路基路面工程期末试卷(共6篇)
篇1:路基路面工程期末试卷
第一章
概论
第二节
路基路面工程的特点与性能要求
一、路基路面工程的特点
路基:路基是在天然地表面按照道路的设计线性和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物
路面:路面是在路基顶面用各种筑路材料铺设的层状结构物。
二、路基路面工程的性能要求
承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、路面抗滑性
第三节
路基路面结构及层位功能
一、路基横断面
填方路基结构0~30cm范围称为路床,30~80cm称为下路床,80~150cm称为上路堤,150cm以下称为下路堤。
二、路面横断面
槽式横断面、全铺式横断面
四、路面结构分层及层位功能
面层、基层、路基。
面层:沥青面层材料主要考虑抗车辙和抗剪切
基层:基层是是路面结构中的承重层,应具有一定的强度和刚度,并具有良好的抵抗疲劳破坏的能力
垫层:水稳定性和隔温性能要好
五、路面面层类型及适用范围
沥青混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路
水泥混凝土路面:高速公路、一级公路~四级公路
六、路面分类
按面层材料区分:水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面
按力学特性区分:柔性路面(沥青混凝土路面)、复合式路面、刚性路面
按基层材料类型及组合形式的不同,可将沥青混凝土路面划分为:柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、复合式路面(刚性基层沥青路面)
第四节
路基路面结构的影响因素
一、路基路面稳定性影响因素
地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别
二、路基路面工程的环境因素
路基土和路面材料的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩
保持路基干燥的主要方法是设置良好的地面排水设施和路面结构排水设施
路基路面结构的强度、刚度、及稳定性,在很大程度上取决于路基的湿度变化
第五节
公路自然区划
区划的三个原则:道路工程特征相似的原则、地表气候区划差异性的原则、自然气候因素既有综合又有主导作用的原则一、一级区划的主要指标
“公路自然区划”分三级进行区划,一级区划是首先将全国划分为多年冻土、季节冻土和全年不冻土三大地带,然后根据水热平衡和地理位置,划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖和高寒七个大区。
二、二级划分的主要指标
潮湿系数K
第二章
路基土的特性及设计参数
第一节
路基土的分类及工程特性
一、路基土的分类
巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土。
土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示
二、路基土的工程性质
巨粒土:良好的路基材料,亦可用于砌筑边坡
砾石混合料:填筑路基、铺筑中级路面,适当处理后可以铺筑高级路面的基层、底基层
砂性土:理想的路基填筑材料
粉性土:不良公路用土
黏性土:筑成的路基能获得稳定
三、路基填料的选择
漂石、卵石(巨粒土)与粗砾石:性能评定为优,施工性评定为中
土石混合料:性能评定为优,施工性评定为良
砾类土、砂类土:性能评定为优,施工性评定为优
粉质土:性能评定为差,施工评定为良
黏质土:性能评定为良,施工性评定为良
第二节
路基水温状况及干湿类型
一、路基湿度的来源
大气降水、地面水、地下水、毛细水、水蒸气凝结水、薄膜移动水
二、大气温度及其对路基水温状况的影响
冻胀:积聚的水冻结后体积增大,使路基隆起而造成层面开裂即冻胀现象,形成冻胀。
翻浆:经重车反复作用,路基路面结构产生较大变形,严重时,路基土以泥浆形式从涨裂的路面缝隙中冒出,形成翻浆。
三、路基干湿类型
路基按其干湿状态不同,分为干燥、中湿、潮湿、过湿四种。
以分界稠度来划分干湿类型
与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度称为路基临界高度H
四、路基土的基质吸力与饱和度
基质吸力:压力势与重力式差值
第三节
路基的力学强度特性
一、路基受力状况
二、路基工作区
在路基某一深度处,当车轮何在引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为1/5~1/10时,该深度范围内的路基称为路基工作区。
三、路基土的受力特性
第四节
路基的承载能力及材料参数
一、路基的承载力参数
路基回弹模量:反映路基所具有的部分回弹性质
路基反应模量:表征路基的承载力
加州承载比(CBR):评定路基路面材料承载能力的指标
第三章
路基设计
第一节
路基概念及构造
一、路基基本概念
公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构筑物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载并将其扩散至地基。
高于原地面高程的填方路基称为路堤
低于原地面高程的挖方路基称为路堑
二、路基的类型与构造
路堤、路堑、半填半挖路基
三、路基附属设施
取土坑与弃土堆、护坡道与碎落台、堆料坪与错车道
第二节
路基的主要病害类型及原因
一、路基沉陷
二、边坡塌方
三、路基沿破面滑动
五、防治措施:设计、排水、施工、防护与支挡
第三节
路基横断面设计
一、路基宽度
路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和
二、路基高度
路基高度指的是路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计高程(标高)和原地面高程(标高)之差。
三、路基边坡坡度
路堤边坡、路堑边坡
第五节
路基边坡稳定性分析
一、直线滑动面的边坡稳定性分析
试算法、解析法
二、折线滑动面的边坡稳定性分析
剩余下滑力:
三、曲线滑动面的边坡稳定性分析
4.5H法、基于条分的极限平衡法原理、瑞典条分法、简化毕肖普法
四、软土地基的地基稳定性分析
临界高度的计算、路基稳定性的计算方法、五、浸水路堤的稳定性分析
渗透水压力计算、假想摩擦角法、悬浮法、条分法
六、路基边坡抗震稳定性分析
震害与震力
第七节
路基排水设计
地面排水、地下排水
一、路基排水设施的构造与布置
地面排水设施:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸与渡水槽、蒸发池
边沟的横断面形式:梯形、矩形、三角形、流线型
地下排水设施:盲沟、渗沟、渗水隧洞、渗井
第四章
路基防护与支挡结构设计
第一节
路基坡面防护
一、坡面防护
坡面防护主要是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差几湿度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风华、碎裂、剥蚀演变过程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上,还可兼顾路基美化和协调自然环境。
常用坡面防护措施:植物防护、工程防护
工程防护:砂浆抹面、勾缝、喷涂、石砌护坡、护面墙
二、冲刷防护
直接防护措施:植物防护、石砌防护、抛石与石笼防护、支挡结构物(驳岸)
间接防护措施:丁坝、顺坝、格坝
第二节
支挡结构的类型和构造
一、支挡结构的用途
支挡结构包括:挡土墙、抗滑桩、预应力锚索
二、支挡结构的类型和适用范围
按支挡结构的位置不同分为:路堑挡土墙、路堤挡土墙、路肩挡土墙、山坡挡土墙
按支挡结构的墙体材料不同:石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、木质挡土墙、钢板墙
根据其结构形式和作用机理:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙、抗滑桩、土钉墙、预应力锚索。
三、支挡结构的构造
墙身:墙背、墙面、墙顶、护栏
排水设施:墙身排水、地面排水
第三节
挡土墙结构布置
一、挡土墙的横向布置
二、挡土墙的纵向布置
三、挡土墙的平面布置
第四节
挡土墙结构的土压力计算
一、作用在挡土墙上的力系
按力的作用性质分为:主要力系、附加力、特殊力
三、黏性土土压力计算
1、等效内摩擦角;2、力多边形;
四、不同土层的土压力计算
五、有限范围填土的土压力计算
六、被动土压力计算
七、车辆荷载换算及计算参数
八、浸水土墙土压力计算
九、地震作用下土压力计算
第五节
挡土墙设计
二、挡土墙的设计原则
按照“极限状态分项系数法”进行设计
三、挡土墙设计
(一)挡土墙稳定性验算
1.抗滑稳定性验算
2.抗倾覆稳定性验算
(二)基底应力及合力偏心距验算
1.基础底面的压应力
2.基底合力偏心距
3.地基承载力抗力值
(三)墙身截面强度验算
1.强度计算
2.稳定计算
3.当e超过规定时,还可以利用玩去抗拉极限强度R进行验算或确定截面尺寸
4.正截面直接受剪时验算
四、增加挡土墙稳定性的措施
(一)增加抗滑稳定性的方法
1.设置倾斜基底
2.采用凸榫基础
(二)增加抗倾覆稳定性的方法
1.展宽墙趾
2.改变墙面及墙背坡度
3.改变墙身断面类型
五、重力式挡土墙
第六章
路基施工
第一节
概述
一、路基施工的重要性
二、路基施工的基本方法
路基施工的基本方法,按其技术特点大致可分为:人工及简易机械化、综合机械化、水利机械化和爆破方法等。
三、施工前的准备工作
组织准备工作、技术准备工作、物质准备工作
第二节
路堤填筑与压实
一、基本要求
二、填挖方案
1.路堤填筑
2.机械化施工
三、路基压实
1.路基压实的意义与机理
2.影响压实效果的主要因素
内因:土质、湿度
外因:压实厚度、压实功能
3.机具选择与操作
4.土基压实标准
K:路基标准压实度
