長安大學(xué)道鐵考博復(fù)習(xí)要點3

1、新版本： 1公路縱斷面優(yōu)化常見方法的基本思路。2近 5 年來我國公路幾何設(shè)計研究方向取得的進展。 3 凈現(xiàn)值（） 內(nèi)部收益率 投資回收期。 4試述瀝青混合料耐久性評價及影響因素。如何改善瀝青混合 料耐久性5. 試述路基強度參數(shù) EO、K概念及其區(qū)別，E0和的影響因素 6何為、微表處、。論述各自的功能及用途。7. 試述公路線形連續(xù)性的內(nèi)涵及其評價方法。8. 公路設(shè)計目標(biāo)及其之間的相互關(guān)系。3. 凈現(xiàn)值（） 內(nèi)部收益率 投資回收期。 是英文的縮寫，通常直譯為“建設(shè)經(jīng)營轉(zhuǎn)讓”。實質(zhì)上是基礎(chǔ)設(shè)施投資、建設(shè)和經(jīng)營的一種方式，以政府和私 人機構(gòu)之間達成協(xié)議為前提，由政府向私人機構(gòu)頒布特許， 允許其在一定時

2、期內(nèi)籌集資金建設(shè)某一基礎(chǔ)設(shè)施并管理和經(jīng) 營該設(shè)施及其相應(yīng)的產(chǎn)品與服務(wù)。政府對該機構(gòu)提供的公共 產(chǎn)品或服務(wù)的數(shù)量和價格可以有所限制，但保證私人資本具 有獲取利潤的機會。整個過程中的風(fēng)險由政府和私人機構(gòu)分 擔(dān)。當(dāng)特許期限結(jié)束時，私人機構(gòu)按約定將該設(shè)施移交給政 府部門，轉(zhuǎn)由政府指定部門經(jīng)營和管理。凈現(xiàn)值（）： 指一個項目在整個壽命期內(nèi)的總收入的現(xiàn)值與 總支出的現(xiàn)值之差。內(nèi)部收益率（）： ，就是資金流入現(xiàn)值總額與資金流出現(xiàn)值 總額相等、凈現(xiàn)值等于零時的折現(xiàn)率。投資回收期： 又稱返本期， 它是指一個工程項目以其每年的凈收 益抵償其全部投資（包括基建投資及流動資金）所需時間。4. 試述瀝青混合料耐久性評價

3、及影響因素。 如何改善瀝青混合料 耐久性。瀝青混合料的耐久性包括抗疲勞性能、 水穩(wěn)性能、抗老化性能等。 我國目前規(guī)范對瀝青混合料的耐久性評價采用三個指標(biāo)：空隙 率、飽和度、殘留穩(wěn)定度。整體來看瀝青混合料的耐久性與其空 隙率的關(guān)系密切?？障堵市〉臑r青混合料的各項性能都比較優(yōu)良， 空隙率小混合料 受陽光、空氣等環(huán)境因素的影響就比較少，老化不嚴重?？障堵?小，水分不容易滲入到瀝青混合料內(nèi)部，且以水膜的形式存在， 混合料的抗水損害能力提高。 瀝青混合料的抗疲勞特性與其內(nèi)部 瀝青含量、瀝青體積率關(guān)系密切，瀝青用量不足，瀝青膜變薄瀝 青混合料的延伸能力降低， 脆性增加， 在反復(fù)的荷載作用下容易 造成破壞。

4、改善瀝青混合料的耐久性需要提高其疲勞性能、 水穩(wěn)性能、 抗老 化性能，由上可知， 要提高以上性能需要降低瀝青混合料的空隙 率，盡量采用密實型瀝青混合料。 同時在合理范圍內(nèi)盡量提高瀝 青用量。常采用添加外摻劑來改善瀝青同集料的粘附性。5. 試述路基強度參數(shù) EO、K概念及其區(qū)別，E0和的影響因素 土基回彈模量：E0,是指路基材料在荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力與其 相應(yīng)的回彈應(yīng)變的比值， 土基回彈模量表示土基在彈性變形階段 內(nèi)，在垂直荷載作用下，抵抗豎向變形的能力，如果垂直荷載為 定值，土基回彈模量值愈大則產(chǎn)生的垂直位移就愈??； 如果豎向 位移是定值， 回彈模量值愈大， 則土基承受外荷載作用的能力就 愈大

5、，因此，路面設(shè)計中采用回彈模量作為土基抗壓強度的指標(biāo)。 在以彈性理論為基礎(chǔ)的各種計算中使用該參數(shù)。地基反應(yīng)模量 K： 采用溫克勒地基模型描述土基工作狀態(tài)時， 采用K來表征土基的承載能力。 根據(jù)溫克勒假設(shè)，土基頂面一點 的彎沉I，僅同作用與該點的垂直壓力 P成正比，而與其它鄰點 沒有關(guān)系。壓力 P 與彎沉 L 的比值稱為地基反應(yīng)模量 K。 加州承載比： 是美國州提出的一種評定路基與路面材料承載能力 的試驗方法。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表 征，并采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)， 而以它們的相對比值表 示。影響土基回彈模量的因素很多，主要有：土質(zhì)、壓實度、含 水量、試驗方法、加荷方式等

