
路基路面的基本要求。
答:1.承载能力:包括强度和刚度两个方面,路面应具有足够的强度以抵抗行车荷载引起各种应力;路基路面结构应具有足够的刚度使得在行车荷载下不发生过量变形。
2.稳定性:路基路面结构应具有足够的稳定性,以保持在大气、温度、湿度以及其他条件下路基路面几何形态和物理力学性质的温定。
3.耐久性:精心设计,精心施工,精选材料,以保证路基路面结构在长期的侵蚀下保持稳定性。
4.表面平整度:是影响行车安全、舒适以及运输效益的重要是使用性能。
5.表面抗滑特性:路面表面要求平整,但不宜光滑,并提供足够的附着力和摩擦力。
路基土的分类:根据土颗粒的粒径组成、矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标划分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊图四类。作为建筑材料,砂性土最优,粘性土次之,粉性土属不良材料,最易引起路基病害。
路基土的应力—应变特性。
答:路基土是非线性弹——塑性变形体。表征其应力——应变关系的参数:形变模量和回弹模量,是一项随应力取值方法和范围而变的条件性指标。从应变的瞬时性和可恢复性的意义上,可以把回弹模量看作是反映路基土在动轮载作用下弹性性质的一项指标,但它仍然是一个同重复应力大小有关的变量。进行结构分析时,应按路基土实际受到的应力级位来选取回弹模量值。同时,试验条件还应符合路基的实际湿、密度状态。
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部分(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。
路基基本受力情况。
答:路基承受路基自重和汽车轮重两种荷载,靠近路面结构主要承受车辆荷载,路基内任一点处受的垂直应力由车轮荷载引起的垂直应力和突击自重引起的垂直压应力两者共同作用。
路基干湿类型的判断方法。
答:路基干湿类型与路基的强度及稳定性有密切的关系,并在很大程度上影响路面的结构及厚度的设计。
路基干湿类型划分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿。
为了保证路基路面结构的稳定性,一般要求路基处于干燥或中湿状态。潮湿、过湿状态的路基必须经处理后方可铺筑路面。
路基干湿类型判别的方法:
(1)以分界稠度划分路基干湿类型
(2)以路基临界高度判别路基干湿类型
临界高度:与分解稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度。
荷载对路基路面的影响。
答:每次荷载作用后,土基回弹变形消失,塑性变形残留,随着作用次数的增加塑性变形不断积累,可能导致两种情况:1.土体逐渐压密,塑性变形越来越小,直至稳定。2.重复作用造成土体破坏,产生剪切变形,形成破裂面,最后达到破坏阶段。
环境对路基路面的影响。
答:路基路面设计所考虑的环境因素主要指温度和湿度。路基土和路面材料的体积随路面结构内温度和湿度升降而引起膨胀和收缩,如果不均匀的膨胀受到约束,产生温度应力和湿度应力,导致破坏。
路基路面结构的强度、刚度和稳定性在很大程度上取决于路基的湿度变化。路基湿度的不合理将引起路基的冻胀、翻浆和软化。因此保持路基干燥,需设置良好的路面排水设施和路面结构排水设施,经常养护,保持畅通。面层采用不透水结构,将减少降水和蒸发的影响。
路基的主要病害及形成原因。
答:高等级公路路基的常见病害有以下几种:一是路基沉陷,路基沉陷是因为路基填料选择不当,填筑方法不合理,压实度不足,在路基堤身内部形成过湿的夹层等因素造成的;二是边坡滑塌,可分为溜方和滑坡两种情况,路堤边坡坡度过陡,或边坡坡脚被冲帅淘空,或填土层次安排不当是路堤边坡发生滑坡的主要原因,路堑边坡滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩石层次的性质不相适应;三是碎落和崩塌,是由于路堑边坡风化岩层表面,在大气温度与湿度的交替作用,以及雨水冲帅和动力作用之下,表层岩石从破面上剥落下来,向下滚落。四是路基沿山坡滑动,在较陡的山坡填筑路基,若路基底部被水浸湿,形成滑动面,坡脚又未进行必要的支撑,在路基自重和行车荷载作用下,整个路基沿倾斜的原地面向下滑动,路基整体失去稳定。五是不良地质和水文条件造成的路基破坏,公路通过不良地质条件和较大自然灾害地区,均可能导致路基的大规模毁坏。
路面材料的力学强度特性:抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度、应力应变特性。
二、一般路基设计
路基的类型、构造。
