完整版路基路面黄晓明版知识点提要.docx

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完整版路基路面黄晓明版知识点提要

（完整版）路基路面（黄晓明版）知识点提要

路基路面工程重点复习（第六版）

其中★：

必须掌握，▲：

必须了解，其他未标注的是老师勾选的重点。

第一章概论

1.路基路面的工程特点主要包括哪几个方面？

路基和路面是道路的主要工程结构物：

①路基是在天然地表面按照道路的设计线性（位置）和设计横断面（几何尺寸）要求开挖或堆填而成的岩土结构物；②路面是在路基顶面用各种混合料铺筑而成的层状结构物。

路基和路面工程是道路工程的主要组成部分，其特点是：

（1）路基工程的土方量很大，而路面结构在道路造价中所占比重很大；

（2）路基与路面工程是一项线性工程，公路沿线地形起伏、地质、地貌、气象特征多变，造成了路基与路面工程复杂多变的特点。

2.路基路面的性能要求包括哪几个方面

3.

（1）承载能力：

路基路面结构承受荷载的能力；

（2）稳定性：

在降水、高温、低温等环境作用下仍能保持其原有特性的能力；

（3）耐久性：

在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的重复作用下的性能变化特性；

（4）表面平整度：

路面表面纵向凹凸量的偏差值；

（5）路面抗滑性：

路面表面抗滑能力的大小。

4.为什么要特别重视路基的稳定性路基稳定性受哪些因素影响

（1）处于不稳定的路基结构会导致路基失稳，从而引发滑坡或坍塌等病害出现。

（2）路基稳定性受地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别等因素的影响。

5.路面结构为什么要进行分层设计水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何分层设计

6.

（1）行车荷载和自然因素对路面的影响,随深度的增加而逐渐变化。

因此,对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐变化。

通过沥青路面结构应力计算结果可以发现,荷载作用下垂直应力

，随着深度的增加而变小,水平拉应力

一般为表面受压和底面受拉,剪切应力

先增加后减小。

为适应这一特点，路面结构通常是分层铺筑。

（2）按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同进行分层，通常按照各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层和路基（垫层）。

7.柔性基层、刚性基层、半刚性基层沥青路面各有何特点如何选择路面结构类型

①柔性基层：

总体刚度较小，在车辆荷载作用之下产生的表面变形较半刚性基层大；

②刚性基层：

强度高、稳定性好，行车舒适、噪音小，具有良好的使用性能和耐久性。

③半刚性基层：

在前期具有柔性基层的力学性质，后期的强度和刚性均有较大幅度的提高，但最终的强度和刚度小于刚性基层。

按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素选择不同的路面结构类型。

8.路面结构稳定性的影响因素有哪些为什么路面结构十分重视温度的影响

（1）路面结构稳定性受地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别等因素的影响。

（2）温度是对路面结构有着重要影响的环境因素，路面结构的温度状况随着周围环境的变化而变化，路面体系的性质与状态也随之发生变化。

如路面材料的体积随路面结构内温度的升降而引起膨胀和收缩。

第二章路基土的特性及设计参数

重点补充：

路基湿度判别

1.我国公路用土如何进行类型划分？

土的粒组如何区分？

我国公路用土依据土的颗粒组成特征、土的塑形指标和土中有机质含量的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，并进一步细分为12种土。

