二建市政城镇道路工程结构与材料文档格式.docx
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采用石材时,为20年。
道路路面可分为沥青路面、水泥混凝土路面和砌块路面三大类:
(1)沥青路面面层类型包括沥青混合料、沥青贯入式和沥青表面处治。
沥青混合料适用于各交通等级道路;
沥青贯入式与沥青表面处治路面适用于中、轻交通道路。
(2)水泥混凝土路面面层类型包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土与钢纤维混凝土,适用于各交通等级道路。
(3)砌块路面适用于支路、广场、停车场、人行道与步行街。
(二)按力学特性分类
分类
特点
破坏形式
代表路面
柔性路面
弯沉变形较大,抗弯强度小
极限垂直变形和弯拉应变
沥青砼路面
刚性路面
产生板体作用,抗弯拉强度大,弯沉变形小
极限弯拉强度
水泥砼路面
柔变刚强】
1.柔性路面:
荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小,在反复荷载作用下产生累积变形,它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。
柔性路面主要代表是各种沥青类路面,包括沥青混凝土(英国标准称压实后的混合料为混凝土)面层、沥青碎石面层、沥青贯入式碎(砾)石面层等。
2.刚性路面:
行车荷载作用下产生的弯拉强度大,弯沉变形很小,呈现出较大的刚性,它的破坏取决于极限弯拉强度。
刚性路面主要代表是水泥混凝土路面,包括接缝处设传力杆、不设传力杆及设补强钢筋网的水泥混凝土路面。
【2019年真题】下列城镇道路中,必须设置中央分隔带的是( )。
A.双幅快速路
B.三辅主干路
C.单幅次干路
D.单幅支路
『正确答案』A
『答案解析』本题考查的是城镇道路分级。
快速路应中央分隔,全部控制出入并控制出入口间距及形式,应实现交通连续通行。
【2017年真题】以集散交通的功能为主,兼有服务功能的城镇道路称为( )。
A.快速路
B.主干路
C.次干路
D.支路
『正确答案』C
『答案解析』本题考查的是城镇道路分类。
次干路应与主干路结合组成干路网,以集散交通的功能为主,兼有服务功能。
【2014年真题】行车荷载作用下水泥混凝土路面的力学特性为( )。
A.弯沉变形较大,抗弯拉强度大
B.弯沉变形较大,抗弯拉强度小
C.弯沉变形很小,抗弯拉强度大
D.弯沉变形很小,抗弯拉强度小
以水泥混凝土路面为代表的刚性路面在行车荷载作用下产生的弯拉强度大,弯沉变形很小,呈现出较大的刚性,它的破坏取决于极限弯拉强度。
2K311012 沥青路面结构组成及性能要求
一、沥青路面结构组成
沥青路面由面层、基层、垫层组成。
(一)垫层
垫层是介于基层和土基之间的层位,其作用为改善土基湿度和温度状况,保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力,以减小土基所产生的变形。
【2019年真题】下列沥青路面结构层中,主要作用为改善土质的湿度和温度情况的是( )。
A.中面层
B.下面层
C.基层
D.垫层
『正确答案』D
『答案解析』本题考查的是沥青路面结构组成及性能要求。
垫层是介于基层和土基之间的层位,其作用为改善土基的湿度和温度状况(在干燥地区可不设垫层),保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力,以减小土基所产生的变形。
(二)基层
基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力。
并把由面层下传的应力扩散到垫层或土基。
【2018年一建真题】基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的( ),并把面层下传的应力扩散到路基。
A.竖向力
B.冲击力
C.水平力
D.剪切力
『答案解析』本题考查的是沥青路面结构组成。
基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到路基。