答:路基类型可归纳为路堤、路堑和半填半挖路基等三种类型。
路堤是指全部用岩石填筑而成的路基。
按路堤填土高度不同,划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。矮路堤常在平坦地区取土困难时选用,设计时应注意满足最小填土高度的要求,力求不低于规定的临界高度,使路基处于干燥或中湿状态。高路堤得填方数量大,占地多,高路堤可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式。地面横坡较陡时,为防止填方路堤沿山坡向下滑动,应将天然地面挖成台阶或设置石砌护脚。
路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。路堑常见得几种横断面形式,有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。挖方边坡可视高度和岩石层情况设置成直线或折线。陡峻山坡上的半路堑,路中线宜向内侧移动,尽量采用台口式路基避免路基外侧的少量填方,挖方路基土处土层地下水文状况不良时,可能导致路面的破坏,所以对路堑以下的天然地基,要人工压实至规定的压实程度,必要时还应翻挖,重新分层填筑,换土或进行加固处理,采取加铺隔离层,设置必要的排水措施。
半填半挖路基指当天然地面横坡大,且路基较宽,需一侧开挖而另一侧填筑时的路基。半填半挖路基兼有路堤和路堑两者的特点,上述对路堤和路堑得要求均应满足。位于山坡上的路基,通常取路中心的标高接近原地面的标高,以便减少土石方数量,保持土石方数量横向平衡,形成半填半挖路基。若处理得当,路基稳定可靠,是比较经济的横断面形式。
路基设计的主要内容。
答:1是选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度;
2是选择路堤填料与压实标准;
3是确定边坡形状与坡度;
4是路基排水系统布置和排水结构设计;
5是坡面防护和加固设计;
6是附属设施设计。
路基的附属设施。
答:取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道等。
路基设计的一般要求。
答:路基设计的一般要求:
(1)路基的设计须根据路线平、纵、横设计的原则及原地面的情况进行布置,确定标高;
(2)为了确保路基的强度和稳定性,在路基的整体结构中还必须包括各项附属设施,其中有路基排水、路基防护与加固,以及与路基工程直接相关的其它设施,如弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。
一般路基:在良好的地质和水文等条件下,填方高度和挖方高度不大的路基。
三、路及稳定性分析计算
土坡稳定性分析法:按失稳土体的滑动面特征,大体可归纳为直线、曲线和折线三大类,而且均以土的抗剪强度为理论基础,按力的极限平衡原理建立相应的计算式。
路基边坡稳定性分析方法。
答:路基边坡稳定性分析方法可分为两类:力学分析法和工程地质法。
1).力学分析法
(1)数解法:假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析,从中找出最危险的滑动面,按此最危险滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此法较精确,但计算较繁。可利用计算机程序进行计算。
(2)图解或表解法:在计算机和图解的基础上,经过分析,制定成图或表,用查图或查表的方法进行边坡稳定性分析验算。此法简单,但精确度较数解法差。
2).工程地质法
根据不同土类及其状态,及对大量资料的调查、分析研究,拟定路基边坡稳定值参考数据,在设计时,将影响边坡稳定的因素作比拟,采用类似条件下的稳定边坡值。
一般土质边坡的设计常用力学验算法进行验算,以工程地质法进行校核;岩石或碎石土类边坡则主要采用工程地质法进行设计。
(1)直线滑动面法:
直线滑动面法适用于砂类土,土的抗力以摩擦力为主,而内聚力很小。
(2)圆弧滑动面法
圆弧法(又称条分法)是将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条,依次计算每个土条沿滑动面的下滑力与抗滑力,然后叠加求出整个滑动土体的稳定系数。
浸水路堤的特点和边坡稳定性验算方法。
答:浸水路堤是指受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等。浸水路堤的特点:1、河滩路堤除承受普通路堤所承受的压力及自重力外,还要承受浮力及渗透动水压力的作用。
2、当路堤一侧或两侧水位发生变化时,水的渗透速度与土的性质和时间有关。