不同粒组的划分界限及范围：

2.不同路基土有何工程特点如何根据因地取材的原则选择路基填料

（1）不同路基土的工程特点是：

①巨粒土：

具有很高的强度和稳定性，是良好的用以填筑路基的材料；

②粗粒土分为砾类土和砂类土：

砾类土：

级配良好时，密实程度好，强度和稳定性均能满足要求；

砂类土：

无塑形，透水性强，毛细水上升高度小，具有较大的内摩擦系数，强度和水稳定性均好，但砂类土黏结性小，易于松散，压实困难。

③细粒土分为粉质土、黏质土和有机质土：

粉质土：

含有较多的粉土颗粒，干时虽有黏性，但易于破碎，浸水时容易成为流动状态。

粉质土毛细作用强烈。

黏质土：

细颗粒含量多，土的内摩擦系数小而黏聚力大，透水性小而吸水能力强，毛细现象显着，有较大的可塑性。

④特殊土分为黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土：

黄土：

属大孔和多孔结构，有湿陷性；

膨胀土：

受水浸湿发生膨胀，失水则收缩；

红黏土：

失水后体积收缩量较大；

盐渍土：

潮湿时承载力很低。

（2）如何根据因地取材的原则选择路基填料

路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。

路基填料，应选择强度高、水稳定性好、压缩性小，且运输便利、施工方便的天然土源。

路基填料选择依据的指标是CBR值（填料最小强度）。

3.什么是路基平衡湿度？

如何确定路基的平衡湿度状态

（1）路基平衡湿度是指公路建成通车后，路基在地下水、降雨、蒸发、冻结和融化等因素作用下，湿度达到相对稳定的平衡状态，此时的湿度称为路基平衡湿度。

（2）路基平衡湿度（用饱和度来表示）状况可依据路基的湿度来源分为潮湿、中湿、干燥三类。

潮湿类路基的湿度由地下水控制，干燥类路基的湿度由气候因素控制，中湿类路基的湿度兼受地下水和气候因素影响。

潮湿类路基：

平衡湿度状态可根据路基土组类别及地下水位高度，按表确定距地下水位不同高度处的饱和度。

（P40）

干燥类路基：

其平衡湿度可根据路基所在自然区划的湿度指标TMI和路基土组类别确定。

（P40-P41）

中湿类路基：

其平衡湿度可参照图1，先分路基工作区上部和下部分别确定其平衡湿度，再以厚度加权平均计算路基的平衡湿度。

图1中湿类路基的湿度状况图2工作区深度与路基填土高度的关系

4.何谓路基工作区当工作区深度大于路基路基填土高时应采取何措施为什么

（1）在路基某一深度Za处，车轮荷载引起的垂直应力

与路基土自重引起的垂直压应力

之比大于0.1的范围称为路基工作区。

（2）当工作区深度大于路基填土高度时（如图2），行车荷载的作用不仅施加于路堤，而且施加于天然地基的上部土层，因此，天然地基上部土层和路堤应同时满足工作区的要求，均应充分压实。

5.何为路基顶面综合模量E和路基反应模量K什么是CBR

路基顶面综合模量E：

即路基回弹模量。

用路基回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形能力。

路基反应模量K：

使用温克勒（E.Winkler）低级模型描述土基工作状态时，用路基反应模量K表征路基的承载力。

CBR：

加州承载比CBR（Californiabearingratio）是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法。

承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力来表征，并采用标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示CBR值。

6.请说明路基顶面综合模量E和路基反应模量K的测试要求。

P43、P45:

第三章路基设计

1.★滑动面的形状与边坡土质有何关系不是直线、折线和圆弧状的滑动面采用什么方法分析其稳定性

（1）一般情况下，分三种情况：

①均质黏性土，滑动面的形状在空间上呈圆柱状，剖面上呈曲线（圆弧）状，在坡顶处接近垂直，坡脚处趋于水平；

②均质无黏性土，滑动面在空间上为一斜面，剖面上近于斜直线；

③在土坡坡底夹有软层时，可能出现曲线与直线（软层处）组合的复合滑动面。

（2）条分法、不平衡推力法。

2.▲不平衡推力法和传递系数法的区别在哪里？

3.★什么是一般路基什么是特殊路基什么是高填深挖路基什么是矮路堤

①一般路基：

通常指在良好的地质与水文等条件下，填方高度和挖方深度在1.5~18m的路基；

②特殊路基：

指位于特殊土（岩）地段、不良地质地段或受水、气候等自然因素影响强烈的路基；

③高填深挖路基：

填土高度大于18m（土质）或20m（岩质）的路堤属于高路堤；路堑边坡高度等于或大于20m时称为深挖。

这种填挖结合的路基称为高填深挖路基。

④矮路堤：

也称低路堤，指填土高度小于1.5m的路堤。

4.★路基病害防治的主要原则是什么？

（1）设计：

正确设计路基横断面（如路基高度、宽度和边坡坡度等），并与路线设计相结合，绕避危险地质构造、避免深挖高填，无法避免时应进行稳定性分析，检验其安全性;正确进行排水设计，地下水位较高的路段应适当提升路基高度，设置隔离层（隔断地下水）、隔温层（减少水分积聚，减小冰冻深度）和砂垫层（排水）。

