全部習(xí)題答案重慶大學(xué)版路基路面工程課后習(xí)題答案

課后習(xí)題答案（僅供參考）第一章1.1答：（1）該市屬于Ⅳ5區(qū)。（2）路面底至地下水位的高度H=(1.9+0.2)m（假設(shè)學(xué)號(hào)20）（3）查表1.5得黏性土路基的臨界高度H1應(yīng)為1.0-1.1（4）由表1.4，可知路基干濕類型。1.2答：把液限含水率42%，塑性指數(shù)35帶入得：路段屬于潮濕路段。1.3答：（1）面層面層是直接承受行車及自然因素作用的結(jié)構(gòu)層，承受著較大的行車荷載，同時(shí)還受到降雨浸蝕和氣溫變化的影響，因此要求具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力、較好的水溫穩(wěn)定性，且耐磨和抗滑。（2）基層基層主要承受由面層傳來(lái)的車輛荷載，并將荷載擴(kuò)散至下面的墊層和土基中，因此要求其具有足夠的強(qiáng)度和剛度、良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力和水穩(wěn)定性，且要求平整度好，以保證面層良好的工作性能。（3）墊層為保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫狀況變化造成的不良影響，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置墊層。墊層介于土基與基層之間，其功能是改善土基的水、溫狀況，將基層傳下的應(yīng)力擴(kuò)散，阻止路基土擠入基層。（4）路拱為及時(shí)排出雨水，減少雨水對(duì)路面的浸潤(rùn)和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面需做成直線形或拋物線形的路拱。對(duì)于高等級(jí)路面，平整度水穩(wěn)性好，常采用直線型或較小坡度。對(duì)于低等級(jí)路面，一般采用拋物線形且橫坡度較大。1.4答：道路上行駛的汽車軸載與通行次數(shù)可以按照等效原則換算為某一標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量通行次數(shù)，我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范和瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范均選用雙輪組單軸軸載100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。軸載譜各種軸載的作用次數(shù)進(jìn)行等效換算的原則是，同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下達(dá)到相同的損傷程度。通過(guò)室內(nèi)或道路現(xiàn)場(chǎng)的重復(fù)作用試驗(yàn)，可以建立荷載量級(jí)同達(dá)到相同程度損傷的作用次數(shù)之間的關(guān)系。依據(jù)這一關(guān)系，可以推算出不同軸載的作用次數(shù)等效換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量作用次數(shù)的軸載換算系數(shù)公式：式中ηi——i級(jí)軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的換算系數(shù)；Ps——標(biāo)準(zhǔn)軸載重，kN；Ns——標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)；Pi——i級(jí)軸載重，kN；Ni——i級(jí)軸載作用次數(shù)；α——反映軸型（單軸、雙軸或三軸）和輪組輪胎數(shù)（單輪或雙輪）影響的系數(shù)；n——同路面結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的系數(shù)。第二章2.1答：①選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度。②選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。③確定邊坡形狀與坡度。④路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。⑤坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)。⑥附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。2.2答：①路堤沉陷：填料選擇不當(dāng)、壓實(shí)不足、填筑方法不合理、原地面軟弱。②路基邊坡破壞（滑坡）：原地面光滑、坡腳無(wú)支撐、水的浸蝕。③碎落和崩塌：自然因素作用。④路基沿山坡滑動(dòng)：浸水形成滑動(dòng)面，坡腳無(wú)支撐。⑤不良地質(zhì)水文條件造成的路基破壞：自然災(zāi)害。2.3答：在路基某一深度處，當(dāng)車輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小，僅為1/10~1/5時(shí)，該深度范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。強(qiáng)度指標(biāo)：土基回彈模量E、地基反應(yīng)模量K、加州承載比CBR。2.4答：由于浸水路基存在水的壓力，因而需進(jìn)行滲透動(dòng)水壓力的計(jì)算。2.5答：已知，，代入公式得＝＝1.298＞1.25所以邊坡穩(wěn)定代入公式求得滑動(dòng)面傾角＝－53.33＝36.672.6答：（一）用圓弧滑動(dòng)面條分法計(jì)算：（1）根據(jù)相關(guān)規(guī)范：行車荷載換算高度：（2）用4.5H法確定圓心輔助線。將坡腳跟荷載頂面連成一直線，根據(jù)該連線的坡比，利用插入法，查得輔助角為，滑動(dòng)曲線圓心即在MO的延長(zhǎng)線上。（3）繪出不同位置的過(guò)坡腳的滑動(dòng)曲線，分別試算。（4）計(jì)算數(shù)據(jù)表如下圓弧條分法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表土條號(hào)土塊面積/m2土條重Q/mgx/msinαQsinα/mgQcosα/mgQcosαtanψ/mgl總和cl14.7290.62444.070.80672.99953.70117.4480.01745*54.71*54.09=51.6451.641*42=2169213.48258.81641.430.757195.992169.03554.923323.28446.97638.20.698312.091319.980103.968426.84515.32834.380.628323.834400.867130.250527.78533.37630.550.558297.837442.474143.769627.67531.26426.730.489259.563463.539150.613726.77513.98422.90.419215.139466.792151.670824.25465.619.080.349162.377436.368141.785921.15406.0815.250.279113.192389.985126.7141016.29312.76811.430.20965.343305.86699.3821110.5201.67.60.13928.005199.64564.869123.6870.6563.780.0694.88270.48722.903總和：2051.2543718.7391208.292（5）計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)：（6）用同樣的方法可以求得另外一條滑動(dòng)曲線的穩(wěn)定系數(shù)：圓弧條分法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表土條號(hào)土塊面積土條重QxsinαQsinαQcosαQcosαtanψl總和cl17.3140.1639.460.721101.09197.08431.5450.01745*46.45*47.13+0.01745*46.45*29.43=62.0542*38.2+30*23.85=2319.9220.32390.14436.450.666259.930290.94594.534330.69589.24833.450.611360.270466.282151.504438.81745.15230.580.559416.501617.882200.762544.96863.23227.830.509439.111743.203241.481661.641183.4924.540.449530.8501057.753343.685760.531162.1820.710.379439.9321075.692349.513857.021094.7816.890.309337.9801041.308338.341952.89+0.051016.3613.060.239242.619986.980320.6891046.05+2.12921.269.240.169155.592908.026295.0361137.40+4.47796.3055.410.09978.743792.402257.4671229.49+5.58663.8581.590.02919.293663.578215.6091320.94+5.47497.773-2.24-0.041-20.380497.356161.6011412.53+4.15313.201-6.06-0.111-34.692311.274101.139154.19+1.58108.098-9.89-0.181-19.541106.31734.545總和：3307.2989656.0823137.451比較K1與K2,都小于最小穩(wěn)定系數(shù)1.25，因此邊坡穩(wěn)定。