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1、路基路面工程問題1:瀝青路面1)瀝青路面設(shè)計(jì)問題1、試敘述和評價國內(nèi)外主要瀝青路面設(shè)計(jì)方法(理論)。(路基路面第十四章P377、411、417)(1995)世界各國的瀝青路面設(shè)計(jì)方法,可分為經(jīng)驗(yàn)法和力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法兩大類。經(jīng)驗(yàn)法主要通過對試驗(yàn)路或使用道路的實(shí)驗(yàn)觀測,建立路面結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)層組合、厚度和材料性質(zhì))、車輛荷載(軸載大小和作用次數(shù))和路面使用性能三者之間的關(guān)系,如美國的加州承載比法(CBR法)和美國各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會法(AASHTO法)。力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法應(yīng)用力學(xué)原理分析路面結(jié)構(gòu)在荷載與環(huán)境作用下的力學(xué)響應(yīng)量(應(yīng)力、應(yīng)變、位移),建立力學(xué)響應(yīng)量與路面使用性能之間的關(guān)系模型,路面設(shè)計(jì)按使用要求,運(yùn)
2、用關(guān)系模型完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。我國現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法、美國的瀝青學(xué)會(AI)法,和殼牌(Shell)法均為力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法我國現(xiàn)行的公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD502006)采用彈性層狀體系作力學(xué)分析基礎(chǔ)理論,以雙圓垂直均布荷載作用下的路面整體沉降(彎沉)和結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo),以疲勞效應(yīng)為基礎(chǔ),處理軸載標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與軸載多次重復(fù)作用效應(yīng)。AASHTO道路試驗(yàn)所得到的經(jīng)驗(yàn)性方程,在現(xiàn)行指南中的基本模型。由于初始的方程是在試驗(yàn)路當(dāng)?shù)靥囟ǖ臍夂驐l件下,針對某種特定路面材料和地基土推導(dǎo)出來的。所以經(jīng)20多年來工程實(shí)踐,多次進(jìn)行修訂,現(xiàn)行指南已能運(yùn)用于美國其他地區(qū)。Shell法通過分析路面破壞狀態(tài)提
3、出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),建立路面模型并進(jìn)行力學(xué)計(jì)算,通過試驗(yàn)獲取路面材料參數(shù),從而得出一種體系完整并具有很大實(shí)用價值的設(shè)計(jì)方法。2、試就瀝青路面設(shè)計(jì)回答下列問題:(1999)(2000)(2001)(2009)設(shè)計(jì)依據(jù)的力學(xué)理論(設(shè)計(jì)理論/設(shè)計(jì)原理)及采用的計(jì)算方法如何?設(shè)計(jì)指標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn))是什么?設(shè)計(jì)參數(shù)有哪些?不同車輛軸載如何計(jì)算,軸載的重復(fù)作用如何體現(xiàn)?(軸載換算及其力學(xué)原理)答:設(shè)計(jì)依據(jù):采用彈性層狀體系作為力學(xué)分析基礎(chǔ)理論。設(shè)計(jì)指標(biāo)為:路表面回彈彎沉值、瀝青面層和基層層底拉應(yīng)力。設(shè)計(jì)參數(shù):路表彎沉值ls,結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力m,路基回彈模量E0,各個結(jié)構(gòu)層的回彈模量Ei,結(jié)構(gòu)層材料的彎拉極限強(qiáng)度s。各種不
4、同車輛的軸載應(yīng)按以下原則作當(dāng)量換算,得到當(dāng)量的標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)。為使換算前后軸載對路面的作用到達(dá)相同的效果應(yīng)遵循1、換算以達(dá)到相同的臨界狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)并按照此等效原則建立良種軸載作用次數(shù)之間的關(guān)系;2、對某一種交通組成,不論以那種軸載的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軸載換算,由換算說得的軸載作用次數(shù)計(jì)算的路面厚度是相同的。我國路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載以BZZ100表示在設(shè)計(jì)中軸載的重復(fù)作用是用設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)表示的,即設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道沿一個方向通過的累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)Ne表示(寫出公式并解釋各個參數(shù))。3、試述柔性路面(瀝青路面)設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)荷載圖示(用圖表示)。答:設(shè)計(jì)理論:見
5、第一題,設(shè)計(jì)指標(biāo):見第二題,設(shè)計(jì)荷載圖示(見路基路面第一版P342第二版P390P391)2)瀝青路面結(jié)構(gòu)組成問題1、下列高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)(面層、基層、底基層)是否合理,并說明理由。(2003)(2004)a)瀝青混凝土、二灰(石灰粉煤灰)碎石、二灰土b)瀝青碎石混合料、水泥穩(wěn)定碎石、石灰土c)瀝青混凝土、級配礫石、天然砂礫d)瀝青混凝土、泥結(jié)碎石、石灰土。答:A項(xiàng)合理。B項(xiàng)中瀝青碎石混合料作面層會造成表面層空隙率過大造成進(jìn)水等危害。C項(xiàng)級配礫石作為基層強(qiáng)度、整體性均不合適,可換為優(yōu)質(zhì)級配礫石。D項(xiàng)泥結(jié)碎石不能用作高速公路基層。2、請給出你熟悉地區(qū)的瀝青路面結(jié)構(gòu)形式,并簡要闡述其理由。(要
6、求明確說明省份,畫出路面結(jié)構(gòu)圖,指出結(jié)構(gòu)層的大致厚度,結(jié)構(gòu)層材料名稱)(20分)(2005)3、試述瀝青路面結(jié)構(gòu)合理組合、各結(jié)構(gòu)層厚度確定方法與依據(jù)。(20分)(2001)答: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)根據(jù)道路的交通等級與氣象、水文等自然因素,按照面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定的要求,貫徹因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)的原則和以下幾個組合設(shè)計(jì)原則,合理選擇與安排路面結(jié)構(gòu)各個層次,確保在設(shè)計(jì)使用期內(nèi),承受行車荷載與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)組合應(yīng)遵循以下原則進(jìn)行設(shè)計(jì):(1