（2）施工：

选择良好的路基填料，必要时进行稳定处理，按正确地填筑方式（一般是水平分层填筑法）施工，保证压实度达到要求。

在以上技术措施无法保障特殊工况路段路基的安全稳定时，需要考虑设置路基防护与

支挡。

5.路基排水的构造物有哪些进行路基排水设计的一般过程是什么

（1）路基排水分为地上路基排水和地下路基排水：

①地上路基排水：

边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸管及积水池等。

②地下路基排水：

暗沟（管）、渗沟和检查井等

（2）进行路基排水设计的一般过程是：

6.★确定路基边坡坡率时需要注意哪些条件？

7.

公路路基的边坡坡率用边坡高度H与边坡宽度b的比值来表示，并按1:

n（路堑）或1:

m（路堤）的形式来表示，如图3所示。

路基边坡坡率的大小，取决于边坡的土质、地质构造（路堑）及水文条件等自然因素和边坡高度。

8.★掌握路基横断面设计中，路基设计的三个内容（宽度、高度、边坡率）

第四章路基防护与支挡结构设计

1.★路基防护和加固的设施主要有哪些？

2.

路基防护和加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护和加固：

（1）边坡坡面防护

主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。

常用的坡面防护设施有植物防护（种草、铺草皮、植树等）和工程防护（抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等）

（2）沿河路堤防护和加固

冲刷防护主要是对沿河滨海路堤，河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引导，以及路基边旁堤岸等的防护。

堤岸防护和加固设施分为直接和间接两类。

直接防护和加固设施中包括植物防护和石砌防护和加固两种，常用的有植树、铺石、抛石或者石笼等。

间接防护主要指设置导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪提、拦水坝等。

3.★边坡坡面植物防护有哪些主要方法各适宜怎样的水流冲刷速度边坡坡面工程防护有哪些主要形式石砌护坡是否需要考虑其结构受力

防护类型

亚类

适宜的水流冲刷速度

植物防护

植草或喷播植草

不超过0.6m/s

铺草皮

0.6~1.8m/s

种植灌木

喷混植草

防护类型

亚类

工程防护

抹面防护

喷护和挂网喷护

干砌片石护坡

浆砌片石护坡

护面墙

其中石砌护坡包括干砌片石护坡、浆砌片石护坡，石砌护坡除自身自重外，不承受其他荷载，亦不承受墙背土压力，因此不考虑其结构受力。

4.★冲刷的间接防护有哪些种类如何应用

（1）冲刷防护的间接防护主要指设置导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪提、拦水坝等。

（2）综合考虑河道宽窄、水流方向、地质条件、防护要求、材料来源、施工条件和工程经济等因素来布置导治结构物，全面治理。

5.挡土墙土压力计算中，如何考虑车辆荷载的作用

6.

把挡土墙路基上布置的汽车荷载,在有效范围内换算成等代均布土层厚度,计算挡土墙土压力

7.★挡土墙抗滑稳定、抗倾覆稳定或基底承载力不足时，应分别采用哪些改进措施

8.