（二）簡(jiǎn)化Bishop方法計(jì)算：（1）滑動(dòng)面曲線位于路堤堤身內(nèi)，計(jì)算結(jié)果如下表：簡(jiǎn)化的Bishop方法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表土條號(hào)弧長(zhǎng)土條重W度數(shù)WsinαWtanψF=1.2F=2.0F=2.1Fs=1.2Fs=2.0Fs=2.115.43143.4233.730.61736.69179.430.950.890.88226.48243.52244.8423.76355.2030.80.56395.39130.400.980.920.91230.65245.97247.1433.76489.0228.160.515136.23135.271.000.940.94272.39288.53289.7644.59724.4224.930.456209.52171.651.010.960.96376.09395.34396.7954.59730.9421.110.386219.11177.911.030.990.98386.56402.96404.1864.17686.2117.280.316211.55166.331.031.001.00365.34377.84378.7674.17622.6613.460.246196.09169.921.041.011.01353.34362.67363.3583.76543.179.630.176173.73155.311.031.011.01318.83324.83325.2693.76431.235.810.106139.32156.881.021.011.01289.52292.81293.05103.76304.321.980.03698.81157.671.011.011.00254.16255.16255.23113.76140.93-1.84-0.03445.76157.690.990.990.99205.44204.69204.63121.257.68-4.3-0.0792.4952.430.980.980.9856.2955.8055.77合計(jì)1669.2323335.0893450.103458.762故滑動(dòng)面的穩(wěn)定系數(shù)為2.1，大于1.35，故邊坡穩(wěn)定。（2）滑動(dòng)面曲線位于坡腳外側(cè)，計(jì)算結(jié)果如下表：簡(jiǎn)化的Bishop方法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表土條號(hào)弧長(zhǎng)土條重W度數(shù)WsinαWtanψFs=1.2Fs=1.54Fs=1.58Fs=1.2Fs=1.54Fs=1.5813.9083.3354.3367.69515.7995.490.800.750.75138.56147.48148.3323.90305.6650.114234.54463.69105.010.850.810.80198.70208.92211.1233.90454.6646.063327.401102.5113.630.890.850.84243.16254.31256.7045.01705.7941.462467.318171.86157.780.930.890.89354.96369.21372.2455.01753.0236.396446.812196.95169.480.970.930.93379.48392.54395.3064.46752.0631.653394.665208.01159.310.990.960.96369.79380.68382.9674.46735.3627.13335.335212.64166.561.010.990.98374.17383.52385.4783.90705.7922.795273.447211.41150.971.031.011.00352.92360.29361.8193.90646.2718.583205.948199.04155.221.031.021.01342.56348.37349.58101.11577.5915.89158.138180.50145.01.041.021.02217.68220.84221.49115.01579.8210.447105.138185.27147.901.031.021.02379.97383.62384.37126.68435.293.654227.743141.15200.111.021.011.01414.99416.40416.69133.90127.75-1.677-3.73841.49116.920.990.990.99206.91206.58206.51143.90112.525-5.315-10.42436.40116.470.970.980.98205.50204.44204.23153.9080.15-9.257-12.89325.70115.450.940.950.95198.56196.75196.38163.9029.75-13.24-6.8159.41113.860.910.920.93185.23182.74182.24172.79354.213.85784.830111.7481.121.041.021.02217.53220.29220.85總計(jì)3095.1434780.654876.974896.28故滑動(dòng)面的穩(wěn)定系數(shù)為1.58，大于1.35，故邊坡穩(wěn)定。（3）滑動(dòng)面曲線通過(guò)坡腳時(shí)，計(jì)算結(jié)果如下表簡(jiǎn)化的Bishop方法驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表土條號(hào)弧長(zhǎng)土條重W度數(shù)WsinαWtanψFs=1.2Fs=1.50Fs=1.54Fs=1.2Fs=1.50Fs=1.5410.0890.6253.66172.99917.45108.930.810.770.76155.89164.76165.7420.07258.8249.224195.99254.92105.050.860.820.81186.42195.77196.8030.1446.9844.285312.091103.97164.500.900.870.86296.67309.60311.0140.09515.3338.932323.834130.25160.870.950.910.91307.08318.51319.7550.08533.3833.945297.837143.77152.500.980.950.95302.07311.68312.7260.08531.2629.247259.563150.61160.391.000.980.98309.52317.89318.7870.08513.9824.744215.139151.67166.951.021.001.00311.91318.98319.7480.07465.6020.411162.377141.78150.751.031.011.01283.56288.85289.4190.07406.0816.185113.192126.71154.471.041.021.02271.46275.47275.90100.07312.7712.05965.34399.38157.301.031.021.02248.12250.86251.15110.07201.607.98528.00564.87159.291.031.021.02218.07219.68219.84120.0770.663.96184.88222.90160.461.021.011.01180.42181.09181.16總計(jì)2051.2543071.1733153.143161.987故滑動(dòng)面的穩(wěn)定系數(shù)為1.54，大于1.35，故邊坡穩(wěn)定。2.7答：已知，長(zhǎng)度取1m，KN;KN;KN;;剩余下滑力方法驗(yàn)算穩(wěn)定性：＝＝＝-2.352＜0無(wú)剩余下滑力，不計(jì)入下一塊的計(jì)算＝＝381.78－193.44＝188.34＝1115.57－1569.56＝﹣453.99＜0最后一塊的剩余下滑力小于0，故邊坡穩(wěn)定。不平衡推力法驗(yàn)算穩(wěn)定性：其中解得：其中解得：令，即:采用迭代試算法,取試算取＝1.3，代入上式得：=1.67，繼續(xù)代入上式中得：=1.68與幾乎相等，試算得到取1.67＞1.3（規(guī)范中推薦的穩(wěn)定安全系數(shù)），故邊坡是穩(wěn)定的。第三章3.1答：路基防護(hù)與加固工程，按其作用不同，可以分為坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)和支擋構(gòu)造物三大類。一般將防止沖刷和風(fēng)化、主要起隔離作用的措施稱為防護(hù)工程；將防止路基或山體因重力作用而坍滑，主要起支撐作用的支擋結(jié)構(gòu)物稱為加固工程。植物防護(hù)：植草或噴播植草、鋪草皮、種植灌木、噴混植生；工程防護(hù)：噴護(hù)、掛網(wǎng)噴護(hù)、干砌片石護(hù)坡、漿砌片石護(hù)坡、護(hù)面墻；沖刷防護(hù)：植物防護(hù)、砌石或混凝土護(hù)坡、土工織物軟體沉排、石籠防護(hù)、浸水擋土墻、護(hù)坦防護(hù)、拋石防護(hù)、排樁防護(hù)。3.2答：1）墻身（1）墻背擋土墻靠近回填土的一面稱為墻背，根據(jù)墻背傾斜方向的不同，墻身斷面形式可分為仰斜、垂直、俯斜、凸型折線式、衡重式等，石砌擋土墻斷面形式圖其中，仰斜墻背所受土壓力最小，垂直墻背次之。對(duì)仰斜式擋土墻而言，墻背越緩，所受土壓力越小，但施工越困難，一般控制墻背坡率小于1∶0.25（14°）。因此，仰斜式墻身斷面較經(jīng)濟(jì)，用作路塹墻時(shí)，墻背與開挖的邊坡較貼合。但當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)，采用仰斜式墻背會(huì)使墻高增加，斷面增大。衡重式擋土墻示意圖而俯斜式墻背所受壓力較大，因此墻身斷面比仰斜式要大，但當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)，俯斜式擋土墻可采用陡直的墻面（1∶0.15~1∶0.4），從而減少墻高。減緩俯斜式墻背的坡度對(duì)施工有利，但所受土壓力隨之增加，致使斷面增大，因此墻背不宜過(guò)緩，通?？刂破侣市∮?∶0.4（21°48′）。對(duì)于凸型折線式墻背，下部俯斜、上部仰斜，故斷面較經(jīng)濟(jì)。衡重式擋土墻形式，其墻面坡通常采用1∶0.05，上墻墻背俯斜坡比為1∶0.25~0.45，下墻墻背仰斜坡比為1∶0.25。上下墻的高度比采用2∶3，衡重臺(tái)寬度通過(guò)計(jì)算、驗(yàn)算確定。（2）墻面墻面一般為平面，除其坡度與墻背坡度協(xié)調(diào)外，還應(yīng)考慮墻趾處地面橫坡度。當(dāng)?shù)孛孑^陡時(shí)，墻面可直立或外斜1∶0.05~1∶0.2；當(dāng)?shù)孛孑^緩時(shí)，墻面可放緩，一般為1∶0.2~1∶0.35，但不宜緩于1∶0.4，以免過(guò)多增加墻高。（3）墻頂墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不小于50cm，干砌不小于60cm。漿砌路肩墻墻頂一般宜采用粗石料或混凝土做成頂帽，厚40cm。如不做頂帽，對(duì)路堤墻和路塹墻，墻頂應(yīng)以大塊石砌筑，并用砂漿勾縫，或用5號(hào)砂漿抹平頂面，砂漿厚2cm。干砌擋土墻墻頂50cm高度內(nèi)，應(yīng)用25號(hào)砂漿砌筑，以增加墻身穩(wěn)定。干砌擋土墻的高度一般不宜大于6m。（4）護(hù)欄為保證交通安全，在地形險(xiǎn)峻地段，在過(guò)高過(guò)長(zhǎng)的路肩墻的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。為增加安全感，應(yīng)在地形險(xiǎn)峻地段的擋土墻頂部設(shè)置。一般墻高大于6m、長(zhǎng)度大于20m的路肩墻應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。為保持土路肩最小寬度，護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣距路面邊緣的距離，二、三級(jí)路不小于0.75m，四級(jí)路不小于0.5m。3.3答：擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算（1）抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗(yàn)算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土墻滑移的能力；（2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性，需驗(yàn)算它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動(dòng)傾覆的能力。（3）基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過(guò)地基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，應(yīng)控制作用于擋土墻基底的合力偏心距。增加擋土墻穩(wěn)定性的措施（1）增加抗滑穩(wěn)定性的方法①設(shè)置傾斜基底（圖3.35）。設(shè)置向內(nèi)傾斜的基底，可以增加抗滑力和減少滑動(dòng)力，從而增加了抗滑穩(wěn)定性?；變A斜角α0越大，越有利于抗滑穩(wěn)定性，但應(yīng)考慮擋土墻連同地基土體一起滑走的可能性，因此對(duì)地基傾斜度應(yīng)加以控制。通常，對(duì)土質(zhì)地基，不陡于1∶5（α0≤11°10′），對(duì)巖石地基不陡于1∶3（α0≤16°42′）。此外，在驗(yàn)算沿基底的抗滑穩(wěn)定性的同時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算通過(guò)墻踵的地基水平面（圖3.35中Ⅰ—Ⅰ水平面）的滑動(dòng)穩(wěn)定性。②采用凸榫基礎(chǔ)。在擋土墻基礎(chǔ)底面設(shè)置混凝土凸榫，與基礎(chǔ)連成整體，利用榫前土體產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力來(lái)增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。（2）增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法為增加抗傾覆穩(wěn)定性，應(yīng)采取加大穩(wěn)定力矩和減小傾覆力矩的辦法。①展寬墻趾。在墻趾處展寬基礎(chǔ)以增加穩(wěn)定力臂，是增加抗傾覆穩(wěn)定性的常用方法。但在地面橫坡較陡處，會(huì)由此引起墻高增加。②改變墻面及墻背坡度。③改變墻身斷面類型。當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時(shí)，應(yīng)使墻胸盡量陡立。3.4答：1）懸臂式擋土墻鋼筋混凝土懸臂式擋土墻由立臂和底板組成，具有3個(gè)懸臂（即立臂、趾板和踵板），同時(shí)固定在中間夾塊上。墻的穩(wěn)定性依靠墻身自重和踵板上的填土重量來(lái)保證，而趾板的設(shè)置又顯著地增加了抗傾覆力矩的力臂，因此結(jié)構(gòu)形式比較經(jīng)濟(jì)，適用于石料缺乏及地基承載力較低的填方地段。2）錨桿擋土墻錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻面和鋼錨桿組成的支擋構(gòu)造物，靠錨固在穩(wěn)定地層內(nèi)的錨桿對(duì)墻面的水平拉力以保持墻身的穩(wěn)定，多用于具有較完整巖石地段的路塹邊坡支擋。墻面一般是由預(yù)制的立桿和擋土板組成，稱為柱板式墻，也可以就地澆筑成整體的板壁式墻。柱板式一般由肋柱、擋土板及灌漿錨桿組成，具有較大的抗拔力，可用于路塹或路堤擋土墻；板壁式一般由鋼筋混凝土板和楔縫式錨桿組成，多用于邊坡防護(hù)。3）錨定板式擋土墻錨定板擋土墻是一種適用于填方的輕型支擋結(jié)構(gòu)物，由鋼筋混凝土墻面、鋼拉桿、錨定板以及其間的填土共同形成的一種組合擋土結(jié)構(gòu)，它借助埋在填土內(nèi)的錨定板的抗拔力，平衡擋土墻墻背水平上壓力，從而改變擋土墻的受力狀態(tài)，達(dá)到輕型的目的。其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕、柔性大。由于其具有省料、能適應(yīng)承載力較低地區(qū)的特點(diǎn)，在我國(guó)鐵路與公路工程中已應(yīng)用于路肩或路堤擋土墻和橋臺(tái)。4）加筋土擋土墻加筋土擋土墻是由面板、筋帶和填料三部分組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在垂直于墻面的方向，按一定間隔和高度水平地放置拉筋材料，然后填土壓實(shí)，依靠填料與筋帶的摩擦力來(lái)平衡面板所承受的水平土壓力，從而穩(wěn)定土體、保持加筋土擋土墻的內(nèi)部穩(wěn)定；并以這一復(fù)合結(jié)構(gòu)去抵抗筋帶后部一般填料所產(chǎn)生的土壓力，起支擋作用，獲得加筋土擋墻的外部穩(wěn)定。5）護(hù)肩及砌石陡山坡上的半填半挖路基，填方邊坡不易填筑時(shí)，可以修筑護(hù)肩。6）壘石、填石、石垛山區(qū)公路在豐產(chǎn)石料及石方開挖地段，因地制宜設(shè)置壘石、填石或石垛等支擋構(gòu)筑物，既能保證路基穩(wěn)定，又能節(jié)約工程投資。3.5答：基礎(chǔ)埋置深度要求：應(yīng)保證基底可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力不超過(guò)地基土層的承載力。一般埋深越大，承載力越大而且分布也更均勻；應(yīng)保證基礎(chǔ)不受沖刷；應(yīng)防止基礎(chǔ)因地基凍融而破壞。擋土墻宜采用明挖基礎(chǔ)，基底建筑在大于5%縱向斜坡上的擋土墻，其基底應(yīng)設(shè)計(jì)為臺(tái)階式?；A(chǔ)的埋置深度應(yīng)符合下列要求：①當(dāng)凍結(jié)深度小于或等于1m時(shí)，基底應(yīng)在凍結(jié)線以下不小于0.25m，并應(yīng)符合基礎(chǔ)最小埋置深度不小于1m的要求。②當(dāng)凍結(jié)深度超過(guò)1m時(shí)，基底最小埋置深度不應(yīng)小于1.25m，并對(duì)基底至凍結(jié)線以下0.25m深度范圍的地基土采取措施，防止凍害。③受水流沖刷時(shí)，應(yīng)按路基設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算沖刷深度，基底應(yīng)置于局部沖刷線以下不小于1m。④在風(fēng)化層不厚的硬質(zhì)巖石地基上，基底一般應(yīng)置于基巖表面風(fēng)化層以下；在軟質(zhì)巖石地基上，基底最小埋置深度不小于1m。⑤路塹擋土墻基底在路肩以下不小于1.0m，并低于邊溝砌體底面不小于0.2m。3.6答：（1）已知，假設(shè)荷載破裂面位于荷載內(nèi)，則破裂土楔面積為即=30.1=－8.06破裂角校核：m故破裂面交于荷載內(nèi)，與假定相符。主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)位置：（2）穩(wěn)定性驗(yàn)算：抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：按相關(guān)規(guī)范取：=80.94＞0所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求?？箖A覆穩(wěn)定性驗(yàn)算：=448.2＞0所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。3.7答：浸水擋土墻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)長(zhǎng)期或季節(jié)性浸水的擋土墻，除了按一般擋土墻考慮所作用的力系外，還應(yīng)考慮水對(duì)墻后填料和墻身的影響：①浸水的填料受到水的浮力作用而使土壓力減??；②砂性土的內(nèi)摩擦角受水的影響不大，可認(rèn)為浸水后不變，但黏性土浸水后抗剪強(qiáng)度顯著降低；③墻背與墻面均受到靜水壓力，在墻背與墻面靜水位水平一致時(shí)，兩者互相平衡;而當(dāng)有一水位差時(shí)，則墻身受到靜水壓力差所引起的推力；④墻外水位驟然降落，或者墻后暴雨下滲在填料內(nèi)出現(xiàn)滲流時(shí)，填料受到滲透動(dòng)水壓力；⑤墻身受到水的浮力作用，而使其抗傾覆及抗滑動(dòng)穩(wěn)定性減弱。第四章4.1答：石灰穩(wěn)定材料強(qiáng)度形成機(jī)理：離子交換作用、結(jié)晶作用、火山灰作用、碳酸化作用。影響因素：土質(zhì)、灰質(zhì)、石灰劑量、含水量、密實(shí)度、齡期、養(yǎng)生條件。水泥穩(wěn)定材料強(qiáng)度形成機(jī)理：水化作用、離子交換作用、化學(xué)激發(fā)作用、碳酸化作用。影響因素：土質(zhì)、水泥成分和劑量、含水量、施工工藝過(guò)程。4.2答：純碎石材料強(qiáng)度構(gòu)成:按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度，它的抗剪強(qiáng)度主要決定于剪切面上的法向應(yīng)力和材料內(nèi)摩阻角。土-碎（礫）石混合料材料強(qiáng)度構(gòu)成：含土量小時(shí)，主要靠顆粒之間通過(guò)壓實(shí)而得到嵌擠（鎖結(jié)）作用；含土量較多時(shí)，按照密實(shí)原則形成強(qiáng)度（細(xì)料提供的黏結(jié)作用）。第五章5.1答：具體來(lái)說(shuō)，瀝青路面具有以下良好性能：①具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，以承受汽車荷載的作用；②具有一定的彈性和塑性變形能力，承受一定的應(yīng)變而不破壞；③與汽車輪胎的附著力較好，保證行車安全；④具有很好的減振性，汽車可快速行駛而平穩(wěn)無(wú)噪聲；⑤不揚(yáng)塵，易沖掃和清洗；⑥維修方便簡(jiǎn)單，且瀝青路面可再生利用。缺點(diǎn)：溫度敏感性較高，夏季強(qiáng)度下降，若控制不好會(huì)使路面發(fā)軟泛油或推移剪切破壞乳化瀝青。低溫時(shí)瀝青材料變脆可能引起路面開裂。5.2答：1）瀝青路面面層結(jié)構(gòu)瀝青面層直接經(jīng)受車輪荷載反復(fù)作用和各種自然因素影響，并將荷載傳遞到基層以下的結(jié)構(gòu)層。因此，瀝青面層應(yīng)滿足功能性和結(jié)構(gòu)性的使用要求。瀝青面層可為單層、雙層、三層。雙層結(jié)構(gòu)分為表面層、下面層；三層結(jié)構(gòu)分為表面層、中面層、下面層。表面層應(yīng)平整密實(shí)、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久，同時(shí)應(yīng)具有高溫抗車轍、低溫抗裂、抗老化等品質(zhì)；中、下面層應(yīng)具有一定的密水性、抗剝落性，抗剪強(qiáng)度高；下面層應(yīng)具有良好的抗疲勞裂縫的性能和兼顧其他性能要求。中、下面層在抗滑性能和平整性方面要求比表面層稍低，但其他方面要求一樣，特別對(duì)密實(shí)防水和抗剪切變形等方面要求較高。2）瀝青路面基層結(jié)構(gòu)瀝青路面的基層主要承擔(dān)向下傳遞全部負(fù)荷、支承面層的重要功能，同時(shí)還受到土基水溫狀況多變而發(fā)生的地基承載力變化的敏感性的影響，因此基層是承上啟下保證路面結(jié)構(gòu)耐久、穩(wěn)定的承重結(jié)構(gòu)層。瀝青路面視基層厚度的不同，可分為上基層、下基層；按照材料與力學(xué)特性的不同可以分為柔性基層、半剛性基層和剛性基層等。（1）柔性基層柔性基層主要采用瀝青處治的級(jí)配碎石和無(wú)結(jié)合料的級(jí)配碎石修筑基層。通常，瀝青碎石適用于中等交通及更高交通等級(jí)的柔性基層；而無(wú)結(jié)合料的級(jí)配碎石適用于交通等級(jí)較低的、中等交通以下的瀝青路面基層。柔性基層由于其力學(xué)特性與瀝青面層一樣都屬于柔性結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)力、應(yīng)變傳遞的協(xié)調(diào)過(guò)渡方面比較順利，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)材料均為有級(jí)配的顆粒狀材料，所以結(jié)構(gòu)排水暢通，路面結(jié)構(gòu)不易受水損害。柔性基層的缺點(diǎn)在于基層本身剛度較低，因此瀝青面層將承受較多的荷載彎矩，在同樣交通荷載作用下，瀝青面層應(yīng)采用較厚的結(jié)構(gòu)層。（2）半剛性基層半剛性基層主要采用水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無(wú)機(jī)結(jié)合料，對(duì)級(jí)配集料作穩(wěn)定處理的基層結(jié)構(gòu)。半剛性基層對(duì)集料的品質(zhì)要求不是很高，且經(jīng)過(guò)適當(dāng)養(yǎng)生，結(jié)合料硬化之后，整個(gè)基層產(chǎn)生板體效應(yīng)，大大提高了路面結(jié)構(gòu)的整體剛度。半剛性基層瀝青路面整體剛度較強(qiáng)，因此瀝青面層的厚度可以適當(dāng)減薄，由于半剛性基層承受了荷載彎矩的主要部分，瀝青面層因荷載引起的裂縫破壞較少。半剛性基層的主要缺點(diǎn)是它本身的收縮裂縫難以避免，如瀝青面層沒有足夠的厚度（通常認(rèn)為瀝青面層厚度小于20cm），基層的橫向收縮裂縫在使用初期即會(huì)反射至瀝青面層，形成較多的橫向開裂。此外，在多雨地區(qū)，半剛性基層直接鋪筑在瀝青面層之下，雨水不易向下滲透，造成瀝青路面水損害等病害，因此在選用時(shí)應(yīng)全面權(quán)衡利弊。（3）剛性基層剛性基層采用低強(qiáng)度等級(jí)混凝土修筑基層混凝土板，板上鋪筑瀝青面層。剛性基層瀝青路面的基層混凝土板承受了絕大部分車輪荷載，瀝青面層的彎拉應(yīng)力很小，主要考慮表面的功能效應(yīng)，即滿足路面平整性、抗車轍、防水、防滲等要求。剛性基層瀝青路面同樣存在基層收縮裂縫向上發(fā)展而形成瀝青面層橫向裂縫等病害的可能性?；鶎咏Y(jié)構(gòu)一般較瀝青面層厚，通常需要20~40cm，甚至更厚。為了節(jié)省原材料，降低造價(jià)，可將基層分為上基層、下基層（也稱為底基層）。雖然都屬基層結(jié)構(gòu)，下基層的工作環(huán)境沒有上基層嚴(yán)峻，因此可以采用性能略低的結(jié)合料與集料。基層材料以集料為主，應(yīng)盡量利用當(dāng)?shù)夭牧希越档凸こ淘靸r(jià)。選擇基層類型關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的耐久性和長(zhǎng)期使用性能，首先應(yīng)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)所承受的交通等級(jí)進(jìn)行比選，同時(shí)應(yīng)考慮地基支承的可靠性以及當(dāng)?shù)厮疁貭顩r和路基排水與路基穩(wěn)定的可靠程度作不同方案，比較后擇優(yōu)選定。在交通環(huán)境各方面工作條件都十分惡劣的情況下，可以考慮各種基層組合使用。如地基承載力不佳、交通特別繁重、雨水集中、路基排水不良，可以考慮半剛性基層和柔性基層組合應(yīng)用。用半剛性下基層、柔性上基層，一方面提高結(jié)構(gòu)承載力，減輕瀝青面層荷載應(yīng)力；同時(shí)發(fā)揮柔性基層變形協(xié)調(diào)，利于滲水排水的優(yōu)勢(shì)，使路面始終保持良好工作狀態(tài)，還可避免橫向裂縫反射到面層。對(duì)于嚴(yán)重超載的瀝青路面，除了采用組合基層之外，也可以采用配鋼筋的混凝土或連續(xù)配筋混凝土板作基層的瀝青路面?；鶎咏Y(jié)構(gòu)的厚度主要應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)要求，在厚度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)逐層進(jìn)行驗(yàn)算。除此之外，還應(yīng)考慮施工實(shí)施的可行性和材料規(guī)格對(duì)厚度的影響。一般情況下，基層的厚度應(yīng)大于混合料最大粒徑的4倍，同時(shí)還應(yīng)考慮壓實(shí)機(jī)具的功能，通常取能一次壓密的最佳厚度。若基層厚度超過(guò)最佳厚度，可分幾層攤鋪，每層厚度接近最佳厚度。各種基層的最小壓實(shí)厚度。3）瀝青路面墊層結(jié)構(gòu)瀝青路面墊層結(jié)構(gòu)位于基層以下，主要用于路基狀況不良的路段，以確保路面結(jié)構(gòu)不受路基中滯留的自由水的浸蝕以及凍融的危害。通常認(rèn)為路基處于以下狀況，應(yīng)設(shè)置墊層：①地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)的路段；②排水不良的土質(zhì)路塹，有裂隙水、泉眼等水文不良的巖石挖方路段；③季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，可能產(chǎn)生凍脹需設(shè)防凍墊層的路段；④基層、底基層可能受污染以及路基軟弱路段。從墊層設(shè)置目的與功能出發(fā)，墊層分為：①防水墊層；②排水墊層；③防污墊層；④防凍墊層。當(dāng)路基處于潮濕、過(guò)濕狀態(tài)，土質(zhì)不良，粉土的含量高，在毛細(xì)水作用下水分將自下而上滲入底基層和基層結(jié)構(gòu)，為隔斷地下水源而應(yīng)設(shè)置防水墊層。防水墊層應(yīng)不含粉土、黏土的成分，主要采用粗砂、砂礫、礦渣等粗粒材料鋪筑。在墊層以下應(yīng)鋪設(shè)不透水層（如透水系數(shù)低的黏土層及土工織物反濾層），防止自下而上的滲透和污染。排水墊層的功能主要是排除通過(guò)路基頂面滲入的潛水、泉水和毛細(xì)上升水。排水墊層的材料規(guī)格、要求以及排水能力、結(jié)構(gòu)層厚度均應(yīng)滿足路面結(jié)構(gòu)排水設(shè)計(jì)的規(guī)定與要求，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算確定。排水墊層與路基路面排水系統(tǒng)的銜接、出口的設(shè)置等都應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求選定。排水墊層以下應(yīng)設(shè)置土工織物反濾層，嚴(yán)防路基土通過(guò)地下水進(jìn)入排水墊層污染結(jié)構(gòu)降低排水功能。若排水墊層同時(shí)也承擔(dān)著排除地面滲入路面結(jié)構(gòu)的雨水的功能，則排水層與底基層的交界面上亦應(yīng)設(shè)置反濾層，以防止基層材料的有害成分污染排水層，影響其排水功能的發(fā)揮。對(duì)于地處軟土地帶的潮濕路段，為了防止路基土浸入路面污染結(jié)構(gòu)，可設(shè)置防污墊層作為隔離層，以保護(hù)路面結(jié)構(gòu)。5.3答：設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論，以路表回彈彎沉和瀝青混凝土層彎拉應(yīng)力、半剛性及剛性材料基層彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉與各結(jié)構(gòu)層的彎拉應(yīng)力均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的極限標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)控制指標(biāo)是根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的損壞過(guò)程和損壞機(jī)理達(dá)到的極限狀態(tài)，是從力學(xué)響應(yīng)提出的控制指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)厚度分布若滿足了控制指標(biāo)的極限標(biāo)準(zhǔn)，就能保證路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)正常工作，不致出現(xiàn)破壞的極限狀態(tài)。路面結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)和機(jī)理是極其復(fù)雜的，至今還沒有全部為人們所認(rèn)識(shí)，即使有一些破壞狀態(tài)已為人們認(rèn)識(shí)，但是要從力學(xué)機(jī)理的角度，從理論上作準(zhǔn)確的分析，并且將它列入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中成為一項(xiàng)控制指標(biāo)也需要漫長(zhǎng)的研究過(guò)程。彎沉與彎拉應(yīng)力（或彎拉應(yīng)變）是目前各種力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法普遍采用的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉是表征路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下垂直方向的總位移。彎沉是表征路面結(jié)構(gòu)總體剛度的指標(biāo)。在荷載作用相同、土基支承相同的條件下，彎沉越小，表明總體剛度越大，因此它的抗變形能力與抗壓入、抗彎曲能力也大。彎沉的大小也能表征土基支承的強(qiáng)弱，在夏季炎熱季節(jié)，瀝青面層抗高溫穩(wěn)定性也能間接地、相對(duì)地由彎沉表征出來(lái)。以彎沉值作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是便于直接量測(cè)。因此，我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法較長(zhǎng)時(shí)間都采用以路表彎沉作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。5.4答：瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面通常由瀝青面層、基層、底基層、墊層等多層結(jié)構(gòu)組成。路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)即按照當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)前提條件（交通組成、環(huán)境、土基條件、材料特性），根據(jù)路面的基本要求和設(shè)計(jì)原則，依照彈性層狀體系理論應(yīng)力應(yīng)變分析的結(jié)論，對(duì)用不同材料組成的路面各結(jié)構(gòu)層進(jìn)行合理安排，確保在時(shí)間年限內(nèi)，瀝青路面承受行車荷載和自然因素的共同作用，充分發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能，使整個(gè)路面結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的要求。瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)在充分吸取已有成功建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，遵循如下原則：①保證路面表面使用品質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。在整個(gè)設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，表面抗滑安全性能、平整性、抗車轍性能等各項(xiàng)功能指標(biāo)均穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。②路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、抗變形能力與各層次的力學(xué)響應(yīng)相匹配。如路面在行車荷載（包括垂直力和水平力）作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。因此，要求各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減小，使得各結(jié)構(gòu)層材料的效能得到充分發(fā)揮。③直接經(jīng)受溫度、濕度等因素變化而造成的強(qiáng)度、穩(wěn)定性下降的結(jié)構(gòu)層次，應(yīng)提高其抵御能力。④充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，降低建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用5.5答：瀝青路面穩(wěn)定性與耐久性瀝青路面直接承受車輛荷載和大氣因素的作用，同時(shí)瀝青混合料的物理、力學(xué)性質(zhì)受氣候因素和時(shí)間因素的影響，為保證路面為車輛提供穩(wěn)定、耐久的服務(wù)，瀝青路面必須具有足夠的穩(wěn)定性和耐久性，即高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、耐疲勞性能和抗老化性能5種性能。其中，高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性稱為瀝青路面的溫度穩(wěn)定性，水穩(wěn)定性、耐疲勞性能和抗老化性能稱為瀝青路面的耐久性。瀝青路面高溫穩(wěn)定性瀝青路面的高溫穩(wěn)定性通常是指瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力。推移、擁包、搓板、泛油等現(xiàn)象均屬于瀝青路面高溫穩(wěn)定性不足的表現(xiàn)。推移、擁包、搓板等損壞主要是由于瀝青路面在水平荷載作用下抗剪強(qiáng)度不足引起的。對(duì)于渠化交通的瀝青路面來(lái)說(shuō)，高溫穩(wěn)定性不足主要表現(xiàn)為車轍。而泛油是由于交通荷載作用使混合料內(nèi)部集料不斷擠緊、空隙率減小，最終將瀝青擠壓到道路表面，令路面光滑而導(dǎo)致抗滑能力下降。1）車轍的形成機(jī)理及影響因素車轍主要發(fā)生在高溫季節(jié)，在渠化交通的重交通道路上。當(dāng)瀝青路面采用半剛性基層時(shí)，車轍主要發(fā)生在瀝青面層。根據(jù)車轍的形成原因，可分為3種類型：失穩(wěn)型車轍、結(jié)構(gòu)型車轍、磨耗型車轍?？v觀車轍的形成過(guò)程，可簡(jiǎn)單地分為3個(gè)階段。（1）初始階段的壓密過(guò)程瀝青混合料經(jīng)碾壓后，在高溫下處于半流態(tài)的瀝青及由瀝青與礦粉組成的膠漿被擠進(jìn)礦料間隙中，同時(shí)集料被強(qiáng)力排列成具有一定骨架的結(jié)構(gòu)。交付使用后，在汽車荷載作用下，密實(shí)過(guò)程進(jìn)一步發(fā)展，在輪轍位置產(chǎn)生局部淪陷。（2）瀝青混合料的側(cè)向流動(dòng)高溫下的瀝青混合料在輪胎荷載作用下，瀝青及瀝青膠漿產(chǎn)生流動(dòng)，除部分填充混合料空隙外，還將促使瀝青混合料產(chǎn)生側(cè)向流動(dòng)，從而使路面受載處被壓縮，而輪轍的兩側(cè)向上隆起形成馬鞍形車轍。（3）礦料的重新排列及礦料骨架的破壞高溫下處于半固態(tài)的瀝青混合料，由于瀝青及膠漿在荷載作用下首先流動(dòng)，混合料中粗細(xì)集料組成的骨架逐漸成為荷載的主要承擔(dān)者，促使瀝青及膠漿向富集區(qū)流動(dòng)，加速了混合料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，特別是瀝青及膠漿過(guò)多時(shí)，這一過(guò)程會(huì)更加明顯。由此可見，車轍形成的最初原因是壓密及瀝青高溫下的流動(dòng)，最后導(dǎo)致骨架的失穩(wěn)，從本質(zhì)上講就是瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特征發(fā)生了變化。2）瀝青混合料高溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法目前瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法主要有：（1）單軸壓縮試驗(yàn)（無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度法）用于瀝青混合料高溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)最簡(jiǎn)便的方法是以高溫（一般采用60℃）抗壓強(qiáng)度RT及用常溫與高溫時(shí)抗壓強(qiáng)度的比值即軟化系數(shù)KT(RT/R20)來(lái)衡量。（2）馬歇爾試驗(yàn)馬歇爾試驗(yàn)以瀝青混合料在60℃條件下的馬歇爾穩(wěn)定度和流值來(lái)評(píng)價(jià)高溫穩(wěn)定性。其特點(diǎn)是試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制。馬歇爾穩(wěn)定度和流值與瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有一定的相關(guān)關(guān)系，但試驗(yàn)試件受力狀態(tài)與實(shí)際受力狀態(tài)不符，不能反映路用性能，是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，不能確切反映永久變形產(chǎn)生的機(jī)理。（3）蠕變?cè)囼?yàn)由于馬歇爾穩(wěn)定度和流值是混合料穩(wěn)定性的一種經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，它不能確切反映永久變形產(chǎn)生的機(jī)理，近年來(lái)，有以蠕變?cè)囼?yàn)取代它的趨勢(shì)。蠕變?cè)囼?yàn)采用單軸靜載、三軸靜載、單軸重復(fù)加載和三軸重復(fù)加載4種方式進(jìn)行。（4）輪轍試驗(yàn)輪轍試驗(yàn)是一種模擬實(shí)際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的工程試驗(yàn)方法，從廣義上來(lái)說(shuō)，室內(nèi)小型往復(fù)輪轍試驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)輪轍試驗(yàn)、大型環(huán)道試驗(yàn)或直道試驗(yàn)等都可認(rèn)為是屬于輪轍試驗(yàn)范疇。這些試驗(yàn)最基本的和共同的原理就是通過(guò)采用車輪在板塊狀或路面表面結(jié)構(gòu)上反復(fù)行走，觀察和檢測(cè)試塊或路面結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。（5）簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn)瀝青路面混合料的高溫永久變形主要是由瀝青混合料的塑性剪切流動(dòng)引起的，簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn)就是用于直接考察瀝青混合料的抗剪切流動(dòng)性能。這個(gè)試驗(yàn)方法由土的直剪試驗(yàn)方法移植過(guò)來(lái)，并進(jìn)一步考慮了瀝青混合料的特殊性質(zhì)，增加了垂直的動(dòng)力荷載、圍壓和溫度控制，可測(cè)定試件的回彈剪切模量、動(dòng)力剪切模量等。瀝青路面耐老化性能瀝青材料在瀝青混合料的拌和、攤鋪、碾壓過(guò)程中，以及瀝青路面的使用過(guò)程中，都存在老化的現(xiàn)象。老化過(guò)程一般分為兩個(gè)階段，即施工過(guò)程中的短期老化和路面使用過(guò)程中的長(zhǎng)期老化。瀝青路面碾壓成型后，瀝青混合料的抗老化能力不僅與瀝青材料有關(guān)，除了光、氧等自然氣候條件有關(guān)外，也與瀝青在混合料中所處的形態(tài)有關(guān)，如混合料空隙率大小、瀝青用量等。瀝青混合料的老化將導(dǎo)致瀝青路面路用性能的降低。1）瀝青的老化過(guò)程瀝青的耐久性是影響瀝青路面使用質(zhì)量和壽命的重要因素。路面鋪筑時(shí)受加熱作用，路面建成后受自然因素和交通荷載作用，瀝青的技術(shù)性能向著不利的方向發(fā)生不可逆的變化即瀝青的老化。受瀝青老化的制約，瀝青混合料的物理力學(xué)性能隨著時(shí)間的推移逐年降低直至滿足不了交通荷載的要求。瀝青的短期老化可分為3個(gè)階段：（1）運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程的老化瀝青從煉油廠到拌和場(chǎng)的熱態(tài)運(yùn)輸一般在170℃左右，進(jìn)入儲(chǔ)油罐或池中后溫度有所降低。調(diào)查資料表明，這一階段的瀝青的技術(shù)性能幾乎沒有變化，因此在運(yùn)輸過(guò)程中瀝青的老化非常小。（2）拌和過(guò)程的老化加熱拌和過(guò)程中，瀝青是在薄膜狀態(tài)下受到加熱，比運(yùn)輸過(guò)程中的老化條件嚴(yán)重得多。瀝青混合料拌和后瀝青針入度降低到拌和前針入度的80%~85%。因此，拌和過(guò)程中引起的瀝青老化是嚴(yán)重的，是瀝青短期老化最主要的階段。（3）施工期的老化瀝青混合料運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)攤鋪、碾壓完畢，降溫降至自然溫度，這一過(guò)程中裹附石料的瀝青薄膜仍處于高溫狀態(tài)，瀝青的熱老化依舊在進(jìn)一步發(fā)展。瀝青混合料長(zhǎng)期老化是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，具有以下特點(diǎn)：①瀝青路面使用早期針入度急劇變小，隨后變化緩慢，大體發(fā)生在使用1年至4年之間；②老化主要發(fā)生在路表與大氣接觸部分，在深度0.5cm處針入度降低幅值相當(dāng)大；③瀝青混合料的空隙率是影響瀝青老化的主要因素；④當(dāng)路面中的瀝青針入度減小至35~50（0.1mm）時(shí)，路面容易產(chǎn)生開裂，小于25（0.1mm）時(shí)，路面容易產(chǎn)生龜裂。2）瀝青老化的試驗(yàn)與評(píng)價(jià)（1）短期老化試驗(yàn)方法短期老化的試驗(yàn)方法應(yīng)體現(xiàn)松散混合料在拌和、儲(chǔ)存和運(yùn)輸中受熱而揮發(fā)和氧化的效應(yīng)，以模擬瀝青混合料在施工階段的老化效果。SHRP根據(jù)以往研究，提出了3種方法：烘箱老化法、延時(shí)拌和法、微波加熱法。（2）長(zhǎng)期老化試驗(yàn)方法瀝青混合料長(zhǎng)期老化試驗(yàn)方法應(yīng)著重體現(xiàn)瀝青混合料壓實(shí)成型試件持續(xù)氧化效應(yīng)，以模擬使用期內(nèi)瀝青路面的老化效果。SHRP提出了3種方法：加壓氧化處理、延時(shí)烘箱加熱、紅外線/紫外線加熱。瀝青路面的抗老化性能是瀝青路面耐久性的重要組成部分，雖然關(guān)于瀝青老化方面已經(jīng)有了很多研究，然而對(duì)于瀝青路面的老化機(jī)理、老化過(guò)程的影響因素、老化性能的評(píng)價(jià)方法、老化性能與其他路用性能之間的關(guān)聯(lián)性，以及怎樣來(lái)預(yù)防瀝青路面的老化等一系列問(wèn)題尚未得到解決，都有待進(jìn)一步探求。5.6答：設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論，以路表回彈彎沉和瀝青混凝土層彎拉應(yīng)力、半剛性及剛性材料基層彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉與各結(jié)構(gòu)層的彎拉應(yīng)力均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的極限標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)控制指標(biāo)是根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的損壞過(guò)程和損壞機(jī)理達(dá)到的極限狀態(tài)，是從力學(xué)響應(yīng)提出的控制指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)厚度分布若滿足了控制指標(biāo)的極限標(biāo)準(zhǔn)，就能保證路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)正常工作，不致出現(xiàn)破壞的極限狀態(tài)。路面結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)和機(jī)理是極其復(fù)雜的，至今還沒有全部為人們所認(rèn)識(shí)，即使有一些破壞狀態(tài)已為人們認(rèn)識(shí)，但是要從力學(xué)機(jī)理的角度，從理論上作準(zhǔn)確的分析，并且將它列入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中成為一項(xiàng)控制指標(biāo)也需要漫長(zhǎng)的研究過(guò)程。彎沉與彎拉應(yīng)力（或彎拉應(yīng)變）是目前各種力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法普遍采用的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉是表征路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下垂直方向的總位移。彎沉是表征路面結(jié)構(gòu)總體剛度的指標(biāo)。在荷載作用相同、土基支承相同的條件下，彎沉越小，表明總體剛度越大，因此它的抗變形能力與抗壓入、抗彎曲能力也大。彎沉的大小也能表征土基支承的強(qiáng)弱，在夏季炎熱季節(jié)，瀝青面層抗高溫穩(wěn)定性也能間接地、相對(duì)地由彎沉表征出來(lái)。以彎沉值作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是便于直接量測(cè)。因此，我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法較長(zhǎng)時(shí)間都采用以路表彎沉作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)按照以下步驟進(jìn)行：①根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，按設(shè)計(jì)回彈彎沉和容許彎拉應(yīng)力兩個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)分別計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量軸次，確定交通量等級(jí)、面層類型，并計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值和容許彎拉應(yīng)力；②按路基土類與干濕類型及路基橫斷面形式，沿線將路基劃分為若干路段，確定各路段土基回彈模量值；③參考本地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，擬訂若干個(gè)路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)，測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)；④計(jì)算路面結(jié)構(gòu)表面彎沉值與結(jié)構(gòu)層層底彎拉應(yīng)力；⑤根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，采用多層彈性體系理論設(shè)計(jì)程序計(jì)算路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層的厚度，驗(yàn)算層底拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求。