山东大学路基路面工程参考答案

《路基路面工程》本科试题一一、 解释术语路床—— 路面的基础，是指路面以下80cm 范围内的路基部分，承受路面传来的行车荷载，结构上分为上路床（0～30cm ）和下路床（30～80cm ）库伦主动土压力——破裂面上的土楔，既为刚性体，根据静力平衡条件，确定土楔处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力弯沉综合修正系数——由于理论假设与实际路面工作状态的差异而形成实测弯沉值与理论计算值不等，将实测弯沉值与理论弯沉值之比定义为弯沉综合修正系数。

石灰土——将土粉碎掺入适量的石灰，按照一定技术要求将拌和均匀的灰土混合料二、 简答题1.描述土的颗粒级配曲线的两个参数是什么？对土分别给出了什么样的特征刻画？【答】是土的不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 。

Cu 反映了曲线的坡度，反映了粒径分布曲线上的土粒分布范围，即是对土不均匀程度的反映；Cc 反映粒径曲线的形状，实质反映粒径间的变化规律，即曲线的曲率。

2.什么是路基的边坡失稳？什么类型的路基可能发生直线滑动面的滑坡？【答】路基由于受到各种因素（如交通荷载、水、以及材料本身等）而造成的沿某一滑动面下滑坍塌的现象。

3.静止土压力是如何计算的？【答】若刚性的挡土墙保持原来位置静止不动，则作用在挡土墙上的土压力称为静止土压力。

按照下述公式进行计算：00p K Z γ=其中K0为静止土压力系数。

4.以路表弯沉值为设计或验算指标时，材料设计参数怎样选用？答：采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为20℃；计算路表弯沉值时，抗压回弹模量设计值E 应按下式计算。

5.水泥混凝土路面设计时涉及“综合系数”这一概念，其意义及作用是什么？答：【答】“综合系数”是考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的，是大于 1 的系数。

1． 论述题为保证半刚性基层沥青路面的正常的服务功能，试简要论述在设计、施工过程中应当注意的问题。

设计：满足规范设计要求，能够满足各层要求的修筑材料采用双圆垂直均布荷载下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，对沥青路面的半刚性基层。

底基层应进行层底拉应力验算是否满足容许拉应力的要求，还应增加剪应力指标，如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合、或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

对特殊路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求。

施工：合理的施工工艺，达到压实度相应的技术标准应在干燥和较热的季节施工，并应在雨季及日最高温度低于15℃到来以前半个月结束， 在洒封层油之前必须对路面进行彻底清扫，清扫前必须洒水对矿料的要求：拌和料的级配要符合要求，矿料中细集料的比重要大拌和、摊铺和碾压：沥青混合料拌和时关键要控制好油石比和拌和温度，拌和料摊铺后及时进行适度碾压，碾压不足会影响矿料嵌挤稳定，且易使沥青流失，形成层次上、下部沥青分布不均，过渡的碾压，则矿料易于压碎、破坏嵌挤原则，造成空隙减少，沥青难以下渗，形成泛油接缝施工：沥青路面的各种施工缝处，往往由于压实不足，容易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度和耐久性，施工时必须十分注意三、 简述题结合自己的工作经验，简要论述自己欠缺的专业知识。

参考答案：略2． 计算题1、 一均质无粘性土干土坡，内摩擦角为30°，如要求这个土坡的稳定安全系数为1.25，试问若设计成1：1.5的边坡是否安全？试计算：（1）空隙率VV 、矿料间隙率VMA 及沥青饱和度VFA ；（2）有效沥青含量。

【解】：无粘性土干坡稳定性分析，按照下式进行：s tan tan K ϕβ= s tan tan 300.557tan 0.36951.25 1.25K ϕβ==== 所以坡脚应该：2018'β≤︒才是安全的，而1：1.5的坡脚为33°42’。

故设计1：1.5的边坡是不安全的。

《路基路面工程》本科试题二一、解释术语路基干湿类型——表示路基在最不利季节的干湿状态，划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类瑞典条分法——是将假定滑动面以上的土体分成n 个垂直土条，对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数 弯拉结构强度系数——压实沥青混合料的空隙率——是指压实沥青混合料试件内除矿料毛体积和有效沥青体积之外的间隙体积占试件毛体积的百分比，根据试件实测密度与最大理论密度比值求得二、简答题1.为何用稠度而不是含水率来划分路基的干湿类型？【答】路基的强度与稳定性同路基的干湿状态有密切关系，并在很大程度上影响路面结构设计。

反映路基干湿状态的合理指标是土的稠度，稠度定义为土的含水率w 与土的液限之差与土的塑限与液限之差的比值，即c p L Lωωωωω-=- 土的稠度较准确地表示了土的各种形态与湿度的关系，稠度指标综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，全面直观地反映了土的软硬程度，物理概念明确。

而含水率仅仅是反映土中水量大小的一个指标，相同含水率的两种土，其稠度状态可能完全不同，因此不同土的稠度用含水率是不能准确地得到反映的。

稠度ωc 定义为土的含水量ω与土的液限ωL 之差与土的塑限ωP 与液限ωL 之差的比值。

土的稠度较正确地表示了土的各种形态与湿度的关系，稠度指标综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，全面直观地反映了土的硬软程度，物理概念明确，以稠度作用路基干湿类型的划分标准时合理的。

2.什么是不平衡推力法？【答】不平衡推力法是路基设计规范规定的、对路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性进行分析的一种方法。