7、)保證路面表面使用品質(zhì)長期穩(wěn)定。(2)路面各結(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。(3)直接經(jīng)受溫度、濕度等自然因素變化而造成強(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?,?jié)約外運(yùn)材料,做好優(yōu)化選擇,降低建設(shè)與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。瀝青面層在設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)公路等級、交通量大小、重車所占的比例、選用瀝青質(zhì)量等因素,綜合考慮確定瀝青層厚度,另外瀝青面層在路面結(jié)構(gòu)中價格最高,一般還應(yīng)對其厚度有所控制,但也不能過薄而影響壓實(shí)效果?;鶎咏Y(jié)構(gòu)一般較瀝青面層厚,通常需要20cm40cm甚至更厚,基層結(jié)構(gòu)的厚度主要應(yīng)滿足強(qiáng)度與剛度的設(shè)計(jì)要求,除此之外,應(yīng)考慮施工實(shí)施的可行性和材料規(guī)格對厚度
8、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。同時還應(yīng)考慮壓實(shí)機(jī)具的功能,通常取能一次壓實(shí)的最佳厚度。若基層厚度超過最佳厚度,可分層鋪筑,每層厚度接近最佳厚度。4、試述瀝青路面基層的作用、要求和常用類型。(路基路面第一章、第十二章P24、278起)(1995)(2007)答:瀝青路面的基層承擔(dān)著瀝青面層向下傳遞的全部負(fù)荷,支承著面層,確保面層發(fā)揮重要的路面性能。與此同時,基層結(jié)構(gòu)還承受著由于土基水文狀況多變而發(fā)生的地基支撐能力變化的敏感性,使之不致影響瀝青面層的正常工作。基層結(jié)構(gòu)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,因此要求基層具有較高的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。基層受自然因素
9、的影響雖然比面層小,但是仍應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)性,以防基層濕軟后變形增大,從而導(dǎo)致面層損壞,基層表面還應(yīng)具有較高的平整度,以保證面層的平整度及層間結(jié)合。與瀝青面層相比,由于基層不直接與車輪和大氣接觸,相對于路面表面性能有關(guān)的材料性能指標(biāo)(如抗滑性能,抗剪切變形等)可以略為放寬。瀝青路面的基層按材料和力學(xué)特性的不同可以分為柔性基層(有機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石,或無結(jié)合料穩(wěn)定碎石)、半剛性基層(水泥、石灰、工業(yè)廢渣等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石)和剛性基層(低強(qiáng)度等級混凝土)三種。5、試述瀝青路面的類型及適用條件。(2003)(2006)答:1、按強(qiáng)度構(gòu)成原理分類,瀝青路面可分為密實(shí)型和嵌擠型兩大類。密實(shí)型瀝青路面按其
10、空隙率可分為閉式和開式兩類。閉式混合料致密而耐久,但熱穩(wěn)定性差,故此類瀝青路面適用于低溫地區(qū),有助于增強(qiáng)低溫抗裂性,而不適于高溫地區(qū)。開式混合料其熱穩(wěn)定性較好,此類瀝青路面適用于高溫地區(qū)。嵌擠類瀝青路面,其熱穩(wěn)定性較好,適用于夏季高溫地區(qū),但因空隙率較大,易滲水,因而耐久性差不適合多雨地區(qū)。2、按施工工藝的不同,瀝青路面可分為層鋪法、路拌法和廠拌法三類。層鋪法,此種方法常用于修筑瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種路面。路拌法因所使用的混合料強(qiáng)度較低,故只適用于養(yǎng)護(hù)或?qū)β访鎻?qiáng)度要求較低的低交通量道路。廠拌法適用于各種路面但修建費(fèi)用較高。3、根據(jù)瀝青路面的技術(shù)特性,瀝青路面可分為瀝青混凝土路面,熱拌瀝青
11、碎石路面,乳化瀝青碎石路面,瀝青貫入式路面,瀝青表面處治五種路面,此外還有瀝青瑪蹄脂碎石路面(SMA)和開級配瀝青混合料磨耗層(OGFC)等新型路面。其中,瀝青表面處治適用于三級、四級公路的面層,舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。瀝青貫入式碎石路面可作二級及二級以下公路的瀝青面層。瀝青碎石路面適用于二級、三級公路的瀝青面層,有時也用作聯(lián)接層。瀝青混凝土路面常用作高等級公路的面層。乳化瀝青碎石適用于作三級、四級公路的瀝青面層、二級公路養(yǎng)護(hù)罩面以及各級公路的調(diào)平層,也可用作柔性基層。瀝青瑪蹄脂碎石路面適用于高速公路、一級公路和其他重要公路的表面層。開機(jī)配瀝青混合料磨耗層適合于多雨地區(qū)修筑瀝青
12、路面的表面層。6、瀝青面層類型及其應(yīng)用。(2003)答:根據(jù)瀝青路面的技術(shù)特性,瀝青面層可分為瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石混合料、瀝青貫人式、瀝青表面處治和瀝青瑪蹄脂碎石混合料等六種類型。瀝青混凝土路面是指用瀝青混凝土作為面層的路面,其面層可由單層或雙層或三層瀝青混合料組成,各層混凝土的組成設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)其層厚層位、氣溫和降雨量等氣候條件、交通量和交通組成等因素確定,以滿足對瀝青面層使用功能的要求。瀝青混凝土常用作高等級公路的面層。瀝青碎石路面是指用瀝青碎石作面層的路面,瀝青碎石的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,并通過施工前的試拌和試鋪確定。瀝青碎石有時也用于聯(lián)結(jié)層。瀝青貫入式路
13、面是指用瀝青貫入碎(礫)石作面層的路面。瀝青貫入式路面的厚度一般為48cm。當(dāng)瀝青貫入式的上部加鋪拌和的瀝青混合料時,也稱為上拌下貫,此時拌和層的厚度宜為34cm,其總厚度為710cm。瀝青貫入式碎石路面適用于作二級及二級以下公路的瀝青面層。瀝青表面處治是指用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面。瀝青表面處治的厚度一般為1.53.0cm。層鋪法可分為單層、雙層、三層。瀝青表面處治適用于三級、四級公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。瀝青瑪蹄脂碎石路面是指用瀝青瑪蹄脂碎石混合料作面層或抗滑層的路面。瀝青瑪蹄脂碎石混合料是以間斷級配為骨架,用改性瀝青、礦粉及
14、木質(zhì)纖維素組成的瀝青瑪蹄脂為結(jié)合料,經(jīng)拌和、攤鋪、壓實(shí)而形成的一種構(gòu)造深度較大的抗滑面層。適用于高速公路、一級公路和其他重要公路的面層。3)瀝青路面施工問題1、試述瀝青混凝土路面施工的步驟、采用的機(jī)械及保證施工質(zhì)量應(yīng)注意點(diǎn)。(每題25分)(1999)2、瀝青混凝土路面施工方法及關(guān)鍵工序。(13324)(2003)答:瀝青混凝土路面施工方法采用廠拌法施工,施工過程可分為瀝青混合料的拌制與運(yùn)輸及現(xiàn)場鋪筑兩個階段。(1)在瀝青混合料的拌制與運(yùn)輸階段,先進(jìn)行試拌,并嚴(yán)格計(jì)量試拌時所用的各種礦料及瀝青應(yīng)。之后,即可選定生產(chǎn)配合比。正式拌制時,需要控制礦料和瀝青的加熱溫度與拌和溫度。經(jīng)過拌和后的混合料應(yīng)符
