东南大学路基路面工程考试复习题及参考答案

-1-一、名词解释6.标准轴载：路面设计以汽车双轮组单轴载100KN为标准轴载，用BZZ-100表示，需要将混合交通的各种轴载和通行次数按照等效损坏的原则换算为标准轴载的通行次数。7.第二破裂面：往往会遇到墙背俯斜很缓，即墙背倾角α很大的情况，如折线形挡土墙的上墙墙背，衡重式挡土墙上墙的假象墙背。当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙背滑动，而是沿着土体的另一破裂面滑动，这一破裂面称为第二破裂面。而远离墙的破裂面称为第一破裂面。9.分离式加铺层：在旧混凝土面层与加铺层之间设置由沥青混凝土、沥青砂或油毡等材料的隔离层，这样的加铺层称为分离式加铺层。10.设计弯沉：路面设计弯沉是根据设计年限内设计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的不利季节，路面在标准轴载100KN作用下测得的最大回弹弯沉值。二、简答题什么是挡土墙？怎样对挡土墙进行分类？：挡土墙是支撑路堤填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的结构物。-2-根据挡土墙设置位置不同，可以把挡土墙分为路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙。根据挡土墙的结构不同，可以把挡土墙分为重力式、加筋土式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚定板式、柱板式等多种结构形式的挡土墙。根据墙体材料不同可以把挡土墙分为石砌挡土墙、砖砌挡土墙、水泥混凝土挡土墙、木质地土墙。旧水泥混凝土路面加铺层有哪些结构类型？：旧水泥混凝土路面加铺层结构类型有：①分离式加铺层；②结合式加铺层；③沥青混凝土加铺层结构；④将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。.垫层有哪几种类型？各起什么作用？：垫层按其所起的作用分为排水垫层、隔离垫层、防冻胀垫层等。①排水垫层：排除渗入基层和垫层的水分，防止路基过湿而影响路基路面的强度和稳定性。一般采用砂砾碎石等松散颗粒材料。②隔离垫层：隔断地下水向路面结构层内移动。一般采用粗粒料或土工合成材料。③防冻胀垫层：在季节性冰冻地区，需要考虑防冻胀最小厚度要求。三、论述题挡土墙倾覆的原因是什么？如何增强挡土墙的抗倾覆稳定性？-3-：对于墙趾的稳定力矩yM与倾覆力矩LM之比LyMM＜[K0]，挡土墙就不稳定；如果LyMM＜0，挡土墙就会倾覆。增强挡土墙抗倾覆稳定性的措施主要有：①拓宽墙趾在墙趾处拓宽基础以增加稳定力臂，但在地面横坡较陡处，会因此引起墙高增加。②改变墙面及墙背坡度改缓墙面坡度可增加稳定力臂，改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背可减少土压力。在地面纵坡较陡处，须注意对墙高的影响。③改变墙身断面类型当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立，这时可改变墙身断面类型，如改用衡重式墙或者墙后加设卸荷平台、卸荷板，以减少土压力并增加稳定力矩。④加固地基，提高地基承载力挡土墙产生滑移破坏的原因是什么？如何增强挡土墙的抗滑稳定性？。沿基底的抗滑力与滑动力的比值，即抗滑稳定系数KC＜[KC]，挡土墙就不稳定；如果KC＜0，挡土墙就会产生滑移破坏。增强挡土墙抗滑稳定性的措施主要有：①采用倾斜基底，倾斜基底与水平面的夹角0不宜过大，以免基底下墙趾前发生剪切破坏。一般土质地基0≤11○18′36″（1：5）；-4-岩石地基0≤18○26′06″（1：3）．②基底设置凸榫，利用凸榫前的被动土压力增加抗滑稳定性，凸榫后缘至墙踵连线与水平线的锐夹角≤，凸榫前缘至墙趾连线与水平线的锐夹角≤245。旧水泥混凝土路面加铺层有哪些结构类型？如何选用？：旧水泥混凝土路面加铺层结构类型有：①分离式加铺层；②结合式加铺层；③沥青混凝土加铺层结构；④将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。①当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为中或次，或者新旧混凝土板的平面尺寸不同、接缝形式或位置不对应或路拱横坡不一致时，应采用分离式混凝土加铺层。②当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良，面层板的平面尺寸及接缝布置合理，路拱横坡符合要求时，可采用结合式混凝土加铺层。③当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良或中时，可采用沥青加铺层。应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用合适的减缓反射裂纹的措施。沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。④如旧混凝土路面损坏状况等级为差时，宜将旧混凝土板破碎成小于4cm的小块，用作新建路面的底基层或垫层，并按新建路面设计。在沥青路面和水泥路面的结构设计中，轴载换算有什么不同？为什么？-5-：将混合交通的各种轴载和通行次数按照等效损坏的原则换算为标准轴载的通行次数。不同轴载的作用次数iN等效换算成标准轴载当量作用次数sN的换算公式：niisPPNN)(式中：P—标准轴载重，P=100KN；iPi级轴载重（KN）；—反映轴型（单轴、双轴或三轴）和轮组（单轮或双轮）影响的系数；n—与路面结构特性有关的系数。因为沥青路面、水泥混凝土路面、半刚性路面的结构特性不同，损坏的标准也不同，因而和n的取值各不相同。⑴在沥青路面结构设计中：①当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)iP的作用次数in均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。35.4121)(kiiiPPnCCN式中：N—标准轴载的当量轴次，次/日；in—被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P—标准轴载，KN；iP—被换算车辆的各级轴载，KN；k—被换算车辆的类型数；1C—轴数系数，)1(2.111mC，m是轴数。当轴距大于3m-6-时，按单独的一个轴载计算，当轴距小于3m时，就考虑轴数系数；2C—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。