(三)面层
面层是直接同行车和大气相接触的层位,承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。
因此面层应具有较高的结构强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。
面层可由一层或数层组成,高等级路面可包括磨耗层、面层上层、面层下层,或称上(表)面层、中面层、下(底)面层。
【2017年真题】
背景资料:
某公司承建一座城市桥梁,该桥上部结构为6×
20m简支预制预应力混凝土空心板梁,每跨设置边梁2片,中梁24片;
下部结构为盖梁及Φ1000mm圆柱式墩,重力式U型桥台,基础均采用Φ1200mm钢筋混凝土钻孔灌注桩。
桥墩构造如图1所示。
【问题】
1.写出图1中构件A和桥面铺装结构层B的名称,并说明构件A在桥梁结构中的作用。
『参考答案』
(1)构件A为:
桥梁支座;
结构层B为:
粘层。
(2)支座作用是:
在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。
它不仅要传递很大的荷载,并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。
二、沥青路面性能要求
(一)垫层的性能要求
垫层主要改善土基的湿度和温度状况,通常在土基湿、温状况不良时设置。
垫层材料的强度要求不一定高,但其水稳定性必须要好。
(二)基层的性能要求
1.足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度;
有足够的抗冲刷能力和抗变形能力,坚实、平整、整体性好。
2.不透水性好。
3.抗冻性满足设计要求。
(三)面层的性能要求
使用要求指标是:
1.平整度
2.承载能力:
面层必须具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力,即具备相当高的强度和刚度。
沥青混凝土面层常用厚度及适宜层位汇总表
面层类别
公称最大粒径(mm)
常用厚度(mm)
适宜层位
特粗式
37.50
80~100
二层或三层式面层的下面层
粗粒式
31.5
60~80
26.5
中粒式
19
40~60
三层式面层的中面层或二层式的下面层
16
二层或三层式面层的上面层
细粒式
13.2
25~40
9.5
15~20
(1)沥青混凝土面层的磨耗层(上层)
(2)沥青碎石等面层的封层和磨耗层
砂粒式
4.75
10~20
自行车道与人行道的面层
【2016年真题】沥青混凝土路面的下面层通常采用( )沥青混凝土。
A.粗粒式
B.细粒式
C.特粗式
D.中粒式
E.砂粒式
『正确答案』ACD
『答案解析』本题考查的是沥青路面性能要求。
沥青路面的下面层通常采用特粗式、粗粒式、中粒式沥青混凝土。
3.温度稳定性:
面层必须具有高温稳定性、低温抗裂性。
4.抗滑能力
5.透水性:
面层应具有不透水性。
6.噪声量:
OGFC沥青混合料属于降噪排水路面。
路面要求
沥青混凝土基层(承重层)
沥青混凝土面层
水泥混凝土面层
承载力
平整度
强度
刚度
承载能力
耐久性(抗冻性)
有足够的抗冲刷能力和抗变形能力
温度稳定性
表面抗滑
坚实、平整、整体性好
抗滑能力
耐磨
不透水性
透水性
平整
抗冻性
噪声量
沥青混凝土面层:
承载平稳滑水声】
水泥混凝土面层:
久强磨平滑】
2K311013 沥青混合料的组成与材料
一、结构组成
沥青混合料主要由沥青、粗集料、细集料、矿粉组成,有的还加入聚合物和木纤维素。
按级配原则构成的沥青混合料,其结构组成可分为三类:
序号
结构形式
1
悬浮-密实结构
具有很大的密度,较大的黏聚力,但内摩擦角较小,高温稳定性较差。
如:
AC型沥青混合料。
2
骨架-空隙结构
嵌挤能力强,内摩擦角较高,但黏聚力也较低。
沥青碎石混合料(AM)和OGFC排水沥青混合料是这种结构典型代表。
3
骨架-密实结构
综合以上两种结构优点。
嵌挤锁结作用,内摩擦角较高,黏聚力也较高。
沥青玛蹄脂混合料(简称SMA)是这种结构典型代表。