15、合標(biāo)準(zhǔn),無不良現(xiàn)象。廠拌瀝青混合料通常用自動傾卸汽車運(yùn)往鋪筑現(xiàn)場,必須根據(jù)運(yùn)送的距離和道路交通狀況來組織運(yùn)輸。(2)在現(xiàn)場鋪筑階段熱拌瀝青混合料路面施工的關(guān)鍵鋪筑工序?yàn)椋夯鶎訙?zhǔn)備和放樣、攤鋪、碾壓和接縫施工。面層鋪筑前,應(yīng)對基層或舊路面的厚度、密實(shí)度、平整度、路拱等進(jìn)行檢查。并對基層或舊路面進(jìn)行清掃和修復(fù)。為使面層和基層粘結(jié)好,在面層鋪筑前48h,根據(jù)不同類型的基層灑布透層或粘層瀝青,根據(jù)情況也可在面層鋪筑前鋪下封層。在準(zhǔn)備好基層之后還應(yīng)進(jìn)行測量放樣以控制混合料的攤鋪厚度。瀝青混凝土路面采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪。攤鋪前應(yīng)放出引導(dǎo)攤鋪機(jī)運(yùn)行走向和標(biāo)高的控制基準(zhǔn)線。攤鋪過程中要隨時檢查攤鋪厚度、平整度和
16、路拱。瀝青混合料攤鋪厚度為瀝青路面設(shè)計(jì)厚度乘以壓實(shí)系數(shù)。碾壓過程分為初壓、復(fù)壓和終壓三個階段。復(fù)壓是碾壓過程最重要的階段,混合料能否達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度,關(guān)鍵全在這階段的碾壓。碾壓時壓路機(jī)開行的方向應(yīng)平行于路中心線,并由一側(cè)路邊緣重疊的壓向路中。接縫施工包括縱縫施工和橫縫施工。對當(dāng)日先后修筑的兩個路面后鋪寬度應(yīng)該與已鋪寬度有所重疊并應(yīng)高出已壓實(shí)路面,以便壓實(shí)到相同的厚度。不在同一天鋪筑的相鄰車道或與舊瀝青路面連接的縱縫在攤鋪之前應(yīng)對原路面邊緣加以處理之后方可攤鋪新料。橫縫施工時先沿已刨齊的縫邊用熱瀝青混合料覆蓋,以資預(yù)熱,待接縫處瀝青混合料變軟之后,將所覆蓋的混合料清除,換用新的熱混合料攤鋪并壓實(shí)
17、。關(guān)鍵工序:(1)試驗(yàn)路段鋪筑。(2)施工設(shè)備安裝調(diào)試。(3)瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量控制。(4)瀝青混合料的運(yùn)送。(5)瀝青混合料的攤鋪。(6)瀝青路面的壓實(shí)成型。(7)施工接縫的處理。使用機(jī)械:間歇式拌和機(jī)、自卸汽車、攤鋪機(jī)、各種壓路機(jī)。4)瀝青路面原材料問題1、試述影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素及改善、提高措施。(2000)答:影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素有:礦料的性質(zhì)、瀝青的高溫粘度及與集料的粘附性、瀝青用量,礦料的級配組成等。改善、提高措施:采用表面粗糙、多棱角、顆粒接近立方體的碎石集料,或在混合料中增加粗礦料含量,或限制剩余空隙率,這些措施都可以通過增大瀝青混合料內(nèi)摩阻力和提高瀝青混合
18、料動穩(wěn)定度來改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。使用改性劑或其他方式用以提高瀝青材料的粘稠度高,降低感溫性,通過提高瀝青混合料的粘結(jié)從而提高混合料的高溫穩(wěn)定度。另外采用合理級配的混合料,合適的瀝青用量,控制瀝青與礦粉的比值和采用具有活性的礦粉,也有利于增強(qiáng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。2、 什么是改性瀝青、瀝青馬蹄脂碎石(SMA)、排水(開級配)瀝青層(OGFC)、稀漿封層?(20分)(2001)答:改性瀝青:是指摻加橡膠、塑料等高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料型外摻劑,與瀝青均勻混合,從而使瀝青的性質(zhì)可以改善而制成的瀝青混合物。瀝青馬蹄脂碎石:是一種以瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細(xì)集料以及較多的填料
19、(礦粉)組成的瀝青馬蹄脂,填充于間斷級配的粗集料骨架間隙中組成一體所形成的瀝青混合料,簡稱SMA。排水(開級配)瀝青層:稀漿封層:稀漿封層是一種將乳化瀝青、集料、水和特殊添加劑按合理配比拌和并均勻攤鋪到路面上的一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。3、試述瀝青混合料最佳瀝青用量的確定方法,并加以評述。(路基路面新版或道路建筑材料)(15分)(2007)答:瀝青混合料最佳瀝青用量的確定方法步驟如下:1、以瀝青用量為橫坐標(biāo),以瀝青混合料試件的密度、空隙率、瀝青飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度和流值指標(biāo)為縱坐標(biāo),將試驗(yàn)結(jié)果繪制成關(guān)系曲線。2、確定最佳瀝青用量的初始值OAC1。取與馬歇爾穩(wěn)定度和密度最大值相應(yīng)的瀝青用量a1和a2,
20、以及與設(shè)計(jì)要求空隙率范圍中值瀝青飽和度的中值對應(yīng)的瀝青用量a3和a4。取OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4。3、確定瀝青最佳用量的初始值OAC2。根據(jù)關(guān)系曲線求出各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不含VMA的瀝青用量范圍OACminOACmax,并計(jì)算瀝青最佳用量的初始值OAC2=(OACmin+OACmax)/2。4、取最佳瀝青用量OAC=(OAC1+OAC2)/2。檢查與OAC對應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。若不滿足上述技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,應(yīng)從新調(diào)整材料組成,重復(fù)以上試驗(yàn)程序,直至完全滿足規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時,最后確定最佳瀝青用量OAC。確定瀝青混合料最佳瀝青用量的目的,是為了使所拌的混合料,
21、具有良好的抗車轍、抗低溫開裂、抗水損害、耐疲勞的物理力學(xué)性能,以及便于拌合生產(chǎn)和易于施工等性能。但現(xiàn)行的通過馬歇爾試驗(yàn)所確定最佳瀝青用量的方法,在實(shí)際使用中與路面工作狀態(tài)不完全相同,許多用此方法設(shè)計(jì)出來的最佳瀝青用量在實(shí)際的道路使用中出現(xiàn)了許多病害,尤其車轍日趨嚴(yán)重,因而許多人認(rèn)為馬歇爾法的試件成型采用落錘沖擊的方法沒有模擬實(shí)際路面的壓實(shí),馬歇爾穩(wěn)定度不能恰當(dāng)?shù)脑u估瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度,從而此方法受到越來越多的批評。但是,馬歇爾法試驗(yàn)設(shè)計(jì)卻有著它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),此法已使用長達(dá)半個多世紀(jì),應(yīng)用廣泛,操作簡單,便于群眾掌握,并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料等,所以在今后一段時間里馬歇爾法仍將會作為確定最佳
22、瀝青用量的基本方法繼續(xù)得到改進(jìn)和應(yīng)用。4、簡述重交通道路石油瀝青的技術(shù)性質(zhì),分析工程中瀝青優(yōu)選的主要注意事項(xiàng)。(2001)答:由于我國受到油源基屬的限制,大量的國產(chǎn)瀝青含蠟量較高,粘結(jié)性較差,故采取將優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)瀝青或進(jìn)口優(yōu)質(zhì)瀝青用于種交通道路。重交通瀝青技術(shù)性質(zhì)主要有(1)重交通道路瀝青的稠度較大。(2)重交通道路瀝青的低溫性能要求亦比中、輕交通道路瀝青高。(3)重交通道路瀝青對含蠟量有嚴(yán)格的要求。(4)重交通道路瀝青用薄膜烘箱試驗(yàn)來評價其耐老化性能。(5)重交通道路瀝青必要時還應(yīng)該測試其粘度。石油瀝青標(biāo)號與等級的選擇是影響瀝青路面路用性能的重要因素。一般應(yīng)根據(jù)公路等級、路面類型、結(jié)構(gòu)層次、氣候