（1）增加抗滑稳定性的方法：

设置倾斜基底（增加抗滑力，减少滑动力）、采用凸榫基础。

（2）增加抗倾覆稳定性的方法：

展宽墙址、改变墙面及墙背坡度、改变墙身断面类型。

（3）提高基底承载力的方法：

减小基底应力、换填法、改变基础类型。

第五章路基施工

本章分值不多，主要考选择题或者填空题：

1.简述路基压实的意义、原理及压实原则。

（1）路基压实的意义

对路基进行压实，提高其密实程度，使路基具有足够的强度和稳定性。

（2）路基压实的原理

土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的空隙为水分和气体所占据，压实使土粒重新组合，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，增强稳定性。

（3）路基压实的原则

路基压实应遵循“先轻后重、先慢后快、先边后中”的碾压原则

2.路堤正确填筑方法有哪些各自适用条件有

土质路堤（包括石质土），按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案：

①分层平铺：

基本方案，如符合分层填平和压实的要求，则效果较好，有条件尽量使用；

②竖向填筑：

在特定条件下，局部路堤采用的方案。

此外，尽量采用混合填筑方案，即下层竖向填筑，上层水平分层。

第六章交通荷载及路面设计参数

本章中“标准轴载及轴载换算”一节中有计算题

1.为什么要进行车辆类型和轴载类型的分类路面设计采用的交通量和道路等级确定的交通量有何差别

（1）汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面结构损伤的主要原因，路面的不同使用性能与车辆类型和轴载类型有关，因此为了保证路基路面结构达到预定的功能，具有良好的结构功能，应对车辆类型和轴载类型的分类

（2）路面设计采用的交通量是指那些对路基路面结构功能产生损伤的车辆交通量，主要是2轴6轮以上货车和大客车；道路等级确定的交通量主要是用于确定车辆对道路的空间占有率或时间占有率，从而确定所需车道数。

