【正文】 時(shí)所產(chǎn)生的石粉與水形成的石粉漿的粘結(jié)作用而形成的。在這些因素中，以集料大小的分配，特別是粗細(xì)成分比例為最重要。 土 — 碎（礫）石混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力的大小。 二、選擇題 純碎石材料是按嵌擠原則產(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 ， 由以下因素構(gòu)成（ ） 。 泥灰結(jié)碎石路面 。 水結(jié)碎石路面 。 天然塊料路面 。由于瀝青混合料的力學(xué)特性受溫度和加荷時(shí)間的影響較大 ，因此不能像其他材料那樣用一個(gè)常量彈性模量來表征瀝青混合料的應(yīng)力－應(yīng)變特性關(guān)系。由于瀝青混合料中的瀝青材料具有依賴于溫度和加荷時(shí)間的粘－彈性性狀，因此瀝青混合料在荷載作用下的應(yīng)力－應(yīng)變也具有隨溫度和荷載作用時(shí)間而變化特點(diǎn)。 瀝青混合 料應(yīng)力－應(yīng)變特性的測試方法與以上各種材料所用的方法類似，在低溫條件下可以用單軸試驗(yàn)或小梁試驗(yàn)，在高溫條件下，由于瀝青混合料的溫度敏感性強(qiáng)，用三軸壓縮試驗(yàn)更能符合實(shí)際受力狀態(tài)。小梁截面邊長的尺寸應(yīng)不低于混合料中集料最大粒徑的４倍。由車輪荷載引起的彎拉應(yīng)力超過材料的抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，材料會產(chǎn)生彎曲斷裂。路面材料的抗拉強(qiáng)度主要由混合料的粘結(jié)力所提供，可以采用直接拉伸或間接拉伸試驗(yàn)，測繪應(yīng)力－應(yīng)變曲線，取曲線的最大應(yīng)力值為抗拉強(qiáng)度。如春季氣溫回升緩慢，氣候干燥無雨，翻漿程度就會減輕。翻漿的嚴(yán)重程度與春季氣候有密切關(guān)系，如春季氣溫回升很快，土基上層解凍迅速，土層中積聚的過量水分來不及排除，翻漿所造成的危害就嚴(yán)重。因此，土基的承載力降低。 春天，氣溫逐漸回升到零度以上，土基開始解凍，由于路面的導(dǎo)熱性大，路中間的融解速度較兩側(cè)快，因而融解過程中大量的水分不易向下及兩側(cè)排除，土基上層含水量增大。反之，若入冬尚暖，降溫緩慢，則土基凍結(jié)進(jìn)度也緩慢，冰凍線長期停留在土基上層某個(gè)深度，水分就會積聚在該處，形成聚冰層。凍脹的程度與土基溫度、水分來源和氣候條件有關(guān)。這就是負(fù)溫差作用下的水分遷移現(xiàn)象。由于土粒上的結(jié)合水膜變薄，就要從水膜較厚的土粒吸附水分。 在北方地區(qū)，隨著冬季來臨，上層土基開始冰凍，隨著氣溫下降，土基凍結(jié)深度不斷向下發(fā)展，其上層溫度低而下層溫度高，形成了負(fù)溫度坡差。 五、論述題 負(fù)溫度與水的共同作用，往往給路面和土基帶來不利的影響。因此，這類基層宜于熱季施工。石灰土、工業(yè)廢渣基層，在成型期間氣溫過高，在正常含水量和壓實(shí)度的情況下，可獲得較高的強(qiáng)度。 溫度過低對瀝青路面也是不利的，此時(shí)雖然彈性模量很高，但變形能力卻很小，容易發(fā)生脆裂。由于溫度的改變，瀝青路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和彈性模量會發(fā)生幾倍甚至幾十倍的變化。溫度穩(wěn)定性差的材料在溫度變化時(shí)，強(qiáng)度顯著降低。由四季溫度變化引起的混凝土板內(nèi)的脹縮應(yīng)力、由于晝夜溫度變化而引起的板頂與板底溫差所產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力，必須通過將混凝土路面劃分成一定尺寸的板來克服。 水泥混凝土路面受溫差的影響，將產(chǎn)生體積的變化。由于其荷載作用應(yīng)力作用時(shí)間短，變形來不及象靜載作用時(shí)那樣充分，路面結(jié)構(gòu)的變形比相同靜載作用下的變形要小，這意味著路面結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的相對提高。僅僅在城市道路柔性路面設(shè)計(jì)中，為了防止在高溫季節(jié)交叉口、停車站等處因車輛頻繁制動(dòng)和起動(dòng)而引起面層剪切變形需驗(yàn)算瀝青面層材料抗剪強(qiáng)度時(shí)，才考慮水平力。