23、區(qū)劃和施工季節(jié)等因素,綜合考慮,論證后確定。通常對于夏季溫度高、高溫持續(xù)時間長的地區(qū),宜采用稠度大的瀝青;對于冬季寒冷的地區(qū),宜采用稠度低,低溫延度大的瀝青;對于日溫差、年溫差大的地區(qū)應(yīng)選擇針入度指數(shù)大的瀝青。對于重在交通路段、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、停車場等行車速度低的路段,宜采用稠度大的瀝青;對交通量小的中低級公路、旅游公路宜選用稠度較小的瀝青等級。5、試述瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型(2008)答:由于各組成材料用量比例的不同,壓實(shí)后瀝青混合料內(nèi)部的礦料顆粒的分布狀態(tài)、剩余空隙率也呈現(xiàn)出不同的特征,形成不同的組成結(jié)構(gòu),而具有不同組成結(jié)構(gòu)特征的瀝青混合料在使用時則表現(xiàn)出不同的性能。按照瀝青混合料的
24、礦料級配組成特點(diǎn),將瀝青混合料分為懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)和骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu):在采用連續(xù)密集配礦料配制的瀝青混合料中,礦料顆粒由大到小連續(xù)存在,粒徑較大的顆粒被較小一檔的顆粒擠開,不能直接接觸形成嵌擠骨架結(jié)構(gòu),這彼此分離懸浮于較小顆粒和瀝青膠漿之間,而較小顆粒與瀝青膠漿較為密實(shí),形成了所謂懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。骨架空隙結(jié)構(gòu):當(dāng)采用連續(xù)開級配礦料與瀝青組成瀝青混合料時,較粗集料顆粒彼此接觸,形成相互嵌擠的骨架,但較細(xì)顆粒數(shù)量較少,不足以充分填充骨架空隙,壓實(shí)后混合料中的空隙較大,形成了所謂的骨架空隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用間斷型密集配礦料時,在瀝青混合料中既有足夠數(shù)量的粗集料形成骨架,又根據(jù)粗集料骨架空
25、隙的大小加入了足夠的細(xì)集料和瀝青膠漿,使之填滿骨架空隙,形成較高密實(shí)度的骨架結(jié)構(gòu)。5)路面病害問題1、瀝青路面的病害與防治(2001)答:泛油:它大多數(shù)是由于混合料中瀝青用量偏多,瀝青稠度太低等原因引起的,但有時也可能在行車作用下礦料下擠,瀝青上泛而引起。此類病害可以根據(jù)泛油的輕重程度,采取鋪撒較粗粒徑的礦料予以處治。波浪:波浪的產(chǎn)生,主要是由于瀝青灑布不均勻形成油壟,瀝青多處礦料厚、瀝青少處礦料薄,再經(jīng)過行車不斷撞擊而造成高低不平。輕微的可在熱季采用強(qiáng)行壓平的方法處治,嚴(yán)重的則需用熱拌瀝青混合料填平。擁包:在行車水平力作用下,瀝青面層材料的抗剪強(qiáng)度不足則易產(chǎn)生推擠擁包。這類病害只能采用鏟平處
26、治的辦法處治?;铮簽r青路面滑溜主要是由于行車作用使得礦料磨光,瀝青面層中多余的瀝青在行車荷載重復(fù)作用下泛油,也易形成表面滑溜。這類病害多采用加鋪防滑表層來處理。裂縫:瀝青裂縫的形式有縱縫、橫縫、龜裂與網(wǎng)裂幾種,對于較小的縱縫和橫縫,一般用灌入熱瀝青材料加以封閉處理。對較大的裂縫,則用填塞瀝青石屑混合料方法處理。對于大面積的龜裂、網(wǎng)裂,通常采用加鋪封層和瀝青表面處治。網(wǎng)裂、龜裂嚴(yán)重的地段,則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或徹底翻修。坑槽:瀝青路面產(chǎn)生坑槽的原因是面層的網(wǎng)裂、龜裂未及時養(yǎng)護(hù)而逐漸形成坑槽。坑槽的處治方法是將坑槽范圍挖成矩形,槽壁應(yīng)垂直,在四周涂刷熱瀝青后,從基層到面層用與原結(jié)構(gòu)相同的材料填補(bǔ),并予夯
27、實(shí)。松散:松散大多發(fā)生在瀝青路面使用的初期?;鶎訚褴?,則應(yīng)清除松散的瀝青面層后,重新壓實(shí),待基層干燥后再鋪面層??羞叄涸谛熊囎饔煤妥匀灰蛩赜绊懴拢瑸r青路面邊緣不斷缺損,參差不齊,路面寬度減小,這種現(xiàn)象稱為啃邊。對于啃邊病害的處治方法是設(shè)置路緣石、加寬路面、加固路肩。2、瀝青路面主要損害類型及其相應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)和表面使用功能指標(biāo)。(25分)(2002)(參考)答:瀝青路面破壞狀態(tài)有以下幾種:沉陷、車轍、疲勞開裂、推移和低溫縮裂。沉陷是路面在車輪作用下表面產(chǎn)生的較大凹陷變形,有時凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象出現(xiàn)。為了控制路基土的壓縮引起路面的沉陷,可選用路基土的垂直壓實(shí)應(yīng)力或垂直壓應(yīng)變作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),
28、如z【z】。車轍是路面的結(jié)構(gòu)層及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí),以及結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累計(jì)永久變形。有代表性的控制車轍深度的指標(biāo)有兩種:一種是路面?zhèn)€結(jié)構(gòu)層包括土基的殘余變形總和;另一種是路基表面的垂直變形。疲勞開裂是由于瀝青結(jié)構(gòu)層受車輪荷載的反復(fù)彎曲作用,使結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)變(或拉應(yīng)力)值超過材料的疲勞強(qiáng)度,底面開裂,并逐漸向表面發(fā)展,相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)是用結(jié)構(gòu)層底面的拉應(yīng)變或拉應(yīng)力不超過相應(yīng)的容許值。推移是由于瀝青路面受到較大的車輪水平荷載作用產(chǎn)生的,為防止瀝青面層表面產(chǎn)生推移和擁起,可用面層抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。低溫縮裂是由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,當(dāng)它超過材料相
29、應(yīng)條件下的抗拉強(qiáng)度時便產(chǎn)生開裂。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為低溫時結(jié)構(gòu)層材料因收縮受約束而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力不大于該溫度時材料的容許拉應(yīng)力。3、瀝青路面損壞類型及其成因(P308)(猜的題)(了解即可)答:高等級公路瀝青路面常見的損壞現(xiàn)象有裂縫(橫向、縱向及網(wǎng)狀裂縫)、車轍、松散、剝落和表面磨光等。(1)裂縫 瀝青路面的裂縫,按其成因不同可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種類型。裂縫是高等級公路瀝青路面最主要的破損形式。橫向裂縫是指垂直于行車方向的裂縫。橫向裂縫還可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類,其中非荷載型裂縫是主要形式,這種裂縫又有兩種情況:瀝青面層縮裂和基層反射裂縫。瀝青面層縮裂多發(fā)生在冬季,當(dāng)瀝青面層