3、当水位上升时,土体除承受竖向的向上浮力外,还承受渗透动水的作用,其作用方向指向土体内部。
4、当水位骤然下降时,土体内部的水流出边坡需要较长的时间,由于水位的差异,其渗透动水压力的方向指向土体外面,这就剧烈破坏路堤边坡的稳定性,并可能产生边坡凸起和滑坡现象。此外,渗透水流还能带走路堤细小的土粒而引起路堤的变形。
浸水路堤边坡稳定性分析的原理与方法与普通路堤边坡稳定性的圆弧法基本相同,K=M抵抗/M滑动浸水路堤边坡稳定性的验算方法:
1、对于用粘土填筑的路堤,因其几乎不透水,所以堤外水位涨落对土体内部影响较小,可以认为不产生动水压力,其边坡稳定性分析方法与一般路堤边坡稳定性分析方法相同。
2、如果由于浸水路堤外河水猛涨,使路堤左右两侧水位发生差异。若路堤用透水性较强的土填筑,虽可发生横穿路堤的渗透,但其作用一般较小。若路堤采用不透水材料填筑,则不会发生横穿渗透现象,故也可不计算。但当路堤用普通土填筑,浸水后土体内产生动水压力,则需要先绘出土体内的浸润曲线,然后根据前述方法进行计算。
3若是混合断面,其边坡稳定性计算方法仍同前述。
四、路基防护与加固
常用的软土地基加固方法。
答:1.沉降处理,包括加速固结沉降和减少总沉降量两方面。前者可采用加载预压、竖向排水和挤实砂桩等方法;后者可采用挤实砂桩、石灰桩、换填好土等方法。
2.稳定处理,可采用换填土、反压护道、挤实砂桩、石灰桩等措施。
(砂垫层法、换填法、反压护道法、超载预压法、竖向排水法、挤密桩法和加固土桩法)
软基加固处理的目的:为提高路堤稳定性、减少沉降量和加速固结。
路基土的压实理论,压实标准和压实方法。
现行规定的压实标准是压实度K。正确选择压实度K关系到土路基受力状态、路基路面设计要求和施工条件。当路基受力时,路基表层承受行车作用力最大,由顶部向下,受力急剧减小。因此,路基填土的压实度,应是由下而上逐渐提高标准。在季节性冰冻地区,为缓和冻胀和翻浆的产生,压实度应高些,重冰冻地区应高于轻冰冻地区;而在干旱地区,路基受潮湿程度较轻,压实度可低于潮湿地区。填石路堤,包括分层填筑和倾填爆破石块的路堤,不能用土质路堤的压实度来判定路基密实度。其判定方法目前国内外各国规范尚无统一。
路基土的压实时,压实机具的选择及合理的操作都将影响压实效果。土基压实机具的类型较多,大致分为碾压式、夯击式和振动式三大类型。正常条件下,对于沙性土的压实效果,振动式较好,夯击式次之,碾压式较差;对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。土基压实时,在机具类型、土层厚度及行程遍数已经选定的条件小,压实操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间(超高路堤等需要时,则宜先低后高)。压实时,相邻两次的轮迹重叠轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压,对于压不到的边角,应辅以人力或小型机具夯实。压实全过程重,经常检查含水量和密实度,以达到符合规定压实度的要求。
五、挡土墙设计
挡土墙的种类、构造和适用场合。
答:(1)重力式挡土墙
重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片(块)石砌筑,在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工体积大,但其形式简单,施工方便,可就地取材,适应性较强,故被广泛应用。
(2)薄壁式挡土墙
薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构,其主要型式有:悬臂式和扶壁式。
它们的共同特点是:墙身断面小,结构的稳定性不是依靠本身的重量,而主要依靠踵板上的填土重量来保证。它们自重轻,圬工省,适用于墙高较大的情况,但需使用一定数量的钢材,经济效果较好。
(3)加筋土挡土墙
加筋土挡土墙是由填土、填土中布置的拉筋条以及墙面板三部分组成。在垂直于墙面的方向,按一定间隔和高度水平地放置拉筋材料,然后填土压实,通过填土与拉筋间的摩擦作用来承受土的侧压力,从而稳定土体。拉筋材料通常为镀锌薄钢带、铝合金、高强塑料及合成纤维等。墙面板一般用混凝土预制,也可采用半圆形铝板。它结构简单,圬工数量少,与其他类型的挡土墙相比,可节省投资30%~70%,经济效益大。
(4)锚定式挡土墙
锚定式挡土墙通常包括锚杆式和锚定板式两种。
锚杆式挡土墙是一种轻型挡土墙,主要由预制的钢筋混凝土立柱、挡土板构成墙面,与水平或倾斜的钢锚杆联合组成;锚定板式挡土墙的结构形式与锚杆式基本相同,只是锚杆的锚固端改用锚定板。锚定式挡土墙的特点在于构件断面小,工程量省,不受地基承载力的,构件可预制,有利于实现结构轻型化和施工机械化。