為了防止由于水平力作用在面層產(chǎn)生推擠、擁包、波浪等破壞現(xiàn)象，面層材料必須有足夠的抗剪強(qiáng)度。而水平力數(shù)值相對比較小，只有在緊急制動(dòng) 時(shí)才有較大數(shù)值。 汽車對道路的垂直作用力主要受下述因素的影響：汽車輪胎的內(nèi)壓力；輪胎的剛度和輪胎與路面接觸的形狀；輪載的大小。 三、判斷題（正確√；錯(cuò)誤） √； √； √； √； ； √； √； √； √； √。 在水的影響下，力學(xué)強(qiáng)度顯著降低的材料；未經(jīng)處理的含土材料，如泥結(jié)碎（礫）石、級配碎（礫）石和級配砂礫等是非水穩(wěn)性材料，這些材料不應(yīng)在潮濕路段使用。 簡述路面結(jié)構(gòu)層因抗剪強(qiáng)度不足而產(chǎn)生破壞的情況？ 五、論述題 論述水溫共同作用的結(jié)果 —— 凍脹與翻漿引起的路面破壞。 簡述氣溫變化對瀝青類路面的影響。（ ） 四、簡答題 1 簡述如何保證設(shè)計(jì)的路基路面結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)計(jì)的 功能，具有良好的結(jié)構(gòu)性能？ 簡述汽車對道路的垂直作用力？ 簡述汽車對道路的作用力中，垂直力、水平力作用特點(diǎn)和對設(shè)計(jì)的考慮。（ ） 我國現(xiàn)行水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸一般為 150mm 150mm 550mm，集料粒徑應(yīng)不大于 40mm。（ ） 直接拉伸試驗(yàn)，是將混合料制面圓柱形試件，試件兩端粘結(jié)在有球形鉸接的金屬蓋帽上，通過安裝上試件上的變形傳感器，測定試件在各級拉應(yīng)力下的應(yīng)變值。土基中毛細(xì)水來源于地下水，邊溝和路面滲水來源于降雨和地面涇流。路面中水的影響與道路所在地區(qū)的自然條件、季節(jié)、雨量、氣溫、蒸發(fā)條件及道路本身的排水能力等因素有關(guān)。（ ） 在瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中，交通分析是必須考慮的荷載影響因素。 當(dāng)汽車行駛時(shí)，除了對路面產(chǎn)生垂直壓力 P 外，還有水平力 Q 作用。 三、判斷題（正確√；錯(cuò)誤） 汽車對道路的作用力可分為停駐狀態(tài)、行駛狀態(tài)、剎車減速狀態(tài)和轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。由于材料的基本性質(zhì)和成型方 式不同，各種路面結(jié)構(gòu)層具有不同的力學(xué)強(qiáng)度性質(zhì)。 a、地下水位； b、面層類型； c、路面縱向坡度； d、路面橫向坡度。 a、 ； b、 ； c、 ； d、 。 a、 D=2d； b、 D=d2； c、 D= d； d、 D=3d。 對于雙輪組車軸，若每一側(cè)的雙輪用一個(gè)圓表示，稱為單圓荷載；如用二個(gè)圓表示，則稱為雙圓荷載。行駛狀態(tài)的汽車除了施加給路面垂直靜壓力外，還給路面施加（ ）。 二、選擇題 汽車對道路的作用力可分為停駐狀態(tài)和行駛狀態(tài)。 第九章 路面結(jié)構(gòu)荷載及材料 試題： 一、名詞解釋 水穩(wěn)性路面材料。 非水穩(wěn)性路面材料。當(dāng)汽車處于停駐狀態(tài)下，對路面的作用力為靜態(tài)壓力，主要由輪胎傳給路面的垂直壓力。 a、水平力； b、振動(dòng)力； c、動(dòng)水壓力； d、靜水壓力。雙圓荷載的當(dāng)量圓直徑 d和單圓荷載的當(dāng)量圓直徑 D 關(guān) 系為（ ），如圖示。 根據(jù)測定，汽車在正常行駛時(shí) Q=()P，而緊急制動(dòng) Q最大時(shí)可達(dá) ( )P。 路面滲水情況與路面 ( )有關(guān)。 路面所用的材料，按其不同的形態(tài)及成型性質(zhì)大致可分為 ( )幾類。 a、松散顆粒型材料； b、塊料； c、瀝青結(jié)合料； d、無機(jī)結(jié)合料。（ ）。水平力的大小與車輪的垂直壓力 P，車輪與路面的附著系數(shù) ψ以及汽車的行駛狀況有關(guān)，其最大值不會超過 P 與 ψ 的乘積。（ ） 濕度狀 況的變化是影響路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的重要因素之一。（ ） 路面結(jié)構(gòu)層中的水分主要有三個(gè)來源：一是土基中的毛細(xì)水，二是邊溝滲水，三是路面滲水。