新编路基路面工程课后习题参考答案 （刘黎萍，陆鼎中，程家驹，同济大学出版社） 第一章 1.1 路基和路面在道路上各起什么作用？有哪些基本要求？ 路基是道路路线的主体，又是路面结构的基础。路面是道路行车部分的铺装，有了路基路面，车辆才能沿着预定的路线 通畅，快速，安全，舒适，经济的运行。 要求：路基整体应稳定坚固 路基上层应密实均匀 路面结构应稳固耐久 路面表面应平整抗滑 路基通常由哪几部分组成？ 路基主体工程、排水工程、防护工程及其附属工程等 。 路面结构为何要分层？主要分为哪些层？各层的作用及其对材料的要求如何？ 因为行车荷载和自然因素对路面的影响，随着深度的增加而降低，对路面材料的强度，稳定性等要求也随之降低，所以 分层。 面层直接承受行车荷载和自然力的反复作用，应具有足够的强度和抗变形，抗水害、抗疲劳的性能，还要求平整、抗滑、 耐磨、不透水等。 基层是路面结构的主要承重层，进一步扩散行车荷载到底部。要有有足够的强度、一定的刚度和良好水稳定性；表面应 平整，与面层很好的结合。 垫用来层调节和改善路基的湿度和温度状况，保证路面结构的稳定性或抗冻性。要有有良好的水稳定性、隔温性和透水 性。 路基路面设计施工的基本任务是什么？有何特点？主要包括哪些内容？ 基本任务是以最低的代价，提供符合一定使用要求的路基路面结构物。 特点是，结构形式简单，影响因素多变，牵涉范围广，施工安排不易等。 设计的主要内容，勘察设计，路基设计，路面设计，设计方案比选。 施工的主要内容，准备工作，路基施工，路面施工，质量控制和检验。 第二章 2.1 路基路面设计中，主要考虑哪些行车荷载因素？ 轴载大小，接触面面积，竖直压力和水平压力，轴载谱，轮迹横向分布，使用年限内轴载的重复作用次数等。 2.2 试述单圆图式和双圆图式的含义。 当车轴的一侧为双轮组时，其接触面积一般可换算为面积与它相等的一个圆形面积，称为单圆图式。 若将双轮组的每一个轮子与路面的接触面积单独换算为面积相等的圆形面积，则双轮组可换算为两个圆形面积，称为双 圆图式。 2.3 比较交通量和荷载谱在概念上,观测方法上,用途上有何异同。,2.4,2.5 略 第三章 3.1 为什么要进行公路自然区划。区划的原则是什么？我国自然区划分几级？每一级如何划分？ 因为： 公路工程与自然条件关系非常密切； 我国地域辽阔，各地的气候、地形地貌、水文地质等条件有很大的差别； 公路工程中各结构物的设计方法和施工措施因地域而异。 区划的原则为： 道路工程特征相似性原则； 地表气候区域分异性原则； 自然气候要素对公路工程的影响既有综合又有主导的原则。 我国自然区划分 3 级，每一级 3.2 影响路面温度状况的因素有哪些？，他们的影响有何规律性？ 外部因素（主要为气候条件）： 气温太阳辐射风速降水和蒸发等 内部因素（路面结构的热特性）：,1,2,材料的种类内部结构（孔隙特征）湿度及表面特性等方面 评述估算路面结构内温度状况的两类方法。 理论分析法，用传热学和气象学建立微分方程求解。用此法时各种假设要符合实际，选取计算参数值要恰当。 经验统计法，采用回归分析得出经验公式，但往往公式只适用于特定地区的特定路面结构。 路基湿度受哪些因素的影响？什么是路基平衡湿度？它同上述因素有何关系？,（1）大气降水和蒸发 （3）路基下一定范围内的地下水,（2）地表径流、路基周围的积水 （4）温度,路面采用不透水结构,将减少的降水和蒸发对路基湿度的影响,此时,在道路建成后的二三年内,路基上部中心附近的湿度会 逐渐趋向稳定，此时的湿度称为路基平衡湿度。 关系:地下水位较浅时，路基的湿度随地下水位的升降而波动时，路基的平衡湿度可根据地下水位的深度和土的吸湿能力 来确定。 地下水较深而不控制路基的湿度时，在降水量较高的地区,路基的平衡湿度大致等于当地无覆盖土位于湿度波动区下面的 土层湿度;在干旱地区,其值约等于当地无覆盖土在相同深度处的湿度. 3.5 分析比较预估路基湿度的三种经验方法的优缺点。 1、按所属自然区划和路基干湿类型预估，简单方便，但只能粗略估计。 