如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比，提高材料極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算；⑥對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)，應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否滿足要求；⑦進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用路面結(jié)構(gòu)方案。第六章6.1答：水泥混凝土路面優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、有利于夜間行車。缺點(diǎn)：對(duì)水泥和水的需要量大、有接縫、開放交通較遲、修復(fù)困難。6.2答：混凝土面層是由一定厚度的混凝土板所組成，它具有熱脹冷縮的性質(zhì)，這些變形會(huì)受到板與基礎(chǔ)之間的摩阻力和粘結(jié)力，以及板的自重、車輪荷載等的約束，致使板內(nèi)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，造成板的斷裂或拱脹等破壞。為避免這些缺陷，混凝土路面不得不在縱橫兩個(gè)方向設(shè)置許多接縫，把路面分割成許多板塊。接縫主要分為橫縫和縱縫，橫幅又分為縮縫、脹縫和施工縫?？s縫的作用是保證板因溫度和濕度的降低而收縮，沿該薄弱斷面縮裂，從而避免產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。縮縫的間距一般為4~6米，晝夜氣溫變化較大的地區(qū)或地基水文情況不良路段應(yīng)取低限值，反之取高限值。脹縫的作用是保證板在溫度升高時(shí)能部分伸長(zhǎng)，從而避免路面板在熱天的拱脹和折斷破壞，同時(shí)其能起到縮縫的作用。在鄰近橋梁或固定建筑物處，或與其他類型路面相連接處、板厚變化處、隧道口、小半徑曲線和縱坡變化處應(yīng)設(shè)置脹縫。施工縫是每天完工及因雨天或其他原因不能繼續(xù)施工時(shí)的筑接縫。施工縫應(yīng)盡量設(shè)置在脹縫處，如不可能也應(yīng)設(shè)置在縮縫處。6.3答：水泥混凝土路面設(shè)計(jì)內(nèi)容：路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)、混凝土面板厚度設(shè)計(jì)、混凝土面板的平面尺寸與接縫設(shè)計(jì)、路肩設(shè)計(jì)、混凝土路面的鋼筋配筋率設(shè)計(jì)。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：密切結(jié)合本地區(qū)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將混凝土路面板按重要工程結(jié)構(gòu)的要求完成設(shè)計(jì)。選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的方案。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐基礎(chǔ)，積極推廣成熟的科研成果。路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮沿線環(huán)境的保護(hù)。為確保工程質(zhì)量，應(yīng)盡可能選擇有利于機(jī)械化、工廠化施工的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于地處不良地基的路段，應(yīng)采取有效措施加快穩(wěn)定路基沉降。6.4答：我國(guó)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以面層板在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，在行車荷載和溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；并以最重軸載Pm和最大溫度梯度綜合作用下，不產(chǎn)生極限斷裂作為驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)。6.5答：依據(jù)公路技術(shù)等級(jí)、交通荷載、路基支承條件以及當(dāng)?shù)販囟群蜐穸葼顩r，選擇和組合與之相適應(yīng)的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，并滿足預(yù)定的使用性能要求。①所組合的路面結(jié)構(gòu)，各個(gè)結(jié)構(gòu)層的力學(xué)特性及其組成材料性質(zhì)應(yīng)滿足各自的功能要求。②應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)層上下層次的相互作用、層間結(jié)合條件和要求以及組合結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)和平衡。③應(yīng)充分考慮地表水的入滲和沖刷作用，采取疏排措施，防止?jié)B入水積滯在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，并選用抗沖刷能力強(qiáng)的材料做基層或底基層。6.6答：我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)采用彈性半空間地基上的彈性薄板理論，根據(jù)位移法有限元分析的結(jié)果，同時(shí)考慮荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力綜合作用產(chǎn)生的疲勞損害確定板厚，以疲勞開裂作為設(shè)計(jì)指標(biāo)。6.7答：泥混凝土路面結(jié)構(gòu)分析采用彈性地基板理論，除粒料類基層外，其他基層與混凝土面層應(yīng)按分離式雙層板模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。粒料類基層及各類底基層和墊層，應(yīng)與路基一起視作多層彈性地基，以地基頂面當(dāng)量回彈模量表征。6.8答：瀝青路面：我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示。路面設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)軸載表示，一般按照等效原則進(jìn)行當(dāng)量換算，得到當(dāng)量的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。水泥路面：按疲勞斷裂設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，以100kN單軸-雙輪組荷載作為設(shè)計(jì)軸載，對(duì)極重交通荷載等級(jí)的水泥混凝土路面，宜選用貨車中占主要份額特重車型軸載作為設(shè)計(jì)軸載。各類車輛按軸型稱重和統(tǒng)計(jì)時(shí)，可采用以軸型為基礎(chǔ)的軸載當(dāng)量換算系數(shù)法計(jì)算分析設(shè)計(jì)車道使用初期的設(shè)計(jì)軸載日作用次數(shù)。第七章7.1答：排水的目的與意義路界地表排水的目的是把降落在路界范圍內(nèi)表面水有效地匯集并迅速排除出路界，同時(shí)把路界外可能流入的地表水?dāng)r截在路界范圍外，以減少地表水對(duì)路基和路面的危害以及對(duì)行車安全的不利。通常地表排水可以劃分為路面表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水三部分。中央分隔帶排水，視其寬度和表面橫向坡度傾向，可以包括中央分隔帶和左側(cè)路緣帶，或者僅為中央分隔帶，而在設(shè)超高路段，它還包括上側(cè)半幅路面的表面水。坡面排水包括路堤坡面、