内容:确定沥青混合料的材料品种、矿料级配和沥青用量。
目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段(高速公路和一级公路)。 通过马歇尔试验方法
97简述我国沥青混合料配合比设计的步骤。
材料准备:性能试验
2)矿质混合料的配合比组成设计
(1)确定沥青混合料类型;(2)确定矿料的最大粒径D(根据层厚h)(3)确定矿质混合料的级配范围;(4)矿质混合料配比计算
3)通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量
(1)制备试件(2)测定物理、力学指标(3)马歇尔试验结果分析 4)性能检验:水稳性检验、抗车辙能力检验、低温抗性能检验 98如何确定沥青混合料的最佳沥青用量?
通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量 (1)制备试件
(2)测定物理、力学指标,测定试件的密度,计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标进行体积组成分析。进行马歇尔试验,测定马歇尔稳定度及流值。 (3)马歇尔试验结果分析
a.绘制沥青用量与物理力学指标关系图。以沥青为横坐标,以密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标。
b.求取对应于稳定度最大值的沥青用量a1、对应于密度最大的沥青用量a2以及对应于规定空隙率范围中值沥青用量a3,并计算三者的平均值OAC1。
c.求取各项指标符合沥青混合料技术要求的沥青用量OACmin~OACmax的中值OAC2。 d. OAC= (OAC1+OAC2)/2。
e.检验矿料间隙率是否满足要求。
99采用层铺法施工的沥青路面主要有哪些?它们在施工工序上有何异同?
沥青表面处治和沥青贯入式两种 前者是用沥青和集料按层铺法或拌合法铺筑而成的沥青路面(先油后料);后者是指用沥青贯入碎石做面层的路面。(先料后油) 100沥青混合料路面压实应按哪些阶段进行?各自的目的是什么?
初压——初始的压实集料移动 复压——附加的压实沥表面青移动 终压——表面平整 101 沥青路面设计的内容包括哪些?
答:沥青路面设计包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选。对于高速公路和一级公路,除了行车道路面外,路面设计还包括路缘带、匝道、硬路肩、加减速车到、紧急停车带、收费站和服务场面的设计、路面排水系统设计。
102 路面结构设计的目标是什么?设计原则有哪些?
设计目标:原材料的选择、沥青混合料配合比以及基层材料配合比的设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选。
1. 根据使用要求及气候、水文、土质、等自然条件,密切结合当地实践经验,将路基路面作为一个整体考
虑,进行综合设计。
2. 在满足交通量和使用要求的前提下,应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、便于养护、节约投资”
的原则进行鲁曼设计方案的技术经济比选,选择技术先进,经济合理,安全可靠的方案。
3. 应结合当地实践基础,积极推广成熟的科研成果,积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技
术。
4. 路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡,有利于施工、养护工作人员的健康与安全。 5. 为确保工程质量,应尽可能选择有利于机械化、工厂化的设计方案。
6. 对于地处不良地基的路段,为了适应路基沉降、稳定周期较长的特点,路面结构可以遵循“一次设计,
分期修建”的方案。
103 我国沥青路面设计规范采用的设计理论、设计方法是什么?
经验法主要通过试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构、车辆荷载和路面使用性能之间的关系。 力学—经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量,建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型,路面设计按使用要求,运用关系模型完成结构设计。
1.经验法 2. 力学—经验法
104弹性层状体系的基本假定有哪些?
1.各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各项同性的,以及位移和变形是微小的。
2.最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大,其上各层厚度为有限,水平方向为无限大。 3.各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限深处,其应力、变形和位移为零。 4.层间接触情况,或者位移完全连续,或者层间仅竖向应力和位移连续无摩阻力 5.不计自重
105 何谓轴载换算?换算时应遵循哪些原则?
答:道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数
各种轴载的作用次数进行等效换算的原则是:统一路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。 106 为什么要进行路面结构组合设计?设计时应遵循哪些原则?
答:路面结构组合设计根据道路的交通等级与气象、水文等自然因素,合理的选择与安排路面结构的各个层次,确保在设计使用期内,承受行车荷载和自然因素的共同作用下,充分发挥各结构层的最大效能,使整个路面结构满足满足技术经济合理的要求。
遵循的原则:1.保证路面表面使用品质长期稳定。2.路面各结构层的强度、抗变形能力与各层次的力学响应相匹配 3.直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力。4.充分利用当地材料,节约外运材料,做好优化选择,降低建设与养护费用。 107 如何选择沥青面层结构以及沥青路面基层、垫层?
答:沥青面层应满足功能性和结构性的使用性能要求。表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久等服务功能,同时具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质。中下面层应具有一定的密水性、抗抗剥离,高温或重载条件下,沥青混合料具有较高的抗剪强度,下面层应具有良好的抗疲劳裂缝的性能和兼顾其它性能要求。
沥青路面基层:基层承担着沥青面层向下传递的全部荷载,支撑着面层,确保面层发挥各项重要的路面性能。承受着由于土基水温状况多变而发生的地基支承力变化的敏感性,使之不影响沥青面层的正常工作。要求基层具有较高的强度、稳定性和耐久性。
垫层:地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿、过湿状态的路段;排水不良的土质路堑,有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段;季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段,可能产生冻胀需设防冻垫层的路段;基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。 108 垫层有哪几种类型?各起什么作用?
答:1.防水垫层 2.排水垫层3.防污垫层4.防冻垫层
防水垫层:隔断地下水源、防止自上而下的渗透和污染。
排水垫层:排除通过路基顶面渗入的潜水、泉水、和毛细水上升。 防污垫层:防止路基土浸入路面污染结构。 防冻垫层: 保护路面不受冻胀和翻浆的危害。
109 沥青路面结构设计的控制指标指的是什么?说明其含义?
答:路面结构的路标弯沉、 面层和基层层底拉应力
弯沉是表征路面结构总体刚度的指标。在荷载相同,土基支承相同的条件下,弯沉越小表明总体刚度越大,因此它的抗变形能力与抗压力、抗弯曲的能力也大 110 简述沥青路面弯沉和基层拉应力计算图示并画图说明?
答:见陈老师给的PPT
111 简述新建沥青路面厚度设计的步骤?
答:1.根据设计任务书的要求按设计回弹弯沉和容许弯拉应力两个设计指标,分别计算设计年限内的标准轴载累计当量轴次,确定交通量等级,面层类型,并计算设计弯沉值ld和容许弯拉应力
2.按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,沿线将路基划分为若干段。确定各段的路基回弹模量
3.参考本地区工程经验,拟定若干个结构组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比设计,测定各结构层材料的抗压回弹模量与抗压强度,确定各结构层的设计参数Ei ,
4.计算路面结构表面的弯沉Ls以及结构层层底弯拉应力
5.根据设计标准。采用多层弹性理论设计程序计算路面结构设计层的厚度。
6.对于季节性冰冻区,应验算防冻层厚度是否满足要求。若不满足,则可增加防冻层厚度,达到规定厚度,以满足防冻要求
7.进行技术经济方案比较,选定最佳路面结构方案。
112 沥青路面补强结构设计包括哪些步骤?
答:现有路面结构状况状况调查、弯沉评定、补强厚度计算
113 何谓路表弯沉、回弹弯沉和计算弯沉?确定拟定结构的计算回弹弯沉是为何要对理论弯沉进行修正,怎样修正?
答:路表弯沉是指,在标准轴载作用下测点处出现的回弹变形的大小,它反映了路面结构整体的抗变形能力,即路面整体结构的总刚度
回弹弯沉指的是路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
计算弯沉:
114 水泥混凝土路面有哪些类型?最常见哪种?
答:普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土。 最常见的是:普通混凝土 115. 水泥混凝土路面有何特点?
答:1.强度高,混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力
2.稳定好,混凝土路面的水稳定性、热稳定性好,特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提高,不存在沥青老化现象。
3.耐久性好,由于混凝土路面的强度和稳定性好,所以它经久耐用,一般能使用20~40年,而且能通行包括履带式在内的车辆。
4.有利于夜间行车,混凝土路面颜色鲜明,能见度好,对夜间行车有利。
缺点:对水泥的需求量大、有接缝,一般混凝土路面需要建造许多接缝,增加施工和养护的复杂,容易引起行车跳动,会导致板边和板角的破坏。、开放交通迟、修复困难
119. 普通混凝土路面为什么要设置接缝?接缝种类有哪些?各有何作用?构造有何要求?板块如何划分? 答:
116. 水泥混凝土路面对土基有何要求?造成路基不均匀支承的原因有哪些?如何控制路基的不均匀支承?
答:路基必须密实、稳定均匀。一般要求处于干燥或中湿状况,对过湿状态的路基于或者强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的路基必须进行处理。
造成原因:不均匀沉降、不均匀冻胀、膨胀土
控制措施:把不均匀的土掺配成均匀的土、控制压实时的含水率接近于最佳含水率,并保证压实达到要求、加强路基排水设施,对于湿软路基,则应采取加固措施、加设垫层,以缓和可能产生的不均匀变形对路面层的不利影响。
117. 混凝土面层下设置基层的目的是什么?
1.防唧泥 2.防冰冻 3.减小路基顶面的压力,并缓和路基不均匀变形对面层的影响。4防水 5.为面层施工提供方便 6.提高路面结构的承载力,延长路面的使用寿命。
118. 水泥混凝土路面对基层有何要求?适用的基层类型有哪些?
答:基层应具有足够的强度和稳定性,且断面正确,表面平整。整体性好,具有较高弹性模量,基层材料的技术必须符合《公路路面基层施工技术规范》,不许有较大的塑性变形累积,不许细集料含量过多。基层厚度以20cm左右为宜。宽度应比混凝土路面板每侧个宽出25~35cm,在冰冻地区,路面结构应有足够的总厚度。
使用的基层:贫混凝土、沥青混凝土、水泥碎石、石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石。
119. 普通混凝土路面为什么要设置接缝?接缝种类有哪些,各有何作用?构造上有何要求?板块如何划分?
混凝土面层具有热胀冷缩的性质,一年四季气温的变化,混凝土板会产生不同成都的膨胀和收缩,在昼夜中,白天气温升高,会使中部形成隆起的趋势,夜间气温降低,会使周围和角隅发生翘起的趋势,这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力,以及板的自重、车轮荷载等的约束,致使板内产生过大的应力,造成班的断裂或拱胀等破坏。为避免这种破坏,需在纵横向设置许多接缝。 2.横缝(缩缝、胀缝、施工缝)、纵缝、纵横缝
3.缩缝:保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄面缩裂,从而避免产生不规则的裂缝,
胀缝:保证板在温度升高时能部分伸张,从而避免产生路面板在热天时的拱胀和折断破坏,同时胀缝也能起到缩缝的作用。
胀缝构造:缝隙宽约20mm,缝隙上部3~4cm深度内浇灌填缝料,下部设置富有弹性的的嵌缝板,它可由油浸或者沥青浸木。在胀缝板厚中央设置传力杆。传力杆一般长40~60cm,直径28~38mm的光圆钢筋。每隔30cm设一根。杆的半固定在混凝土内,另半段涂以沥青、套上长约8~10cm的铁皮或者塑料套筒,筒底与杆端之间留出3~4cm的空隙
缩缝构造:一般采用假缝构造,缩缝缝隙宽3~8mm,深度约为板厚的1/3~1/4,一般为5~6cm.由于缩缝缝隙下面板断裂凹凸不平,能起到一定的传荷作用,一般不必设传力杆,但对中交通地段,可在板厚中央设置传力杆。
施工缝构造:施工缝采用平头缝或企口缝的构造缝的形式,缝上部应设置深3~4cm,宽为5~10cm的沟槽,内浇灌填缝料,为利于板件荷载传递,在板厚的中央也应该设子传力杆。传力杆长约为40cm,直径20mm,半段锚固在混凝土中,另半段涂沥青或润滑油。
纵缝的构造:纵缝间距一般按3~4.5m设置,双车道按全幅宽度施工时,纵缝可做成假缝形式,按一个车道施工时,可做成平头式纵缝,为利于板间荷载传递,也可采用企口式纵缝,缝壁应涂沥青,缝的上部也应该留有3~8mm的缝隙。内浇灌填缝料,为防止板沿两侧路拱横坡滑动拉开和形成错台,以及防止横缝错开,在平头式及企口式纵缝上设置拉杆。
120. 普通混凝土路面在什么情况下需设置边缘和角隅补强钢筋?各自在构造上有何要求?
答:当采用板中计算厚度的等厚式板时,或混凝土板纵横向自由边缘下的基础可能有产生较大的塑性变形时,应在其自由边缘和角隅处设置补强钢筋。
边缘钢筋:一般用两根直径12~16mm的螺纹钢筋或圆钢筋,设在板的下部板厚的1/4~1/3处,且距边缘和板底均不小于5cm,两根钢筋的间距不应小于10cm,
角隅钢筋:设置在胀缝两侧板的角隅处,一般可用两根直径12~14mm长2.4m的螺纹钢筋弯起,角隅钢筋应设在板的上部,距板顶面不小于5cm,距胀缝和板边缘各10cm,在交叉口处,对无法形成的锐角,宜设置双层钢筋网补强。钢筋布置在板的上下部。距板顶5~7cm为宜。
120. 普通混凝土路面在什么情况下需设置边缘和角隅补强钢筋?各自在构造上有何要求?
(1)当采用板中计算厚度的等厚式板时,或混凝土板纵、横向自由边缘下的基础有可能产生较大的塑性变形时,应在其自由边缘和角隅处设置边缘和角隅补强钢筋。
(2)边缘钢筋,一般用两根直径12~16mm的螺纹钢筋或圆钢筋,设在板的下部板厚的1/4~1/3处,且距边缘和板底均不小于5cm,两根钢筋的间距不应小于10cm。纵向边缘钢筋一般只设在一块板内,不得穿过缩缝,一面妨碍板的翘曲;但有时亦可将其穿过缩缝,但不得穿过胀缝。为加强锚固能力,钢筋两端应向上弯起。在横胀缝两侧板边缘以及混凝土路面的起终端,为加强板的横向边缘,亦可设置横向边缘钢筋。
(3)角隅钢筋,设置在胀缝两侧板的角隅处,一般可用两根直径12~14cm长2.4m的螺纹钢筋弯成。角隅钢筋应设在板的上部,距板顶面不小于5cm,距胀缝和板边缘各为10cm。在交叉口处,对无法避免形成的锐角,宜设置双层钢筋网补强,以免板角断裂。钢筋布置在板的上下部,距板顶或板底5~7cm为宜。 121. 普通混凝土路面面层下横向穿越构造物时,怎样设置补强钢筋?
122. 水泥混凝土路面和沥青路面相接处有哪些连接方式,在构造上有何要求? 混凝土板埋入沥青路面内
123. 怎样筑做横向缩缝和胀缝?横向胀缝一般设在何处?
(1)筑做横向缩缝:压缝法,在混凝土捣实整平后,利用振捣梁将T形振动刀准确地按缩缝位置振压出一条槽,随后将铁制压缝板放入,并用原浆修平槽边。切缝法,在结硬的混凝土中用锯逢机切割出要求深
度的槽口。
(2)胀缝:先浇筑胀缝一侧混凝土,取去胀缝模板后,再浇筑另一侧混凝土,钢筋支架浇在混凝土内。 124. 我国常见的水泥混凝土路面摊铺方法有哪些?各自的适用条件是什么?
1) 小型机具摊铺 2) 轨道式摊铺机摊铺 3) 滑模式摊铺机摊铺 4) 平地机摊铺 5) 三辊轴机组摊铺 125. 水泥混凝土路面高温施工时可能产生哪些病害?在高温施工时应采取哪些措施?
(1)混凝土水分蒸发过快,致使混凝土干缩而出现裂缝。
(2)对湿混合料,在运输途中要加以掩盖;各道工序应紧凑衔接,尽量缩短施工时间;搭设临时性的遮光挡风设备,避免混凝土遭到烈日暴晒并降低吹到混凝土表面的风速,较少水分蒸发。 126. 水泥混凝土路面冬期施工时可能产生哪些病害?在冬期施工时应采取哪些措施?
(1)水结冰后,水泥的水化作用即停止,而混凝土的强度也不再增长,而且当水结冰时体积会膨胀,促使混凝土结构松散破坏。
(2)采用高等级快凝水泥,或掺入早强剂,或增加水泥用量;加热水或集料;混凝土整修完毕后,表面应覆盖蓄热保温材料,必要时还应加盖养生暖棚。
127. 什么是连续配筋混凝土路面,其有何特点?
(1)连续配筋混凝土路面是在路面纵向配有足够数量的不间断连续配筋,以抵制混凝土路面板因纵向收缩而产生横向裂缝的路面。
(2)不设横向胀缝和缩缝,形成一完整和平坦的行车表面,改善了行车的平稳性,同时增加了路面板的整体强度。
128. 什么是碾压混凝土、贫混凝土?两者有何异同?
(1)碾压式混凝土路面是指采用低水灰比混合料,用沥青混凝土摊铺机摊铺成形,用压路机碾压成型的水泥混凝土路面。
(2)贫混凝土路面是指水泥用量较低、混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑的路面板。 (3)相同点:水泥用量少;
不同点:碾压混凝土路面不宜用在高速公路、一级公路修筑面层板,一般用于二级以下公路或用作高速公路、一级公路的刚性基层。贫混凝土路面不能用作面层板使用,主要用于重交通、高速公路、一级公路沥青路面和水泥混凝土路面刚性基层板。 129. 水泥混凝土路面的设计内容包括哪些?
(1)路面结构层组合设计 (2)混凝土面板厚度设计
(3)混凝土面板的平面尺寸与接缝设计 (4)路肩设计
(5)普通混凝土路面的钢筋配筋率设计
(6)路肩和排水—路肩结构和排水设施,本章仅讨论前四方 面设计。
130. 刚性路面荷载应力分析采用了哪两种地基假设?它们各自的物理意义是什么?
(1)文克勒地基模型、弹性半空间均质地基模型 (2)
131. 小挠度薄板理论的基本假定有哪几项?
(1)垂直于中面方向形变分量εz及其微小,可以略出不计。 (2)垂直板中面的法线,在弯曲变形前后均保持为直线并垂直中 面,因而无横向剪应变。
(3)薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移
132. 试述我国水泥混凝土路面设计规范采用的设计理论、设计方法。