6、。固定土質(zhì)種類的情況下，土基回 彈模量值隨著含水量和密實度的變化而變化， 特別是含水量對回 彈模量的影響最大。有關(guān)資料顯示，保持干密度不變，僅含水量 增加1% （絕對值）可使土基回彈模量降低8%- 18%平均降低11%。如考慮含水量增加常使干密度減小，則含水量增加1%使回彈模量降低的百分率還要大于 11%。浸水時間的長短 , 直接影響值的大小在干燥地區(qū)和南方多雨 地區(qū) ,路基土所受狀態(tài)是不同的。試驗主要是用于評估黏性材料 的潛在強度， 試驗的對象主要是黏性材料， 水浸泡是試驗的基本 條件。壓實度不同將會影響值， 同時還需要對材料的粒徑進行限 制。6. 何為、微表處、。論述各自的功能及用途。()

7、 密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料() 。它與瀝青混凝土的區(qū)別主要是公稱最大粒徑的不同，實際上相當(dāng)于用于基 層的粗粒式或特粗式瀝青混合料，公稱最大粒徑通常大于26. 5,其設(shè)計空隙率為 3%6%,不大于8%,且厚度較厚。 粒徑大于 375 的特粗式瀝青穩(wěn)定碎石混合料也稱大粒徑瀝 青混合料。瀝青穩(wěn)定碎石按照級配類型劃分有25、30、40 等3 種類型 , 路面鋪筑之后具有良好的骨架結(jié)構(gòu) , 且具有防水、 高 溫穩(wěn)定、 低溫抗裂等特性 , 實際上相當(dāng)于用于基層的粗粒式或 特粗粒式瀝青混合料。由于半剛性瀝青混凝土路面普遍存在 路面反射裂縫 , 從而導(dǎo)致路面抗車轍能力不足和耐久性差 , 影 響了瀝青混凝土

8、路面的使用壽命。 為了減少此種病害的發(fā)生 , 在基層與面層之間設(shè)置一層過渡性結(jié)構(gòu)的新思路就應(yīng)運而生 了瀝青穩(wěn)定碎石下面層就屬于此種結(jié)構(gòu)形式。它相當(dāng)于一種 柔性基層的形式 , 具有延緩基層裂縫向中、 上面層反射及提高 路面抗車轍能力的作用。密級配瀝青碎石混合料多用于底面層 和柔性基層。（）：瀝青穩(wěn)定碎石排水基層。 （） 粗集料形成了骨架嵌擠， 其基本上沒有細集料填充，因此空隙率很大，一般大于18%，具有非常好的透水效果，但由于沒有細集料填充空隙率過大 其模量較低而且耐久性較差。用于排水柔性基層。瀝青穩(wěn)定 碎石排水基層屬于內(nèi)部排水層。不僅具有排除瀝青面層滲透 的水份作用 , 同時還有減緩半剛性基層

9、反射裂縫向上發(fā)展的 作用。適用于半剛性基層的高等級路面結(jié)構(gòu)設(shè)計 , 它的應(yīng)用將 對我國高等級路面的發(fā)展起到重要作用。微表處： 微表處是一種由聚合物改性乳化瀝青， 采用適當(dāng)級配的 石屑或砂等集料，填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等） ，水和 外加劑按合理配比拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混凝土， 并將其均 與攤鋪到原路面上，達到迅速開放交通要求的瀝青封層結(jié)構(gòu)。 微表處主要用于高速公路及一級公路的預(yù)防性養(yǎng)護以及填補輕 度車轍， 也適用于新建公路的抗滑磨耗層。 微表處必須使用專門 的攤鋪機進行攤鋪。單層微表處適用于舊路面車轍深度不大于 15的情況；超過15的必須分兩層鋪筑，或先用 V字形車轍攤鋪 箱攤鋪；當(dāng)

10、深度大于 40 時不適宜微表處處理。：開級配瀝青磨耗層 （） 是一種采用開級配礦料設(shè)計思想 , 具有大 空隙率特點的新型瀝青混凝土路面 , 擁有排水好、防滑、降噪等 優(yōu)點。具有較大的空隙率（一般在1722%之間），能顯著降低路面表面積水引起的水霧、 濺水及眩光， 提高路面的行車安全性 能，同時又可以降低行車噪音。 由于這種路面結(jié)構(gòu)為多空隙的嵌 擠型骨架結(jié)構(gòu)， 提高了路面抵抗車轍變形的能力。 用于路面結(jié)構(gòu) 面層上面層。由于的結(jié)構(gòu)特點， 其空隙特別大， 如果進入空隙的灰塵不能被汽 車高速行駛的負壓吸走， 灰塵不斷填充孔隙、 被汽車壓實而堵塞， 則其功效將迅速降低， 一旦堵塞將很難清除。 所以適用于

11、多雨地 區(qū)的高速公路。另外由于孔隙大，一旦進入水而發(fā)生冰凍，也將 影響其耐久性。 通常采用 19 或 13 兩種類型， 當(dāng)特別需要降低噪 聲時，宜采用公稱最大粒徑較小的級配。郝老師版1. 瀝青路面因基層不同而分為哪些類型，試分析各種路面的特 點和適用條件2. 分析論述現(xiàn)代水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計方法3. 試述路面狀況評價指標(biāo)，主要檢測方法4. 試述公路路基彎沉驗收標(biāo)準(zhǔn)，影響因素、存在問題及改進方 法5. 公路縱斷面優(yōu)化的常見方法6. 試述公路建設(shè)費用組成，我國目前高速公路建設(shè)造價存在的 問題及改進建議7. 公路設(shè)計目標(biāo)及其之間的相互關(guān)系8. 、的定義9. 現(xiàn)代水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)， 組合設(shè)計方

