新编路基路面工程课后习题与答案.doc
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1、. .新编路基路面工程课后习题参考答案黎萍,陆鼎中,程家驹,同济大学第一章1.1路基和路面在道路上各起什么作用?有哪些根本要求?路基是道路路线的主体,又是路面构造的根底。路面是道路行车局部的铺装,有了路基路面,车辆才能沿着预定的路线通畅,快速,平安,舒适,经济的运行。要求:路基整体应稳定稳固路基上层应密实均匀路面构造应稳固耐久路面外表应平整抗滑1.2路基通常由哪几局部组成?路基主体工程、排水工程、防护工程及其附属工程等。1.3路面构造为要分层?主要分为哪些层?各层的作用及其对材料的要求如?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
2、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。基层是路面构造的主要承重层,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;外表应平整,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,保证路面构造的稳定性或抗冻性。要有有良好的水稳定性、隔温性和透水性。1.4路基路面设计施工的根本任务是什么?有特点?主要包括哪些容?根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构造物。特点是,构造形式简单,影响因素多变,牵涉围广,施工安排不易等。设计的主要容,勘察设计,路基设计,路面设计,设计案
3、比选。施工的主要容,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。假设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,那么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,观测法上,用途上有异同。2.4,2.5略第三章3.1为什么要进展公路自然区划。区划的原那么是什么?我国自然区划分
4、几级?每一级如划分?因为:1公路工程与自然条件关系非常密切;2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异;3公路工程中各构造物的设计法和施工措施因地域而异。区划的原那么为:1道路工程特征相似性原那么;2地表气候区域分异性原那么;3自然气候要素对公路工程的影响既有综合又有主导的原那么。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部因素路面构造的热特性:材料的种类部构造隙特征湿度及外表特性等面3.3评述估算路面构造温度状况的两类法。理论分析法,用传热学和气象学建立微分程求解。用此法时各种
5、假设要符合实际,选取计算参数值要恰当。经历统计法,采用回归分析得出经历公式,但往往公式只适用于特定地区的特定路面构造。3.4路基湿度受哪些因素的影响?什么是路基平衡湿度?它同上述因素有关系?1大气降水和蒸发2地表径流、路基围的积水3路基下一定围的地下水4温度路面采用不透水构造,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,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
6、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一样深度处的湿度.3.5分析比较预估路基湿度的三种经历法的优缺点。1、按所属自然区划和路基干湿类型预估,简单便,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4.1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
7、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。4.2路面材料的抗拉和抗弯强度有哪几种测试法?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。4.3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式有关,而且混合料的劲度
8、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展的。4.4为Miner定律,它对路面构造分析有作用?不同车型荷载作用下的材料,其所出现的疲劳损伤可以进展线性叠加。4.5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
9、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。4.6什么叫做劲度?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、压实的法和空隙率以及侧限条件等影响因素也很重要。4.7略4.8在选用沥青混合料时,应如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
10、温度、减少加荷时间都能减小积累变形量。4.9略4.10地基反映模量和加州承载比各代表什么?有异同点?地基反响模量:反响一定荷载条件下,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,并以标准碎承载能力的相对值表示。CBR值和地基反响模量K值都在一定程度上反响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
11、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、泥流水毁等形成的原因:1不良的工程地质和水文地质条件2不利的水文和气候因素3设计不合理4施工质量较差5使用过程中维护不及时所以设计前进展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,采取正确的设计案和有效的施工措施。路基设计的一般要求: (1)精心设计; (2)适宜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)结合路线和路面进展设计; (4)兼顾当地农田根本建立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
12、、压缩性小、施工便及运距短的岩土材料为宜。1.不同性质的填料应分层铺筑。2.不同填料的层位安排,应考虑路基工作条件。3.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。4.防止雨水浸蚀冲刷,可采用透水性较小的土包边,包边局部也要压实,并设盲沟,以利排水。5.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?人们常用土压实后到达的干密度与室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
13、的受力状态5.4略 P76-785.5什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,用快速施工法既不控制填筑速率建造一般断面的路堤所能到达的最大高度,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展填筑试验确定。5.6在什么情况下,填筑路堤前应对其基地进展处理?怎样处理?1、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。2、路堤基底为耕地或较松的土时,应在填筑前进展压实。3、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。
14、4、在地面坡度陡于1:5的稳定写披上填筑路堤时,为使填局部与原地面严密结合,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构造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。设计排水系统时的根本原那么: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;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;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、
15、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。5.8为什么要对路基进展必要的防护,有哪些具体措施?如选用。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。5.9地基加固可采用哪些法?各适用于什么场合?1换填材料。将地基软弱层的全部或局部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。2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
16、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。3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,一般压实法难以到达要求时,常采用强夯,挤密等措施。4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,通过填充隙、离子交换和结硬反响,而获得强度。5调整构造软土地基的加固处理,还可采用改变路堤构造,调整地基应力的方法。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稳定的人工边坡,以判断路基的设计断面是否稳定。力学分析与验算,通常
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