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【正文】 1mm）的變形壓力曲線。 路面承受行車荷載反復(fù)作用達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)的最大疲勞應(yīng)力。 二、選擇題 b； c； cd； b； c； abc； abd。 三、判斷題（正確√、錯(cuò)誤） √； √； √； 4； √； √； √； √； 9； √； 1√； 1√。 四、簡(jiǎn)答題 以經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)為依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)法。具有代表性的方法有三個(gè)：①美國加州承載比法（簡(jiǎn)稱 CBR 法）；②美國各州公路工作者協(xié)會(huì)法（簡(jiǎn)稱 AASHO 或 AASHTO法）；③典型結(jié)構(gòu) ,經(jīng)驗(yàn)厚度法（在法、英和德國流行）。 以力學(xué)分析為基礎(chǔ)，考慮環(huán)境、交通條件以及材料特性為依據(jù)的理論法。 30 多年來，有關(guān)理論法的研究取得了很大進(jìn)展，許多國家相繼提出較完整的設(shè)計(jì)體系。目前理論法對(duì)瀝青路面的應(yīng)力、形變和位移的分析，大多應(yīng)用彈性層狀體系理論，并采用電算的方法。 解題方法：求解時(shí)，將車輪荷載簡(jiǎn)化為圓形均布荷載（垂直荷載和水平荷載），并 在圓柱坐標(biāo)體系中分析各分量用彈性力學(xué)方法列出平衡方程求解。 主應(yīng)力計(jì)算：在瀝青路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算中，通常要驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，故需計(jì)算彈性層狀體系在荷載作用下產(chǎn)生的主應(yīng)力。由彈性力學(xué)可知，可用圓柱坐標(biāo)表示的空間問題的三個(gè)主應(yīng)力同各應(yīng)力分量之間的關(guān)系求解。 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(shí)凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象出現(xiàn)，當(dāng)沉陷嚴(yán)重時(shí)，超過結(jié)構(gòu)的變形能力，在結(jié)構(gòu)層受拉區(qū)產(chǎn)生開裂而形成縱裂，且有可能逐漸發(fā)展成網(wǎng)裂。 形成原因：路基土的壓縮。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：可用路基土的垂直壓應(yīng)力或垂直壓應(yīng)變作為設(shè)計(jì)指標(biāo) 。如：路基表面由車輪荷載作用產(chǎn)生的垂直應(yīng)力（用彈性層狀體系理論求得）≤路基土的容許垂直壓應(yīng)力。 14 沉陷示意圖 車轍是路面的結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)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)生的累積永久變形。車轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞型式。這類路面的使用壽命較長，即使每一次行車荷載作用產(chǎn)生的殘余變形量很小，而多次重復(fù)作用累積起來的殘余變形總和也將會(huì)較大，足以影響車輛的正常行使。 影響因素：路面車轍同荷載應(yīng)力大小，重復(fù)作用次數(shù)以及結(jié)構(gòu)層和土基的性質(zhì)有關(guān)。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：有代表性的控制車轍深度的指 標(biāo)有兩種：①路面各結(jié)構(gòu)層包括土基的殘余變形總和，路面的計(jì)算總殘余變形（由各結(jié)構(gòu)層殘余變形經(jīng)驗(yàn)公式確定）≤容許總殘余變形（由使用要求確定）。②路基表面的垂直變形，路基表面的垂直應(yīng)變（由彈性層狀體系理論求得）≤路基表面容許垂直應(yīng)變（由路基殘余變形和荷載應(yīng)力、應(yīng)力重復(fù)次數(shù)及路基土彈性模量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定）。 疲勞開裂是路面在正常使用情況下，由行車荷載的多次反復(fù)作用引起的。 疲勞開裂的特點(diǎn)：路面上顯著的永久變形，開裂開始大都是形成細(xì)而短的橫向開裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開裂的寬度和范圍不斷擴(kuò)大。 疲勞開裂的 原因：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（它較一次荷載作用的極限值小很多），底面便開裂，并逐漸向表面發(fā)展。 