12、法。 你認為合理的路 面結(jié)構(gòu)？水泥混凝土路面破壞類型和維修措施10. 從材料選擇， 配合比設(shè)計及施工技術(shù)方面進行闡述道路水泥 混凝土路面如何適應(yīng)現(xiàn)代交通要求1. 瀝青路面因基層不同而分為哪些類型，試分析各種路面的特 點和適用條件 分為半剛性基層路面、柔性基層路面、剛性基層路面、組合式和 倒裝式結(jié)構(gòu)。半剛性基層路面： 具有足夠的的強度和穩(wěn)定性、 較小的收縮變形 和抗沖刷性能，使用當(dāng)?shù)亟ú?，造價低。水泥穩(wěn)定集料累、石灰 粉煤灰穩(wěn)定集料適用于各級公路的基層、底基層。冰凍地區(qū)、多 雨潮濕地區(qū)， 石灰粉煤灰穩(wěn)定集料宜用于高速公路、 一級公路的 下基層或底基層。 石灰穩(wěn)定宜用于各級公路的底基層以及三、 四

13、 級公路的基層。柔性基層：具有較好的抗變形能力和裂縫自愈能力，柔韌性好， 具有良好的抗水損害能力和抗裂能力。 柔性基層、 底基層可用于 各級公路。 熱拌瀝青碎石宜用于中等交通及以上的公路基層、 底 基層。貫入式瀝青碎石宜用于中、重交通的公路基層、底基層。 級配碎石可用于各級公路的基層、 底基層。填隙碎石可適用與三、 四級公路的基層和各級公路的底基層。剛性基層：強度高，穩(wěn)定性好，抗水損害和抗沖刷性能好。適用 于重交通、特重交通及運煤、礦石、建筑材料的公路。組合式：比起半剛性基層路面，具有更好的抗裂能力；比起柔性 基層，有更好的熱穩(wěn)定性。適用于各種交通條件。倒裝式結(jié)構(gòu)：且具有承載力高、造價低廉、養(yǎng)

14、護成本低以及有效 的防治瀝青路面的早期損壞的特點， 適用于各種交通條件， 特別 是用于高溫多雨地區(qū)能顯示其有點。2. 分析論述現(xiàn)代水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計方法3. 試述路面狀況評價指標(biāo)，主要檢測方法 路面的使用性能包括功能性能和結(jié)構(gòu)性能兩個方面。功能性能：行駛舒適性、行車安全性、運行經(jīng)濟性以及對環(huán)境的 不良影響等；結(jié)構(gòu)性能：路面損壞狀況、結(jié)構(gòu)承載能力。通常的路面評價方法（評價指標(biāo)）都是根據(jù)上述幾個方面進行設(shè) 計。評價指標(biāo)分為綜合性指標(biāo)和單一性指標(biāo)兩大類：綜合性指標(biāo)是對路面使用性能的綜合測度，優(yōu)點是能反映路面總 體狀況，指標(biāo)單一，便于比較；缺點是不能確切反映使用性能的 局部特征，不便于診斷原委

15、和制定具有針對性的對策。單一性指標(biāo)是對路面使用性能諸多局部特征的具體測度，它可以采用多項指標(biāo)明確地表征路面使用性能各組分的詳細情況。公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn) 在路面使用性能評價中采用了綜合指 標(biāo)和單一指標(biāo)相結(jié)合的方法，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對不同類型的路面，采 用了不同的分項技術(shù)指標(biāo)。其中，瀝青路面采用了路面損壞、道 路平整度、路面車轍、抗滑性能和結(jié)構(gòu)強度五項技術(shù)指標(biāo)；水泥 混凝土路面采用了路面損壞、道路平整度和抗滑性能三項技術(shù)指 標(biāo)；砂石路面只采用了路面損壞一項技術(shù)指標(biāo)。所有指標(biāo)通過路面使用性能指數(shù)（）反映路面的整體使用性能：路面損壞（）的權(quán)重；道路平整度（行駛質(zhì)量，）的權(quán)重;路面車轍（）的權(quán)重；路面抗滑性

16、能（）的權(quán)重。權(quán)重與公路等級和路面類型有關(guān)。路面損壞包括裂縫、坑槽、沉陷和松散等各種表面破壞和損傷。路面表面各種類型的損壞通過其對路面使用性能的影響程度加 權(quán)累積計算換算損壞面積， 換算損壞面積與調(diào)查面積之比 （路面 破損率），可直接用來衡量路面的損壞狀態(tài)，也可通過路面損壞 狀況指數(shù)（）來評價路面表面的技術(shù)狀況。路面損壞狀況評價（）路面破損率（），為各種損壞的折合損壞面積之和與路面調(diào)查面積之百分比（%；第i類路面損壞的面積（m2 ；A調(diào)查的路面面積（m2。測定方法：1高速攝影車或其他高效測試設(shè)備測試，人工檢測（目測或用量尺測）路面行駛質(zhì)量評價（），車輛行駛的舒適性能，可通過道路平整 度指標(biāo)評價