2.请将下表中的车辆类型按沥青路面层底拉应变为指标进行轴载换算，获得当量设计轴载换算系数。

（课本作业题，考试时不给公式）

序号

汽车型号

总重力（KN）

载重力（KN）

前轴重力（KN）

后轴重力（KN）

后轴数

后轴轮组数

轴距

1

解放CA10B

80.25

40.00

19.40

60.85

1

双

2

黄河JN150

150.60

82.60

49.00

101.60

1

双

3

延安SX161

237.00

135.00

54.64

2×91.25

2

双

135.00

4

长征XD980

182.40

100.00

37.10

2×72.65

2

双

122.00

3.假如上表中汽车载重超载10%、20%、50%，请再按沥青路面无机结合料层底拉应力为指标确定当量设计轴载计算系数。

（课本作业题，考试时不给公式）

4.某一级公路，设计年限为15年，根据OD分析，断面大型客车和货车交通量为2500辆/日，交通量年增长率为5%，方向系数取0.55，车道系数取0.50。

车辆类型分布系数如表1所示，水平二时，非满载车和满载车的比例取值如表2所示。

各车型对应的非满载车和满载车的当量设计轴载换算系数，如表3所示。

试计算设计车道上对应沥青混合料层层底拉应变和永久变形量的当量设计轴载累计作用次数Ne。

（PPT上作业题）

第七章路面基层

本章应对“结构层组成”、“各种基层材料”有基本的了解。

1.什么是粒料类基层、无机结合料稳定类基层、沥青结合料类基层和水泥混凝土基础分别采用哪些材料

类型

定义

所用材料

粒料类基层（也称柔性基层）

用有机结合料（沥青）或有一定塑性细粒土稳定各种集料或不加任何结合料的集料类铺筑的基层

粒料类、沥青处治粒料或土、沥青稳定碎石类沥青混凝土

无机结合料稳定类基层（也称半刚性基层）

主要使用水泥，石灰或工业废渣等无机结合料，对级配集料或土做稳定处理的基层结构

水泥稳定类、石灰稳定类、二灰稳定类、水泥粉煤灰稳定类、水泥石灰综合稳定类

沥青结合料类基层

指用沥青作结合料，与土、砂砾或其他集料拌和、摊铺、压实而成的路面基层

黏稠或液体石油沥青、煤沥青、沥青乳液和沥青乳青

水泥混凝土基层（也称刚性基层）

采用水泥混凝土修筑而成的路面基层

贫混凝土、碾压混凝土、水泥混凝土

第八章沥青路面设计

本章第五节（沥青路面的破坏状态及其控制设计）、第六节（沥青路面结构组合设计）是重点章节，会考大题，其中涉及的表格要掌握。

1.名词解释：

弹性层状体系；弹性半空间体；疲劳寿命；验收弯沉；疲劳开裂；收缩裂缝。

（1）弹性层状体系：

层状弹性体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体；

图4弹性层状体系示意图图5弹性半空间体

（2）弹性半空间体：

指在水平方向和垂直向下方向为无限大的空间体；

（3）疲劳寿命：

把材料出现疲劳破坏的应力重复次数称为疲劳寿命，可用服务寿命和断裂寿命来表示；

（4）验收弯沉：

实际完工时的质量检验测定的路表弯沉值

（5）疲劳开裂：

指路面在正常使用情况下，由行车荷载多次重复作用引起的沿行车轮迹带的纵向平行裂缝。

（6）收缩裂缝：

路面结构中某些整体性结构层在温度的影响下由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力，超过材料抗拉强度而开裂产生的裂缝。

2.为何要规定各类结构层的最小厚度为什么要规定相邻层材料的模量比

（1）路面结构层愈多，应越能体现强度随深度递减的变化规律；但过多的层数将使施工和材料选择更加复杂，因此在满足强度要求的前提下，层数不宜过多。

同时为保证各结构层的稳定性，现行规范规定各类结构层的最小厚度。

（2）路面结构中相邻结构层材料的模量比，对路面结构的应力分布有显着影响，相邻两层材料模量比过大，上层底面将产生过大的弯拉应力（或弯拉应变），容易使上层开裂。

3.沥青路面设计为何要采用多指标进行控制设计具体指标有哪些具体控制什么

沥青路面结构在车轮荷载作用下各结构层的应力分布十分复杂，为与沥青路面结构层的主要力学响应相对应，并用于控制其主要病害的发生，工程上选取多指标对于沥青路面进行设计。

我国沥青路面结构设计选用沥青混合料层层底拉应变、无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量以及路基顶面竖向压应变作为结构设计的重要控制指标，以控制沥青混合料层的疲劳开裂、无机结合料稳定层的疲劳开裂已以及沥青层的永久变形。

4.★第五节：

沥青路面的破坏状态及其控制设计

5.★第六节：

沥青路面结构组合设计

第九章水泥混凝土路面设计

本章的“混凝土路面的破坏及设计指标与标准”一节应掌握设计指标和标准，其中第二目“路面破坏的极限状态与设计准则”可能考问答题。

1.我国规范中为何要增加“最重荷载”的极限状态，它对应真实路面哪种具体的破坏形式？

2.

根据混凝土板断裂发生时的两种可能状况，我国《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40）设想了两种破坏状态，并以此作为建立设计的极限状态:

（1）板在重复荷载（以100kN为标准换算的累计标准轴次）作用下产生疲劳断裂。

（2）板在单次最重荷载（一次性作用，大于100kN）作用下产生突然断裂。

第二种极限状态是新增加的一种极限状态，所谓“最重荷载”指的是在路面建成后，路面上通行的车辆荷载中可能出现的最大轴载。

“最重荷载”的极限状态可控制行车荷载不产生断裂，在真实路面中对应于超载情况下的路面断裂。

3.水泥混凝土路面中疲劳问题的考虑方式与沥青路面设计中的方式各是什么有什么区别或联系

4.

疲劳问题

区别和联系

沥青路面设计

通过室内试验和现场路段的观测，可以建立路面或结构层材料承受重复荷载次数和重复应变（或应力）大小之间的关系，即疲劳方程或疲劳曲线，从而确定路面结构层所荣许的重复应变（或应力）的大小。

水泥混凝土路面设计

以混凝土路面板在车辆荷载应力和温度应力综合作用下，在纵缝边缘总部出现疲劳开裂作为临界损坏状态设计时以疲劳荷载应力和疲劳温度应力的叠加小于等于混凝土疲劳强度作为设计标准