2、通过沿线的现场调查预估，较为准确，多限于已建道路，不适用于未建道路。 3、通过对条件相似的现有道路调查预估，适用于未见道路，但准确度依赖于道路间的相似程度。 3.6 略 3.7 略 第四章 试分析路基土和沥青混合料的强度构成及其影响因素? 强度构成包括抗剪强度，抗拉强度，拉抗弯强度 影响沥青混合料的强度构成的因素有沥青的黏结力（品种，厚度），集料的组成（级配，矿料性质，密实度）和实验条件 （温度，加载特性）等。 路基土的强度构成的影响因素包括集料组成，压实度，含水量，颗粒大小和形状受力条件等。 路面材料的抗拉和抗弯强度有哪几种测试方法？其强度大小取决于哪些因素？ 抗拉强度，可采用直接拉伸试验或间接拉伸试验（即劈裂实验）测定。 抗弯拉强度，可通过室内简支小梁实验测定。 影响沥青混合料的强度构成的因素有沥青的黏结力（品种，厚度），集料的组成（级配，矿料性质，密实度）和实验条件 （温度，加载特性）等。 水泥石灰稳定类材料的强度大小和集料组成，结合料含量和活性，拌制均匀性，密实度和龄期等有关。 分析比较沥青混合料和水泥混凝土疲劳特性的异同 沥青混合料的疲劳寿命随施加的应力或应变增大而减小，其疲劳性状同试验时加荷的控制方式有关，而且混合料的劲度 对疲劳性状也起关键性作用。其疲劳试验采用控制应力或控制应变两种加荷方式。 水硬性材料的疲劳寿命主要取决于反复施加的弯拉应力与一次荷载作用下的极限拉弯应力的比值.在一定的应力条件下水 硬性材料的疲劳寿命取决于极限强度。其疲劳试验采取施加不变的反复荷载进行的。 何为 Miner 定律，它对路面结构分析有何作用？ 不同车型荷载作用下的材料，其所出现的疲劳损伤可以进行线性叠加。 为什么说表征路基土和路面材料应力应变关系的模量值是一个条件性指标？影响模量值大小的因素有哪些？ 路基土和路面材料不是理想弹性体，应力应变关系具有非线性特点，其模量值随应力等条件的变化而变化，所以。 影响模量值大小的因素有：受力状况，土的类型，密实度和含水量等。 土和材料的颗粒越细，相应的回弹模量值越低。 密实度越高，模量值越大。 粘性土的模量值，随含水量增加而显著减小。 什么叫做劲度？沥青混合料的劲度主要同哪些因素有关？ 反映沥青和沥青结合料在给定受荷时间和温度条件下的应力-应变关系的参数，称作劲度模量。 沥青混合料的劲度除了受沥青劲度、混合料中集料的体积和沥青的体积之外，集料的组成、压实的方法和空隙率以及侧 限条件等影响因素也很重要。 略 在选用沥青混合料时，应如何考虑提高疲劳寿命和减小积累变形量？ 提高沥青混合料的密实度，降低空隙率，适当增加沥青的用量，可减轻应力集中现象，从而使疲劳寿命延长。应用有棱 角的集料、提高沥青稠度、降低温度、减少加荷时间都能减小积累变形量。 略 4.10 地基反映模量和加州承载比各代表什么?有何异同点? 地基反应模量：反应一定荷载条件下，荷载同总弯沉量的关系，也用来表征地基的强度。 加州承载比：一种评定路基土和路面材料承载能力的指标。用来表征材料抵抗局部荷载压入变形的能力，并以标准碎石,5、选择有利的地形和地质条件布设沟渠，以减少沟渠的防护与加固；,3,承载能力的相对值表示。 CBR 值和地基反应模量 K 值都在一定程度上反应了某一变形级位时荷载同变形的关系，二者之间可建立试验统计关系曲 线。 4.11 略 第五章 5.1 路基的常见病害有那些，形成的原因是什么？在设计中应如何考虑？ 常见病害有：P69-71 路基的变形（路基的沉陷、沉缩等） 路基的整体失稳（路基横向、纵向的整体滑移等） 边坡的损坏（坍塌或崩塌、滑坡、碎落、剥落等） 特殊地质水文情况下的损坏（路基的冻胀翻浆、泥石流水毁等） 形成的原因： 不良的工程地质和水文地质条件 不利的水文和气候因素 设计不合理 施工质量较差 使用过程中维护不及时 所以设计前进行地质和水文的勘察工作，针对具体条件及各种因素的综合作用，采取正确的设计方案和有效的施工措施。 