重力式挡土墙验算。
答:包括:挡土墙稳定性验算(抗滑、抗倾覆稳定性),基地应力及合力偏心距验算、墙身截面强度验算。
提高重力式挡土墙抗滑和抗倾覆稳定性的措施。
答:重力式指靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定性的挡土墙。
因此,提高重力式挡土墙抗滑的措施有:1、设置向内倾斜的基层,可以增加抗滑力和减少滑动力;2、采用凸榫基础,在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫,与基础连成整体,利用榫前土体产生的被动土压力以增加挡土墙的抗滑稳定性。
为了提高重力式挡土墙的抗倾覆稳定性,应采取加大稳定力矩和减少倾覆力矩的办法。具体的措施有:1、增宽墙趾,在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂;2、改变墙身及墙背坡度,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;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,如改用衡重式墙或墙后加设卸荷台、卸荷板,以减少土压力并增加稳定力矩。
国内外主要沥青路面设计方法。
答:目前国内外众多的沥青路面设计方法,可概况分为两类:一类是以经验或试验为依据的经验法;一类是以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。近30年来,有关理论法取得了很大进展,许多国家相继提出较完善的设计体系。理论法对沥青路面的应力、形变和位移的分析,大多应用弹性层状体系理论,并采用电算的方法。
基于理论法的沥青路面设计方法包括以下几个步骤:1、根据设计任务书的要求,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。2、按路基土类与干湿类型,将路基划分为若干路段,确定各路段土基回弹模量值。3、根据已有经验和规范推荐的路面结构,拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层材料设计参数。4、根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。不满足要求的话,要重新计算。5、对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面,尚应验算防冻厚度是否满足要求。
六、路基路面排水
水对路面的危害。
答:水对路面的危害可以表现为:降低路面材料的强度,在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥;移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲帅,造成路面基层承载能力下降;在冻胀地区,融冻季节水会引起路面承载力的普遍下降。
路基路面排水设计的任务,目的。
答:路基排水的任务,就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。
路界地表排水的目的是把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除路界,同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。
路基路面排水设计的一般原则。
答:路基路面排水设计的一般原则是:
1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。
2)各种路基排水沟渠的位置,应注意与农田水利相配合。
3)设计前必须进行调查研究,查明水源与地质条件。
4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不要破坏天然水系。
5)路基排水要结合当地水位条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主,既要稳固使用,又必须讲究经济效益。
6)为了减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水进入路面结构,并提供良好的排水措施。
路基排水系统,地面排水设备的主要用途及设置位置。
答:常用的路基地面排水系统包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等,必要时还有渡槽、倒虹吸及集水池等。常用的路基地下排水系统有盲沟、渗沟和渗井等。