17、，在研究路面管理系統(tǒng)時，研究人員建立了道路平整 度與行駛舒適性的關(guān)系，提出了行駛質(zhì)量指數(shù)（）模型。耳-國際道路平整度指數(shù)（）；a0 高速和一級0.026，其他公路0.0185 ；al 高速和一級0.65，其他公路0.58。公路的用戶對不同等級的公路有不同的行駛舒適性要求和期 望。根據(jù)公路實驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)分別為高速公路（一級公路） 和普通公路確定了不同的模型參數(shù)。在高速公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評 方法中，4.0和6.0分別被定義為優(yōu)和良。隨著我國公路管 理技術(shù)的不斷進步和公路養(yǎng)護技術(shù)能力的逐漸提高,標(biāo)準(zhǔn)將優(yōu)和良對應(yīng)的道路平整度分別提高到2.3和3.5 （高速一級公路）和3.0和4.5 （普通公路）。路

18、面平整度的檢測方法有：3米直尺法，連續(xù)式平整度儀， 車載式顛簸累積儀測定路面車轍評價（）,為了應(yīng)對高速公路及一級公路不斷出現(xiàn)的路 面車轍問題，公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)將路面車轍列為獨立的 檢測指標(biāo)，路面車轍用路面車轍深度指數(shù)（）評價。與此同時， 在計算高速公路和一級公路瀝青路面指標(biāo)時，路面車轍損壞不再重復(fù)計算。路面車轍深度（，）；路面車轍深度參數(shù)，采用20 ;路面車轍深度限值，采用35。a0=2.0, a仁 4.0測定方法：路面橫斷面儀法，路況自動測定車，橫斷面尺法路面抗滑性能評價（），路面抗滑性能用路面抗滑性能指數(shù)（） 評價。橫向力系數(shù)（）;標(biāo)定參數(shù)，采用35.0。常規(guī)測定方法：手式鋪砂法測定路

19、面構(gòu)造深度試驗方法， 電動鋪砂儀測定路面構(gòu)造深度試驗方法，激光構(gòu)造深度儀測定瀝 青路面構(gòu)造深度試驗方法， 擺式儀測定路面抗滑值試驗方法，磨擦系數(shù)測定車測定路面橫向力系數(shù)試驗方法。路面結(jié)構(gòu)強度評價（）面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)（）評價。路面結(jié)構(gòu)強度通過路面回彈彎沉用路測定方法：貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉試驗方，自動彎沉儀測定路面彎沉試驗方法，落錘式彎沉儀測定路面彎沉試驗 方法4. 試述公路路基彎沉驗收標(biāo)準(zhǔn)，影響因素、存在問題及改進方法路基彎沉驗收標(biāo)準(zhǔn)的確定：公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（ 071 98）規(guī)定在路基施工完成 后對路基頂面進行彎沉值檢測，并要求其彎沉值“不大于設(shè)計計 算值”。路面設(shè)計文件中只有路基

20、回彈模量 呂的求,而無路基頂面 回彈彎沉值I。的設(shè)計計算值，因此在實際檢測時都是根據(jù)土基回12 / 29彈模量來確定回彈標(biāo)準(zhǔn)，確定公式有經(jīng)驗公式和理論公式兩種。1) 經(jīng)驗公式：公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范( 0342000)附錄A提供了根據(jù) 土基的回彈模量計算路基頂面回彈彎沉值的回歸方程如式： n tb F TF k a9VU= 9 308 E o a93B式中 E的單位為0S的單位為0 01。2) 理論公式：按照路面力學(xué)，一般將路基視為彈性半空間體根據(jù)圓形均布荷載 作用下半無限勻質(zhì)彈性體豎向位移變形理論，可導(dǎo)出路基回彈彎沉值與土基回彈模量的關(guān)系式：h =皆f靑丿口(2)式屮p 肉布荷載的集度(財

21、Pa)5 雙圓面積半徑(rrn)U 泊松比a理論位移系數(shù)，當(dāng)沖均勻體時，収a 712將標(biāo)準(zhǔn)軸城計一算參數(shù)p = 0, 70陽 5 =10. 65 em,并収4二0. 35代入 2)式計算，得/o = 9 315£o'(3)影響因素：(1) 測定季節(jié)對彎沉的影響:路面在一年內(nèi)隨著季節(jié)的變化，在不 同時期具有不同的承載力，也就是說有不同的彎沉值。許多研究、 實測資料表明，在春融時，彎沉值最大即路基承載力最低，這種情 況在北方季節(jié)性冰凍地區(qū)，路基填土為粉性土等凍敏性土特別嚴 重。(2) 加鋪面層對原有路面及路基彎沉的影響:在原有砂石路面或13 / 29路基上加鋪瀝青面層以后 , 路

22、基和基層中的水分蒸發(fā)比較困難 , 致使路基濕度增加 , 承載力降低 , 彎沉值增大。(3) 溫度對彎沉的影響 : 溫度對彎沉的影響較明顯 ,特別是瀝青路 面面層,溫度升高 ,彎沉值增大。(4) 測定用軸載對彎沉的影響 : 路表某一點處的彎沉值大小 ,與測 定用軸載 (輪重、輪壓、輪跡圓直徑 )有關(guān), 軸載大測的彎測值也 大。(5) 路面結(jié)構(gòu)對彎沉的影響 : 彎沉值大小同路面類型、結(jié)構(gòu)組合、 厚度、路基土類型和狀態(tài)有關(guān)。(6) 測定用彎沉儀的影響 : 回彈彎沉測定的正確與否 ,與彎沉儀的 支架距離有明顯的聯(lián)系 , 彎沉儀的選取要根據(jù)實際情況具體來定 , 靈活運用。(7) 測定時準(zhǔn)備工作的影響 :

