搜索
铺面复习要点总结第一章概述1、什么是铺面，铺面定义？铺面是铺筑在地表的土木结构物，用以满足载运工具的地面行驶要求或堆载的地面堆放或停放要求。是改善地基结构抗力和表面行驶特性的措施的总称，是一种地基的浅表层加固措施，是铺筑在路基上的、具有一定厚度的、供行人和车辆通行的单层或多层结构物，具有承受荷载、抵抗磨耗、避免扬尘、泥泞和保持路面平整抗滑的作用，包括道路路面、机场道面、堆场铺面等，通常也称为路面结构或路面。2、典型路面横断面组成路面结构：面层、基层、垫层、路基或路床路肩：路面结构的外侧部分，起到对中间路面结构侧向支撑和保护的作用，供车辆临时停留。排水系统：路面排水，结构内部排水3、路面结构（各结构层作用和常用材料）一般是指车辆轮胎以下、路基顶部1.5m厚度及以上的结构物；混凝土桥/钢桥桥面板以上的结构物。一般是一种多层结构。4、面层直接承受行车荷载作用和外界环境作用，并为车辆提供舒适、安全的行驶表面。不仅起到了功能层的作用，而且一般具有扩散荷载的作用。常用的面层有沥青表面处治、沥青贯入碎石、热拌沥青混合料沥青路面、水泥路面、块体路面、砂石路面、土路面、复合路面沥青面层：上面层：磨耗层，应具有优良的表面特性（平整抗滑低噪声）以及抵抗变形和开裂的能力（高温稳定性、低温抗裂能力、抗滑能力和表面构造深度），对集料有严格要求；中面层：应具有良好的抗变形能力(抗车辙能力和防水能力)，一般密室不透水；下面层：应具有优良的抗弯拉疲劳开裂的能力，有时也应具有一定的抗变形能力。交通量不大时，沥青表面处置：层铺式表处、拌合式表处；沥青贯入式材料层。水泥混凝土面层：普通混凝土面层、连续配筋混凝土面层、钢筋混凝土面层、钢纤维混凝土面层、预应力混凝土面层。强度高，能承受较重的车辆荷载，使用寿命长。块体面层：平整度难以满足高速行车的要求，但结构承载力较高。当块体形状整齐、平面尺寸精度较高且尺寸较小时可形成连锁块铺面，否则为一般块体路面。砂石路面：适用于轻交通土路面：5、基层承接面层扩散下来的竖向力，并将其进一步扩散、传递到下面的结构层。（1）进一步扩散来自面层的荷载、减小土基和垫层所承受的竖向应力应变（2）减小面层与垫层或者路基之间的模量比，以减小面层底面弯拉应力和弯拉应变，延长面层疲劳寿命（3）减缓土基不均匀变形或不均匀冻胀对面层的影响（4）为面层施工提供稳定的行驶面和工作面，保证面层施工的平整度应具有足够的强度和刚度，足够的水稳定性、包括强度稳定性、变形稳定性和耐冲刷等。基层材料：无机结合料稳定类材料：水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、石灰土等；贫混凝土、碾压混凝土；沥青稳定类材料：沥青稳定碎石、沥青贯入碎石；无结合料粒料类材料：级配碎石、嵌锁式碎石；碎石混合料，天然砂砾、片石块石圆石等。基层模量过小容易造成面层底面弯拉疲劳开裂，过大会路面结构顶面的剪切疲劳损坏。6、垫层：（改善基层、土基之间的模量过渡，承接并进一步扩散荷载，减小土基水温状况对面层、基层的不良作用，起到隔断的作用改善土基的温度和湿度状况，保证土基的强度和变形稳定性，并进一步扩散基层传递下来的荷载，以减小荷载引起的土基变形。所以，通常在季节性冰冻地区和土基水文状况不良时设置。垫层材料：透水性隔温性较好的材料：粗砾、砂砾、煤渣、矿渣整体性较好：低剂量水泥稳定类材料，低剂量石灰稳定类，石灰粉煤灰稳定土7、路基和路床路基：应具有足够的整体稳定性和抗变形能力，不出现过量的沉降。路床：水稳定性和抗变形能力；土基：路面结构的支撑结构；密实、均匀、水稳定性好8、路面的刚度分类：柔性路面：基层是沥青混凝土、级配碎石碎石等刚度不大的材料半刚性路面：以水泥稳定碎石、二灰稳定碎石等刚度较大的材料作为基层的沥青路面刚性路面：水泥混凝土路面9、铺面结构使用要求？功能性要求：全天候、舒适性（平稳、低噪音）、安全性（足够的抗滑能力）路面设计的任务就是将路面平整度的恶化程度控制在一定的范围内。结构性要求：承载能力要求（强度和刚度）、耐久性（结构耐久性和材料耐久性）环境要求：噪声、环保、景观经济性要求：工程经济性、使用经济性10、铺面工程的内容？