第三节
路堑开挖
一、土质路堑
纵向全宽掘进、横向通道掘进
二、石方路堑
爆破法、松土法
第六章
交通和在及路面设计参数
第一节
交通荷载及其对路面的作用
三、汽车对道路的静态压力
影响因素:(1)汽车轮胎的内压力Pi;(2)轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状;(3)轮载的大小
四、运动车辆对道路的动态影响
五、交通分析
2.轴载组成3.轮迹横向分布:车辆在道路上行驶时,车轮的轨迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摆动,由于轮迹的宽度远小于车道的宽度,因而总的轴载通行次数既不会集中在横断面上某一固定位置,也不可能平均分配到每一点上,而是按一定规律分布在车道横断面上,称为轮迹的横向分布。
第二节
标准轴载及轴载换算
二、标准轴载
道路路面设计所用的交通量与交通工程中的交通量有很大区别,交通工程中将混合交通量换算成为以小汽车或中型载重汽车为标准的交通当量。而路面设计中,一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载,其他各种轴载按照一定的原则转换成标准轴载。
三、轴载换算
1.轴载换算方法基本原则
第一、换算以达到相同临界状态为标准;
第二,对某一种交通组成,不论以哪种轴载标准进行换算,由换算所得轴载作用次数所计算的路面厚度应相同。2.沥青路面的轴载换算方法
3.水泥混凝土路面的轴载换算方法
四、累计标准轴载作用次数
六、交通荷载分级
由于不同等级的道路承受不同的交通荷载作用,为了判别道路承受荷载的轻重,现行《公路沥青路面设计规范》和《公路水泥混凝土路面设计规范》分别进行了交通荷载等级的划分。
第三节
路面材料设计参数
一、无机结合料稳定材料
1.无机结合料稳定材料的无侧限抗压强度
2.无机结合料稳定材料的无侧限抗压回弹模量
3.无机结合料稳定材料的简介抗拉强度(劈裂强度)
4.无机结合料稳定材料的劈裂回弹模量
5.无机结合料稳定材料的动态抗压回弹模量
6.无机结合料稳定材料疲劳寿命
二、沥青混合料
1.沥青混凝土的抗压强度和抗压回弹模量
2.沥青混凝土的劈裂试验
3.沥青混凝土的弯曲试验
4.沥青混凝土的单轴压缩动态回弹模量
5.沥青混凝土四点弯曲疲劳寿命
6.沥青混凝土的设计参数
三、水泥混凝土材料
1.水泥混凝土抗折强度和水泥混凝土抗折弹性模量
2.水泥混凝土式样的钻取和劈裂试验
3.水泥混凝土路面设计参数的取值
四、级配碎石
第七章
路面基层
第一节
概述
路面基层时路基面层体系中的重要组成部分,位于路基和路面面层之间,在路面结构中起着“承上启下”的作用。
第二节
碎石与级配碎石基层
一、碎(砾)石的类型
级配碎石、填隙碎石、水结碎石、未筛分碎石、石屑。
二、碎(砾)石基层的力学特性
1.碎、砾石基层的强度构成颗粒间的连接强度
(1)纯碎石材料
粒料表面的相互滑动摩擦;因剪切时体积膨胀二需克服的阻力;因里料重新排列而受到的阻力
(2)土—碎(砾)石混合料
第一种:不含或含很少细料的混合料,它的强度和稳定性依靠颗粒间摩阻力获得。
第二种:含有足够的细料来填充颗粒间空隙的混合料
第三种:含有大量细料,而粗颗粒之间的接触很少,集料仅仅是“浮”在细料之中。
细料成分对碎石集料CBR的影响一般比对砾石的影响小。
2.碎、砾石材料的应力—应变特性
3.碎、砾石材料的形变积累
三、普通碎石基层
碎石基层的强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的黏结作用
1.水结碎石基层
2.泥结碎石基层
3.泥灰结碎石基层
4.填隙干压碎石基层
四、级配碎(砾)石基层
级配碎(砾)石基层,是由各种集料(砾石、碎石),按最佳级配原理修筑而成的路面基层。级配碎(砾)石的强度由摩阻力和黏结力构成。
1.级配碎(砾)石基层的厚度和材料
2.级配碎(砾)石基层的施工
开挖路槽——备料运料——铺料——拌和与整形——碾压——铺封层
五、优质级配碎石基层
第三节
无机结合料稳定材料基层
在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料包括水泥、石灰或工业废渣等和水,经拌和得到的混合料在压实与养生后的材料称为无机结合料稳定材料。
无机结合料稳定材料具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点,但其耐磨性差,广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
一、无机结合料稳定材料的物理力学特性
1.无机结合料稳定材料的应力——应变特性
2.无机结合料稳定材料的疲劳特性
3.无机结合料稳定材料的干缩特性
无机结合料稳定材料经拌合后,由于水分发挥和混合料内部的水化作用,混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料的体积收缩
4.半刚性材料的温度收缩特性
石灰土砂砾>悬浮式石灰粉煤灰粒料>密实式石灰粉煤灰粒料和水泥砂砾
二、石灰稳定类基层
在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和,在最佳含水量时摊铺、压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。适用于各级公路路面的底基层和二级以下公路的基层,不得用作二级和二级以上公路高级路面的基层。
2.影响强度的因素
(1)土质
(2)灰质
(3)石灰剂量(4)含水率(5)密实度(6)石灰土的龄期
(7)养生条件
3.石灰土基层的缩裂防治
(1)控制压实含水率
(2)严格控制压实标准
(3)
温缩的最不利季节是材料处于最佳含水率附近,且温度为0~10℃。因此施工要在当地气温进入0℃前一个月结束,以防在不利季节产生严重温缩。
(4)干缩的最不利情况发生在石灰稳定土成型初期,因此,要重视初期养护,保证石灰土表面处于潮湿状态,严防干晒。
(5)是会稳定土施工结束后要及早铺筑面层,使石灰土基层含水率不发生大变化,可减轻干缩裂隙。
(6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等),使其集料含量为70%~80%,使混合料满足最佳组成要求,不但提高强度和稳定性,而且具有较好的抗裂性。
防止基层裂缝的反射:
(1)设置联结层
(2)铺筑碎石隔离过渡层
5.石灰土(底)基层的施工
(1)备料:
石灰
土
(2)混合料配合比
(3)路拌法施工要求
①摊铺
②拌和与洒水
(4)场拌(或集中场拌)法施工要求
①拌和
②摊铺
(5)整型
(6)碾压
(7)养生
6.碎(砾)石灰土(底)基层
三、水泥稳定类基层
在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和摊铺,在最佳含水率时压实及养护成型,其抗压强度符合规定要求,以此修建的路面基层称为水泥稳定类基层。水泥稳定类基层具有良好的整体性,足够的力学强度、抗水性和耐冻型。其初期强度较高,且随着龄期增长而增长,所以应用范围很广。
2.影响强度的因素
(1)土质
(2)水泥的成分和剂量
(3)含水率
(4)施工工艺过程
4.水泥稳定粒料施工
(1)材料:
水泥
集料
(2)混合料设计
(3)
施工要求
①底基层准备
②一般规定
③拌和方法和摊铺
④整型
⑤碾压
⑥接缝处理
⑦养生及交通管制
⑧养生期满验收合格后立即浇透层油
四、工业废渣稳定基层
公路上常用的工业废渣有:火力发电厂的粉煤灰和煤渣,钢铁厂的高炉渣和钢渣,化肥厂的电石渣以及煤矿的煤矸石等。
石灰(水泥)稳定工业废渣基层具有水硬性,缓凝性,强度高,稳定性好,呈板体,且强度随龄期不断增加,抗水、抗冻、抗裂且收缩性小,适应各种气候环境和水文地质条件等特点。
1.材料要求
(1)石灰和水泥
(2)废渣材料
(3)粒料(砾料)
3.石灰煤渣类基层
4.石灰粉煤类基层
(2)施工:
材料——混合料设计——施工要求
第八章
沥青路面设计
第一节
概述
一、沥青路面的基本特性
(1)足够的力学强度,能够承受车辆荷载施加到路面上的各种力
(2)一定的弹性和塑性变形能力,能承受应变而不破坏
(3)与汽车轮胎的附着力较好,可保证行车安全
(4)有高度减震性,可使汽车快速行驶,平稳而低噪声
(5)不扬尘,且容易清扫和冲洗
(6)维修工作比较简单
二、沥青路面的损坏类型及其成因
1.裂缝
按其成因不同分为:纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝。
横向裂缝:分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是由于车辆荷载引起的沥青面层拉应力超过其疲劳强度而断裂,一般由沥青路面结构的底面发生逐渐向上扩展至表面。飞鹤在型裂缝有两种情况:沥青面层缩裂和基层反射裂缝。
网状裂缝:由于路面整体强度不足而引起的。
2.车辙
3.松散剥落
4.表面磨光
三、沥青路面的性能要求
1.高温稳定性
2.低温抗裂性
3.耐久性
4.抗滑能力
第二节
沥青路面的分类与特性
一、沥青路面的分类
1.按强度构成原理分类:密实型
嵌挤型
2.按施工工艺分:
层铺法
路拌法
厂拌法
3.根据沥青路面技术特性分类:(英文缩写)
沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治
二、沥青混合料空间结构与压实性能
三、沥青混合料的力学特性
1.密实悬浮结构
2.骨架空隙结构
3.密实骨架结构
四、沥青混合料的黏弹性性质与力学模型
1.粘弹性材料的基本性质(图8-8)
2.蠕变与松弛特性
蠕变是当应力为一恒定值时,应变随时间逐渐增加的现象(图8-10)
应力松弛是当应力为一恒定值时,应力随时间而衰减的过程。(图8-11)
3.基本流变模型
麦克斯韦尔(Maxwell)模型、开尔文(Kelvin)模型、泽纳(Zener)模型
4.沥青混合料的力学模型
(1)Burgers
模型
(2)修正后的Burgers
模型
五、沥青混合料的变形特性
1.蠕变试验
2.应力松弛试验
3.等应变速率试验