23、準(zhǔn)備工作一定要一絲不茍 ,力求準(zhǔn)確 , 像標(biāo)準(zhǔn)車的車況及剎車性能、 輪胎內(nèi)胎氣壓力、 車槽內(nèi)要裝載不 宜缺失的貨物 ; 測定輪胎接地面積一定要準(zhǔn)確 ; 檢查彎沉百分表 測量的靈敏情況 , 溫度測定及修正 ; 收集設(shè)計參數(shù)等一些情況在 規(guī)范中都有詳細的介紹。(8) 土的各種性質(zhì) , 如粒徑、含水量、粘結(jié)力等 , 均可引起彎沉值 的改變 , 但這些因素在目前所有的公式中均未能體現(xiàn)。 存在問題及改進方法1)經(jīng)驗公式大多具有一定的局限性 ，在情況復(fù)雜、地域廣大的 情況下 , 往往可用幾個公式或幾個系數(shù)來解決。理論公式是采用彈塑性體理論中半空間體在邊界上受法向分布力作用下豎向位移與彈性模量之間的關(guān)系推導(dǎo)

24、出的。加載方式為單獨一側(cè)輪壓作用,且還未考慮地域、土質(zhì)、含水量等因素的影響。由于實際路 基的材料性質(zhì)與荷載作用方式與理論假設(shè)不完全相同,導(dǎo)致路基回彈彎沉理論值與經(jīng)驗值之間存在一定的誤差。但理論公式和經(jīng)驗公式的表達形式是一致的，只是系數(shù)和指數(shù)有微小差別。2）彎沉測定應(yīng)該是在路基處于最不利季節(jié)時進行 ，但路基由于 施工時間的限制，當(dāng)路基頂面的彎沉在非不利季節(jié)測定時 ，應(yīng)根 據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗考慮溫度影響系數(shù)和季節(jié)影響系數(shù)的修正。3）公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（ 059 95）規(guī)定，用貝克曼梁 測定路基回彈彎沉值時，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)軸載汽車測定。問題在于目 前很難找到符合標(biāo)準(zhǔn)軸載的汽車。如果能采用非標(biāo)準(zhǔn)軸載的汽車測

25、定路基回彈彎沉值，然后再將其換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載下的彎沉值，將會給路基彎沉值檢測帶來很大方便，換算公式如下：5公路縱斷面優(yōu)化設(shè)計尋求縱斷面設(shè)計線的最優(yōu)位置， 即縱斷面優(yōu)化，在整個路線 設(shè)計中是一個獨立而十分復(fù)雜的問題，正確選擇縱斷面優(yōu)化方 法，是縱斷面設(shè)計自動化得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。最優(yōu)化的道路縱斷面設(shè)計就是合理確定變坡點的里程、標(biāo)高（或縱坡發(fā)路滋從斷面自動生成及優(yōu)化算法的月開究度）和豎曲線半徑，使縱斷面上各項技術(shù)指標(biāo)不僅符合規(guī)范要求、滿足某些15 / 29標(biāo)高控制約束，而且使工程量與工程費用 ( 如建筑費用和交通運 營費用 ) 減少到最低程度。能滿足這些條件的一條縱斷面線形就 是在特定條件下的最優(yōu)解?？v

26、斷面優(yōu)化歸納起來有兩方面 : 首先是完善現(xiàn)有的縱斷面優(yōu) 化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)算法， 使其自動化程度更高、 適應(yīng)性更 強，盡早為生產(chǎn)設(shè)計使用 ; 其次是尋找新的模型和算法，以解決 目前一些優(yōu)化算法和模型本身所固有的缺陷。縱斷面優(yōu)化設(shè)計的最重要的三個方面是 :(l) 初始縱斷面的 產(chǎn)生 ;(2) 目標(biāo)函數(shù)的確定 ;(3) 約束的找出。目前，國內(nèi)外常用的縱斷面優(yōu)化方法有動態(tài)規(guī)劃法、 降維法、 隨機搜索法、坐標(biāo)輪換法、解析法等。動態(tài)規(guī)劃 是把問題分成若干個互相聯(lián)系的階段， 利用一種遞 推關(guān)系式一個接一個地依次作出最優(yōu)決策， 達到使整個過程取得 最優(yōu)的結(jié)果，由于這類問題中，時間 t 是個很重要的因素，

27、是在 各個時間中采取最優(yōu)決策的方法，因此稱為動態(tài)規(guī)劃。該方法對目標(biāo)函數(shù)的解析性無太多苛求， 在應(yīng)用上也是有效 的。但由于目標(biāo)函數(shù)的計算次數(shù)同節(jié)點個數(shù)呈平方關(guān)系， 要使優(yōu) 化范圍較大或精度較高， 就必須擴大網(wǎng)格范圍或加密結(jié)點。 而且 為了滿足無后效性的要求，就必須在每個階段上增加狀態(tài)變量， 把本階段的狀態(tài)和下階段的狀態(tài)結(jié)合起來，作為新的狀態(tài)變量。 這不僅增加了運算次數(shù)， 并且使每一階段所需的內(nèi)存量按平方階 數(shù)增長，致使計算耗費機時過長。此外，受到無后效性的限制， 狀態(tài)變量不能包含對豎曲線半徑的優(yōu)化。降維法 根據(jù)優(yōu)化變量的多少又分為一維和二維搜索法， 一維 搜索法采用變坡點高程作為變量， 二維搜索