边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,多于路中线平行,常用的横断面形式有梯形、矩形、三角形和流线形,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
截水沟又称天沟,一般设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当地点,用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
排水沟的主要用途在于引水,将路基范围内各种水源的水流,引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面,一般采用梯形,尺寸大小应经过水力水文计算选定。排水沟的位置离路基尽可能远些,距路基坡脚不宜小于2m,平面上应力求直捷,需要转弯时亦应尽量圆顺,做成弧形。排水沟应具有适合的纵坡,以保证水流畅通,不致流速太大而产生冲刷,亦不可流速太小而形成淤积。
跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式,用于陡坡地段,沟底纵坡可达45°,跌水的构造有单级和多级之分,沟底有等宽和变宽之别。跌水的基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个部分。急流槽的构造亦由进口、主槽和出口三部分组成。
倒虹吸和渡水槽是当水流需要跨越路基,但又受到设计标高的时采用的,多半是配合农田水利所需要而采用。
盲沟是在沟内分层填以大小不同的颗粒材料,利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内,并沿沟排泄至指定地点。
渗沟采用渗透方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排至指定地点,它的作用是降低地下水位或拦截地下水。
渗井属于水平方向的地下排水设备,当地下存在多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置,采用立式排水,设置渗井,穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中去,以降低上层的地下水位或全部予以排除。
七、土质路基施工
土质路基施工方法。
答:人工及简易机械法化、综合机械化、水力机械化、和爆破方法。
路基施工内容。
答:包括施工前的准备工作(组织、技术、物质准备工作)和基本工作(路基的挖掘填筑,土的转移及附属工程)。
土基压实原理。
答:路基压实原理:土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占,压实的目的是在于使土粒重新组合,彼此挤紧,空隙缩小,土的单位重量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。
影响土基压实的因素。
答:影响压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度,外因指压实功能及压实时的外界自然和人为的其他因素等。土质对压实效果的影响很大,砂性土的压实效果优于粘性土,土粒愈细,比面积愈大,土粒表面水膜所需之湿度亦愈多。湿度对压实效果的影响主要体现在含水量上,路基在最佳含水量状态下进行压实可以提高路基的抗变形能力和水稳定性。压实功能对压实效果的影响,是除含水量而外的另一重要因素,在相同含水量条件下,功能愈高,土基密度愈高。压实机具及合理操作也是影响土基压实效果的另一些综合因素,对砂性土的压实效果,振动式较好,夯击式次之,碾压式较差;对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。
八、无机结合料稳定路面
无机结合料稳定材料:在粉碎的或原状松散的土中参入一定量的无机结合料和水,经拌合得到的混合料在压实养生后,其抗压强度符合规定要求的材料。
无机结合稳定材料的物理力学特性。
答:应力—应变关系:强度和模量随龄期的增长而不断增长,逐渐具有一定的刚性性质。疲劳特性:材料强度越大,其疲劳寿命就越长。
干缩特性:由于材料内部水分的减少,由此发生的毛细管作用,吸附作用等和碳化收缩作用引起的无机结合料稳定材料体积的收缩。
温度收缩特性:与干缩特性综合作用。
石灰稳定类土强度形成原理、影响因素、混合料组成设计、基层施工。
答:石灰稳定类土:在粉碎的土和原状松散的土中参入适量的石灰和水,经拌合摊铺压实养生后,抗压强度符合要求的材料。