4.动载试验
5.沥青的劲度模量
是一定时间(t)和温度(T)条件下,应力与总应变的比值。
6.沥青混合料的劲度模量
六、沥青混合料的强度特性
1.剪切强度
2.断裂强度
3.临界应变
第三节
沥青路面使用性能和区分
一、沥青路面的高温稳定性
车辙是指沥青路面在行车荷载的反复作用下产生的永久变形的累积。
推移、拥包、搓板等损坏主要是由于沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足引起的。
1.车辙的形成机理及影响因素
(1)失稳性车辙
(2)结构性车辙
(3)磨耗性车辙
车辙形成过程:
(1)初始阶段的压实过程
(2)沥青混合料的侧向流动
(3)矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏
2.沥青混合料高温稳定性评价方法
(1)单轴压缩试验
(2)马歇尔试验(1948)
(3)蠕变试验
(4)轮辙试验
(5)简单剪切试验
4.沥青路面车辙的防治措施
二、沥青路面的低温抗裂性
两种形式:气温骤降使面层收缩,温度应力超过抗拉强度造成开裂;温度疲劳裂缝。
1.沥青路面低温开裂的机理
沥青路面的低温开裂和温度下降引起的材料体积收缩有关,温度应力超过抗拉强度造成开裂。
2.沥青混合料低温抗裂性能的评价方法
(1)间接拉伸试验
(2)直接拉伸试验
(3)蠕变试验
(4)约束试件温度应力试验
(5)应力松弛试验
(6)弯曲破坏试验
3.沥青路面低温开裂的预防措施
三、沥青路面的水稳定性
1.沥青路面水稳性作用机理
2.沥青路面水稳定性的评价方法
煮沸试验、浸水马歇尔试验、冻融台座试验法、浸水间接拉伸试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验
3.提高沥青路面水稳定性技术措施
(1)完善路面结构排水系统。
(2)沥青材料选择应考虑选取黏度大的沥青和表面活性成分含量高的沥青。
(3)集料选择,在其他各项指标满足要求的前提下,尽量选择
SIQ2
含量低的碱性集料,若不可能得到碱性集料时,应掺加外掺剂,以改善粘附性,如消石灰、抗剥离剂等。
(4)施工时保持集料干燥,无杂质,拌合充分,摊铺时不产生离析,碾压时保证达到压实要求等。
四、沥青路面的疲劳性能
2.影响沥青路面疲劳的因素
(1)荷载条件
(2)材料性质
(3)环境条件
3.沥青混合料疲劳寿命的预估方法
(1)诺丁汉大学法
(2)地沥青学会法
五、沥青路面的抗老化性能
1.沥青的老化过程
(1)运输和储存过程的老化
(2)拌合过程的热老化
(3)施工期的老化
2.沥青混合料老化试验和评价
(1)短期老化的试验方法
(2)长期老化的试验方法
3.国产沥青混合料的老化性能
六、沥青路面是哟高性能的气候分区
表8-9、8-10
第四节
弹性层状体系理论
一、基本假设与解题方法
图8-33
弹性层状体系示意图
第五节
沥青路面的破坏状态、设计指标和标准
一、沉陷
二、车辙
三、疲劳开裂
四、推移
五、低温缩裂
六、路面弯沉设计标准
第六节
沥青路面结构组合设计
一、沥青面层结构
表8-11
(英文缩写)
三、沥青路面垫层结构
沥青路面垫层结构位于基层以下,主要用于路基状况不良的路段,以确保路面结构不收路基中滞留的自由水的浸蚀以及冻融的危害。
垫层可分为:防水垫层;排水垫层、防污垫层、防冻垫层。
四、沥青路面层间结合第七节
我国沥青路面厚度设计
我国沥青路面设计方法采用双圆垂直均布荷载作用下的层状弹性体系理论,以路面回弹弯沉值和沥青混凝土层拉应力、半刚性及刚性材料基层拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。
一、我国沥青路面设计指标与标准
1.弯沉指标
图8-9
路表弯沉值计算图式
式8-56
2.结构层底应力指标
图8-40
沥青混凝土层和半刚性材料层的层底拉应力计算图式
式8-59
二、路面结构厚度设计要求
式8-60、8-61
第九章
水泥混凝土路面设计
第二节
水泥混凝土路面的分类与构造
一、水泥混凝土路面分类
1.普通水泥混凝土路面
2.钢筋混凝土路面
3.连续配筋混凝土路面
4.钢纤维混凝土路面
5.复合式混凝土路面
6.碾压混凝土路面
7.贫混凝土板
8.混凝土预制块路面
9.装配式混凝土路面
二、水泥混凝土路面构造
1.路基和路层
1)路基
2)基层
目的:放唧泥;防冰冻;减小路基顶面的压应力;防水;为面层施工提供方便;提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命
2.混凝土面板*
等厚式
3.排水要求
4.接缝的构造与布置
第三节
弹性地基板经典理论
一、弹性地基板体系理论简介
两个平行面和垂直于这两个平行面的柱面或棱柱面所围成的物体称为板
1.弹性薄板基本假设
(1)垂直于中面方向形变分量ez机器微小,可以略去不计
(2)应力分量Tzx,Tzy和Oz远小于其余三个应力分量,因而是次要的,可以忽略它们所引起的形变分量
(3)薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移
第四节
水泥混凝土路面温度应力分析
一、胀缩应力(计算)
二、翘曲应力(计算)
第五节
混凝土路面的破坏及设计指标与标准
一、混凝土路面病害及其主要原因
破坏类型:
裂缝类:横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角断裂和网裂
变形类:沉陷、涨起
接缝损坏类:接缝碎裂、填缝料损坏、接缝张开、错台、唧泥、拱起
表面损坏类:纹裂、网裂、起皮、磨损、露骨、坑槽、孔洞、磨光
二、路面破坏的极限状态与设计准则
式9-42
第六节
路面结构设计的可靠度理论
结构可靠度:在规定时间内,在规定的条件下,结构能完成预定功能的概率。
式9-4
第八节
水泥混凝土路面厚度设计
一、设计计算模型及选择
(1)弹性地基单层板模型
(2)弹性地基双层板模型
(3)复合板模型
二、弹性地基的综合回弹模量
(1)单层水泥混凝土路面板下,以粒料类材料作基层时,将粒料层及其以下层看作地基,包含粒料层本身。
(2)单层水泥混凝土路面板下,以非粒料层为基层时,将基层以下各层看作地基,不含基层本身。
(3)结合式双层板下,无论基层材料类型,将基层以下各层看作地基,包含基层本身。
(4)旧沥青路面加铺水泥混凝土路面板时,以旧路面顶测试的指标换算出当量回弹模量。
式9-57、9-58、9-59、9-60
篇2:路基路面工程期末试卷
一. 基本概念
1.平均稠度2。设计弯沉值3。CBR4。压实度 5。车辙6。疲劳破坏
7.标准轴载10。高级路面11次高级路面12.公路自然区划 13。土的回弹模量
14。劲度模量16。路基的临界高度18假缝21。累计当量轴次 22.容许弯沉
二. 思考题
1. 路基路面的基本功能和对路基路面的基本要求?
2. 路基的主要病害有哪些?
3. 路基设计的基本内容有哪些?
4. 常见的路基填料有哪些,如何选择?
5. 影响路基压实的主要因素有哪些?
6. 路基边坡的坡度与哪些因素有关?
7. 路基的排水设施有哪些,各自作用?
8. 路基的防护有哪些具体措施?
9. 软土地基的主要加固方法有哪些?
10. 路基边坡稳定性分析的方法有哪些,适用条件?
11. 条分法进行路基边坡验算的步骤?
12. 挡土墙按位置和受力情况各分为哪几类?
13. 作用在重力式挡土墙的力系?
14. 重力式挡土墙设计的主要内容有哪些?
15. 路基的干湿类型有哪些,如何判断?
16. 无机结合料的疲劳寿命主要取决于哪些因素?
17. 石灰土,水泥稳定土的强度形成原理?
18. 碎石路面的强度是如何形成的?
19. 垫层在什么情况下使用?其作用是什么?
20. 沥青类路面按使用品质和施工方法各分为哪几类?
21. 沥青路面的破坏状态,设计标准有哪些?
22. 新建沥青路面设计的基本步骤?
23. 路面结构层组合的基本原则?
24. 沥青路面的设计标准有哪些?设计理论是什么?
25. 普通水泥混凝土路面设计的基本内容有哪些?
26. 普通水泥混凝土路面设计设计的基本理论?临界荷位在哪里?
27. 普通水泥混凝土路面板厚设计的基本步骤?
28. 水泥混凝土路面设计有哪些接缝?
29. 沥青路面和水泥混凝土路面各有哪些优缺点?
三. 计算
1. 根据交通量统计表,进行轴载换算。
2. 计算沥青路面的设计弯沉值。
篇3:浅析沥青路面质量与路基工程
1 规划方面的影响
1) 据路网内路基的现有情况, 分析为达到规划期预定的目标状况所需的资源 (资金、材料、劳力等) 及其在时间和空间上的分配。
2) 计划在给定的预算水平条件下使路网内路面服务水平达到最佳, 所需安排的新建和改建项目及其对策方案。
当我们修建一条路, 在计划工期时, 应充分考虑建筑环境和气候条件等。如工程建在我省多雨地区, 应该给路基一个沉降期, 就是经过一个雨季的稳定期, 这样对路基日后形成的沉降有一定的稳定作用。
2 设计方面的影响
1) 根据路线设计确定路基填挖高度和顶宽, 结合沿线岩质和土质情况, 设计路基横断面形状和边坡坡度。
在确定路基填挖高度时, 我们必须对沿线岩质和土质进行勘探, 根据地质情况来指导路基的设计, 土质不行的地方, 通过验算不用处理的路基极限填土高度可以达到多少, 如不够, 软土地基必须处理, 如何处理?具体情况具体分析, 可采取换填土、抛石挤淤、排水固结等。
在挖方地段, 挖到设计标高时, 我认为必须再挖下去至少30cm, 然后再返填30cm好的土质, 这样有利于提高挖方地段路基的稳定性。
2) 据沿线地形、地表径流而后地下水情况, 进行道路排水系统的布置以及地面和地下排水构造物的设计。
土石方是公路建设中使用最高的筑路材料, 而水对土石方路基有百害而无一利, 诸如冲刷路基边坡, 路基坍塌沉陷等, 因此, 在设计过程中须进行排水系统完整性设计。
a.路线设计对排水系统的考虑, 包括路堑段纵坡度宜20.3%, 路线纵坡度宜≤2%, 凹曲线底部宜设计在涵洞处, 并在边坡上设急流槽, 超高段尽量避免设在路堑地段, 原则上要求考虑加深边沟。