旨在研究如何经济地建设和维持能够满足使用要求铺面结构物，涉及铺面工程的规划、设计、施工、监测、维修和管理等。11、铺面工程的特点？荷载的大量反复作用和疲劳设计准则；有损伤设计和使用性能标准；设计的安全度很小；混合材料，复合结构；变异性大，不确定因素多。第二章车辆荷载1、车辆荷载作用特点：车辆类型繁多、车辆速度变化、轴轮类型多样、轴轮的重量不定。2、汽车的分类功能：客车（小中大）；货车（轻、中、重、特重）拖挂形式：整车，组合车（牵引式半拖车、拖车）轴型：（单双三联轴）轮型：单双轮3、轴载限：行驶车辆的最大轴重和总重，我国单轴100kN4、轮胎路面接触压力：轮载的大小、轮胎的充气压力、轮胎性质有关5、接触压力与充气压力的关系：轮胎充气内压力保持不变时，增加轮载，可使轮胎边缘处的接触压力增加；而轮胎保持不变时，随轮胎充气内压力增大，轮胎中间部分的接触压力增加。6、接触面积：近似圆假设7、作用在轮胎上的荷载较小时，接触面的性状接近于圆形。随着荷载增大，接触面性状变长。8、动荷载对铺面的影响表现在荷载的瞬时性、荷载的动态变动和水平力三方面9、轴载谱：每一级别重量的轴数占总轴数的比例10、等效换算：标准轴载：单轴双轮100kN,原则：同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏程度时，不同轴载的相应作用次数被认为是等效的。11、轮迹横向分布系数：路面单位宽度上受到的作用次数同车道宽度范围内轴载作用总次数的比值12、Ne-设计年限内一个车道上标准轴载的累计作用次数N1-初始年标准轴载的平均日作用次数13、变异系数的影响因素？行车速率（越高，变异越大）；铺面平整度（越不平整，变异系数越大）；车辆振动特性（减震性能越好，变异系数越小）动轮载/静轮载=冲击系数第三章路面结构的温度和湿度1、影响铺面性质的自然因素主要有温度和湿度。其中温度影响铺面面层，湿度主要影响路基性能。2、外界环境因素的变化造成了土基和路面材料湿度和温度的变化，进而造成自身性能和抗力的不断变化。随着土基、路面材料性能和抗力的变化，路面结构的性能和抗力也不断变化。另一方面，由于路面结构是由不同材料组成的多层结构，温度、湿度沿深度的变化也不均匀，不同材料在不同温度、湿度下的不同胀缩及其相互约束，将在路面结构内部造成内应力，影响路面的长期使用性能，所以预估结构的温度和湿度状况，对于路面的分析和设计时十分重要的。3、决定铺面结构内温度状况的因素，可分为外部因素和内部因素。外部因素：环境的综合作用；气候条件，如太阳辐射、气温、风速、降水量、蒸发量等。其中太阳辐射和气温决定铺面温度状况的两项最重要因素；内部因素：结构层材料的热特性，传导热、热容量和对辐射热的吸收能力等。4、路面温度场预估预估铺面结构内温度的方法有三种：经验统计法、理论分析法、有限元分析法5、路基湿度预估：地下水位相对高度法等第五章路面材料的工程性能1、路面材料大致分为四类：颗粒材料、水泥混凝土、沥青混合料、半刚性材料。不同力学性质的材料所需厚度不同；相同厚度所能够提供的性能不同2、路面材料的应力－应变特性：非线性弹塑性/非线性粘弹塑性（三轴试验）表征指标：模量回弹模量：应力卸除阶段应力-应变曲线的割线模量（三轴压缩、间接拉伸、弯曲回弹）动态模量：正弦波形轴向应力蠕变模量：恒定单轴或三轴荷载（静态荷载动态荷载重复荷载）不同时间下的压缩应变3、模量比较 