28、法以變坡點里程和高 程作為變量，在約束條件的限制下，將所有變量由主到次，一個 一個地來改變尋優(yōu)， 以逐漸趨近于優(yōu)化方案。 其主要計算方法有 黃金分割法和復(fù)合形法。該法是國內(nèi)應(yīng)用最早的一種，簡單、有 效。但由于縱斷面優(yōu)化設(shè)計中各變量間的交互影響比較大， 因此 無法肯定該算法一定收斂。而且，同動態(tài)規(guī)劃法一樣，它也存在 計算量大的缺點。隨機搜索法 最早應(yīng)用于西德， 該方法把縱斷面設(shè)計線看成滿 足各種基本約束條件并經(jīng)一系列次級約束條件檢驗合格的一組 拋物線 （ 包括直線 ） ，每路段用一次、 二次、或三次的多項式表示 ; 每兩段間的銜接點必須滿足連續(xù)要求，即具有相同的高程和坡 率，每兩銜接點處可得到兩

29、個連續(xù)性條件方程 ; 所有線段需滿足 約束條件的要求，按一定的變量計算一次目標(biāo)函數(shù); 采用隨機法將銜接點在限定的變化區(qū)間內(nèi)不斷產(chǎn)生新的隨機值， 根據(jù)選定的 產(chǎn)生次數(shù)，例如和次，便可組合成 c1* 個縱斷面線方案，再經(jīng)過 次級約束的檢驗后， 在所有方案中挑選出最佳方案， 即為最優(yōu)解。 該方法的實質(zhì)是利用計算機的快速計算功能， 迅速產(chǎn)生多個設(shè)計 方案，然后再由計算機進行多方案選優(yōu)。這種方法不能保證最后的優(yōu)化結(jié)果就是最優(yōu)結(jié)果， 且無從考證優(yōu)化結(jié)果與最優(yōu)解的差距坐標(biāo)輪換法 將構(gòu)成縱斷面的 n 個變坡點看成是 n 維空間的相 互獨立的 n 個坐標(biāo)，對某一變坡點進行優(yōu)化時， 固定其它所有變 坡點，依次輪換

30、，反復(fù)進行，直到目標(biāo)函數(shù)滿足結(jié)束條件為止。 該法對任一變坡點的任何一步探索，都要進行各種約束的檢驗， 用以確保優(yōu)化結(jié)果符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和控制點的要求; 對各變坡點輪流尋優(yōu)，計算目標(biāo)函數(shù)。因任一變坡點的最優(yōu)值都是對其它變坡點相對固定而言的， 而對其它變坡點的優(yōu)化， 又必然破壞了該點的最優(yōu)性， 致使每一 變坡點都不是最優(yōu)點。也就很難保證優(yōu)化結(jié)果的最優(yōu)性。解析法 的一個明顯特點是收斂速度快， 對各種約束條件也能 較好的處理， 但解析法要求目標(biāo)函數(shù)必須是連續(xù)可導(dǎo)的， 才能利 用導(dǎo)數(shù)關(guān)系求得最優(yōu)解。 事實上， 為縱斷面優(yōu)化建立起來的目標(biāo) 函數(shù)是不連續(xù)的， 這些不連續(xù)點對以梯度來描述目標(biāo)函數(shù)的變化 規(guī)律的影響

31、是應(yīng)用解析法的關(guān)鍵。 這就需要對目標(biāo)函數(shù)在各個不 連續(xù)點處進行特殊的技術(shù)處理。 目前， 應(yīng)用于縱斷面優(yōu)化設(shè)計的 解析法有梯度投影法、 陡降法等。 它們在求解時都不需要計算目 標(biāo)函數(shù)值， 但要計算目標(biāo)函數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù)。 由于道路縱斷面設(shè) 計工程種類很多， 情況復(fù)雜， 很難用解析式來表達它與設(shè)計變量 （即變坡點設(shè)計標(biāo)高 ）的關(guān)系， 使得偏導(dǎo)數(shù)難以計算， 從而給優(yōu)化 設(shè)計帶來困難。如前所述， 縱斷面優(yōu)化設(shè)計作為縱斷面設(shè)計的前期工作， 要 求其在計算速度上不僅要有大幅度的提高， 也希望優(yōu)化方法不僅 能對變坡點位置進行優(yōu)化， 同時也能對豎曲線半徑進行優(yōu)化， 而 且優(yōu)化方法不應(yīng)對目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造有太大的限制

32、， 借以降低建模 的難度。B 樣條函數(shù) 用于道路縱斷面優(yōu)化設(shè)計，是采用不等距 B 樣條 替代傳統(tǒng)意義上的習(xí)用縱斷面線， 使縱斷面線的表達和使用簡明 方便，而且大大縮減優(yōu)化設(shè)計中待定變量個數(shù)并簡化了約束處 理。在約束處理和優(yōu)化過程中并不直接借助于通常帶約束的優(yōu)化 方法，而是充分利用 B 樣條基的局部支撐的特點， 對人工進行縱 斷面優(yōu)化處理的方法作出計算機模擬， 并有機的將這種模擬結(jié)合 到約束處理和優(yōu)化過程中， 從而大大加快優(yōu)化收斂速度， 快速有 效的實現(xiàn)縱斷面優(yōu)化設(shè)計。由于 B 樣條函數(shù)對習(xí)用縱斷面線進行了替代， 使得優(yōu)化結(jié)果 的表達與習(xí)慣上的設(shè)計結(jié)果不同， 缺少了變坡點里程、 標(biāo)高和豎 曲線三