b.路基设计对排水系统的考虑, 应适合两方面内容:一方面是施工期防水排水的路基保护, 应考虑底基层完成后的排水全幅设计透水性碎石料或硬路肩上设必要数量的盲沟;另一方面是使用期的排水考虑:一是边沟、排水沟、截水沟、急流槽的设置桩号范围及其断面尺寸, 除采用标准断面外, 对那些有排洪要求的部分作专项设计;二是地下水位较高的四季堑区段, 主要是反映风化岩地段路堑, 对边沟采取加深或边沟下设盲沟 (渗沟) 或渗沟下铺30cm厚的砂砾垫层, 以截断地下水对路基的影响。
c.桥涵路线交叉工程设计对排水系统的考虑, 桥涵设计主要看桥涵工程能否满意公路灌溉和排洪的需要, 以及交叉工程在与边沟、排水沟交叉时采取明沟或暗沟形式。
d.路面设计对排水系统的考虑。在一些高等级公路上, 由于在公路中央设有绿化分隔带, 在中央分隔带里, 为了排水, 先在中央铺一层土工布, 后在土工布上设纵向带有渗孔的导管, 把导管与早已预埋在路基上贯穿全幅的横向管用三通连在一起, 通过横向管把水排到路外, 同时在埋有横向管的路肩上应设置急流槽, 使水流至水沟, 再在上面铺一层等粒径的砾石, 然后用土填到比路面低2cm的位置, 这样, 中央分隔带的水就可以通过导管排到路外, 在超高地段, 超高外弯的内侧地段设置明沟, 把水直接引到埋在路基的横向导管里, 通过横向管排到路外。
3) 根据当地气候, 水文和地质等情况, 分析路基的稳定性, 需要采用坡面保护, 支挡结构或地基加固措施时进行相应的设计。在福泉高速公路上, 对于挖方地段, 根据土质情况, 边坡坡率不同, 采用的坡面防护形式多样, 主要有人字型、窗孔型、百叶型、满铺式等;对于填方地段, 大多采用人字型, 材料采用的多是浆砌, 有的用混凝土, 护坡之后, 撒草籽绿化。
3 施工方面的影响
主要考虑地基承载力、填料、压实、边坡等方面。
1) 地基承载力达不到设计标准的地方, 必须处理, 处理方法根据地质情况、经济实力、施工方法简便与否等进行综合考虑。满足承载力要求的地基, 其顶面仍应酌情给予适当处理, 地基表土, 树根和草根必须清除干净, 清除干净后进行地基填前碾压, 填前碾压达到要求后才可填土。
2) 填筑路堤的理想填料为稳定性好, 压缩性小, 例如, 在某高速公路连接线上, 土方填筑的松铺厚度为不大于30cm, 土石混填的松铺厚度为不大于40cm, 石方填筑的松铺厚度为不大于50cm, 石方最大粒径为不超过层厚的2/3, 但不能超过30cm, 通常情况下, 下列材料为非适用材料:
a.沼泽土、淤泥、泥炭、冻土、生活垃圾, 建筑材料;b.含有树根和易腐朽物资的土;c.有机质含量大于5%的土;d.液限大于50%, 塑性指数大于26的土;所以, 我们在选择填料时, 一定要慎重, 如砾石、不易风化的石块、碎石土、卵石土、粗砂、中砂, 砂性土等都是修筑路堤的良好材料, 粘性土虽然渗水性很差, 干燥时较硬而且不易挖掘, 浸水后水稳定性差, 强度低, 变形大, 但粘性土在南方地区比较普遍, 所以在给予充分压实和良好排水设施的情况下, 仍可用作路堤填料。
3) 路堤土经分层压实, 使之具有一定的密实度, 以消除大部分因水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用而产生的挤压变形, 由此而保证路面的使用性能和寿命。因此, 路堤填筑时, 为达到设计所要求的压实度标准, 必须层层碾压。压实度与含水量、干密度有关, 保持最佳含水量和最大干密度, 压实度才有保证。
4) 路堑的施工, 主要考虑结构的稳定性, 绝对禁止挖土, 根据地质情况和开挖高度不同, 采用的坡率不同, 根据地形条件不同, 采用的施工方法也不同, 一般主要有纵挖法、横挖法、纵横相结合方法等。
4 管理方面的影响
已建成的路基结构物在建设路面和使用过程中受荷载和自然因素的不断作用而逐渐出现损坏, 这就要求每年对路基、路面及排水设施进行定期检查并及时维修:一是做好汛前、汛后路基排水设施的检查和维修工作。二是要根据路基路面排水情况不断改进排水设施, 例如把排水沟加深、增设排水设施等。三是切实做好雨季来临时期, 上路巡查的工作, 必要时做好人工排水的准备。四是要及时修复水毁路面确保公路畅通无阻。
5 结语
综上所述, 路基工程对路面质量影响重大, 如果能从上述的诸多方面加以注意并努力改善的话, 一定能取得良好效果, 并提高工程质量。
摘要:文章结合工作实践, 主要从规划、设计、施工及管理等方面探讨了路基工程技术对沥青路面使用性能和使用寿命的影响, 从而说明路基修筑质量的高低和防排水设计科学与否对路面的使用性能和使用寿命起了重要的作用。
篇4:路基路面工程教学改革实践
关键词:路基路面工程 教学模式 改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0238-01
《路基路面工程》是土木工程专业交通土建方向的一门专业主干课程,本课程通过理论教学与实践环节,掌握路基路面工程的基本理论知识,并能正确利用各种工程技术标准、规范和准则进行路基路面的设计、施工、养护与管理[1-3]。在路基路面工程教学中,仅通过多媒体机械地向学生灌输教材上的理论知识,会使学生丧失学习兴趣,难以取得好的教学效果[4-5]。因而有必要通过《路基路面工程》课程教学模式的改革的探索与实施,增强学生对本课程学习的兴趣和爱好,增强其学习的主动性,同时通过考核方式的多样化,综合学生平时成绩,日常调研成绩和期中考试成绩,全面考核学生掌握课程的综合效果,提高学生的实践能力和创新能力。
1 目前《路基路面工程》课程的教学中存在的问题
(1)该课程教材内容比较丰富,与材料力学、理论力学、土力学、建筑材料等专业基础课联系比较紧密,部分学生对上述知识掌握不好,导致在学习重、难点知识时,出现对相关知识点理解不清或出现偏差,影响对整个课程的学习。
(2)教师的理论基础扎实,而工程实践能力偏弱,导致教学上不能有针对性地结合具体工程实践进行讲解,影响学生对相关知识的掌握。路基路面工程这门课程既有丰富的理论知识,又和具体工程实践密切联系,需要授课教师不仅有扎实的理论基础,又必须要有丰富的工程实践经验,才能将相关知识点讲清楚讲透,而目前高校教师大部分直接从高校毕业,没有在施工企业工作的经历,在讲授与工程实际联系比较紧密的知识点时,无法讲清楚。
(3)教学内容偏重理论、轻视实践。理论教学课时较多,但实践课时安排较少,导致学生动手操作能力较差,而道路方向专业毕业生基本上都分配在公路行业的施工单位,对毕业生的动手实践能力要求较高,而目前高校的教学方式无法满足用人单位对毕业生的要求,教学与生产就业相脱节,影响了学生的培养质量。
(4)在教学过程中,部分学生的缺乏学习主动性,缺乏兴趣,如何帮助学生培养专业兴趣,提高学习主动性,也应是教师关注的问题。
(5)在教学方法上,教师没有充分有效地使用新的教学方法以及现代化教学手段进行教学,机械地使用多媒体,机械地板书,甚至照本宣科地进行教学,对课程的要点,重点讲的不细,影响了教学的效果,亟需教师要研究新的教学方法和改进现有的教学手段。
2 教学改革的措施
2.1 增加现场调研等实践环节,提升学生认知程度
现有的学生,个性更加鲜明,学习效果与其兴趣关联系更强,因而在课程讲授过程中,增加学生课外调研内容。将学生分为多个调研小组,提供调研题目供自行选择,例如包括:高速公路排水设施及优化技术、挡土墙类型及特点、沥青路面破坏形式及原因分析,调研题目均属于本课程的教授内容,或与教授内容密切相关。学生利用课外时间进行现成调研,提交调研报告,并制作PPT,经初选后部分质量较高者进行当堂演讲。这样通过现场的观察与分析,增强学生理论学习与实践的结合程度,并提高他们解决实际问题的能力,而现场的演讲又能提高学习的积极性,也锻炼了语言表达能力,增强了团队合作水平。
2.2 案例性教学,提高学生解决实际问题的能力
提升学生学习参与程度,将现有的灌输性教学演变为互动性教学,乃至以学生为主,老师讲解为辅的授课机制,才是有效提升学生学习效果的关键。为此在本科程讲授过程中,扩充课程相关内容的实践案例,例如:对于沥青路面的结构设计,提供成功的和不成功的道路设计图片和录像,通过学生的直观感受初步判断设计效果,进而通过课本内容查询设计关键因素和控制指标。又如水泥混凝土路面病害内容,可提供实地路面照片,以探询病害类型和发生机理,进而诱导寻求病害的预防技术。
2.3 开展科研与技能竞赛活动,培养学生实践创新能力
开展科研和技能竞赛活动,是路基路面工程教学过程中的有机组成部分,可以培养学生实践技能和创新意识。为此,通过成立学生科研兴趣小组、邀请行业专家作学术讲座,举办路基路面质量检测技能竞赛,充分调动学生的学习积极性,提高学生的科研能力和动手能力,培养学生的创新意识。
2.4 考核方式多样化,合理评价学习效果
课程教学和课程考核形式多样性。在本课程的最终考核成绩的评定上,涵盖了课堂考勤、工地调研、课堂辩论、课后作业和期中考试等各个部分,将考核分值分散化,并强化了互动和自我表现部分的评分,调动了学生的学习积极性。
3 结语
通过本课程改革项目的开展,在以下方面取得了明显的效果。
(1)学生课程学习积极性和兴趣明显提升。授课过程中,充分结合从事科研项目的研究成果,及国内外工程实践,增强内容的直观性和生动性。
(2)学生参与课程学习的主动性提升。在课堂授课过程中,增多了案例分析,增加了学生的思考和解决问题的实践,同时增加了课外调研任务,又让学生亲身接触工程实践,自己摸索解决问题和分析问题的方法。
(3)学生学习内容得到了有效的拓宽。不仅着眼于课堂知识的交流,也在多方面提高了要求。首先,课堂中提供了大量的课外问题,增强了学生自主查阅资料、网络检索能力的培养;其次,课外调研成果制备PPT和课堂演讲,则锻炼了学生文档处理和现场演说能力的锻炼。
通过该课程改革项目的开展,有效地改善了《路基路面工程》课程的授课效果,提高了学生学习成效,取得了良好的效果。
参考文献
[1]高敏捷,王宏畅,黄凯健.《路基路面工程》课程教学改革的研究与实践[J].中国校外教育,2012(6):85.
[2]郑传峰,王磊,齐春玲.基于创新能力培养的路基路面工程课程教学方法研究[J].高等建筑教育,2012,21(5):73-75.
[3]袁国林.路基路面工程教学探讨[J].高等建筑教育,2008,17(4):90-91.
[4]于洪宾.应用型本科《路基路面工程》课程教学改革的研究[J].科技信息,2011(5):189-190.