疲勞壽命：結(jié)構(gòu)層達(dá)到臨界疲勞狀態(tài)時(shí)所承受的荷載重復(fù)次數(shù)。 影響因素：重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）大小、路面的環(huán)境因素。 通過室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)路段的觀測(cè)，可以建立路面或結(jié)構(gòu)層材料承受重復(fù)荷載次數(shù)與重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）大小之間的關(guān)系，即疲勞方程或疲勞曲線。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：用結(jié)構(gòu)層底面的拉應(yīng)變或拉應(yīng)力不超過相應(yīng)的容許值控制設(shè)計(jì)，即：分別按彈性層狀體系理論計(jì)算的 結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)變或拉應(yīng)力≤分別由疲勞方程確定的該結(jié)構(gòu)層容許拉應(yīng)變和容許拉應(yīng)力。 當(dāng)瀝青路面受到較大的車輪水平荷載作用時(shí)（例如經(jīng)常啟動(dòng)或制動(dòng)路段及彎道、坡度變化處等），路面表面可能出現(xiàn)推移和擁起。造成這種破壞的原因是，車輪荷載引起的垂直力和水平力的綜合作用，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過材料的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也與行駛車輪的沖擊、振動(dòng)有關(guān)。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：用面層抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)計(jì)。即：面層中可能產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力（由彈性層狀體系理論計(jì)算的各應(yīng)力分量求得）≤材料的容許剪應(yīng)力。 路面結(jié)構(gòu)中某些整體性結(jié)構(gòu)層 在低溫（通常為負(fù)溫度）時(shí)，由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)它超過材料相應(yīng)條件下的抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生開裂。由于路面的縱向尺度遠(yuǎn)大于橫向，低溫收縮時(shí)側(cè)向約束不大，故這種開裂一般為橫向間隔性的裂縫，嚴(yán)重時(shí)才發(fā)展為縱向裂縫。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：低溫時(shí)結(jié)構(gòu)層材料因收縮受約束而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力≤該溫度時(shí)材料的容比拉應(yīng)力。 在潮濕和某些中濕路段上修筑瀝青路面時(shí)，由于瀝青層不透氣，使路基和基層中水份蒸發(fā)的通路被隔斷，因而向基層積聚。如果基層材料中含土最多（如泥結(jié)碎石、級(jí)配礫石），尤其是土的塑性指數(shù)較大時(shí)，遇水變軟，強(qiáng)度和 剛度急劇下降，結(jié)果導(dǎo)致路面開裂破壞。所以瀝青路面的基層一般應(yīng)選擇水穩(wěn)性好的材料，在潮濕路段及中濕路段尤應(yīng)如此。 五、論述題 路面彎沉是路面在垂直荷載作用下，產(chǎn)生的垂直變形。路面彎沉不僅能夠反映路面各結(jié)構(gòu)層及土基的整體強(qiáng)度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)彎沉值的測(cè)定也比較方便。 我國現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法采用設(shè)計(jì)彎沉作為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路的瀝青路面除了按彎沉設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)之外，還須對(duì)瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。城市道路路面 設(shè)計(jì)尚須進(jìn)行瀝青混合料面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。 荷載影響：作用在路面上的行車荷載，通常包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。水平力作用產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變，隨深度遞減的速率更快。路面表面還同時(shí)承受車輪的磨耗作用，因此，要求路面面層具有足夠的強(qiáng)度和抗變形能力，在其下各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減小。 15 層次安排：按照這種原則組合路面時(shí)，結(jié)構(gòu)層的層數(shù)愈多愈能體現(xiàn)強(qiáng)度和剛度沿深度遞減的規(guī)律。但就施工工藝、材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理而言，層數(shù)又不宜過多，也就是不能使結(jié)構(gòu)層的厚 度過小。宜自上而下由薄到厚。 瀝青路面相鄰結(jié)構(gòu)層材料的模量比對(duì)路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布有顯著影響，是合理確定結(jié)構(gòu)層層數(shù)，選定適宜結(jié)構(gòu)層材料的重要考慮因素。根據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)，基層與面層的模量比應(yīng)不小于 ，土基與基層或底基層的模量比宜為 ～ 。 新建瀝青路面的結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算，首先確定路面彎沉、拉應(yīng)力和面層剪應(yīng)力的計(jì)算圖式，分別見下圖。圖中 A 點(diǎn)是路表彎沉的計(jì)算點(diǎn)，位于雙圓均布荷載的輪隙中間，驗(yàn)算瀝青混凝土層底部拉應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力最大點(diǎn)在 B 和 C 兩點(diǎn)之間，可分別計(jì)算圖中點(diǎn) B、 D、 C、 E 的應(yīng)力，然后確定最大應(yīng) 力?？紤]到路面實(shí)際使用情況以及計(jì)算的合理性，在進(jìn)行彎沉計(jì)算或驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時(shí)，層間接觸條件設(shè)定為完全連續(xù)體系。 路表彎沉值計(jì)算圖式 瀝青混凝土層和半剛性層的層底拉應(yīng)力計(jì)算圖式 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。 按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段（在一般情況下路段長度不宜小于 500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施工，不宜小于 1km），確定各路段土基回彈模量值。 根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(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)及測(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)。 根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度。對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性基層材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(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。 第十四章 水泥混凝土 路面 工程 試題： 一、名詞解釋 水泥混凝土路面 。 普通混凝土路面 。 混凝土板橫縫 。 縮縫的作用 。 縮縫的作用 。 混凝土路面施工縫 。 縱縫 。 二、選擇題 在混凝土板的施工技術(shù)中，當(dāng)兩側(cè)模板安裝好后，即在需要設(shè)置傳力桿的（ ）脹縫或縮縫位置上設(shè)置傳力桿。 a、 脹縫； b、縮縫； c、縱縫； d、 橫縫。 16 混凝土強(qiáng)度的增長主要依靠水泥的水化作用。當(dāng)水結(jié)冰時(shí)，水泥的水化作用即停止，而混凝土的強(qiáng)度也就不再增長，而且當(dāng)水結(jié)冰時(shí)體積會(huì)膨脹，促使混凝土結(jié)構(gòu)松散破壞。因此，混凝土路 面應(yīng)盡可能在氣溫高于（ ）時(shí)施工。 a、 5℃； b、 3℃； c、 5℃； d、 25℃。 混凝土路面在持續(xù)寒冷和晝夜平均氣溫低于（ ），或混凝土溫度在 5℃以下時(shí)，應(yīng)停止施工。 a、 5℃； b、 3℃； c、 5℃； d、 25℃。 在氣溫超過 （ ） 時(shí)施工，應(yīng)防止混凝土的溫度超過 30℃，以免混凝土中水分蒸發(fā)過快，致使混凝土干縮而出現(xiàn)裂縫，必要時(shí)可采取下列措施： a、 5℃； b、 3℃； c、 5℃； d、 25℃。 三、判斷題（正確√、錯(cuò)誤） 根據(jù)對(duì)材料的要求及組成分：普通混 凝土（又稱素混凝土包括碾壓混凝土路面）路面；鋼筋混凝土路面；連續(xù)配筋混凝土路面；預(yù)應(yīng)力混凝土路面；裝配式混凝土路面；鋼纖維混凝土和混凝土小塊鋪筑的路面。（ ） 混凝上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)。溫度的變化會(huì)形成板的中部隆起的趨勢(shì)、板的周邊和角隅發(fā)生翹起的趨勢(shì)。這些變形會(huì)造成板的斷裂或拱脹等破壞。（ ） 混凝土板一般采用矩形，縱向和橫向接縫一般垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得互相錯(cuò)位。（ ） 混凝土板的施工程序：①安裝模板；②設(shè)置傳力桿；③混凝土的拌和與運(yùn) 送；④混凝土的攤鋪和震搗；⑤接縫的設(shè)置；⑥表面整修；⑦混凝土的養(yǎng)生與填縫。（ ） 為保證行車安全，混凝土表面應(yīng)具有粗糙抗滑的表面。最普通的做法是用棕刷順橫向在抹平后的表面上輕輕刷毛；也可用金屬絲梳子梳成深 l～ 2mm 的橫槽。還有用鋸槽機(jī)將路面鋸割成深 5～ 6mm、寬 2～ 3mm、間距 20mm 的小橫槽。也可在未結(jié)硬的混凝土表面塑壓成槽，或壓人堅(jiān)硬的石屑來防滑。（ ） 四、簡(jiǎn)答題 簡(jiǎn)述 脹縫 構(gòu)造中 的縫寬、 傳力桿和墊枕 技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述縮縫構(gòu)造中縫形式及尺寸、傳力桿技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述縮縫構(gòu)造中施 工縫技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述橫縫構(gòu)造技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述縱縫構(gòu)造技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述縱橫縫的布置技術(shù)要求。 簡(jiǎn)述面層混凝土材料的要求。 混凝土路面施工時(shí)，為保證工程質(zhì)量，需要控制和檢查的主要項(xiàng)目。 混凝土路面竣工驗(yàn)收的主要項(xiàng)目。 五、論述題 論述與其它類型路面相比，混凝土路面具有的優(yōu)缺點(diǎn)。 論述水泥混凝土路面構(gòu)造中土基不均勻支承因素與控制方法。 論述水泥混凝土路面構(gòu)造中設(shè)置基層的目的與技術(shù)要求。 參考答案： 一、名詞解釋 水泥混凝土路面是一種高級(jí)路面，俗稱白色路面，以混凝土路面板 和基（墊）層所組成的路面。 指除接縫區(qū)和局部范圍（邊緣和角隅）外不配置鋼筋的混凝土路面。 橫向接縫是垂直于行車方向的接縫。分類：縮縫、脹縫和施工縫。 脹縫保證板在溫度升高時(shí)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(shí)脹縫也能起到縮縫的作用。 縮縫保證板因溫度和濕度的降低而收縮時(shí)沿該薄弱斷面縮裂，從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。 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(shí)，而形成的縫。施工縫應(yīng)盡量做到脹縫處。如不可能，也應(yīng)做至縮縫處，并做成施工縫的構(gòu)造形式。 指平行于 混凝土路面行車方向的那些接縫。縱縫間距一般按 3～ ，這對(duì)行車和施工都較方便。 二、選擇題 ab； c； a； d。 三、判斷題（正確√、錯(cuò)誤） √； √； √； √； √。 17 四、簡(jiǎn)答題 縫寬：縫隙寬約 20～ 25mm。如施工時(shí)氣溫較高，或脹縫間距較短，應(yīng)采用低限；反之用高限?？p隙上部 3～ 4cm 深度內(nèi)澆灌填縫料，下部則設(shè)置富有彈性的嵌縫板，它可由油浸或?yàn)r青浸制的軟木板制成。 傳力桿：對(duì)于交通繁重的道路，為保證混凝土板之間能有效地傳遞荷載，防止形成錯(cuò)臺(tái)，應(yīng)在脹縫處板厚中央設(shè) 置傳力桿。傳力桿一般長 40～ 60cm，直徑 20～ 25mm 的光圓鋼筋，每隔 30～ 50cm 設(shè)一根。桿的半段固定在混凝土內(nèi)，另半段涂以瀝青、套上長約 8～ 10cm 的鐵皮或塑料套筒，筒底與桿端之間留出寬約 3～ 4cm 的空隙，并用木屑與彈性材料填充，以利板的自由伸縮。在同一條脹縫上的傳力桿，設(shè)有套筒的活動(dòng)端最好在縫的兩邊交錯(cuò)布置。 墊枕：由于設(shè)置傳力桿需用鋼材，故有時(shí)不設(shè)傳力桿，而在板下用 100 號(hào)混凝土或其它剛性較大的材料，鋪成斷面為矩形或梯形的墊枕。當(dāng)用爐渣石灰上等半剛性材料作基層時(shí)，可將基層加厚形成墊枕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 造價(jià)低廉。 為防止水經(jīng)過脹縫滲人基層和土基，還可在板與墊枕或基層之間鋪一層或兩層油毛氈或 2cm 厚瀝青砂。 縫形式及尺寸：縮縫一般采用假縫形式，即只在板的上部設(shè)縫隙，當(dāng)板收縮時(shí)將沿此最薄弱斷面有規(guī)則地自行斷裂。縮縫縫隙寬 3～8mm，深度約為板厚的 1/5～ l/4，一般為 5～ 6cm，近年來國外有減小假縫寬度與深度的趨勢(shì)。假縫縫隙內(nèi)亦需澆灌填縫料，以防地面水下滲及石砂雜物進(jìn)入縫內(nèi)。