33、要素的具體表達， 為與設(shè)計習(xí)慣一致， 優(yōu)化結(jié)束后應(yīng)重新 將其轉(zhuǎn)換為習(xí)用縱斷面線的表達形式。 為了擴大 B 樣條節(jié)點的搜 索范圍，引入遺傳算法與B樣條結(jié)合進行聯(lián)合優(yōu)化，可進一步加 強目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化程度。遺傳算法 是近年來發(fā)展起來的基于進化論原理的一種廣為 應(yīng)用的高效的隨機化搜索算法， 其主要特點是群體搜索策略和群 體中個體之間的信息交換， 搜索不依賴于梯度信息。 遺傳算法從 任一初始化的群體出發(fā)，通過隨機選擇 ( 使群體中優(yōu)秀的個體有更多生存機會 ）、交叉（ 體現(xiàn)了自然界中群體內(nèi)個體之間的信息交 換）和變異 （在群體中引入新的變種，確保群體中信息的多樣性）等遺傳操作， 使群體一代一代地進化到搜索

34、空間中越來越好的區(qū) 域，直至抵達最優(yōu)解點。6. 試述公路建設(shè)費用組成，我國目前高速公路建設(shè)造價存在的 問題及改進建議公路建設(shè)費用組成1: 直接費1: 人工費2: 材料費3: 施工機械使用費2: 其他直接費1: 冬季施工增加費2: 雨季施工增加費3: 夜間施工增加費4: 高原地區(qū)施工增加費5: 行車干擾工程增加費6: 沿海地區(qū)施工增加費7: 施工輔助費3: 現(xiàn)場經(jīng)費1: 臨時設(shè)施費2: 現(xiàn)場管理費4: 間接費1: 企業(yè)管理費2: 財務(wù)費用5: 施工技術(shù)裝備費6: 利潤7: 稅金8: 公路交工前養(yǎng)護費9: 綠化工程費10: 設(shè)備,工具,器具及家具購置費11: 其他費用1) : 土地, 青苗等補償費

35、和安置補助費2) : 建設(shè)單位管理費3) : 研究試驗費4) : 勘察設(shè)計費5) : 施工機械遷移費6): 供電貼費7) : 大型專用機械設(shè)備購置費8) : 固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅9) : 建設(shè)期貸款利息12: 預(yù)備費用1) : 工程造價增漲預(yù)備費2): 預(yù)備費存在問題：高速公路建設(shè)造價控制是一項系統(tǒng)工程，造價控制涉及到方 方面面，有設(shè)計，招標(biāo)，施工，管理，落實問題，有的又互相交 織在一起，互相影響。1）對工程項目造價全過程管理不明確 公路建設(shè)項日造價是建設(shè)項日從籌建到竣工驗收交付使用 所需的全部建設(shè)費用，這其中涉及的估算、概算、預(yù)算和決算， 是一種由粗到細，前者控制后者，后者修正前者的相互制

36、約，相 互影響，緊密相連的關(guān)系。2）前期工作準(zhǔn)備不足 由于近幾年公路建設(shè)處于大發(fā)展時期，沒有足夠的項日儲 備，導(dǎo)致可行性研究不夠深入，項日的可行性建議結(jié)論不夠科3）招標(biāo)工作重視程度不夠在工程招標(biāo)過程中最大的問題是對工程量清單重視不夠。 在 招標(biāo)文件的市查中， 對工程量清單沒有進行市查， 導(dǎo)致工程量清 單中的問題很多。4）施工階段工程管理不善在工程施工過程中， 由于監(jiān)理服務(wù)水平普遍偏低， 業(yè)主方管 理不夠規(guī)范，造成在工程計量、 變更、索賠等方面存在很大漏洞， 如高估胃計、重復(fù)計量、不合理的變更、新增單價水平偏高等， 都導(dǎo)致了工程造價的攀升。5）工程造價管理體制落后日前，我國傳統(tǒng)的工程造價管理體制

37、已不能適應(yīng)市場經(jīng)濟的 發(fā)展，暴露出較多的問題，日前采用的還是傳統(tǒng)的以定額為基礎(chǔ) 的方法，導(dǎo)致概算往往不能反映各個地區(qū)工程的實際情況，概算的不準(zhǔn)確性進一步造成造價控制的難以把握。措施：1）強化規(guī)劃設(shè)計是控制好投資成本的首要環(huán)節(jié)規(guī)劃設(shè)計是為項日建設(shè)的方案確定提供依據(jù)，也是施工建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，把好規(guī)劃設(shè)計這一關(guān)是高速公路建設(shè)的重點。首 先從規(guī)劃角度而談，高速公路的建設(shè)將把這一地區(qū)的人口總量、 經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、物流量及交通現(xiàn)狀及未來經(jīng)濟發(fā)展的速度，特別是車輛流量等重要指標(biāo)等作綜合評估。有的還要把政治、國防等因素考慮進去。這此評估為科學(xué)地做出決策提供依據(jù)。在勘測設(shè)計上的不足或設(shè)計上的過剩是造成投資過大的