篇5:路基路面工程教案
第一章总论
一、路基:是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。
二、对路基路面基本性能的要求:(1)承载能力:(2)稳定性:(3)耐久性:(4)表面平整度:(5)表面抗滑性:
三、路基土的分类与选用:
1.我国公路用土依据土的颗粒组成特征,土的塑形指标和土中有机质含量分:巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土四类,并进一步细分11种土。2.各类公路用土选用:
巨粒土:是良好的路基材料;
级配良好的砾石混合料:是良好的路基路面材料;
砂性土:是施工效果最优的路基建材;是理想的路基填筑材料。粘性土:是较常见、效果也较好的路基路面建材;
粉性土:属于不良材料,最容易引起路基病害;最易引起路基的冻胀与翻浆。特殊土:用于路基时必须采取技术措施加以处理。
总之:土作为路基建筑材料,砂性土最优,粘性土次之,粉性土属不良材料,最容易引起路基病害。
四、公路自然区划:7个一级自然区,33个二级区,19个二级副区
五、.路基湿度的来源:
1.大气降水 2.地面水 3.地下水 4.毛细水
5.水蒸汽凝结水 6.薄膜移动水
六、路基干湿类型及划分:
1.路基按干湿状态不同分为四类:干燥、中湿、潮湿和过湿(要求路基处于干燥或中湿状态)
2.路基干湿类型的划分:
原有公路-----平均稠度;新建公路----路基临界高度(会应用)
3.路基临界高度:与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表水水位的高度。
七、路面结构及层位功能:
1.面层:结构强度,抗变形能力,水稳定性,温度稳定性,耐磨,不透水,抗滑性,平整度; 2.基层:主要承受由面层传来的车辆的垂直力,并将力扩散到下面的垫层和土基中去。基层是路面结构中的承重层。3.垫层:改善土基的湿度和温度状况。
八、路面的等级与分类: 1.路面的等级:
(1)高级路面:水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石。(2)次高级路面:沥青贯入碎(砾)石、路拌沥青碎(砾)石、沥青表面处治、半整齐石块。
(3)中级路面:泥结或级配碎(砾)石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料。(4)低级路面:各种粒料或当地材料改善土,如炉渣土、砾石土和砂粒土等。2.路面分类:(路面结构的力学特性和设计方法)
(1)柔性路面:各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎(砾)石面层、块石面层组成的路面结构。
(2)刚性路面:用水泥混凝土做面层或基层的路面结构
(3)半刚性路面:用水泥或石灰等无机结合料处治的土或碎(砾)石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层和铺筑在它上面的沥青面层统称为半刚性路面。这种基层称为半刚性基层。
第二章
行车荷载、环境因素、材料的力学性质
一、车轮荷载的表示方法:
1.单圆荷载:双轮组车轴,每一侧双轮受荷用一个圆表示。2.双圆荷载:双轮组车轴,每一侧双轮受荷用两个圆表示。
二、轴载当量换算:道路上行驶的车辆轴载与通行次数按等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数,我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载100KN作为标准轴载。
三、路基路面影响因素:温度和湿度是对路基路面结构有重要影响的自然环境因素。
四、路基工作区:在路基某一深度Za处,当车轮荷载引起的垂直应力σZ与路基土自重引起的垂直应力σB相比所占比例很小时(约为1/10~1/5),该深度Za范围内的路基。即路基的应力工作区范围指车辆荷载作用较大的土基范围。
五、用于表征土基参数的承载能力指标: 1.回弹模量:
2.地基反应模量:
3.加州承载比(CBR):是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定土基及路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征,并采用高质量标准碎石为标淮,以它们的相对比值表示CBR值。
六、路面材料分类:(按其不同的形态及成型性质可分为三类)松散颗粒型材料及块料,沥青结合料类,无机结合料类。
七、沥青混合料的劲度模量:在给定温度和加荷时间条件下的应力-应变关系参数。
St,T t,T第三章
一般路基设计
一、公路路基作用:是路面的基础,它承受着土体本身的自重和路面结构的重力,同时还承受着由路面传递下来的行车荷载,所以路基是公路的承重主体。二、一般路基:通常指在良好的地质与水文等条件下,填方高度和挖方深度不大的路基。
三、路基典型横断面形式:路堤,路堑、填挖结合三种类型。四、一般路基设计内容:
1.选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度; 2.选择路堤填料与压实标准; 3.确定边坡形状与坡度;
4.路基排水系统布置和排水结构设计; 5.坡面防护与加固设计; 6.附属设施设计。
五、路基宽度:行车道路面及其两侧路肩宽度之和。
六、路基高度:指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度,是路基设计标高和地面标高之差。路基高度有中心高度与边坡高度之分。
七、压实度:是以应达到的干密度绝对值与标准击实得到的最大干密度之比值的百分率表征。
八、路基附属设施:
1.取土堆与弃土坑;2.护坡道与碎落台;3.堆料坪与错车道
第四章
路基稳定性分析计算
一、路基边坡稳定性分析计算方法:
工程地质法(比拟法)--实践经验;力学分析法--数解方法 ;图解法--图解简化
稳定系数K=R/T K=1;极限平衡状态 K>1;边坡稳定 K<1;边坡不稳定
二、直线滑动面的边坡稳定性分析(砂类土)
RNfcLQcostancL1.试算法(了解)K=TTQsin
2.解析法(了解)Kmin2afctg2afacsc
三、曲线滑动面的边坡稳定性分析(粘性土)
四、软土定义:由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土,主要有淤泥、淤泥质土及泥炭。分类(按沉积环境):河海沉积、湖泊沉积、江滩沉积和沼泽沉积。
第五章
路基防护与加固
一、路基防护与加固设施主要有: 1.边坡坡面防护
2.沿河路堤防护与加固 3.湿软地基的加固处治。
二、常用的坡面防护设施:植物防护(“生命”防护),工程防护(无机物防护)。
三、软土地基加固
1.砂垫层法: 2.换填法:
3.反压护道法: 4.分阶段施工: 5.超载预压法: 6.竖向排水法:
7.挤密桩法和加固土桩法:
第六章 挡土墙设计
一、挡土墙:是为防止土体坍塌而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物。
二、挡土墙的类型:
按挡土墙的位置:路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙和山坡挡墙等。
三、挡土墙构成:由墙身、基础、排水设施与伸缩缝部分构成。
四、根据墙背倾斜方向的不同分类:仰斜、垂直、俯斜、凸形折线式和衡重式等。
五、挡土墙设计原则:按“极限状态分项系数法”进行设计。挡土墙设计极限状态:构件承载力极限状态和正常使用极限状态。
六、挡土墙稳定性验算:抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算。
七、增加挡土墙稳定性的措施;
1.增加抗滑稳定性:设置倾斜基底;采用凸榫基础。
2.增加抗倾覆稳定性:展宽墙趾;改变墙面及墙背坡度;改变墙身断面类型。
第七章 路基路面排水设计
一、路基排水工程:根据水源不同,影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相应的路基排水工程,则分为地面排水和地下排水。
二、水对路面的危害表现为:降低路面材料的强度,在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥;对于沥青路面,水使沥青从石料表面剥落造成各种病害;移动荷载作用下引起唧泥和高压水冲刷,造成路面基层承载力下降;在冻胀地区,融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。
三、地面排水设备:包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流漕等,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。
1.边沟:设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧;多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
2.截水沟:设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路堤上方的适当地点,用以拦截并排除路基上方地面径流。3.排水沟:主要用途在于引水。
四、地下排水设备:盲沟、渗沟、渗水隧洞和渗井。
第八章 土质路基施工
一、路基施工的基本方法:人工及简易机械化、综合机械化、水力机械化、爆破方法。
二、土质路堤填筑方案:按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两种方案。
三、路堑开挖方案:按掘进方向分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种。
四、常用的路基土方机械有:松土机、平土机、推土机、铲运机和挖掘机、压实机械及水力机械。
五、路基压实的意义与机理:
1.意义:为使路基具有足够的强度与稳定性,必须予以压实,以提高其密实程度。2.机理:土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的单位重量提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。大量实践证明:土基压实后,路基的塑性变形,渗透系数,毛细水作用,隔温性能均有明显改善。
六、压实机具选择:(碾压式、夯击式和振动式三大类)
1.砂质土的压实效果:振动式较好,夯击式次之,碾压式较差。2.粘质土:宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。3.压实时的单位压力,不应超过土的极限强度。4.压实操作:“先轻后重,先慢后快、先边缘后中间”。
七、路基填土的最大干密度和最佳含水量确定:应做重型击实试验。同一种土的最佳含水量,随压实功能的增大而减小,最大干容重随压实功能的增大而提高。
八、土质路基的压实度实验方法:灌砂法、环刀法、灌水法(水袋法)、核子密度湿度仪法。
第十章 砾、碎石路面
一、碎、砾石路面:指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎(砾)路面等数种,这类路面通常只能适应中低等交通量的公路。矿料本身的强度固然重要,但起决定作用的是颗粒之间联结强度。
二、水结碎石路面:是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑,经洒水碾压后而成的一种结构层。强度形成:由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用而成的。
三、泥结碎石路面:是以碎石作为集料、泥土作为填充料和粘结料,经压实修筑的一种结构。由于土的粘结作用,泥结碎石路面比水结碎石路面具有较高的强度。
第十二章
无机结合料稳定路面
一、无机结合料稳定材料和无机结合料稳定路面:在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥,石灰,或工业废渣等)和水,经拌和得到的混合料在压实与养生后,其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料,以无机结合料稳定材料修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
二、无机结合料稳定路面的特点:稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点,但其耐磨性差,因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。
三、半刚性材料和半刚性基层(底基层):由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间,常称为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层(底基层)。