②当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)iP的作用次数in，均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。821)('''kiiiPPnCCN式中：1C—轴数系数，)1(211mC；2C—轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.09。⑵在水泥混凝土路面结构设计中：凡是两轴六轮及两轴六轮以上车辆包括前后轴均应换算成标准轴载。对于两轴四轮以下车辆，因其轴载在混凝土板内产生应力很小，引起的疲劳损坏可以忽略不计。161)100(iniiisPNN式中：sN—100kN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；iP—单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组成或三轴-双轮组轴型i级轴载的总重（kN）n—轴型和轴载级位数；iN—各类轴型i级轴载的作用次数，次/d；-7-i—轴-轮型系数，单轴-双轮组，i=1；单轴-单轮，i=2.22×43.0310iP；双轴-双轮组，i=1.07×22.0510iP；三轴-双轮组，i=2.24×22.0810iP四、分析与计算题1．某砂类土挖方路基边坡，=27°，c=13.90KPa，=16.90KN/m3，H=7.0m，采用边坡1︰0.5。假定][cK25.1。①验算边坡的稳定性；②当minK=1.25时，求允许边坡坡度；③当minK=1.25时，求边坡允许最大高度。①边坡最小稳定性系数minK425.1＞][cK25.1，该边坡稳定；②当minK=1.25时，最大允许边坡坡度为1：0.37；③当minK=1.25时，边坡允许最大高度H为m6.7。某新建公路某路段，初拟普通水泥混凝土路面板厚26cm，取弯拉弹性模量3×104MPa；基层选用水泥稳定砂砾，厚25cm，回弹模量500MPa；垫层为天然砂砾，厚度25cm，回弹模量300MPa；路基土回弹模量30MPa。试求该路段基层顶面当量回弹模量。基层顶面的当量回弹模量tE24.136MPa公路自然区划II区某二级公路采用普通水泥混凝土路面结构，基层为水泥稳定砂砾，垫层为石灰土，水泥混凝土板平面尺寸为4.5m、长为5.0m，纵缝为设拉杆的平缝，横缝为不设传力杆的假缝。初拟-8-板厚h=23cm，取弯拉强度标准值为rf=5.0MPa，相应弯拉弹性模量为cE=3.1×104MPa。设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为eN=1500×104轴次，基层顶面当量回弹模量tE=178MPa。①计算荷载疲劳应力？②计算温度疲劳应力？③验证该路面结构能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用。①荷载疲劳应力pr12.3MPa②温度疲劳应力tr27.1MPa③验证该路面结构能否承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用0.596.427.112.313.1)(rtrprrfrMPa因此，该路面结构能够承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用。某路段路基填土高度220cm，水泥混凝土路面结构层当量厚度88cm，路基工作区深度280cm，问原地基是否承受车辆荷载？为什么？因为：Zs=280-88=192cm＜220cm所以，原地基不承受车辆荷载。某路堤填料42，边坡1：1.45，砂类土，判断该路堤是否失稳。-9-据题意：7203.09004.08.0428.08.0tgtgtg因6897.045.11tg7203.0tg故该路堤稳定，其边坡不会滑动。第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质一、填空1．路基的常见病害有路基的沉陷、_____、路基沿山坡滑动和_____。2．路基除了要求断面尺寸符合设计要求外，应具有足够的强度、_____和_______。3.公路是一种线型工程构造物。它主要承受_____的重复作用和经受_____的长期作用。'6．路基的沉陷有两种情况即：_____、_____。9．土的回弹模量仅反映了土基在弹性变形阶段内在_____荷载作用下，抵抗_____变形的能力。10．我国长期以来路基土分类的依据是颗粒组成，同时考虑_____，_____两项指标。11．在路基设计时，要求路基处于_____或_____状态。12．水对粘性土的抗剪强度影响很大，当水分增加则抗剪强度_____因而其_____较差。13．挖方和填方均有困难的路段，可_____，使路肩边缘距边沟底面高度符合_____的要求14.表征土基强度的主要参数有___________、___________和-10-____________。15.研究土基应力应变特性最常用的试验方法是__________________________________________。16.土基回弹模量的测定可用两种承载板，其中压板下土基顶面的挠度为等值的是_____________。二、名词解释1.双圆荷载图式2.劲度模量3.累计当量轴次4.路基工作区5.土基回弹模量6.加州承载比CBR7.疲劳破坏8.滑坡9.地基反应模量10.Miner定律11.沉陷12.荷载当量高度第四章路基边坡稳定设计一、填空1.确定土质路堑边坡坡度时应考虑_________、_________和__________等因素。2.路基的强度指标主要有____________、_______、__________等基本线形3.路基边坡的坡度是边坡的高度H与边坡宽度B的比值，写成1：m，m值愈大则边坡愈_____，m值愈小，则边坡愈_____。4._____法一般用于岩石或碎(砾)石土类路堑边坡设计，而一般-11-土质路堑边坡的设计是先用_____进行验算，再以前者进行校核。'5.在进行路基边坡稳定性验算时，_____、_____和容重是必不可少的土质参数。6.验算路基边坡稳定性时，在一般情况下，可只考虑破裂面通过_____的稳定性，路基下为软弱土层时，还应考虑破裂面通过_____的可能性。7.通过试验测定路基边坡稳定性验算所需参数时，路堤地段采取_____的数据；路堑地段应取______的数据。8.在路基稳定性设计中，考虑汽车荷载作用的方法是：_____，计算公式为：_____。9.用条分法分析路基边坡稳定性时，除假定土是均质和各向同性外，还假