计算时，按照给定的公式，逐一计算每块土条的剩余下滑力，当最后一块的土条剩余下滑力为零或小于零时，认为合乎稳定性要求。

3.库伦主动土压力的基本假定有哪些？【答】做的假定有：1）墙后填料为均质散粒体，粒间仅有摩阻力而无粘结力，适用于砂性土。

2)破裂面为通过墙踵的一个平面，而不是曲面。

3）当墙后土体开始破裂时，土体处于极限平衡状态，破裂棱体ABC 的重力G 被墙背反力Ea 和破裂面上的反力R 所平衡。

由于破裂棱体处于极限平衡状态，故Ea 与墙背法线成δ角（墙背与填料间的摩擦角）且偏于阻止棱体下滑的方向。

R 与破裂面的法线成角（填土内摩擦角），且偏于阻止棱体下滑的方向。

此时，棱体静平衡时，Ea 、R 、G 构成封闭的力多边形。

4）挡土墙及破裂棱体均视为刚体，在外力作用下不发生变形。

4.以沥青或半刚性材料结构层层底拉应力为设计或验算指标时，材料设计参数怎样选用？【答】应在15 ℃条件下测试沥青混合料的抗压回弹模量；半刚性材料应在规定龄期下列条件下测定抗压回弹模量：（1）对水泥稳定类，系指标准养生龄期90天的极限劈裂强度；（2）对二灰、石灰稳定类，标准养生龄期180的劈裂强度；（3） 对水泥稳定类系指120天龄期的极限劈裂强度。

5.根据水泥混凝土路面设计流程回答：在交通等级相同的情况下，（1）不同的公路等级对路面设计的影响体现在哪些方面？（2）位于不同自然区划的公路，自然区划的影响是什么？【答】（1）公路等级事关路面基层和垫层材料的选择，影响着路面结构构造面层的相对刚度半径、标准轴载临界荷位荷载应力以及行车荷载疲劳应力大小；同时公路的等级决定了公路的安全等级，从而决定着目标可靠度水平和变异水平等级，进而决定着可靠度系数。

（2）不同的自然区划，最大温度梯度不同，因此导致的温度疲劳应力不同。

三、简述题通过本次课程的学习，谈谈自己的专业收获。

四、论述题沥青面层施工过程中，谈谈主要的施工环节及其影响施工质量的主要因素。

施工环节：整修和清扫基层→浇洒透层或粘层沥青→铺撒主层矿料→碾压→洒布沥青→铺撒嵌缝料、封面矿料→再碾压→初期养护影响施工质量的主要因素：在洒封层油之前必须对路面进行彻底清扫，清扫前必须洒水，否则无法将路面浮土灰尘清扫干净，甚至越扫灰尘越多。

对矿料的要求：拌和料的级配要符合要求，矿料中细集料的比重要大，因细集料不足就孔隙率大，碾压后达不到油面层的密实要求拌和、摊铺和碾压：沥青混合料拌和时关键要控制好油石比和拌和温度，温度太低则矿料与沥青混合不均匀，碾压时沥青混合料延展性差，难以碾压密实。

温度太高会出现沥青老化而延度降低，甚至烧焦变为废料。

拌和料摊铺后及时进行适度碾压，碾压不足会影响矿料嵌挤稳定，且易使沥青流失，形成层次上、下部沥青分布不均，过渡的碾压，则矿料易于压碎、破坏嵌挤原则，造成空隙减少，沥青难以下渗，形成泛油。

接缝施工：沥青路面的各种施工缝处，往往由于压实不足，容易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度和耐久性，施工时必须十分注意。

四、计算题1.如图所示，已知挡土墙高等参数（墙背摩擦角17.5°），试用库伦主动土压力理论计算挡土墙上的主动土压力的大小、作用点位置及与水平方向的夹角。

参考答案：【解】单位长度的挡土墙上的土压力合力为2a a 12E H K γ==2119.760.k m 2⨯⨯⨯322=114.2 N/ ax a cos 114.2cos k m E E θ==⨯（17.5+10）=101.3N/ay a sin 114.2sin k m E E θ==⨯（17.5+10）=52.7 N/主动土压力合力Ea 的作用点位置距墙底距离为62m 33H d ===。

2.进行热拌沥青混合料目标配合比设计，得到马歇尔试件的毛体积相对密度分别为 2.523和，沥青混合料的最大理论相对密度为2.644，又知沥青的含量为4.7%，沥青的相对密度为1.032，矿料的合成毛体积相对密度为2.718.试计算：（1）空隙率VV 、矿料间隙率VMA 及沥青体积百分率；（2）矿料的有效相对密度；（3）比较VMA 与VA+VV 的大小；（4）集料是否吸收沥青？【解】a) 空隙率 1001⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t f VV γγ= 2.5231 4.6%2.644-= 矿料间隙率 f s sb 100P VMA γγ=-⨯= 2.523100 2.718-⨯（100-4.7）=11.5% 2.523 4.711.5%1.032f b a P VA γγ⨯⨯=== b) 矿料的有效相对密度：b b 100100 4.7 2.865100 4.7100 2.644 1.032se t a P P γγγ--===-- c)V A+VV=11.5+4.6=16.1>11.5=VMA d)由上述（3）的答案知道，集料是吸收沥青的。

《路基路面工程》本科试题三一、解释术语路基工作区——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Z A 范围内的路基称为路基工作区。

土基回弹模量——土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力 相对刚度半径——矿料间隙率——矿料间隙率（VMA)为压实集料块体的间隙总体积。