四、石灰稳定类基层(底基层):在粉碎的和原状松散的土(包括各种粗,中,细粒土)中掺入适量的石灰和水,按照一定技术要求,经拌和,在最佳含水量下铺摊,压实及养生,其抗压强度符合规定要求的路面基层称为石灰稳定类基层。用石灰稳定细粒土得到的混合料为石灰土,所作的基层称石灰土基层(底基层)。
五、石灰稳定土强度形成原理: 第一是:离子交换作用,第二是:结晶硬化作用,第三是:火山灰作用,第四是:碳酸化作用。
应用:石灰土不得用作二级公路的基层和二级以上公路高级路面的基层,在冰冻地区的潮湿路段和其他地区的过湿路段不宜采用石灰土做基层和底基层。
六、影响石灰稳定土强度因素:
1.土质:各种成因的土都可以用石灰稳定,但粘性土土效果最显著。2.灰质:
3.石灰剂量:石灰剂量较低(小于3%-4%)时,石灰主要起稳定作用,随着剂量的增加,强度和稳定性均提高,但剂量超过一定范围时,强度反而降低。对粘性土及粉性土为8%-14%,对砂性土为9%-16%。4.含水率: 5.密实度:
6.石灰土龄期: 7.养生条件:
七、水泥稳定类基层定义:在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗,中,细粒土)中,掺入适当水泥和水,按照技术要求,经拌和摊铺,在最佳含水量时压实及养护成型,其抗压程度符合规定要求,以此修筑的路面基层。当用水泥稳定细粒土时,简称为水泥土。
八、水泥稳定类基层强度形成原理 1)水泥的水化作用: 2)离子交换作用: 3)化学激发作用: 4)碳酸化作用:
九、水泥稳定类基层强度影响因素
1)土质:用水泥稳定级配良好的碎砾石和砂粒,效果最好。
2)水泥的剂量和成分:硅酸盐水泥的稳定效果好,水泥剂量:4%-8%。3)含水率:
4)施工工艺过程:
十、工业废渣稳定基层
1.工业废渣材料主要用石灰与之稳定,即石灰工业废渣材料。2.“二渣”:石灰煤渣;“三渣”:石灰煤渣土。3.“二灰”基层:即石灰粉煤灰基层,是用石灰和粉煤灰按一定配比,加水拌合、摊铺、碾压及养生而成的基层。石灰与粉煤灰的配比为1:3-1:4。
第十三章
沥青路面
一、沥青路面定义:用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。
二、沥青路面良好性能:
1.足够的力学强度,能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力。2.一定的弹性和塑性变形能力,能承受应变而不破坏。3.与汽车轮胎的附着力较好,可保证行车安全。4.有减震性,使汽车快速行驶,平稳而低躁声。5.不扬尘、易清洗和冲刷;
6.维修工作比较简单,且可再生利用。
三、沥青路面常见的损坏现象:
裂缝(横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝)、车辙、松散、剥落和表面磨光。
四、对沥青路面的基本要求:
1.高温稳定性:车辙、推移、波浪是高温稳定性不足的表现。2.低温抗裂性:低温裂缝是低温抗裂性不足的表现。
3.耐久性:沥青路面失去粘性、弹性,沥青与矿料脱离,导致路面松散。4.抗滑能力:保证在路面潮湿时高速安全行驶。
5.防渗能力:防渗能力差时,面层、基层稳定受到影响。
五、沥青路面按施工工艺分类:
1.层铺法:分层撒布沥青,分层铺撒矿料和碾压的方法修筑的沥青路面。主要有:沥青表面处治,沥青贯入式。
2.路拌法:在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成型的沥青面层。主要有:路拌沥青碎砾石、路拌沥青稳定土。
3.厂拌法:将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和,然后送到工地摊铺碾压而成型的沥青路面。主要有:厂拌沥青碎砾石、沥青混凝土。
六、根据沥青路面技术特性分类:
1.沥青表面处治路面:用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的沥青路面。2.沥青贯入式路面:用沥青贯入碎砾石作面层的路面。3.沥青碎石路面:用沥青碎石作面层的路面。4.沥青混凝土路面:用沥青混凝土作面层的路面。
5.乳化沥青碎石:适于作三级、四级公路的沥青面层,二级公路养护罩面以及各级公路的调平层,也可用作柔性基层。
6.沥青玛蹄脂碎石路面:沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA):是以间断级配的集料为骨架,用改性沥青、矿粉及纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料,经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。
七、沥青混合料:由沥青胶结料、石质集料和矿粉按比例在一定温度下经拌和、压实而形成的一种材料。沥青混合料的最佳沥青用量,通常采用马歇尔稳定度试验方法确定。
八、沥青混合料的组成结构形态:密实悬浮结构、骨架空隙结构、密实骨架结构。
九、沥青混合料的粘弹性性质:沥青混合料是一种典型的弹、粘、塑性综合体,在低温小变形范围内接近线弹性体,在高温大变形活动范围内表现为粘塑性体,而在通常温度的过渡范围内则为一般粘弹性体。
十、沥青的劲度模量:在一定时间和温度条件下,应力与总应变的比值。
十一、沥青路面高温稳定性:沥青路面的推移、拥抱、搓板等损坏主要由沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足所引起的。对于渠化交通的沥青沥青混凝土路面,高温稳定性问题主要表现为车辙。
十二、沥青路面车辙:失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙。
十三、沥青材料的老化:包括施工过程中的热老化(短期老化)和路面使用过程中的长期老化。
十四、沥青路面水稳定作用机理:沥青路面的水损坏包括两种过程,首先是水浸入沥青中使沥青粘附性减小,导致混合料的强度和劲度减小;其次水进入沥青薄膜和集料之间,阻断沥青与集料的相互粘结,由于集料表面对水比对沥青有更强的吸附力,从而使沥青与集料表面的接触面减小,使沥青从集料表面剥落。
十五、双层式沥青表面处治施工程序
备料→清理基层及放样→浇洒透层沥青→洒布第一次沥青→铺撒第一层矿料→
碾压→洒布第二次沥青→铺撒第二层矿料→碾压→初期养护。
第十四章
沥青路面设计
一、沥青路面设计内容: 1.原材料的调查与选择
2.沥青混合料配合比以及基层材料配合比设计 3.各项设计参数的测试与选定
4.路面结构组合设计:沥青路面结构组合设计时,一般应使结构层自上而下强度逐渐减小,厚度逐渐增大。5.路面结构层厚度验算 6.路面结构方案比选
二、标准轴载:我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。以BZZ-100表示。路面设计时,将不同轴载的作用次数换算成标准轴载当量作用次数是按路
4.35k面损坏等效的原则进行的。
piNC1.C2.ni1.当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时
i1p 8kp .niiNC1.C2i12.当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时 p
1t13653.设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数Ne N.N1.e三.沥青路面面层结构
1.高速、一级公路:一般选择三层沥青面层结构 2.二级、三级公路:一般采用双层式沥青面层
3.三级、四级公路:一般采用双层沥青表面处治结构
四、沥青路面基层作用与分类:(按材料和力学特性的不同分类)1.作用:沥青路面基层在路面结构层中是起主要承重作用的层次。2.分类:
(1)柔性基层:有机结合料(沥青)稳定碎石,或无结合料稳定碎石;(2)半刚性基层:水泥、石灰、工业废渣等无机结合料稳定碎石;(3)刚性基层:低强度等级混凝。
五、沥青路面垫层作用与分类:
1.作用:垫层设在底基层和土基之间,起排水、隔水、防冻、防污等作用。修筑垫层所用材料应是强度不一定高,但水稳性、隔热性和抗冻性一定要好;
2.分类:(1).防水垫层(2).排水垫层(3).防污垫层(4).防冻垫层
六、沥青路面层间结合:沥青面层与基层之间,应设置透层沥青或粘层沥青。沥青面层由两层或三层组成又不能连续摊铺时,则在铺上层之前彻底清扫下层表面的灰尘、泥土、油污等,然后设粘层沥青。
七、我国沥青路面设计方法:采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论,以路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层弯拉应力、半刚性及刚性材料基层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计。设计完成后,路面结构的路表弯沉与各结构层的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。
八.设计弯沉值ld:路面结构在经受设计使用期累计通行标准轴载次数后,路面状况优于各级公路极限状态标准时,所必须具有的路表回弹弯沉值。
九、沥青路面厚度设计及结构层回弹模量:我国现行《公路沥青路面设计规范》
规定沥青路面结构按设计回弹总弯沉Ld和设计容许层底弯拉应力两个指标控制设计厚度。无论采用哪项控制指标设计厚度,各结构层的回弹模量均采用抗压回弹模量。
第十五章
水泥混凝土路面
一、水泥混凝土路面:包括普通混凝土(即素混凝土)、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等面层板和基(垫)层所组成的路面。目前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面,简称混凝土路面。
二、普通混凝土路面(简称混凝土路面):除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外不配置钢筋的混凝土路面。
三、水泥混凝土路面的种类:(1)普通水泥混凝土路面
(2)钢筋混凝土路面(纵横向配筋)(3)连续配筋混凝土路面(4)预应力混凝土路面(5)装配式混凝土路面路(6)钢纤维混凝土路面(7)混凝土小块铺砌路面
(8)双层式(组合式)混凝土路面
四、混凝土面层下设置基层的目的 ①防唧泥: ②防冰冻: ③减小路基顶面的压应力,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能力,延长路面的使用寿命。
实验表明:无机结合料稳定类基层是混凝土路面最适用的基层类型。
五、横向接缝种类:缩缝、胀缝和施工缝三种。
1.缩缝:保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂,从而避免产生不规则的裂缝。一般采用假缝形式,不设传力杆;交通繁重或水文条件不良地段设置传力杆。
2.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的拱胀和折断破坏,同时胀逢也能起到缩逢的作用。设传力杆,光园钢筋。
3.施工缝:混凝土路面每天完工以及因雨天或其他原因不能继续施工时,应尽量在胀缝处收工。采用平头缝或企口缝。设置传力杆。
六、纵缝:平行于混凝土路面行车方向的接缝。采用平头式纵缝或企口式纵缝。设置螺纹钢筋作为拉杆。接缝材料按使用性能分接缝板和填缝料。
七、混凝土路面板摊铺机具与摊铺方式
1、滑模摊铺
2、轨道摊铺
3、碾压摊铺
4、三辊轴摊铺
5、手工摊铺
八、混凝土路面板的施工程序:
(1)模板安装;(2)设置传力杆;
(3)混凝土的拌和与运送;(4)混凝土的摊铺和振捣;(5)接缝的设置;(6)表面整修;
(7)混凝土的养生与填缝;
九、钢筋混凝土路面:
配筋的目的并非为增加板体的抗弯拉强度而减薄面板的厚度,配筋的目的主要是控制混凝土路面板在产生裂隙之后保持裂隙紧密接触,裂隙宽度不会扩张。
十、连续配筋混凝土路面:在路面纵向配有足够数量的不间断连续钢筋,以抵制混凝土路面板因纵向收缩而产生横向裂隙。
十一、钢纤维混凝土:是一种性能优良的路面材料,它能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯拉强度、抗冻性、抗冲击、抗磨耗、抗疲劳等性能,在路面工程中应用,可以明显减小路面板厚度,改善路用性能。
十二、复合式混凝土路面:是指路面板采用上下两层由不同混凝土材料组成的混凝土路面板。
十三、复合式混凝土路面上下层板之间结合程度的不同分三种:
1.结合式:上下层混凝土板牢固结合,成为一整体。上下板的接缝对齐。2.分离式:上下混凝土板之间铺以厚1-2cm沥青砂,可防止下层板的裂缝和接缝反射到上层板内。上下板的接缝可以不对齐。
3.部分结合式:改建路面时,先对原有混凝土板表面进行清理后再浇筑上层板。旧面层的结构损坏不太严重并已经修复时采用。上下板的接缝对齐。