38、另一 個因素。2）總結(jié)技術(shù)及管理經(jīng)驗，應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新設(shè)備、新工 藝，是降低建設(shè)成本的重要途徑加強新材料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，以節(jié)約開支 提高建設(shè)進度及質(zhì)量，這些成果為今后的高速公路建設(shè)提供了珍 貴的借鑒資料。3）調(diào)整對施工管理的理念，嚴格履約對施工承包方的管理要嚴格執(zhí)行合同內(nèi)容。建設(shè)施工成本是 高速公路建設(shè)成本的主要構(gòu)成， 這部分成本控制的成效直接關(guān)系 到項目的投資成本。招投標(biāo)為節(jié)約投資開支提供了有力的保證， 通過招投標(biāo)上作形成的合同文件是項目業(yè)主與施工方的履約依 據(jù)，嚴格執(zhí)行合同文件是減少項目投資的重要控制手段。4）積極籌措資金，制定合理的資本結(jié)構(gòu)，降低融資成本我國高速公路

39、建設(shè)的資金來源主要有國家投資、地方籌資、社會融資、利川外資等幾種方式，“貸款修路、收費還貸、流動發(fā)展”是我國許多地方發(fā)展交通的指導(dǎo)方針。9.水泥混凝土路面破壞類型和維修措施水泥混凝土路面損壞模式可分為.裂縫類、變形類、接縫損壞及 表層損壞四類。1.裂縫類裂縫類包括龜裂；縱向裂縫；橫向裂縫；角偶裂縫；交叉裂縫和 反射裂縫。這些裂縫進下步發(fā)展，寬度和深度進一步加大，形成 斷裂。這是水泥掘凝土路面常見的破壞類型之一。1.1龜裂龜裂是指畫呈現(xiàn)碎小的六角形花紋狀裂縫，龜裂裂縫很淺。一般在初凝期間出現(xiàn)?；炷恋母煽s性越大，龜裂就越嚴重。產(chǎn)生 角裂的原因有：混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋，在高溫或 大風(fēng)的天

40、氣里表面水分蒸發(fā)比水泥化泌水過大，模板墊層過于干燥，吸水大?；炷林胁捎昧宋蔬^大或彈性模量較小的骨料。 混凝土配合比不合理，水泥用量過大或砂率過大。1.2縱向裂縫縱向裂縫是沿著路線方向出現(xiàn)的裂縫。 這種裂縫一般是沿板厚全 深度的裂縫。產(chǎn)生縱向裂縫的原因有： 地基和路基不均勻沉陷， 地基或路基壓實度差或碾壓層過厚， 地基或路基發(fā)生橫向的不均 勻固結(jié)形變并繼續(xù)壓實， 導(dǎo)致路面板橫向脫空， 在反復(fù)的行車荷 載作用下，產(chǎn)生縱向裂縫。基層材料不穩(wěn)定，在水和溫度循環(huán) 作用下，產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致各種形式的開裂，縱向裂縫是一種可能 發(fā)生的形式。混凝土板的厚度與強度不足而產(chǎn)生的裂縫。1.3 橫向裂縫橫向裂縫主要

41、是沿混凝土路面板橫向貫穿的裂縫。 裂縫出現(xiàn) 的原因有：凝土澆筑期間晝夜溫差大、養(yǎng)護和切縫不及時。當(dāng) 白天新澆筑的混凝土路面還未達到覆蓋養(yǎng)生的程度， 晝夜溫差使 混凝土板產(chǎn)生翹曲應(yīng)力， 此時如果縮縫尚未切開， 混凝土板的自 由伸縮受到限制， 向上和向下翹曲所產(chǎn)生的反復(fù)拉應(yīng)力便將混凝 上板在縮縫附近拉斷形成橫向斷縫。 混凝土拌制時配合比失控和 設(shè)計強度標(biāo)號不夠。 混凝土面板的橫縫漲縫間距過大。橫縫 漲縫間距過大，單塊混凝土面板的面積相應(yīng)就大；當(dāng)溫度降低， 板塊收縮時， 面板與基層間的摩阻力就可能比混凝土的抗拉強度 大，從而使面板產(chǎn)生橫向裂縫或拉斷裂。1.4 角隅斷裂角隅斷裂主要是指混疑土路面邊角破

42、損或缺角斷裂， 剝落面呈垂 直并貫穿于整個板厚。角隅斷裂產(chǎn)生的原因有：在混凝生板澆搗時， 在模板四角局立漏振耳漾搗不實。 公昆凝七路面的基層強變和穩(wěn)定勝沒有泛 設(shè)計要求在夕嗬載作用下勿哪生大。哪立馬四訴除路面模板，角隅影剮務(wù)。開放如面丈早，強變未退多I 設(shè)計際號。 晝面島差過大，在板角處產(chǎn)全佼大的翹曲 應(yīng)力。1.5 交叉裂縫1.6 反射裂縫2 變形類3 接縫損壞類接緩獺壞類是混凝土接縫及臨近范圍出現(xiàn)的局部破壞。 這也是 水泥混凝比較常見的破壞類型之一。 其包括唧泥和錯臺及拱起和 接縫碎裂。3.1 卿泥和錯臺3.2 拱起與接縫碎裂4 表面類破壞4.1 起皮、剝落4.2 麻面、露骨4.3 松散結(jié)合料不足或失效 裂縫是影響水泥混凝土路面使用質(zhì)量和使用壽命的主要病害, 對裂縫的維修是水泥混凝土