和材料模量计算得到的弯沉值。15、水泥混凝土路面的分类；主要破坏类型分类：水泥混凝土路面是指由水泥混凝土面板和基层或底基层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通混凝土路面（JPCP）、钢筋混凝土路面（JRCP）、钢纤维混凝土路面（SFCP）、预应力混凝土路面、连续配筋混凝土路面（CRCP）、装配式混凝土路面等。7普通水泥混凝土路面JPCP由普通混凝土面层板和基层或底基层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。有时也被称为白色路面。普通水泥混凝土路面的病害类型1)断裂；2）唧泥；3）错台；4）拱起；5）接缝挤碎。16、水泥混凝土板的接缝类型、种类及构造，接缝的传荷方式（1）横向接缝：垂直于行车方向的接缝，包括缩缝、胀缝和工作缝①缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则的裂缝。②胀缝：保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时胀缝也能起到缩缝的作用。③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。胀缝的构造：胀缝是贯通接缝、缝宽达到20mm左右、虽然设置传力杆，但是由于不断的伸长与收缩，再加上荷载的作用，是水泥混凝土最薄弱的环节。目前只在结构物位置设置胀逢，设置胀逢的数量与水泥混凝土路面长度没有关系。a）假缝型；b）假缝+传力杆；c）企口缝+传力杆。8缩缝的构造：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。施工缝的构造：施工缝一般尽量选择在胀缝、缩缝处设置，构造与重交通的缩缝构造（b）相似，或者选用企口缝。浅槽构造图-施工缝与缩缝（2）纵缝：平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝。