公路水运检测师《道路工程》基础知识

一、对路基路面的要求（1）公路技术等级（P1）：公路按使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路及四级公路五个技术等级。

（2）对路基的要求（P2）：路基应具有足够的强度、稳定性和耐久性。

（3）对路面的要求（P2）：路面应具有足够的强度和刚度、良好的水温稳定性、耐久性、表面平整度和表面抗滑性。

二、路基工程(结构)设计与施工1.路基典型断面形式（P2）：按填挖情况不同，路基断面形式可分为路堤、路堑和填挖结合（半填半挖）三种类型。

2.路基工作区与路基层位（P2）（1）路基工作区是指汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1 的应力分布深度范围。

（2）路床是指路面结构层以下0.8m 或1.2m 范围内的路基部分，路床厚度是根据路基工作区深度确定的。

路床分为上路床及下路床两层。

上路床厚度为0.3m；下路床厚度在轻、中等及重交通公路为0.5m，特重、极重交通公路为0.9m。

（3）路堤分为上路堤和下路堤，上路堤是指路床以下0.7m 厚度范围的填方部分，下路堤是指上路堤以下的填方部分。

（4）低路堤是指填土高度小于路基工作区深度的路堤。

3.路基横断面组成（P3）路基横断面的几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度组成。

（1）路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和，当设有中间带、加(减)速车道、爬坡车道、紧急停车带、超车道、错车道、慢车道、侧分隔带、非机动车道、人行道时，还应计入该部分的宽度。

（2）路基高度是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基设计高程与原地面高程之差。

路基中心高度是指路中线设计高程与原地面高程之差，路基两侧边坡的高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。

（3）边坡坡度指边坡高度与边坡宽度的比值，通常用1:x 表示，也称为边坡坡率。

（4）路基附属设施主要有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台等。

4.路基排水设施（P3-P5）（1）地面排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、蒸发池、油水分离池、排水泵站等。

（2）地下排水设施有排水垫层、隔离层、暗沟(管)、渗沟、仰斜式排水孔、渗井、排水隧洞、检查井与疏通井等。

5.路基防护与支挡（P5-P6）①坡面防护：植物防护、骨架植物防护和工程防护。

植物防护包括植草或喷播植草、铺草皮、种植灌木、喷混植生等。

工程防护包括喷护、挂网喷护、干砌片石护坡、浆砌片石护坡和护面墙等。

②沿河路基冲刷防护：冲刷防护一般分为直接和间接两种。

直接防护措施包括：植物防护、砌石或混凝土护坡、土工织物软体沉排、土工模袋、石笼防护、护坦防护、抛石防护和排桩防护。

间接防护的导流工程主要有丁坝和顺坝。

③支挡结构：包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索和土钉等支撑和锚固结构。

挡土墙类型包括：重力式挡土墙、石笼式挡土墙、悬臂式挡土墙、半重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙和桩板式挡土墙。

6.路基施工（试验）（P7）土的试验项目包括天然含水率、液限、塑限、标准击实试验、CBR 试验等。

路堤填料必须满足承载比(CBR 值)和粒径要求，公路等级越高，路基层位(上路床、下路床、上路堤和下路堤)越高，对填料的要求越高。

路堤每层压实厚度一般不超过0.30m，应在最佳含水率下压实，碾压质量应符合压实度要求。

公路等级越高，路基层位(路床、上路堤和下路堤)越高，对压实度的要求越高。

压实度为筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。

路基完工后，应测定路床顶面的弯沉值，以检验路基设计回弹模量相对应的弯沉值。

三、路面工程设计与施工1.路面结构（P7-P8）路面结构由面层、基层、底基层和必要的功能层组成。

（1）面层应具备较高的结构强度和抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，表面有良好的平整度和抗滑性，耐磨、不透水。

修筑面层所用的材料主要为沥青混合料和水泥混凝土。

（2）基层和底基层应具有足够的承载能力、抗疲劳开裂性能、耐久性、水稳定性、抗冲刷能力和适当的刚度。

修筑基层、底基层的材料有无机结合料稳定类材料、沥青稳定碎石、贫混凝土和粒料类材料。

无机结合料稳定类材料包括水泥、石灰及粉煤灰稳定土或碎(砾)石材料。

（3）功能层包括：封层、黏层、透层、排水层和防冻层。

排水层和防冻层在我国习惯上也统称为垫层。

（功能、位置、材料）2.路面设计（1）沥青路面设计（P8-P10）标准轴载：采用轴重为100kN 的单轴—双轮组轴载作为设计轴载。

设计标准：沥青路面使用性能设计控制指标有五个:①沥青混合料层的疲劳开裂寿命应大于设计使用年限内设计车道的当量设计轴载累计作用次数；（层底拉应变）②无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命应大于设计使用年限内设计车道的当量设计轴载累计作用次数；（层底拉应力）③沥青混合料层永久变形量应小于容许永久变形量；路基顶面竖向压应变应小于容许值；季节性冻土地区的沥青面层低温开裂指数应小于规定值。

（取消了路表弯沉设计指标）④设计理论与材料设计参数路面结构力学指标计算采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论。

路基顶面回弹模量采用的是平衡湿度状态下的路基回弹模量：标准状态下路基动态回弹模量值乘以湿度调整系数和干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数。

标准状态下路基动态回弹模量利用动三轴试验仪在规定的加载条件下测定。

用作基层和底基层的粒料类材料，如级配碎石、级配砾石和天然砂砾，应满足CBR 值和粒料公称最大粒径要求。

在路面结构验算时，粒料层的回弹模量应采用最佳含水率和与压实度要求相应的干密度条件下的粒料回弹模量乘以湿度调整系数后得到。

粒料回弹模量采用重复加载三轴压缩试验测定。

用于基层和底基层的无机结合料稳定类材料应满足公称最大粒径要求、7d 无侧限抗压强度要求。

冻土地区高速公路和一级公路的石灰粉煤灰稳定类基层，应进行材料抗冻性能检验，其残留抗压强度比应符合要求。

路面结构验算需要无机结合料稳定类材料基层和底基层的弯拉强度和弹性模量，弯拉强度可采用三分点加压的试验方法获得；弹性模量可采用中间段法单轴压缩模量试验测定。

测试时水泥稳定类、水泥粉煤灰稳定类材料试件的龄期应为90d，石灰稳定类、石灰粉煤灰稳定类材料试件的龄期应为180d。

沥青混合料应满足公称最大粒径要求、车辙试验动稳定度技术要求、单轴贯入强度要求，沥青混合料应测试浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比检验水稳定性。

季节性冻土地区，还应满足低温性能指标要求，如沥青弯曲梁流变试验的蠕变劲度和蠕变曲线斜率、沥青直接拉伸试验的断裂应变、沥青临界开裂温度和沥青混合料低温弯曲试验破坏应变。

路面结构验算采用沥青混合料动态压缩模量，试验温度选用20℃，面层沥青混合料加载频率采用10Hz，基层沥青混合料加载频率采用5Hz。

⑤既有路面调查与分析试验检测的内容:调查路面破损状况；采用落锤式动态弯沉仪或其他弯沉仪检测评价既有路面结构承载能力；采用钻芯、探坑取样、路面雷达、切割等方式，调查分析既有路面厚度、层间结合及病害程度情况，并取样进行室内试验，测定试件模量、强度等，分析路面材料组成与退化情况；对因路基问题导致路面损坏的路段，取样调查路基土质类型、含水率和CBR 值等，分析路基稳定性和承载力等。

改建路面结构验算时，既有路面结构层的模量利用弯沉盆反演或芯样实测的方法确定；既有路面无机结合料稳定层弯拉强度，可根据现场取芯实测的无侧限抗压强度换算；既有路面结构顶面当量回弹模量可通过落锤式弯沉仪检测弯沉值获得。

路基顶面验收弯沉值：宜采用落锤式弯沉仪进行路基验收，落锤式弯沉仪荷载为50kN，荷载板半径r=150mm。

路基顶面实测代表弯沉值应不大于路基顶面验收弯沉值。

路表验收弯沉值根据设计路面结构，采用弹性层状体系理论计算得到。

路面交(竣)工时应对路表弯沉值进行检测。

落锤式弯沉仪中心点弯沉代表值应不大于路表验收弯沉值。

（2）水泥混凝土路面设计（P10-P11）①标准轴载：100kN 单轴—双轮组荷载。

设计标准：水泥混凝土路面结构设计以面层板在设计基准期内，在行车荷载和温度梯度综合作用下不产生疲劳断裂作为设计标准；并以最重轴载和最大温度梯度综合作用下，不产生极限断裂作为验算标准。

水泥混凝土的设计强度采用28d 龄期的弯拉强度。

②设计理论与材料设计参数弹性地基板理论。

材料参数:无机结合料稳定类材料基层或底基层的弹性模量采用单轴压缩试验测定，应考虑结构层收缩开裂后的有效模量。

沥青混合料基层的动态模量采用周期加载单轴压缩试验测定。

路基土、粒料类基层或底基层的回弹模量采用重复加载三轴压缩试验测定。

3.沥青混合料路面施工（P11-P12）（1）原材料沥青混合料由沥青、粗集料、细集料和矿粉组成。

原材料要求、技术指标（2）混合料矿料级配、最佳沥青用量确定沥青混合料技术要求（3）施工与质量控制沥青混合料路面施工主要有混合料的拌制、运输、摊铺、碾压等环节。

热拌沥青混合料的施工控制的温度、铺筑质量检查项目沥青混合料的矿料级配、沥青用量和马歇尔稳定度应满足生产配合比要求。

4.水泥混凝土路面施工（P12-P14）（1）原材料水泥混凝土路面所用的材料包括由水泥、粗集料、细集料、水及外加剂组成的混合料和接缝材料。

各种材料技术要求及质量指标。

（2）混合料公路面层水泥混凝土的配合比设计应满足28d 弯拉强度、工作性、耐久性要求，兼顾经济性。

混合料的技术要求。

（3）施工与质量控制水泥混凝土路面的施工过程主要包括混凝土拌和物搅拌与运输、混凝土面层铺筑和面层接缝施工、抗滑构造施工与养生等环节。

各施工环节技术要求、铺筑质量检查项目。

5.基层和底基层材料与施工（P14-P16）（1）无机结合料稳定类基层和底基层①分类：根据结合料类型分为水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰稳定类和水泥粉煤灰稳定类。

剂量。

②原材料要求：包括结合料、集料和土，结合料有水泥、石灰和粉煤灰。

各种材料技术要求。

③混合料组成设计：采用7d 龄期无侧限抗压强度作为控制指标。

设计内容及试验项目。

④施工：无机结合料稳定类材料的施工工序主要包括拌和、摊铺、碾压和养生。

各工序技术要求、质量控制与检验指标。

（2）粒料类基层和底基层①分类：常见类型有级配碎石、未筛分碎石、级配砾石、天然砂砾和填隙碎石等。

②原材料要求：级配碎石或砾石、未筛分碎石、天然砂砾的粗集料和细集料。

③混合料组成设计：级配碎石应满足CBR 强度要求。

试验项目。

应选择CBR 强度最高的级配作为工程使用的目标级配。

④施工：级配碎石、级配砾石基层或底基层的施工工序主要包括拌和、摊铺、碾压。

未筛分碎石、天然砂砾、填隙碎石基层或底基层的施工工序主要是摊铺和碾压。

拌和要均匀，摊铺应平整，碾压要密实。

施工质量检查项目：压实度、弯沉值、颗粒组成。

填隙碎石基层或底基层碾压后应检测固体体积率和弯沉值。