（ ） 路面材料可根據(jù)對水的敏感性，區(qū)分為水穩(wěn)性材料和非水穩(wěn)性材料。（ ） 間接拉伸試驗(yàn)，即劈裂試驗(yàn)，是將混合料制面圓柱形試件，直徑為 D，高度為 h，試驗(yàn)時(shí)通過壓條，沿直徑方向按一定速率施加荷載，直至試件開裂破壞。（ ） 混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸如確有必要，允許采用 100mm 100mm 400mm試件，集料粒徑不應(yīng)大于 30mm。 簡述汽車對道路的動(dòng)力作用？ 簡述氣溫變化對水泥混凝土路面的影響。 簡述氣溫變化對無機(jī)結(jié)合料加固的路面結(jié)構(gòu)影響。 論述路面、基層抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生的原因與試驗(yàn)方法？ 論述路面、基層抗彎拉強(qiáng)度產(chǎn)生的原因與試驗(yàn) 方法？ 論述瀝青混合料應(yīng)力－應(yīng)變特性？ 參考答案： 一、名詞解釋 在水的影響下，力學(xué)強(qiáng)度不顯著降低的材料；一般來講，二渣、三渣、水淬渣、水泥土、石灰土和二灰土等是水穩(wěn)性好的材料。 二、選擇題 ab； c； c； bcd； b。 四、簡答題 首先應(yīng)對行駛的汽車作分析，包括汽車輪重與軸重的大小與特性；不同車型車軸的布置；設(shè)計(jì)期限內(nèi)，汽車軸型的分布及車軸通行量逐年增長的規(guī)律；汽車動(dòng)態(tài)荷載與動(dòng)態(tài)荷載特性比較等。 垂直力數(shù)值相對比較大，影響范圍深，沿路面路基向下傳遞的深度隨車輪荷載大小和路面結(jié)構(gòu)情況而異，一般可達(dá)路基內(nèi) 5080cm。此外，水平力沿深度衰減很快，一般只傳至路表下 710cm，對面層影響比較大，而對基層以下各層幾乎沒有影響。 在路面設(shè)計(jì)中，一般都是將垂直力作為路面厚度計(jì)算的基本依據(jù)。 汽車對路面的動(dòng)力作用包含兩方面的因素：一是動(dòng)力性，汽車在路面上行駛，由于汽車自身的振 動(dòng)和路面的不平整，造成車輪對路面產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)；二是瞬時(shí)性，由于汽車行駛速度很快，路面上任一點(diǎn)受到的輪載作用時(shí)間很短，通常只有 ~ 左右。在柔性路面設(shè)計(jì)中考慮到柔性路面吸收行車的沖擊和振動(dòng)性能比較好，并注意到上述兩種影響的相互抵消，而不考慮車輪荷載的動(dòng)力作用。在一年四季中，由于溫差所引起的體積變化如果受到 約束，將產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，有時(shí)還能超過荷載產(chǎn)生的應(yīng)力。 瀝青類路面材料的強(qiáng)度隨溫度變化而變化，這種特性被稱作溫度穩(wěn)定性，它可以用來衡量路面材料對溫度的敏感程度。由于瀝青材料本身對溫度非常敏感，因此瀝青類路面也對溫度非常敏感。 2 瀝青路面結(jié)構(gòu)的 強(qiáng)度隨溫度的升高而顯著降低的原因在于：溫度升高后的混合料中瀝青稠度降低，一部分吸附瀝青轉(zhuǎn)化為自由瀝青，這些自由瀝青在顆粒間起著潤滑作用，從而使粘結(jié)力降低。 氣溫對無機(jī)結(jié)合料加固的路面結(jié)構(gòu)的初期成型有很大影響。反之，如果在成型期間氣溫過低，即使含水量和壓實(shí)度都正常，也不會有較高的強(qiáng)度，致使成型期延長。 路面結(jié)構(gòu)層因抗剪強(qiáng)度不足而產(chǎn)生破壞的情況有三種：路面結(jié)構(gòu)層厚度較薄，總體剛度不足，車輪荷載通過薄層結(jié)構(gòu)傳給土基的剪應(yīng)力過大，導(dǎo)致路基路面整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切破壞；無機(jī)結(jié)合料的粒料基層因?qū)游徊缓侠?，?nèi)部剪應(yīng)力過大而引起部分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切破壞；面層結(jié)構(gòu)的材料抗剪強(qiáng)度較低，如高溫條件下的瀝青面層；級配大碎石面層等，經(jīng)受較大的水平推力時(shí)，面層材料產(chǎn)生縱向或橫向推移等各種剪切破壞。冬季凍脹，春季翻漿，這是寒冷地區(qū)和季節(jié)性冰凍地區(qū)公路的主要病害之一 。在負(fù)溫區(qū)內(nèi)，土中的自由水首先凍結(jié)，形成冰晶體，再冷時(shí)，弱結(jié)合水（土顆粒表面吸附的薄膜水）也移向冰晶體凍結(jié)。這樣就產(chǎn)生了土基內(nèi)溫度較高的水分不斷向溫度較低處移動(dòng)的現(xiàn)象。由于水分源源不斷地移向 0℃等溫線處的冰晶體，并在此不斷的凍結(jié)，使冰晶體不斷擴(kuò)大，而水結(jié)冰時(shí)，其體積將膨脹 9％，這就形成了路 面的凍脹。如果冬季嚴(yán)寒、且冷得很快，則土基很快凍結(jié)到路基深處，下層水分來不及向上層積聚。聚冰層愈靠近路面，凍脹愈嚴(yán)重。當(dāng)融解到聚冰層時(shí)，土基的濕度便達(dá)到了飽和的程度。如 果有大量的運(yùn)輸車輛通過，尤其是重車的通過，稀軟的泥漿便會沿著開裂的路面縫隙擠出或形成較深的車轍和鼓包，這就是翻漿現(xiàn)象。倘若春融期再降雨，則翻漿程度將更嚴(yán)重。 瀝青路面、水泥混凝土路面及各種半剛性基層在氣溫急劇下降時(shí)產(chǎn)生收縮，水泥混凝土路面和各種半剛性基層在大氣濕度變化時(shí)，產(chǎn)生明顯干縮，這些收縮變形受到約束阻力時(shí)，將在結(jié)構(gòu)層內(nèi) 產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)材料的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗上述拉應(yīng)力時(shí)，路面結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生拉伸斷裂。 用水泥混凝土，瀝青混合料以及半剛性路面材料修筑的結(jié)構(gòu)層，在車輪荷載作用下，處于受彎曲工作狀態(tài)。路面材料的抗彎拉強(qiáng)度，大多通過簡支小梁試驗(yàn)進(jìn)行評定。通常采用三分點(diǎn)加載。瀝青混合料的應(yīng)力－應(yīng)變特性同上述材料有明顯的不同。 上圖為對瀝青混合料進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，分別在應(yīng)力較小和應(yīng)力較大的情況下得出的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。 第十章 塊料、碎礫石材料及路面 試題： 3 一、名詞解釋 塊料路面 。 碎石路面 。 泥結(jié)碎石路面 。 級配礫（碎）石路面 。 a、粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦； b、因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力； c、因粒料重 新排列而受到的阻力； d、嵌擠作用產(chǎn)生的阻力。內(nèi)摩阻力和由此而產(chǎn)生的抗剪力在很大程度上取決于（ ） 密實(shí)度、顆粒形狀和顆粒大小的分配。 a、密實(shí)度； b、顆粒形狀； c、顆粒大??； d、集料大小 。水結(jié)碎石路面中 ， 由于石灰?guī)r和白云巖石粉的粘結(jié)力較強(qiáng)，是水結(jié)碎石的常選石 料 ， 水結(jié)碎石路面厚度一般為 （ ） 。 泥結(jié)碎石路面強(qiáng)度構(gòu)成：碎石的相互嵌擠作用和土的粘結(jié)作用。 a、 嵌擠作用 ； b、密實(shí)級配； c、 粘結(jié)作用 ； d、 泥結(jié)作用 。 a、水穩(wěn)性； b、力學(xué)強(qiáng)度； c、容重； d、含水量 。（ ） 塊料路面的強(qiáng)度構(gòu)成：主要借基礎(chǔ)的承載力和石塊與石塊之間的摩擦力。（ ） 土 — 碎（礫）石混合料類材料含土少時(shí)，是按嵌擠原則形成強(qiáng)度；當(dāng)含土量較多時(shí)，則按密實(shí)原則形成強(qiáng)度。一般密實(shí)度愈高，模量值愈大；棱角多，表面粗糙者有較高模量；當(dāng)細(xì)料含量不多時(shí)，含水量僅有甚小影響。 （ ） 四、簡答題 簡述塊料路面的構(gòu)造中整平層作用、厚度及用材要求。 簡述碎、礫石路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度形成的特點(diǎn)。 簡述碎石路面分類。 簡述水結(jié)碎石路面施工的一般工序。 五、論述題 論述 碎、礫石材料的形變積累 。 論述級