路基设计的一般要求： 精心设计; 合适的路基横断面形式和边坡坡度，完善的排水设施和必要的防护加固工程，有效的病害防治措施; (3)结合路线和路面进行设计; (4)兼顾当地农田基本建设及环境保护等的需要。 5.2 对路基填料有什么要求？用不同性质的土筑路堤时，应注意哪些问题？ 填料以采用强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便及运距短的岩土材料为宜。 不同性质的填料应分层铺筑。 不同填料的层位安排，应考虑路基工作条件。 透水性较小的土填筑路堤下层时,其顶面应做成 4%的双向横坡，以保上层透水性土有排水出路。 防止雨水浸蚀冲刷，可采用透水性较小的土包边，包边部分也要压实，并设盲沟，以利排水。 上下填料的颗粒尺寸相差较大时，应在其间加设反滤层，防止填料互相混入。 5.3 什么是压实度?路基压实标准应根据哪些要求制定？ 人们常用土压实后达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值来表征土的密实程度，称多压实度。 考虑因素：道路所在的自然环境 道路的等级和路面的类型 路基的断面形式 路面下不同深度处路基土的受力状态 5.4 略 P76-78 什么叫路堤的极限高度？它同哪些因素有关? P79 在天然软土地基上，用快速施工方法（既不控制填筑速率）建造一般断面的路堤所能达到的最大高度，称为极限高度。 取决于地基的特征（软土的性质和成层情况）及填料的性质等，可由稳定性分析确定，有条件时也可在工地进行填筑试 验确定。 在什么情况下,填筑路堤前应对其基地进行处理?怎样处理? 、基底土密实稳定、地面坡度缓于 1:5 时，路堤可直接填筑在天然地面上。 、路堤基底为耕地或较松的土时，应在填筑前进行压实。 、路线经过水田、池塘或洼地时，应根据积水和淤泥层等具体情况，采取排水树干。清淤换填、晒凉或掺灰等处理 措施，静碾压后再填路堤。 、在地面坡度陡于 1:5 的稳定写披上填筑路堤时，为使填方部分与原地面紧密结合，基底应挖成台阶，以防堤身沿斜 坡下滑。 5.7 具体布置和设计各种路基排水结构物时应注意哪些问题？怎样才算形成排水系统。 排水系统是一整套地面和地下排水设施有机的组合。设计排水系统时的基本原则： 1、因地制宜、全面规划； 2、充分利用地形和自然水系，因势利导； 3、路基排水要与农田水利、水土流失相配合，不破坏天然水系； 4、地面排水与地下排水相配合，要综合治理；,4、排水设施,4,6、路基排水要考虑道路的等级和路段的重要性，合理分配有限的资金，要讲究实效，必要时可考虑分期修建和逐步完善； 7、自然条件恶劣的病害多发地带，路基排水要考虑防治兼备，且要以防为主； 8、排水设置宜短不宜长，要做到及时疏散，就近分流。 为什么要对路基进行必要的防护，有哪些具体措施？如何选用。 路基防护与加固可以防治路基病害、保证路基稳固、改善环境景观。 具体措施有坡面防护，堤岸防护，支挡防护，地基加固等。 各种防护措施应根据实际条件，合理选用。 地基加固可采用哪些方法？各适用于什么场合？ 换填材料。 将地基软弱层的全部或部分换为强度较高和透水性好的材料，可提高地基承载力，减小沉降量。在工期 较紧、优质填料有来源时，宜选择这种较为有效的措施。 排水固结 软弱地基通过加载预压，可减少工后沉降，提高承载力。又分为砂垫层法（适用于软土层不很厚和路堤高 度小余两倍极限高度的情况），砂井排水法，袋装砂井，塑料排水板。 挤压密实 地基土通过压实，可提高强度和降低压缩性。对于软弱地基，一般压实方法难以达到要求时，常采用强夯， 挤密等措施。 胶结硬化 松软底层客采用搅拌混合、高压喷射或压力灌注结合料及化学浆液，通过填充孔隙、离子交换和结硬反应 ，而获得强度。 调整结构 软土地基的加固处理，还可采用改变路堤结构，调整地基应力的办法。 5.10 略 第六章 6.1 路基稳定性分析所采用的工程地质法与力学演算法之间有何联系？ 工程地质法就是对照当地具有类似工程地质条件的处于极限稳定状态的自然山坡和