原理:土中参入适量石灰,在最佳含水量下拌匀压实,二者之间发生一系列物理化学作用,从而使土的性质发生根本变化,提高密实度,板体性,强度和稳定性。
影响因素:土质、灰质、石灰剂量、含水量、密实度、石灰土龄期、养生条件。
混合料组成设计:根据强度标准,通过实验选取合适的土,确定必需的或最佳的石灰剂量和混合料的最佳含水量。
基层施工:备料、配合比、拌合、摊铺、整型、碾压、养生。
水泥稳定类土强度形成原理、影响因素、混合料组成设计、基层施工。
答:水泥稳定类土:在粉碎的土和原状松散的土中参入适量的水泥和水,经拌合摊铺压实养生后,抗压强度符合要求的材料。
原理:水泥、土和水之间发生多种物理化学作用,从而使土的性能发生明显变化,提高强度和水稳性。
影响因素:土质、水泥的成分和剂量、含水量、施工工艺过程。
混合料组成设计:根据强度标准,通过实验选取合适的土,确定必需的或最佳的水泥剂量和混合料的最佳含水量。
基层施工:基底层准备、备料、配合比、拌合、摊铺、整型、碾压、接缝处理、养生。
石灰煤渣类基层:用石灰和煤渣按一定配合比,加水拌和、摊铺、碾压、养生而成的基层。
石灰粉煤灰类基层:用石灰和粉煤灰按一定配合比,加水拌和、摊铺、碾压、养生而成的基层。
九、沥青路面
沥青路面的特点。
答:1.足够的强度,能承受车辆施加的各种作用力。
2.一定的弹性和塑性变性能力,能承受应变而不破坏。
3.与汽车轮胎附着力较好,保证行驶安全。
4.高度的减振性,是汽车快速平稳低噪音。
5.不扬尘,易清扫。
6.维修简便,可再生利用。
沥青路面的分类。
答:按强度构成分为挤密型和嵌剂型两大类;按施工工艺分为层铺法、路拌法和厂拌法三类;按沥青路面技术特性分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治五类。
沥青路面损坏机理。
十、沥青路面设计
沥青路面设计的内容。
答:包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组织设计、路面结构厚度验算以及路面结构方案的必选等。
沥青路面设计的方法。
答:分为经验法和力学—经验法两大类。
经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构、车辆荷载和路面使用性能三者之间的关系。
力学—经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量,建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型,路面设计按使用要求,运用关系模型完成结构设计。
交通等级:我国沥青路面承担交通荷载的轻重划分为低交通(A)、轻交通(B)、中交通(C)、重交通(D)和特种交通(E)五个等级。
十一、水泥混凝土路面
水泥混凝土路面的特点。
答:优点:强度高,稳定性好,耐久性好,有利于夜间行车。
缺点:对水泥和水的需求量大,有接缝,开放交通迟缓,修复困难。
水泥混凝土路面的构造。
答:水泥混凝土路面由土基、基层、混凝土面板、排水系统和接缝构造物构成。
水泥混凝土路面的土基必须密实、稳定和均匀。一般要求处于干燥或中湿状态,防止由于土基不均匀支撑,使面板在受荷时底部产生过大的弯拉应力,导致混凝土面板产生破坏。
基层应具有足够的强度和稳定性,且断面正确,表面平整。设置基层的目的有:防唧泥;防冰冻;减小路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面层的影响;防水;为面层施工提供方便;提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命。
混凝土面板的横断面应采用中间薄两边厚的形式,以适应荷载应力的变化。混凝土面板应保证表面平整,耐磨,抗滑。抗滑标准以构造深度为指标。
混凝土路面的排水应结合公路等级、地形、地质、气候、年降雨量、地下水等条件,结合路基排水进行设计,使之形成良好的排水系统,确保排水畅通。高速公路和一级公路的路面排水一般由路肩排水、分隔带排水和路面表面渗入水的排除等组成。路肩必须设置边坡与板底连通的排水盲沟,以利于将路面板接缝处的渗水排出路肩。
混凝土面板好接缝构造物由横向接缝、纵向接缝构成,并在自由边缘和角隅处设置边缘钢筋和角隅钢筋。横向接缝有三种:缩缝、涨缝和施工缝。纵缝与横缝一般做成垂直正交,使混凝土板具有90度的角隅。纵缝两旁的横缝一般成一直线。
水泥混凝土路面原材料的基本要求。
答:水泥:水泥作为混凝土的胶结料,是混凝土成分中最重要的部分,一般要求采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥。