十四、碾压混凝土路面:采用低水灰比混合料,用沥青混凝土摊铺机成型,用压路机(钢轮与轮胎压路机)碾压成型的水泥混凝土路面。一般用于二级以下公路、或作为高速、一级公路的刚性基层使用。
十五、贫混凝土板:是指用水泥用量较低、混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑的路面板。不能作为面层使用,作为刚性基层板。
十六、混凝土小块铺砌路面:预制的各种形状的水泥混凝土块(矩形或嵌锁形)拼砌而成的路面。
十七、装配式混凝土路面:是在工厂中把混凝土预制成板块,然后运至工地现场装配而成的一种混凝土路面形式。
第十六章
水泥混凝土路面设计
一、水泥混凝土路面的破坏类型:(1)断裂、(2)唧泥、(3)错台、(4)拱起、(5)接缝挤碎
二、混凝土路面结构设计内容:
1、路面结构组合设计
2、混凝土面板厚度设计
3、混凝土面板厚平面尺寸和接缝设计
4、路肩设计
5、混凝土路面的钢筋配筋率设计
三、混凝土路面结构设计理论与指标:以弹性地基板的荷载应力、温度应力分析方法为基本理论,以混凝土路面板的弯拉应力作为极限状态和设计控制指标。
四、我国最新的混凝土路面设计规范:以弹性半空间地基有限大矩形板模型为基础,以100kN单轴双轮标准轴载作用于矩形板纵向边缘中部产生的最大荷载应力控制设计。设计方法采用了可靠度设计方法,以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态。
五、混凝土路面设计基准期:是计算路面结构可靠度时,考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。也可理解为保证路面结构达到规定可靠度指标的有效时间。
六、标准轴载及轴载当量换算: nPiNN()n1.水泥混凝土路面结构设计以100kN单轴双轮组荷载为标准轴载。Sii-Pi100NSi)1iNi(100i1Ns100KN的单轴双轮组标准轴载的通行次数 Ns100KN的单轴双轮组标准轴载的通行次数Pi各类轴轮型;各级轴载的总重(KN)n Pi各类轴轮型;各级轴载的总重(KN)Pi16)NSiNi(n轴型和轴载级位数n轴型和轴载级位数100i1 NiN-各级轴-轮型i级轴载通行次数i-各级轴-轮型i级轴载通行次数 Ns100KN的单轴双轮组标准轴载的通行次数i--轴-轮型系数i--轴-轮型系数
单轴双轮组:双轮组:iKNi1)单轴1 Pi各类轴轮型;各级轴载的总重(0.4330.43单轴单轮组:i2.22103P10 单轴--单轮组:2.22Pin轴型和轴载级位数50.22 双轴-双轮组:1.0710P105P0.22i双轴-双轮组:i1.07 Ni-各级轴-轮型i级轴载通行次数三轴-双轮组:i2.24108P0.2280.22三轴-双轮组:i2.2410P
1grt1N--轴-轮型系数si2.标准轴载累计当量作用次数Ne: N365egr 单轴双轮组:1i
七、面层混凝土板要求:普通混凝土面层板的横缝间距一般为4-6m。面层板的单轴-单轮组:i,平面尺寸不宜大于2.22103P0.4325m2。长宽比不宜超过1.30
八、路面板厚度设计:100KN标准双轴-双轮组:i我国水泥混凝土路面设计方法采用单轴双轮组1.07105P0.22轴载作用下的弹性半空间地基有限大矩形薄板理论有限元解为理论基础,以路面三轴-双轮组:i2.24108P0.22板纵缝边缘荷载与温度综合疲劳拉应力为设计指标进行路面板厚设计。
产生最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏的临界荷位位于混凝土板的纵缝边缘中部。
九、混凝土路面板厚度设计:
1.收集并分析交通参数; 2.初拟路面结构; 3.确定材料参数; 4.计算荷载疲劳应力; 5.计算温度应力; 6.检验初拟路面结构,要求: 如不符,从2开始重新计算。()fprtrr
十、接缝设计:
1.纵向接缝:根据路面宽度和施工铺筑宽度而定。
(1)一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置纵向施工缝,采用平缝形式;(2)一次铺筑宽度大于4.5m时,应设置纵向缩缝,采用假缝形式。
(3)为防止沿两侧路拱横坡滑动拉开和形成错台,以及防止横缝错开,有时纵
缝上设置拉杆。拉杆应采用螺纹钢筋。2.横向接缝:
(1)横向施工缝:采用加传力杆的平缝形式。(2)横向缩缝:假缝形式或设传力杆假缝形式。
(3)横向胀缝:只在临近桥梁或其他固定构造物处或与其他道路相交处设置。传力杆采用光面钢筋。
十一、加铺层结构设计:混凝土路面使用至基准期期末,各项使用性能指标下降,不再能满足行车的要求,或者由于交通、环境条件变化,对路面提出新的要求时,路面结构需要进行改建、加固。
1.结合式混凝土加铺层:在两层间涂刷粘结剂。不设拉杆或传力杆,接缝的布置和形式同旧混凝土下层板一致。
2.分离式混凝土加铺层:将新旧混凝土层的层间接触隔离,以防止旧路面板结构的弊病影响到新铺结构层;为保证隔离完全,设足够厚度的隔离层,通常采用沥青砂隔离层。上下层路面板的接缝布置和形式不一定完全对应。
3.薄层沥青混凝土加铺层:沥青加铺层能明显改善路面的表面使用功能。4.将旧混凝土路面板破碎成小块,加铺沥青混凝土结构层或新的混凝土板。
复习要求:
篇6:路基路面工程实习试验报告
1、试验目的
测定各类路基路面的回弹弯沉,用以评定其整体承载能力,供路面结构设计使用。2.沥青路面的弯沉以路表温度20℃时为准,在其他温度测试时,对厚度大于5cm的沥青路面,弯沉值应予温度修正。
2、试验原理
利用杠杆原理制成的杠杆式弯沉仪测定轮隙弯沉。
3、试验方法步骤 3.1 试验前准备工作
(1)检查并保持测定用标准车的车况及刹车性能良好,轮胎内胎符合规定充气压力。
(2)向汽车车槽 中装载(铁块或集料),并用地中衡称量后轴总质量,符合要求的轴重规定,汽车行驶及测定过程中,轴重不得变化。
(3)测定轮胎接地面积 :在平整光滑的硬质路面上用千斤顶将汽车后轴顶起,在轮胎下方铺一张新的复写纸,轻轻落下千斤顶,即在方格纸上印上轮胎印痕,用求积仪或数方格的方法测算轮胎接地面积,精确至0.1cm。
(4)检查弯沉仪百分表测量灵敏情况。
(5)当在沥青路面上测定时,用路表温度计测定试验时气温及路表温度(一天 中气温不断变化,应随时测定),并通过气象台了解前5d的平均气温(日最高气温与最低气温的平均值)。
(6)记录沥青路面修建或改建时材料、结构、厚度、施工及养护等情况。
3.2测试步骤
(1)在测试路段布置测点,其距离随测试需要而定,测点应在路面行车车道的轮迹带上,并用白油漆或粉笔划上标记。
(2)将试验车后轮轮隙对准测点后约 3 ~5cm处的位置 上。
(3)将弯沉仪插人汽车后轮之间的缝隙处,与汽车方向一致,梁臂不得碰到轮胎,弯沉仪测头置于测点上(轮隙中心前方 3 —5m 处),并安装百分表于弯沉仪的测定杆上,百分表调零,用手指轻轻叩打弯沉仪,检查百分表是否稳定回零。弯沉仪可以是单侧测定,也可以双侧同时测定。(4)测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进,百分表随路面变形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时,迅速读取初读数 L1。汽车仍在继续前进,表针反向回转 :待汽车驶出弯沉影响半径(3m以上)后,吹口哨或挥动红旗指挥停车。待表针回转稳定后读取终点数L2。汽车前进的速度宜为5km / h 左右。
4.数据处理和分析方法
4.1 弯沉仪的支点变形和修正
(1)当采用长度为3.6m的弯沉仪对半刚性基层沥青路面、水泥混凝土路面等进行弯沉测定时,有可能引起弯沉仪支座处变形,因此测定时应检验支点有无变形。此时应用另一台检验用的弯沉仪安装在测定用的弯沉仪的后方,其测点架于测定用弯沉仪的支点旁。当汽车开出时,同时测定两台弯沉仪的弯沉读数,如检验用弯沉仪百分表有读数,即应该记录并进行支点变形修正。当在同一结构层上测定时,可在不同的位置测定5次,求平均值,以后每次测定时以此作为修正值。
(2)当采用长5.4m的弯沉仪测定时,可不进行支点变形修正。
4.2 结果计算及温度修正。(1)计算测点的回弹弯沉值。
(2)进行弯沉仪支点变形修正时,计算路面测点的回弹弯沉值。
(3)沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过(20 ±2)℃范围时,回弹弯沉值应进行温度修正。5.结果评定
(1)计算平均值和标准差时,应将超 出 L ±(2— 3)S的弯沉特异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点,应找出其周围界限进行局部处理。用两台弯沉仪同时进行左右轮弯沉值测定时,应按两个独立测点计,不能采用左右两点的平均值。(2)弯沉代表值不大于设计要求的弯沉值时得满分;大于时得零分。若在非不利季节测定时.应考虑季节影响系数。
压实度试验(灌砂法、环刀)
一、灌砂法
1.灌砂法的试验原理
灌砂法(标准方法,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测)基本原理是利用粒径0.30~0.60mm或0.2~0.50mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。2.应当符合条件:当集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时,宜采用Φ100mm的小型灌砂筒测试;当集料的粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度超过150mm,但不超过200mm时,应用Φ150mm的大型灌砂筒测试。所需仪器设备有:灌砂筒(内径100mm、总高360mm)、金属标定罐、基板、台秤(称量10kg~15kg,感量5g)、量砂(粒径0.25mm~0.50mm、重量20kg~40kg)、必要的挖取土设备。
3.试验方法如下:(1)对某一标段进行试验检验时,应对所使用的量砂密度进行标定。
(2)在压实系数检测点,选40cm×40cm的平坦地面,并将基板水平的置于检测点上。
(3)沿基板的中孔凿直径100mm的试洞,试洞深度等于碾压层厚度,并将凿出的土料全部放入已知质量的塑料袋中,并获得试样的质量。(4)在取出的试样中取出具有代表性的土样进行含水量试验。
(5)将罐砂筒安装在基板上,使罐砂筒的下口对准基板的中孔及试洞,打开罐砂筒开关,让量砂注入试洞,通过称量罐砂筒中砂的重量变化来获得注入试洞的量砂重量,进而获得试洞的体积。
(6)试验完毕取出试洞中的量砂,以备下次使用;若量砂的湿度发生明显变化或混有杂质,则需重新烘干、过筛。
二、环刀法
1.试验原理与目的
(1)本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。(2)本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过 2d,且宜用于施工过程中的压实度检验。2.适用范围:主要使用于测定不含骨料的粘性土密度。仪器设备有:环刀(内径6cm~8cm,高2cm~3cm,壁厚1.5mm~2mm)、天平(感量0.1g)、修土刀、钢丝锯、凡士林等。试验方法如下:
3.试验方法与步骤
(1)擦净环刀,称取环刀质量M2,准确至0.1g.(2)在试验地点,将面积约30cm×30cm 的地面清扫干净,并将压实层铲表面浮动及不平整的部分,达一定深度,使环刀打下后,能达到要求的取土深度,但不得将下层扰动。
(3)将定向筒齿钉固定于铲平的地面上,顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。
(4)将导杆保持垂直状态,用取土器落锤将环刀打入压实层中,至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。
(5)去掉击实锤和定向筒,用镐将环刀试样挖出。
(6)轻轻取下环盖,用修土刀自边至中削去环刀两端余土,用直尺检测直至修平为止。
(7)擦净环刀壁,用天平称取出环刀及试样合计质量M1,准确至0.1g.(8)自环刀中取出试样,取具有代表性的试样,测定其含水量(w)。
路面构造深度试验(铺沙法)
1.试验目的 :本方法适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用以评定路面表面的宏观粗糙度、路面表面的排水性能及抗滑性能。
2.试验要求 :通过试验,要求掌握摆式仪测定抗滑值的试验方法和数据处理方法,了解电动铺砂法测构造深度的试验方法。3.仪器、设备 :
(1)人工铺砂仪:由圆筒、推平板组成。量砂筒:形状尺寸如图7.5.1a)所示,一端是封闭的,容积为(25±0.15)mL,可通过称量砂筒中水的质量以确定其容积V,并调整其高度,使其容积符合要求。带一专门的刮尺将筒口量砂刮平。推平板:形状尺寸如图7.5.1b)所示,推平板应为木制或铝制,直径50mm,底面粘一层厚1.5mm的橡胶片,上面有一圆柱把手。刮平尺:可用30cm钢尺代替。(2)量砂:足够数量的干燥洁净的匀质砂,粒径为0.15~0.30mm。(3)量尺:钢板尺、钢卷尺,或采用已按式(7.5.1)将直径换算成构造深度作为刻度单位的专用的构造深度尺。