蠕变模量：塑性应变分析沥青路面的车辙量动态模量：粘弹性应变路面结构分析回弹模量：弹性应变路面结构分析4、路面材料疲劳的定义材料承受重复应力作用时，会在低于静载一次作用下的极限应力时出现破坏，材料强度的这种降低现象，称为疲劳疲劳强度：出现疲劳破坏的重复应力大小产生疲劳的原因：材料的内部缺陷或不均匀，应力集中出现微裂隙，重复作用扩展裂隙减少有效面积试验方法：小梁弯拉疲劳试验、悬臂旋转弯曲疲劳试验、劈裂疲劳试验、波形重复荷载5、Miner定律各级荷载作用下材料所出现的疲劳损坏可线性叠加6、疲劳寿命的影响因素：加荷方式、波形、频率，材料自身特性，粘结料的性质、集料的性质7、颗粒材料：嵌锁型碎石、碎石或砾石混合料、天然砂砾8、无机结合料稳定材料：石灰稳定土,石灰－粉煤灰稳定粒料、水泥稳定土或粒料干缩性能：石灰稳定类水泥稳定类石灰粉煤灰稳定类9、沥青混合料：密级配沥青混凝土（AC），沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）、开级配沥青混合料（OGFC）变形性能主要影响因素：温度、应力大小、总加荷时间、集料10、水泥混凝土：普通水泥混凝土、钢筋水泥混凝土、钢纤维水泥混凝土9、密级配沥青混凝土：稳定性差将引起车辙和推移等损害，提高高温稳定性的方法有：①提高混合料的内摩阻角，通过选用表面粗糙、棱角多的集料，增加粗集料用量和保持良好级配；②选用高稠度沥青，采用具有较高活性石灰石矿粉做填料，充分压实等。抗疲劳性：产生疲劳开裂，影响因素主要是沥青用量和空气含量，沥青用量越高，抗疲劳性能越好。耐久性：耐久性差路面易出现裂缝、松散和磨损等；采用高沥青含量、密实型集料级配、充分压实、添加外掺剂等措施减少空气含量，提高耐久度。低温抗裂性：低温抗裂性差的材料易出现横向断裂；通常选用较稀的沥青，适当增加沥青用量和控制填料用量掺加沥青改性剂可提高低温抗拉强度；抗滑性：选用表面粗糙而坚硬耐磨的石料，增加粗集料的粒径和用量，控制沥青用量可增加抗滑性；总结：混合料组成设计的基本思路是，对于某种选定的集料，选用尽量多的沥青用量保证混合料的耐久性和抗疲劳性，但沥青用量又不能过多，以免使混合料的稳定性下降，或使混合料的抗滑能力降低到可接受的水平下。10、SMA的优点？具有较高的高温稳定性、抗疲劳开裂和抗低温断裂性能，具有良好的耐久性，同时表面构造深度大有很好的抗滑性。11、开级配沥青混合料：多孔隙，有良好的排水性能，可用作透水性表面层，改善路表抗滑性。有很好的降噪性能。12、粒料类材料应力—应变特性？碎石材料的模量值同材料的级配、颗粒形状、密实度等因素有关，密实度越高模量值越大。颗粒棱角多者有高的模量，当细料含量不多时，含水量的影响小。面层结构较厚时，传给粒料层的应力级位较小，其应力—应变关系近似看成为线性；但面层较薄时，必须考虑粒料层的非线形特性。粒料层底部的模量值不宜在应变计算中简单直接的应用单独试验得到，而应按粒料层所受到应力状况采用迭代方法来求解。13、水泥稳定类材料的应力—应变特性？呈非线性，在应力级位较低时可近似看作是线性；14、沥青混合料的应力—应变特性？沥青混合料在受力较小时，特别实在受荷时间短促时，处于或基本处于弹性状态并兼有弹粘性的性质。15、劲度？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，成为劲度。沥青在加荷时间短或温度低时表现出弹性性状，反之则表现出粘性性状，介于二者之间表现出粘—弹性性状。沥青混合料的劲度可通过不同试验得到：蠕变模量试验、动态模量试验和回弹模量试验。16、温度和加荷时间对劲度影响的互换性，是沥青材料的一个重要性质。利用这一性质们可通过变换试验温度的方法，把在有限时间范围内得到的试验结果扩大到很长时间内。17、蠕变模量试验所测定的应变用于分析沥青铺面的车辙量；动态和重复加荷试验所测定的应变主要用于以弹性理论为基础的铺面结构分析。18、影响劲度的因素？沥青体积含量、混合料中集料的体积、集料的类型、性状、结构和级配、压实方法和空隙率、侧限条件等。当沥青劲度极低时，混合料的劲度，即抵抗变形的能力便完全由集料骨架承担。19、铺面的累计变形不仅同荷载大小、作用次数和路基土的性状有关，也受铺面各结构层材料的变形特性影响。对颗粒材料而言：级配差、颗粒尺寸单一的粒料，塑性变形大不适宜修筑路面，含有细料的颗粒材料，如果细料含量过多而影响到混合料的密实度，将使变形累计增大。对沥青混合料而言：沥青稠度低，加荷时间长和温度较高时，应力重复作用下将会出现较大数量的累计变形；在同一温度条件下，控制累计应变量的总加荷时间，而不仅是重复