它们的典型结构组成示意图见下图。
【2018年真题】按级配原则构成的沥青混合料中,具有内摩擦角较高,黏聚力也较高的结构组成是( )。
A.骨架-密实结构
B.骨架-空隙结构
C.骨架-悬浮结构
D.密实-悬浮结构
『答案解析』本题考查的是沥青混合料的结构组成。
骨架-密实结构,不仅内摩擦角较高,黏聚力也高。
二、主要材料与性能
(一)沥青
城镇道路面层宜优先采用A级沥青,不宜使用煤沥青。
其品种有道路石油沥青、软煤沥青和液体石油沥青、乳化石油沥青等。
选用沥青时,一般上层宜用较稠的沥青,下面或连接层宜用较稀的沥青。
乳化沥青分为快凝、中凝和慢凝三种,适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面,常温沥青混合料面层以及透层、粘层和封层。
用于沥青混合料的沥青应具有下述性能:
1.具有适当的稠度:
表征粘结性大小,即一定温度条件下的黏度;
2.具有较大的塑性:
以“延度”表示,即在一定温度和外力作用下变形而不开裂的能力;
3.具有足够的温度稳定性:
即要求沥青对温度敏感度低,夏天不软,冬天不脆裂;
4.具有较好的大气稳定性:
抗热、抗光,抗老化能力较强;
5.具有较好的水稳性:
抗水损害能力较强。
(二)粗集料
1.粗集料应洁净、干燥、表面粗糙。
2.良好粘附性,憎水性;
城市快速路、主干路的粘附性应大于或等于4级,次干路及以下道路应大于或等于3级。
3.用于快速路、主干路的压碎值不大于26%,吸水率不大于2.0%。
4.良好的颗粒形状,接近立方体,针片状颗粒含量不大于15%。
(三)细集料
1.细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的级配。
(2005年)
2.天然砂用量不宜超过集料总量的20%,SMA、OGFC不宜使用天然砂(应采用机制砂)。
(四)矿粉
1.应采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉,且应洁净、干燥。
2.城市快速路、主干道沥青路面不宜采用粉煤灰作填料。
(五)纤维稳定剂
三、热拌沥青混合料主要类型
(一)AC型沥青混合料。
适用于城市次干道、辅路或人行道等场所。
(二)改性沥青(Modifiedbitumen)混合料
1.改性沥青混合料是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青混合料。
2.改性沥青混合料与AC型混合料相比具有较高的高温抗车辙能力,良好的低温抗开裂能力,较高的耐磨耗能力和较长的使用寿命。
3.改性沥青混合料面层适用城镇快速路、主干路。
【2018年真题】改性沥青混合料所具有的优点中,说法错误的是( )。
A.较长的使用寿命
B.较高的耐磨耗能力
C.较大的弯拉能力
D.良好的低温抗开裂能力
『答案解析』本题考查的是热拌沥青混合料主要类型。
改性沥青混合料与AC型沥青混合料相比具有较高的高温抗车辙能力,良好的低温抗开裂能力,较高的耐磨耗能力和较长的使用寿命。
(三)沥青玛蹄脂碎石混合料(StoneMasticAsphalt,简称SMA)
1.SMA(混合料)是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断骨架中所形成的混合料。
2.SMA是一种间断级配的沥青混合料,5mm以上的粗集料比例高达70%~80%,矿粉的用量达7%~13%(“粉胶比”超出通常值1.2的限制);
沥青用量较多,高达6.5%~7%,粘结性要求高,宜选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青。
3.SMA是当前国内外使用较多的一种抗变形能力强,耐久性较好的沥青面层混合料;
适用于城镇快速路、主干路。
(四)改性(沥青)SMA
1.采用改性沥青,材料配比采用SMA结构形式。
2.有非常好的高温抗车辙能力、低温抗变形性能和水稳定性,且构造深度大,抗滑性能好、耐老化性能及耐久性都有较大提高。
3.适用于交通流量和行驶频度急剧增长,客运车的轴重不断增加,严格实行分车道单向行驶的城镇快速路、主干路。