(4)其他:装砂容器(小铲)、扫帚或毛刷、挡风板等。4.试验步骤:
(1)量砂准备:取洁净的细砂晾干、过筛,取0.15~0.30mm的砂置适当的容器中备用。量砂只能在路面上使用一次,不宜重复使用。回收砂必须经干燥、过筛处理后方可使用。
(2)对测试路段按随机取样选点的方法,决定测点所在横断面位置。测点应选在行车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m。
(3)用扫帚或毛刷子将测点附近的路面清扫干净,面积不小于30cm×30cm。(4)用小铲装砂沿筒向圆筒中注满砂,手提圆筒上方,在硬质路面上轻轻地叩打3次,使砂密实,补足砂面用钢尺一次刮平。不可直接用量砂筒装砂,以免影响量砂密度的均匀性。
(5)将砂倒在路面上,用底面粘有橡胶片的推平板,由里向外重复做摊铺运动,稍稍用力将砂细心地尽可能地向外摊开,使砂填入凹凸不平的路表面的空隙中,尽可能将砂摊成圆形,并不得在表面上留有浮动余砂。注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。
(6)用钢板尺测量所构成圆的两个垂直方向的直径,取其平均值,准确至5mm。(7)按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。
5、数据处理
(1)、路面表面构造深度测定结果计算
(2)每一处均取3次路面构造深度的测定结果的平均值作为试验结果,精确至0.1mm。
(3)计算每一个评定区间路面构造深度的平均值、标准差、变异系数。
摆式仪测定路面抗滑试验 1.试验原理
摆式仪是动力摆冲击型仪器。它是根据“摆的位能损失等于安装于摆臂末端橡胶片滑过路面时,克服路面等磨擦所做的功”这一基本原理研制而成。2.试验目的
该试验主要用摆式摩擦系数测定仪(摆式仪)测定沥青路面及水泥混凝土路面的抗滑值,用以评定路面在潮湿状态下的抗滑能力。3.试验方法与步骤
1、检查摆式仪的调零灵敏情况,并定期进行仪器的标定。
2、对测试路段按随机取样方法,测点应选在行车车道的轮迹带上,距路面边缘不应小于1m,并用粉笔作出标记。
3、仪器调平①将仪器置于路面测点上,并使摆的摆动方向与行车方向一致。②转动底座上的调平螺栓,使水准泡居中。
4、调零
(1)放松上、下两个紧固把手,转动升降把手,使摆升高能自由摆动,旋紧紧固把手。
(2)将摆向右运动,使摆上的卡环进入开关槽,放开释放开关,摆即处于水平位置,并把指针抬至与摆杆平行处。
(3)按下释放开关,使摆向左带动指针摆动,当摆达到最高位置后下落时,用左手将摆杆接住,此时指针应指向零。若不指零时,可稍旋紧或放松摆的调节螺母使指针指零。
5、校核滑动长度
(1)用扫帚扫净路面表面,并用橡胶刮板清除摆动范围内路面上的松散粒料。
(2)让摆自由悬挂,提起摆头上的举升柄,使摆头上的滑溜块升高。放松紧固把手,使摆缓缓下降。当滑块上的橡胶片刚刚接触路面时,即将紧固把手旋紧,使摆头固定。
(3)提起举升柄,使摆向右运动。然后手提举升柄使摆向左运动,直至橡胶片边缘刚刚接触路面。在橡胶片的外边摆动方向设置标准尺,尺的一端正对准该点。用手提起举升柄,使滑溜块向上抬起,使摆至左边,使橡胶片返回落下再一次接触地面,橡胶片两次同路面接触点的距离应在126mm(即滑动长度)。若滑动长度不符合,则升高或降低仪器底正面的调平螺丝来校正,但需调平水准泡,而后,将摆和指针置于水平释放位置。
6、用喷壶的水浇洒试测路面,并用橡胶刮板刮除表面泥浆。
7、再次洒水,并按下释放开关,使摆在路面滑过,指针即可指示出路面的摆值。但第一次测定,不做记录。右手提起举长柄使滑溜块升高,将摆向右运动,并使摆杆和指针重新置于水平释放位置。
8、重复7的操作测定5次,并读记每次测定的摆值,5次数值中最大值与最小值的差值不得大于3BPN。如差数大于3BPN时,并再次重复上述操作,至符合规定为止。取5次测定的平均值作为每个测点路面的抗滑值(即摆值FB),取整数,以BPN表示。
9、在测点位置上用路表温度计测记潮湿路面的温度,精确至1℃。
10、按以上方法,同一处平行测定不少于3次,3个测点均位于轮迹带上,测点间距3~5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。每一处均取3次测定结果的平均值作为试验结果,精确至1BPN。4.数据处理
(1)抗滑值的温度修正
当路面温度为T时测得的值为FBT,必须按下式换算成标准温度20℃的摆值FB20。FB20=FBT+dF(2)结果处理列表逐点报告路面抗滑值的测定值FBT经温度修正后的FB20及3次测定的平均值。每一个评定路段路面抗滑值的平均值、标准差、变异系数。精密度与允许差:同一个测点,重复5次测定的差值不大于3BPN。
3m直尺测定路面平整度试验
1.试验目的与适用范围
本方法规定用3m直尺测定距离路表面的最大间隙表示路基路面的平整度。本方法适用于测定亚斯成型的路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量 及使用质量,也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。2.仪器设备:
(1)三米直尺:测量基准面长度为3m长,基准面应平直,用硬吗或铝合金钢等材料制成。
(2)最大间隙测量器具:
①楔形塞尺:硬木或金属制的三角形塞尺,有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10,宽度不大于15mm,边部有高度标记,刻度数分辨小于或等于0.2mm。
②深度尺:金属制的深度测量尺,有手柄。深度尺测量杆端头直径不小于10mm,刻度读数分辨率小于或等于0.2mm。
(3)其他:皮尺或钢尺、粉笔等。3.试验步骤
(1)施工过程中检测时,按根据需要的确定的方向,将三米直尺摆在测试地点的路面上。
(2)目测三米直尺底面与路面之间的间隙情况,确定最大间隙的位置。(3)用有高度标线的塞尺塞进间隙处,测量其最大间隙的高度(mm);或者用深度尺在最大间隙位置量测直尺上顶面距地面的深度,该深度减去尺高即为测试点的最大间隙的高度,准确至0.2mm。4.数据处理
单杆检测路面的平整度计算,以三米直尺与路面的最大间隙为测试结果。连续测定10尺时,判断每个测定值是否合格,根据要求,计算合格百分率,并计算10个最大间隙的平均值。
EDTA1.试验原理
滴定法
在pH=10时,乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)和水中的钙镁离子生成稳定络合物,指示剂铬黑T也能与钙镁离子生成葡萄酒红色络合物,其稳定性不如EDTA与钙镁离子所生成的络合物,当用EDTA滴定接近终点时,EDTA自铬黑T的葡萄酒红色络合物夺取钙镁离子而使铬黑T指示剂游离,溶液由酒红色变为兰色,即为终点。其反应如下: Mg2++Hlnd2-Mglnd-+H+ Mglnd-+H2Y2-MgY2-+H++Hlnd2-Ca2++Hlnd2-Calnd-+H+ Calnd-+H2Y2-CaY2-+H++Hlnd2-式中Hlnd2-——铬黑T指示剂(蓝色); Mglnd-——镁与铬黑T的络合物(酒红色); H2Y2-——乙二胺四乙酸离子(无色)。2.目的和使用范围
本试验方法使用于在工地快速测定水泥石灰稳定土中的水泥和石灰的剂量,并可用以检查拌和的均匀性。3.试验方法与步骤
(一)试验准备 准备5种试样,每种2个样品(以水泥集料为例),如下:1种:称2份300克集料分别放在2个搪瓷杯内,集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。集料中所加的水应与工地所用的水相同(300克为湿质量)。2种:准备两份水泥剂量为2%的水泥土混合料试样,每份均重300克,并分别放在2个搪瓷杯内。水泥土混合料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。混合料中所加的水应与工地所用的水相同。3种、4种、5种:各准备2份水泥剂量分别为4%、6%、8%的水泥混合料试样,每份均重300克,并分别放在6个搪瓷杯内,其他要求同一种。
(二)、试验方法
1、取一个盛有试样的搪瓷杯,在杯内加600mL10%氯化铵溶液,用玻璃棒充分搅拌3分钟(每分钟搅拌110—120次)。如水泥土混合料是细粒土,则也可以用100mL具塞三角瓶代替搪瓷杯,手握三角瓶(瓶口向上)用力振荡3分钟(每分钟120次±5次),以代替搅拌棒搅拌。放置沉淀4分钟(如4分钟后得到的是混浊悬浮液,则应增加放置时间,直到出现澄清悬浮液为止,并记录所需时间,以后所有该种水泥土混合料的试验,均应以同一时间为准),然后将上部澄清液转移到300mL烧杯内,搅匀,加盖表面皿待测。
2、用移液管吸取上层(液面下1—2cm)悬浮液10mL放入200mL的三角瓶中用量筒量取50mL1.8%氢氧化钠(内含三乙醇胺)溶液倒入三角瓶中,此时溶液PH值为12.5—13.0,然后加入钙红指示剂(体积约为黄豆大小)摇匀,溶液呈玫瑰红色。用EDTA二钠标准溶液滴定到纯蓝色为终点,记录EDTA二钠耗量。
3、对其他几个搪瓷杯中的试样,用同样的方法,并记录各自的EDTA二钠的耗量。重型击实试验 1.试验目的
用规定的击实方法(重型击实法),测定土的含水量与质量密度的关系,从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度 2实验仪器设备:
重锤型击实仪、天平、台称、铝盒、酒精、喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备。3.实验操作步骤
1、路基土方含水量试验方法
本试验以烘干法为室内试验的标准方法。在野外如无烘箱设备或要求快速测定含水量 时,可依土的性质和工程情况采用下列方法:酒精燃烧法 操作步骤 1)取代表性试样放入称量盒内,立即盖好盒盖称量。称质量时,可在天平一端放上等质 量的称量盒或盒等质量的砝码,称量结果即为湿土质量mω。2)用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中,直至盒中出现自由液面为止。为使酒精在试 样中充分混合均匀,可将盒底在桌面上轻轻敲击。3)点燃盒中酒精,烧至火焰熄灭。
4)将试样冷却数分钟,按以上2)、3)步骤方法再重复燃烧两次。当第三次火焰熄灭后,盖好盒盖立即称干土质量md。5)本试验称量应准确到0.01g。6)计算含水量wo(0.1%):
7)本试验需进行二次平行测定,取其算术平均值。2.重型击实操作步骤
(1)将击实仪放在坚实地面上,取制备好的试样倒入筒内,整平其表面,并用圆木板稍加压紧,然后按规定的击实次数进行击实。击实时击锤应自由铅直落下,锤迹必须均匀分布于土面。然后安装套环,把土面刨成毛面,重复上述步骤进行第二层及第三层的击实,击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm。
(2)用修土刀沿套环内壁削挖后,扭动并取下套环,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,如试样底面超出筒外亦应削平。擦净筒外壁,称质量,准确至1g。
(3)用推土器推出击实筒内试样,从试样中心处取3个各约20~25g土测定其含水量。计算至0.1%,其平行误差不得超过1%。
(4)按(1)~(3)步骤进行其它不同含水量试样的击实试验。
4.数据处理
1.计算击实后各点的干质量密度。2.路基土方含水量试验数据整理结果。3.重型击实实验数据整理结果。4.干质量密度与含水量的关系曲线。
沥青混合料试验(马歇尔)
1.试验目的
以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。浸水马歇尔稳定试验供检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力时使用,通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。
2.仪器设备
沥青混合料马歇尔试验仪、恒温水槽等。
3.试验步骤
1、准备工作
(1)按标准击实法成型马歇尔试件,其尺寸应符合规范规定,一组试件的数量最少不得少于4个。
(2)量测试件的直径及高度。
(3)按规范规定的方法测定试件的密度、计算有关物理指标。
(4)将恒温水槽调节至要求的试验温度。
2.标准马歇尔试验方法
1、将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温。
2、将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。
3、当采用自动马歇尔试验仪时,连接好接线。
4、启动加载设备,使试件承受荷载,加载速度为50±5mm/min。
5、记录或打印试件的稳定度和流值。
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