粗集料:混凝土混合料中的粗集料宜选用基岩为岩浆岩或未风化的沉积岩的碎石、碎卵石和卵石,要求质地坚硬、耐久、洁净。
细集料:混凝土混合料中的细集料应采用坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂。
水:通常饮用水可直接作为搅拌和养护用水。
外加剂、接缝材料均应满足规定要求。
水泥混凝土路面施工工艺和质量控制方法。
答:水泥混凝土路面施工的步骤包括以下几个方面:
1、施工准备工作。包括选择混凝土拌和场地,进行材料试验和混凝土配合比设计,基层的检查与整修等。
2、安装模板。在摊铺混凝土前,应先安装两侧模板。如果采用手工摊铺混凝土,则边模的作用仅在于支撑混凝土。当用机械摊铺混凝土时,轨道和模板的安装精度直接影响到轨道式摊铺机的施工质量和施工进度。
3、设置传立杆。当两侧模板安装好后,即在需要设置传立杆的胀缝或缩缝位置上设置传立杆。混凝土板连续浇筑时设置胀缝传立杆的做法,一般是在嵌缝板上预留圆孔以便传立杆穿过。对于不连续浇筑的混凝土板在施工结束时设置的胀缝,宜用顶头木模固定传立杆的安装方法。
4、混凝土的拌和与运送。混合料的制备可采用两种方法:一是在工地由拌和机拌制;二是在中心工厂集中制备,而后用汽车运输到工地。混合料用手推车、翻斗车或自卸汽车运送。合适的运距视车辆种类和混合料容许的运输时间而定。高温天气运送混合料时应采取覆盖措施,以防混合料中水分蒸发。
5、混凝土的摊铺和震捣。混合料震捣要注意防止出现离析现象。摊铺和震捣混合料时,不要碰撞模板和传立杆,以避免其纵向变位。
6、接缝的设置。筑做胀缝,先浇筑胀缝一侧混凝土,取去胀缝模板后,再浇筑另一侧混凝土,钢筋支架浇在混凝土内。横向缩缝的筑做有以下三种方法:切缝法、锯缝法和筑做企口式缝。
7、表面整修。混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。但为了保证行车安全,混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。
8、混凝土的养生与填缝。为防止混凝土中水分蒸发过速而产生缩裂,并保证水泥水化过程的顺利进行,混凝土应及时养生。养生的方法有:潮湿养生和塑料薄膜或养生剂养生。填缝的工作宜在混凝土初步结硬后及时进行。
混凝土路面施工时,为保证工程质量,可采用以下措施:
1、土基完成后应检查其密实度;基层完成后应检查其强度、刚度和均匀性。
2、按规定要求验收材料,测定材料的含水量,以调整用水量。
3、摊铺混凝土前,应检查基层的平整度和路拱横坡;校检模板的位置和标高;检查传来杆的定位。
4、冬季和夏季施工时,应测定混凝土拌和和摊铺时的温度。
5、观察混凝土拌和、运送、震捣、整修和接缝等工序的质量。
其他类型混凝土路面:钢筋混凝土路面,连续配筋混凝土路面,钢钎维混凝土路面,复合式混凝土路面,碾压混凝土路面,贫混凝土基层板,混凝土小块铺砌路面和装配式混凝土路面。
十二、水泥混凝土路面设计
水泥混凝土路面的结构特征。
答:水泥混凝土路面具有较高的力学强度,面层,基层和土层在汽车荷载作用下均工作在弹性阶段。首先,混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度;其次,混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度;最后,由于混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不大,所以可以把水泥混凝土路面结构看做是弹性地基板,用弹性地基板理论进行分析计算。
水泥混凝土路面的设计内容。
答:1.路面结构层组合设计。2.混凝土面板厚度设计。3.混凝土面板的平面尺寸与接缝设计。4.路肩设计。5.混凝土路面的钢筋配筋率设计。
水泥混凝土路面结构设计原则。
答:1.根据气候水文土质等因素,结合当地实践经验,按工程结构要求完成设计,保证工程质量和耐久性。
2.在满足交通量和使用要求的前提下,因地制宜,进行方案比选,选择技术先进,经济合理,安全可靠的方案。
3.结合当地实践基础,积极推广成熟的科研成果,运用有效的新材料,新工艺,新技术,达到工程质量和耐久性的要求。
4.设计方案应充分考虑沿线环境保护。
5.选择有利于机械化,工厂化施工的设计方案,确保质量。
6.对不良地基路段,采取有效措施加快稳定路基沉降,不能仓促施工。
AASHTO:美国州公路工作者协会在试验路的基础上,以现时耐用性指数作为衡量路面使用性能作为指标所指定的路面结构设计方法。
PCA:以文克勒地基上弹性薄板理论为基础,考虑水泥混凝土路面的使用年限、疲劳强度等多种因素的一种比较完善的方法。