2K311014 水泥混凝土路面的构造
水泥混凝土路面由垫层、基层及面层组成。
一、垫层
在温度和湿度状况不良的城镇道路上,应设置垫层,以改善路面结构的使用性能。
1.在基层下设置垫层的条件
在季节性冰冻地区,道路结构设计总厚度小于最小防冻厚度要求时,根据路基干湿类型、土质的不同,其差值即是垫层的厚度。
水文地质条件不良的土质路堑,路床土湿度较大时,宜设置排水垫层。
路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时,宜加设半刚性垫层。
2.垫层的宽度应与路基宽度相同,其最小厚度为150mm。
3.防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。
半刚性垫层宜采用低剂量水泥、石灰或粉煤灰等无机结合料稳定粒料或土。
二、基层
1.混凝土面层下设置基层的作用:
防止或减轻由于唧泥、板底脱空和错台等病害;
在垫层共同作用下,控制或减少路基不均匀冻胀或体积变形对混凝土面层的不利影响;
为混凝土面层施工提供稳定而坚实的工作面,并改善接缝的传荷能力。
病害:
唧泥、板底脱空、错台
类型
病害
沥青混凝土路面
龟裂、裂缝、沉陷、车辙、波浪壅包、坑槽、松散、泛油
破碎板、裂缝、板角断裂、错台、拱起、边角脱落、接缝料损坏、坑洞、唧泥、露骨
2.基层材料的选用原则:
根据交通等级和基层的抗冲刷能力来选择基层。
特重交通宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土;
重交通道路宜选用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石;
中、轻交通道路宜选择水泥或石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料。
湿润和多雨地区,繁重交通路段宜采用排水基层。
(2013年)
【2018年真题】特重交通水泥混凝土路面宜选用( )基层。
A.水泥稳定粒料
B.级配粒料
C.沥青混凝土
D.贫混凝土
E.碾压混凝土
『正确答案』CDE
『答案解析』本题考查的是水泥混凝土路面基层。
特重交通宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层。
3.基层的宽度应根据混凝土面层施工方式的不同,比混凝土面层每侧至少宽出300mm(小型机具施工时)、或500mm(轨模式摊铺机施工时)或650mm(滑模式摊铺机施工时)。
4.各类基层结构性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。
小3轨5滑65】
5.为防止下渗水影响路基,排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层,底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。
6.碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。
三、面层
水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性(抗冻性),表面抗滑、耐磨、平整。
面层混凝土板通常分为普通(素)混凝土板、碾压混凝土板、连续配筋混凝土板、预应力混凝土板和钢筋混凝土板等。
目前我国多采用普通(素)混凝土板。
沥青混凝土
水泥混凝土
承载平稳滑水声;
1.厚度
2.混凝土弯拉强度
以28d龄期水泥混凝土弯拉强度控制面层砼的强度。
面层水泥混凝土的抗弯拉强度不得低于4.5MPa。
快速路、主干路和重交通的其他道路的抗弯拉强度不得低于5.0MPa。
(2016造价)
快主重5兆】
3.接缝
混凝土板在温度变化影响下会产生胀缩。
为防止胀缩作用导致板体裂缝或翘曲,混凝土板设有垂直相交的纵向和横向缝,将混凝土板分为矩形板。
一般相邻的接缝对齐,不错缝。
每块矩形板的板长按面层类型、厚度并由应力计算确定。
纵向接缝与路线中线平行,并应设置拉杆。