30、中的平均溫度低于其斷裂溫度,產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其在該溫度時的抗拉強(qiáng)度時,瀝青面層即發(fā)生斷裂?;鶎臃瓷淞芽p是指半剛性基層先于瀝青面層開裂,在荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的共同作用下,在基層開裂處的面層底部產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致面層底部開裂,爾后逐漸向上擴(kuò)張致使裂縫貫穿面層全厚度。荷載型裂縫是由于車輛嚴(yán)重超載,致使拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而斷裂??v向裂縫產(chǎn)生的原因有兩種:一種情況是瀝青面層分路幅攤鋪時,兩幅接茬處未處理好,在車輛荷載與大氣因素作用下逐漸開裂;另一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻或由于路基邊坡受水侵蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。網(wǎng)狀裂縫主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起的,也可以是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及
31、時封填,致使水分滲入下層,加劇了路面的破損。瀝青在施工期間以及在長期使用過程中的老化也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的原因之一。(2)車轍 車轍是渠化交通引起的瀝青路面損壞類型之一。車轍一般是在溫度較高的季節(jié),車輛反復(fù)碾壓下產(chǎn)生塑性流變而逐漸形成的。(3)松散剝落 是指瀝青從礦料表面脫落。產(chǎn)生松散剝落的原因主要是由于瀝青與礦料之間的粘附性較差,在水或冰凍的作用下,瀝青從礦料表面剝離所致。產(chǎn)生剝落的另一個可能性是由于施工中混合料加熱溫度過高,致使瀝青老化失去粘性。(4)表面磨光 瀝青路面在使用過程中,在車輛反復(fù)滾動摩擦的作用下,集料表面被逐漸磨光,有時還伴有瀝青的不斷上翻,從而導(dǎo)致瀝青面層表面磨光。表面
32、磨光的內(nèi)在原因是集料質(zhì)地軟弱,缺少棱角,或礦料級配不當(dāng),粗集料尺寸偏小,細(xì)集料偏多,或?yàn)r青用量偏多等。問題2水泥混凝土路面1)水泥砼路面設(shè)計(jì)問題1、簡述水泥混凝土路面基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的修正系數(shù)n(即Etc=nEt)與瀝青路面彎沉綜合修正系數(shù)F(ls=FlL)的意義。(2000)(參考)答:基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的修正系數(shù)n:由于基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的測定采用沉載板法,而沉載板法一般采用加載卸載法,測定時的單位壓力最小0.05Mpa,最大可達(dá)到0.7Mpa,而實(shí)際由于水泥混凝土路面的剛性很大,外加的荷載傳到基層頂面的壓力很小。再由于路基的非線性性質(zhì),路基頂面的實(shí)際模量比測定值
33、大,為了使得水泥混凝土路面的實(shí)測應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力基本相同,通過實(shí)測對比與修正分析,得出基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的修正系數(shù)n的表達(dá)式?;鶎禹斆娴漠?dāng)量回彈模量Et乘修正系數(shù)n得到計(jì)算回彈模量Etc。一般n大于1。由于路面結(jié)構(gòu)的非線性、材料的變異性、理論假設(shè)的變異性,瀝青路面的實(shí)測彎沉一般小于計(jì)算彎沉。為了反映瀝青路面的這一特點(diǎn),采用瀝青路面彎沉綜合修正系數(shù)F(即ls=FlL)進(jìn)行統(tǒng)一考慮。一般F小于1。2、試就水泥混凝土路面設(shè)計(jì)回答下列問題:(1999)(2000)(2001)(2002)(2005)設(shè)計(jì)依據(jù)的力學(xué)理論(力學(xué)原理/設(shè)計(jì)理論/設(shè)計(jì)原理)及采用的計(jì)算方法(設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和步驟)如何
34、?設(shè)計(jì)指標(biāo)(與標(biāo)準(zhǔn))是什么?(主要)設(shè)計(jì)參數(shù)有哪些?不同車輛軸載如何計(jì)算,軸載的重復(fù)作用如何體現(xiàn)?答:力學(xué)理論:水泥混凝土面板的剛度遠(yuǎn)大于基(墊)層和路基的剛度。在荷載作用下,它具有良好的擴(kuò)散荷載和能力,所產(chǎn)生的彎曲變形遠(yuǎn)小于其厚度,因此,一般采用小撓度薄板理論進(jìn)行分析。(設(shè)計(jì)方法:我國水泥混凝土路面按可靠度進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方法采用單軸雙輪100KN標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下的彈性半空間地基有限大矩形薄板理論有限元解為理論基礎(chǔ),以路面板縱縫邊緣荷載與溫度綜合疲勞彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行路面板厚度設(shè)計(jì)。)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):荷載應(yīng)力和疲勞溫度應(yīng)力的疊加小于等于混凝土疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)參數(shù):設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)軸載作用次
35、數(shù)Ne、混凝土的抗彎拉強(qiáng)度和彈性模量、路面板厚度、基層和土基抗壓回彈模量以及基層頂面綜合回彈模量。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN單軸雙輪組荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù),按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。Ns=ii(i100)16式中:Ns100KN的單軸雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的通行次數(shù);Pi各類軸輪型;級軸載的總重(KN);n軸型和軸載級位數(shù);Ni各類軸輪型i級軸載的通行次數(shù);i軸輪型系數(shù)。在設(shè)計(jì)中軸載的重復(fù)作用是用設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)表示的,即設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道沿一個方向通過的累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)Ne表示,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)混凝土面板臨界荷位處所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù)Ne,可
36、通過下式確定。可以用(P457)式中:Ne標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量作用次數(shù);t設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(年);gr交通量年平均增長率;臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)??紤]荷載應(yīng)力和溫度翹曲應(yīng)力綜合疲勞損傷作用的混凝土面層厚度和板平面尺寸確定方法,可遵循下述設(shè)計(jì)步驟:1、收集并分析交通參數(shù)。收集日交通量和軸載組成數(shù)據(jù),確定輪跡分布系數(shù),計(jì)算設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù);由此確定道路的交通等級,并進(jìn)而選定設(shè)計(jì)年限、選定交通量年平均增長率,計(jì)算使用年限內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載的累計(jì)作用次數(shù)。2、初擬路面結(jié)構(gòu)。初選路面結(jié)構(gòu)層次、類型和材料組成;擬定各層的厚度、面層板平面尺寸和接縫構(gòu)造。3、確定材料參數(shù)。試驗(yàn)確定混凝土的設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度和彈性
37、模量,基層、墊層和路基的回彈模量,基層頂面的當(dāng)量回彈模量。4、計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力。由應(yīng)力計(jì)算圖或公式得到標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下板邊緣中部的最大荷載應(yīng)力;按接縫類型選定接縫傳荷系數(shù);按標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)計(jì)算得到疲勞應(yīng)力系數(shù);按交通等級選定綜合系數(shù);綜合上述計(jì)算結(jié)果可得到荷載疲勞應(yīng)力p。5、計(jì)算溫度應(yīng)力。由所在地公路自然區(qū)劃選擇最大溫度梯度;按路面結(jié)構(gòu)和板平面尺寸計(jì)算最大溫度梯度時的溫度翹曲應(yīng)力;按自然區(qū)劃和tm/fcm,確定溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用系數(shù);由此計(jì)算確定溫度疲勞應(yīng)力t6、檢驗(yàn)初擬路面結(jié)構(gòu)。按下述條件檢驗(yàn):p+t=(0.951.03)fcm。3、計(jì)算水泥混凝土路面溫度翹曲應(yīng)力的目的何在?我國現(xiàn)行水
38、泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范如何考慮溫度翹曲應(yīng)力?(2001)答:由于板的自重、地基反力和相鄰板的鉗制作用,使部分翹曲變形受阻,從而使板內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力稱為翹曲應(yīng)力。水泥混凝土路面板內(nèi)不同深處的溫度,隨氣溫變化而變化。這種變化使混凝土板出現(xiàn)膨脹和收縮變形的趨勢。當(dāng)變形受阻時,板內(nèi)便產(chǎn)生了翹曲應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過板所能承受的最大應(yīng)力時,水泥混凝土路面就會產(chǎn)生破壞,因而需要計(jì)算溫度翹曲應(yīng)力。我國現(xiàn)行水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范考慮溫度翹曲應(yīng)力時假設(shè):溫度沿板斷面呈直線變化、板和地基始終保持接觸,不計(jì)自重。板頂面與板底面的溫度差通常表示為板的溫度梯度乘以板厚即t=Tgh。對于較厚的板,采用溫度沿板斷面呈直線分布的假設(shè),即
39、按板頂和板底的溫度差確定的溫度梯度計(jì)算的溫度翹起應(yīng)力,會得到偏大的溫度翹起應(yīng)力值。因此,應(yīng)考慮由于溫度的非線性分布而引起的內(nèi)應(yīng)力。另外,臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力tr的計(jì)算是用考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt乘以最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力tm(MPa),即tr=Kttm來獲得的。4、評述我國水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方法。(25分)(2002)答:我國的設(shè)計(jì)方法以彈性半空間地基有限大矩形板模型為基礎(chǔ),以100KN單軸雙輪標(biāo)準(zhǔn)軸載作用于矩形板縱向邊緣中部產(chǎn)生的最大荷載應(yīng)力控制設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用了可靠度設(shè)計(jì)方法,以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)。該方法綜合了
40、多年來我國道路界在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中積累的成果和經(jīng)驗(yàn),是可以用于指導(dǎo)我國當(dāng)前混凝土路面工程設(shè)計(jì)的。但是,目前的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往并不意味著滿足路面所需各項(xiàng)功能的要求,而只能通過一項(xiàng)或幾項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的控制,以避免路面在試用期內(nèi)出現(xiàn)某種或某幾種的損害。因此目前的設(shè)計(jì)方法雖然可以用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)但它還不是一個很完善的方法,仍然存在較大的改進(jìn)空間。5、試述水泥混凝土的疲勞特性,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是如何反映這種疲勞特性的。(2008)2)水泥砼路面結(jié)構(gòu)問題1、試述我國現(xiàn)行公路水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)(合理結(jié)構(gòu)/基本構(gòu)造/合理結(jié)構(gòu)組成)與厚度的確定,并舉例說明。(25分)(2001)(2002)(2003)(2006)答:
41、水泥混凝土路面一般由土基、基層、混凝土面板、排水系統(tǒng)和接縫構(gòu)成,特殊情況下還應(yīng)設(shè)置墊層。水泥混凝土路面的土基必須密實(shí)、穩(wěn)定、均勻和耐久。一般要求處于干燥或中濕狀態(tài),防止由于土基不均勻支撐,使面板在受荷時底部產(chǎn)生過大的彎拉應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土面板產(chǎn)生破壞?;鶎討?yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,且斷面正確,表面平整,采用整體性好的材料修筑,減少材料中細(xì)料的含量<除非土基本身就是良好級配的砂礫類土,而且是排水條件良好的輕交通道路外,都應(yīng)設(shè)置基層。設(shè)置基層的目的是為了防唧泥;防冰凍;防水;減小路基頂面的壓應(yīng)力,并緩和路基不均勻變形對面層的影響;為面層施工提供方便;提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力,延長路面的使用壽命。
42、理論計(jì)算和實(shí)踐都已證明,采用整體性好,具有較高彈性模量的材料修筑基層(如貧混凝土、瀝青混凝土、水泥穩(wěn)定碎、石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石、級配碎石等),可以確?;炷谅访媪己玫氖褂锰匦?,延長路面的使用壽命。>厚度以20cm左右為宜,太厚不經(jīng)濟(jì),太薄基層底面彎拉應(yīng)力過大不穩(wěn)定?;鶎拥膶挾葢?yīng)比混凝土面板每側(cè)寬出3065cm。路肩采用混凝土面層,其厚度與行車道面層板相同時,基層寬度宜與路基同寬。排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或密級配粒料組成的不透水地基層,厚度一般為200mm。底基層頂面應(yīng)鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物。在基層下若為設(shè)置墊層,而上路床土質(zhì)為細(xì)粒土、粘土質(zhì)砂或級配不良砂(承受特重或重交通時),或
43、者上路床土質(zhì)為細(xì)粒土(承受中等交通時),均應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層可以采用級配粒料、水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料,厚度可取200mm?;炷撩姘逵械群袷胶偷冗吺絻煞N橫斷面,現(xiàn)一般采用等厚式斷面?;炷撩姘鍛?yīng)保證具有較高的彎拉強(qiáng)度,表面平整,耐磨,抗滑。板長一般為46m,板寬一般為34.5m,常選用的面板類型有普通混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面、鋼纖維混凝土路面、混凝土塊料路面等。對于承受特重交通的高速公路,可以選用連續(xù)配筋混凝土面層或選用連續(xù)配筋混凝土路面加瀝青混凝土面層的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)等?;炷撩鎸影宓暮穸葲Q定于公路和交通等級,特重或重交通時,最小厚度為16cm;中等
44、或輕交通時,最小厚度為14cm。鋼纖維混凝土面層板的厚度一般為普通混凝土路面厚度的0.650.75倍。復(fù)合式路面瀝青上面層的厚度一般為2580mm。另外,為保證行車安全,路面混凝土板表面構(gòu)造采用刻槽、壓槽、拉槽或拉毛等方法制作?;炷谅访娴呐潘畱?yīng)結(jié)合公路等級、地形、地質(zhì)、氣候、年降雨量、地下水等條件,結(jié)合路基排水進(jìn)行設(shè)計(jì),使之形成良好的排水系統(tǒng),確保排水暢通。高速公路和一級公路的路面排水一般由路肩排水、中央分隔帶排水和路面表面滲入水的排除等組成。路肩必須設(shè)置邊坡與板底連通的排水盲溝,以利于將路面板接縫處的滲水排出路肩。混凝土面板為緩解氣候變化及荷載引起的板內(nèi)應(yīng)力過大需要設(shè)置接縫,接縫由橫向接縫
45、、縱向接縫兩種形式,橫向接縫有縮縫、脹縫和施工縫三種?;炷谅访鎵|層結(jié)構(gòu):一般是為應(yīng)對路基的特殊需求而設(shè)置,分為防凍墊層、排水墊層與加固墊層三類。在季節(jié)性冰凍地區(qū)修筑混凝土路面,當(dāng)路面結(jié)構(gòu)總厚度不能滿足最小防凍要求時,應(yīng)設(shè)置防凍墊層,保證總厚度滿足最小防凍厚度的要求。對于水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹,路床土的濕度較大時,為防止地下水對路面結(jié)構(gòu)的侵蝕,應(yīng)設(shè)置排水墊層。當(dāng)路基土特別軟弱,經(jīng)加固后,仍有可能出現(xiàn)不均勻沉降、變形時,應(yīng)設(shè)置加固墊層以增強(qiáng)路床的承載能力。有時候,以上三種情況兼而有之,在選擇墊層結(jié)構(gòu)材料時,也應(yīng)兼顧,具備多種功能。一般情況,墊層多數(shù)選用當(dāng)?shù)亓畠r材料修筑,獲取當(dāng)?shù)夭牧蠐缴倭繜o機(jī)
46、界合料處治后使用,如砂、沙礫料、低劑量無機(jī)界合料穩(wěn)定粒料等。墊層厚度一般為15cm。2、水泥混凝土路面接縫種類與作用。(15389)(2003)答:水泥混凝土路面接縫可分為橫向接縫和縱向接縫。橫向接縫是垂直于行車方向的接縫,共有三種:縮縫、脹縫和施工縫??s縫保證板因溫度和濕度的降低而收縮時沿該薄弱斷面縮裂,從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。縮縫一般采用假縫形式。脹縫保證板在溫度升高時能部分伸張,從而避免產(chǎn)生路面板在熱天的拱脹和折斷破壞,同時脹縫也能起到縮縫的作用。對于交通繁重的道路一般應(yīng)在脹縫處板厚中央設(shè)置傳力桿。施工縫是由于混凝土路面每天完工以及因雨天或其它原因不能繼續(xù)施工時,做成施工縫的構(gòu)造形式。
47、施工縫一般采用平頭縫或企口縫的構(gòu)造形式??v縫是指平行于混凝土路面行車方向的那些接縫,縱縫除了可以緩解混凝土面板橫向伸縮所引起的內(nèi)應(yīng)力之外,在采用企口式縱縫、假縫時也可以起到板間傳遞荷載的作用,在設(shè)置拉桿時還可以防止板沿兩側(cè)路拱橫坡滑動拉開和形成錯臺以及防止橫縫錯開。3、試述水泥混凝土路面基層的作用、要求和常用類型。(路基路面第一章、第十二章P24、278起)(1995)(2007)答:基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力,并擴(kuò)散到下面的墊層和土基中去。水泥混凝土路面基層的作用有1.防唧泥2.防冰凍3.減小路基頂面的壓應(yīng)力,并緩和路基不均勻變形對面層的影響4.防水5.為
48、面層施工(如立側(cè)模,運(yùn)送混凝土混合料等)提供方便。6.提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力,延長路面的使用壽命。水泥混凝土基層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、抗沖刷能力及一定的剛度和穩(wěn)定性,且斷面正確,表面平整,并具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力?;鶎邮茏匀灰蛩氐挠绊戨m然比面層小,但是仍應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)性,以防基層濕軟后變形增大,從而導(dǎo)致面層損壞,基層表面還應(yīng)具有較高的平整度,以保證面層的平整度及層間結(jié)合。當(dāng)基層厚度太厚時,為保證工程質(zhì)量可分為兩次或三層鋪筑。最下面一層稱作底基層。對底基層材料的要求可低于上基層。設(shè)置的目的在于分擔(dān)承重作用以減薄上基層厚度并充分利用當(dāng)?shù)夭牧?。基層常用的類型:石灰穩(wěn)定類基層;水泥穩(wěn)定類基層;工業(yè)廢渣
49、穩(wěn)定基層。石灰穩(wěn)定土不但具有較高的抗壓強(qiáng)度,而且也具有一定的抗彎強(qiáng)度,且強(qiáng)度隨齡期逐漸增加。水泥穩(wěn)定類基層具有良好的整體性、足夠的力學(xué)強(qiáng)度、抗水性和耐凍性。其初期強(qiáng)度較高,且隨齡期增長而增長,所以應(yīng)用范圍較廣。石灰粉煤灰穩(wěn)定土類基層具有水硬性、緩凝性、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好,成板體、且強(qiáng)度隨齡期不斷增加,抗水抗凍、抗裂而且收縮性小,適應(yīng)各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)條件等特點(diǎn)。3)水泥砼施工問題1、 試述水泥砼路面施工的內(nèi)容(步驟),方法和質(zhì)量保證。(1995)答:水泥混凝土路面施工的步驟包括以下幾個方面:1、施工準(zhǔn)備工作。包括選擇施工機(jī)械,選擇混凝土拌和場地,進(jìn)行材料試驗(yàn)和混凝土配合比設(shè)計(jì),基層的檢查與整
50、修等。2、模板安裝。在攤鋪混凝土前,應(yīng)先安裝兩側(cè)模板。如果采用手工攤鋪混凝土,則邊模的作用僅在于支撐混凝土。當(dāng)用機(jī)械攤鋪混凝土?xí)r,軌道和模板的安裝精度直接影響到軌道式攤鋪機(jī)的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。3、傳立桿設(shè)置。當(dāng)兩側(cè)模板安裝好后,即在需要設(shè)置傳立桿的脹縫或縮縫位置上設(shè)置傳立桿?;炷涟暹B續(xù)澆筑時設(shè)置脹縫傳立桿的做法,一般是在嵌縫板上預(yù)留圓孔以便傳立桿穿過。對于不連續(xù)澆筑的混凝土板在施工結(jié)束時設(shè)置的脹縫,宜用頂頭木模固定傳立桿的安裝方法。4、制備與運(yùn)送混凝土混合料?;旌狭系闹苽淇刹捎脙煞N方法:一是在工地由拌和機(jī)拌制;二是在中心工廠集中制備,而后用汽車運(yùn)輸?shù)焦さ??;旌狭嫌檬滞栖?、翻斗車或自卸汽車運(yùn)
51、送。合適的運(yùn)距視車輛種類和混合料容許的運(yùn)輸時間而定。高溫天氣運(yùn)送混合料時應(yīng)采取覆蓋措施,以防混合料中水分蒸發(fā)。5、攤鋪和振搗。混合料震搗要注意防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象。攤鋪和震搗混合料時,不要碰撞模板和傳立桿,以避免其縱向變位。6、制筑接縫。筑做脹縫,先澆筑脹縫一側(cè)混凝土,取去脹縫模板后,再澆筑另一側(cè)混凝土,鋼筋支架澆在混凝土內(nèi)。橫向縮縫的筑做有以下三種方法:切縫法、鋸縫法和筑做企口式縫。7、表面整修與防滑設(shè)施?;炷两K凝前必須用人工或機(jī)械抹平其表面。但為了保證行車安全,混凝土表面應(yīng)具有粗糙抗滑的表面。8、養(yǎng)生與灌縫。為防止混凝土中水分蒸發(fā)過速而產(chǎn)生縮裂,并保證水泥水化過程的順利進(jìn)行,混凝土應(yīng)及時養(yǎng)生
52、。養(yǎng)生的方法有:潮濕養(yǎng)生和塑料薄膜或養(yǎng)生劑養(yǎng)生。填縫的工作宜在混凝土初步結(jié)硬后及時進(jìn)行?;炷谅访媸┕r,為保證工程質(zhì)量,可采用以下措施:1、土基完成后應(yīng)檢查其密實(shí)度;基層完成后應(yīng)檢查其強(qiáng)度、剛度和均勻性。2、按規(guī)定要求驗(yàn)收材料,測定材料的含水量,以調(diào)整用水量。3、攤鋪混凝土前,應(yīng)檢查基層的平整度和路拱橫坡;校檢模板的位置和標(biāo)高;檢查傳來?xiàng)U的定位。4、冬季和夏季施工時,應(yīng)測定混凝土拌和和攤鋪時的溫度。5、觀察混凝土拌和、運(yùn)送、震搗、整修和接縫等工序的質(zhì)量。2、試述水泥混凝土路面施工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展。(25分)(2002)4)水泥砼原材料問題1、試述道路用水泥的主要品種及技術(shù)性質(zhì)。(2000)答:
53、道路用水泥的主要品種:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。一般要求采用42.5級以上的普通硅酸鹽水泥。高速公路、一級公路以及通行特重、重交通的道路路面應(yīng)采用旋窯生產(chǎn)的道路硅酸鹽水泥,或采用旋窯生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥,對于通行中、輕交通的道路可采用礦渣硅酸鹽水泥。技術(shù)性質(zhì):1)化學(xué)性質(zhì)水泥中有害的化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi)。2)水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度標(biāo)準(zhǔn)稠度儀錐尖沉入深度為28+-2mm時的用水量。3)凝結(jié)時間水泥加水后,整個體系經(jīng)歷了初始反應(yīng)期、休止期、凝結(jié)期和硬化期。凝結(jié)時間包括初凝時間和終凝時間。初凝時間是指從水泥加水拌和開始,到水泥漿體失去流動性時的時間;
54、終凝時間是指水泥加水拌和開始,到水泥完全失去可塑性,而具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的時間。4)安定性水泥體積安定性是放映水泥漿體在硬化后,因體積膨脹不均勻而變形的情況,是評定水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,也是保證水泥制品、混凝土工程質(zhì)量的必要條件。常用的檢驗(yàn)水泥安定性的方法有沸煮法、試餅法、雷式法和壓蒸法。5)強(qiáng)度水泥膠沙在標(biāo)準(zhǔn)條件下達(dá)到規(guī)定齡期的抗折和抗壓強(qiáng)度。5)水泥砼病害及防治問題1、水泥混凝土路面維修與防護(hù)(2001)答:(1)填縫料的填補(bǔ) 填縫料常因高溫被擠出而失落,日久老化而失去彈性,因此,一般在冬季縫隙增寬時增補(bǔ)或更新填縫料,使縫隙填料保持飽滿不滲水,避免雜屑物等不可壓縮的材料混入。(2)裂縫的修
55、補(bǔ) 對較小裂縫,應(yīng)及時將裂縫內(nèi)的塵土清除干凈,再灌滿瀝青砂或?yàn)r青馬蹄脂封縫;或用環(huán)氧樹脂膠結(jié)。對嚴(yán)重的裂縫,宜先將松動部分鑿掉并清除干凈后,在干燥情況下,用液體瀝青涂刷縫壁,再填入瀝青砂搗實(shí)、熨平,并以細(xì)砂覆蓋。裂縫的修補(bǔ)工作宜在秋末冬初縫隙較寬時進(jìn)行。(3)麻孔、剝落、局部磨損和坑洞的修補(bǔ) 先將塵土碎屑清除干凈,再用1:2水泥砂漿或硫磺水泥填補(bǔ)。(4)大面積磨耗的處理 當(dāng)磨損、剝落面積較大時,可用堅(jiān)硬石料進(jìn)行雙層瀝青表面處治。(5)斷裂的修補(bǔ) 根據(jù)斷裂位置把混凝土板鑿成深約0.050.07m的長方形槽,刷洗干凈后,用水泥砂漿涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填補(bǔ)。(6)整倉修復(fù) 當(dāng)裂縫分布遍及全板
56、時,可將該板塊擊破翻除,必要時還應(yīng)重做基層,再另澆注新混凝土板。(7)罩面 混凝土路面損壞后,可在其上以新混凝土罩面。6)其他問題1、試述妨礙水泥混凝土路面發(fā)展的原因及對策。(本題25分)(2004)答:妨礙水泥混凝土路面發(fā)展主要是其存在一些缺點(diǎn):1.對水泥和水的需要量大,這給水泥供應(yīng)不足和缺水地區(qū)帶來較大困難,所以要求設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐乃春筒牧瞎?yīng)問題。2.有接縫,增加施工和養(yǎng)護(hù)的復(fù)雜性,而且容易引起行車跳動,影響行車的舒適性,接縫又是路面的薄弱點(diǎn),如處理不當(dāng),將導(dǎo)致路面板邊和板角處破壞。因此設(shè)計(jì)施工時,應(yīng)注意地基的處理和接縫口的聯(lián)結(jié)處理,同時應(yīng)根據(jù)不同的行車速度和交通量決定是否選用哪種類
57、型。3.開放交通遲,可選用早強(qiáng)材料或其它結(jié)構(gòu)形式,如裝配式混凝土路面;對于無法使用臨時路線而且交通量大的路段可考慮采用瀝青路面。4.修復(fù)困難,且影響交通。可采取改用其它類型的路面,加快修復(fù)速度。問題3擋土墻問題1、試述擋土墻的種類(常用/類型/不同類型)、構(gòu)造、設(shè)計(jì)原理(工作原理)和適用場合(使用條件)。(重力式、薄壁式、加筋土式、錨桿式和錨定板式)(1995)(2000)(2001)(2006)答:按擋土墻的位置不同分為:路塹擋墻、路堤擋墻、路肩擋墻、山坡?lián)鯄蜆蝾^擋墻等路塹擋墻適用于在山坡陡峻處,用以減少挖方數(shù)量,降低邊坡高度,避免山坡因開挖而失去穩(wěn)定;在地質(zhì)不良地段,用以支擋可能滑坍的山
58、坡山體。路堤擋墻適用于在陡山坡上填筑路堤時,用以支擋路堤下滑;收縮坡腳,避免與其他建筑物相互干擾,減少填方量;保證沿河路地不受水流沖刷。路肩擋墻用于支擋陡坡路堤下滑;抬高公路;收縮坡腳,減少占地,減少填方量。山坡?lián)鯄τ糜谥跎狡赂采w層或滑坡下滑。橋頭擋墻適用于支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。按擋土墻的墻體材料不同,分為:重力式、半重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、錨桿式、拱式、錨定板式、樁板式和垛式等。重力式特點(diǎn)及適用范圍:依靠墻自重承受土壓力、結(jié)構(gòu)簡單、施工簡便,由于墻身重,對地基承載力的要求也較高。墻身一般用漿砌片石或塊石砌筑。在墻身不高時,也可用干砌,在缺乏石料地區(qū)或條件許可時,也可用混凝土澆筑。衡重式特點(diǎn)及適用范圍:設(shè)置衡重臺使墻身重心后移,并利用衡重臺上的填土,增加墻身穩(wěn)定。上墻背俯斜而下墻背仰斜,
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