横向接缝可分为横向缩缝、胀缝和横向施工缝,快速路、主干路的横向缩缝应加设传力杆;
在邻近桥梁或其他固定构筑物处或与其他道路相交处、板厚改变处、小半径平曲线等处,应设置胀缝。
水泥混凝土面层自由边缘,承受繁重交通的胀缝、施工缝,小于90°
的面层角隅,下穿市政管线路段,以及雨水口和地下设施的检查井周围,面层应配筋补强。
混凝土既是刚性材料,又属于脆性材料。
因此,混凝土路面板的构造,都是为了最大限度发挥其刚性特点,使路面能承受车轮荷载,保证行车平顺;
同时又为了克服其脆性的弱点,防止在车载和自然因素作用下发生开裂、破坏,最大限度提高其耐久性,延长服务周期。
4.抗滑性
混凝土面层应具有较大的粗糙度,即应具备较高的抗滑性能,以提高行车的安全性。
可采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法形成面层的构造深度。
2K311015 不同形式挡土墙的结构特点
一、常见挡土墙结构
在城镇道路的填土工程、城市桥梁的桥头接坡工程中常用到重力式挡土墙、衡重式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式挡土墙和钢筋混凝土扶壁式挡土墙。
常用的挡土墙结构形式及特点
结构示意图
结构特点
重力式
①依靠墙体自重抵挡土压力作用;
②一般用浆砌片(块)石砌筑,缺乏石料地区可用混凝土砌块或现场浇筑混凝土;
③形式简单,就地取材,施工简便
②在墙背设少量钢筋,并将墙趾展宽(必要时设少量钢筋)或基底设凸榫抵抗滑动;
③可减薄墙体厚度,节省混凝土用量
衡重式
①上墙利用衡重台上填土的下压作用和全墙重心的后移增加墙体稳定;
②墙胸坡陡,下墙倾斜,可降低墙高,减少基础开挖
钢筋混凝土悬臂式
①采用钢筋混凝土材料,由立壁、墙趾板、墙踵板三部分组成;
②墙高时,立壁下部弯矩大,配筋多,不经济
钢筋混凝土扶壁式
①沿墙长,隔相当距离加筑肋板(扶壁),使墙面与墙踵板连续;
②比悬臂式受力条件好,在高墙时较悬臂式经济
【2014年一建真题】下图所示挡土墙的结构形式为( )。
A.重力式
B.悬臂式
C.扶壁式
D.柱板式
『正确答案』B
『答案解析』本题考查的是不同形式挡土墙的结构特点。
钢筋混凝土悬臂式挡土墙采用钢筋混凝土材料,由立壁、墙趾板、墙踵板三部分组成。
重力式挡土墙是目前城镇道路常用的一种挡土墙形式。
悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙主要依靠墙踵板上的填土重量维持挡土构筑物的稳定。
挡土墙基础地基承载力必须符合设计要求,并经检测验收合格后方可进行后续工序施工。
施工中应按设计规定施作挡土墙的排水系统、泄水孔、反滤层和结构变形缝。
挡土墙投入使用时,应进行墙体变形观测,确认合格要求。
2.挡土墙结构受力
挡土墙结构承受土压力有:
静止土压力、主动土压力和被动土压力。
静止土压力:
若刚性的挡土墙保持原位静止不动,墙背土层在未受任何干扰时,作用在墙上水平的压应力称为静止土压力。
其合力为E0(kN/m)、强度为P0(kPa)。
主动土压力:
若刚性挡土墙在填土压力作用下,背离填土一侧移动,这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐减小,当墙后土体达到极限平衡,土体开始剪裂,并产生连续滑动面,使土体下滑。
这时土压力减到最小值,称为主动土压力。
合力和强度分别用Ea(kN/m)和Pa(kPa)表示。
被动土压力:
若刚性挡土墙在外力作用下,向填土一侧移动(2007一级),这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐增大,当墙后土体达到极限平衡,土体开始剪裂,出现连续滑动面,墙后土体向上挤出隆起,这时土压力增到最大值,称为被动土压力。
其合力为EP(kN/m)、强度为PP(kPa)。
三种土压力中,主动土压力最小;
静止土压力其次;
被动土压力最大,位移也最大(2010一级)。
主小被大静中坐】
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