长安大学2018年道路工程B卷

飘散的白灯

2018   B卷
1,试述路基干湿类型的分类与确定方法，有些公路路基运营一段时间后，其内部的含水率会显著大于施工时的含水率，其可能的原因有哪些？
路基按其干湿状态不同，分为四类：干燥中湿，潮湿，过湿。为了保证路基路面的稳定性，一般要求路基处于干燥和中湿状态。上述四种干湿类型以分界稠度wc1，wc2，wc3来划分。稠度wc定义为土的含水率w与土的液限wl之差与土的塑限wp与土的液限wl之差的比值。Wc=1.0，即w=wp，为半固体与硬塑状的分界值。Wc=0，即w=wl，为流塑与流动状的分界值。1.0>wc>0，即wl>w>wp，土处于可塑状态。
对于原有公路，按不利季节路槽底面以下80cm深度内土的平均稠度确定。对于新建公路，路基尚未建成，可用路基临界高度与路基设计高度的比值作比较，由此确定路基干湿类型。
2，根据受力形式划分，挡土墙的类型有哪些？地基承载力不强的高填方路基适用哪种形式的挡墙，其可能的失效破坏类型有哪些？
重力式挡土墙：依靠墙身自重支撑土压力维持稳定。一半多用块石修筑，在缺乏石料的地区也可用砼修建。重力式挡土墙圬工结构大，但其结构简单，施工方便，可就地取材，适用性强，故可广泛使用，但要求具有较好的基础。重力式挡土墙分为重力式挡土墙，衡重式挡土墙，不带衡重台的折线形墙背挡土墙。其中重力式挡土墙适于在山区公路建设中采用，但由于其基地面积小，对地基承载力要求较高，因此应设在坚硬的路基上。
薄壁式挡土墙：钢筋砼结构，其主要形式是悬臂式和扶壁式。他们的共同特点是墙身断面小，结构稳定性不是依靠本身的重量，而主要依靠墙踵板上填土重量，他们自重轻圬工省，适于墙高较大的情况。需使用一定数量的钢材，但经济效果好。
加筋式挡土墙：由填土，填土中布置加筋材料和墙面板组成。在垂直于墙面的方向，按一定间隔和高度水平设置拉筋材料。，然后填土压实，通过填土与拉筋材料间的摩擦力承受土压力维持稳定。拉筋材料多为金属与塑料，墙面板一般用砼预制，它结构简单，圬工数量少，与其他类型的挡土墙相比可节省投资，工程效益大。该结构对地基适应性较强，建筑高度大，适用于填土路基。
锚定式挡土墙：分为锚板式和锚定板式。
锚板式：由锚杆和钢筋砼墙面组成，锚杆一段锚固于稳定的土层，另一端与墙面连接，依靠锚杆与土层间的锚固力承受土压力维持稳定。土石方和圬工数量少，施工安全，较为经济。适于墙高较大，缺乏石料的地区或挖基困难，具有锚固条件的路堑墙，对路基承载力要求不高。
锚定板式：由锚定板，拉杆，钢筋砼墙面和填土组成。锚定板埋置于墙后的稳定土层，利用锚定板产生的抗拔力抵抗土侧压力维持稳定。基底应力小，圬工数量少，不受地基承载力的限制。构造轻间，可连续拼装，机械化施工。适用于缺乏石料的路堤墙和路肩墙，墙高较大时可分层填筑。
3，根据力学特征划分，路面基层的类型及对应的材料有哪些？什么是倒装式基层沥青路面结构形式，其性能特点如何？
柔性基层沥青砼：以沥青稳定类材料，粒料等作为基层的沥青路面。柔性基层沥青路面整体刚度小，在车辆荷载作用下产生的弯沉变形较半刚性基层大，经路面各结构层传递，作用在土基的单位压力较大，因此应力应变传递协调。结构材料均为颗粒级配成型，所以排水畅通，过渡方面比较顺利。缺点是基层本身的刚度低，因此沥青砼面层要承担较多的荷载。
半刚性沥青路面：以半刚性材料为基层的沥青路面，其上铺筑沥青砼面层的路面结构。它对集料品质要求不高。经适当养生，结合料硬化后整个基层有板体效应，因半刚性基层整体刚度较强，因此沥青面层可适度减薄。由于半刚性基层承受了荷载弯矩的主要部分，沥青面层的荷载裂缝减少，但半刚性基层收缩性大，表面致密，易积水，与沥青面层的接触条件差，且这些缺陷易受到交通荷载，气候因素的影响而更为恶化，从而导致路面早期破裂。
刚性基层沥青路面：以水泥砼为基层，其上铺筑较厚沥青面层。刚性基层与其他基层相比有很高的强度，刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷能力。刚性基层产生最大的干缩和温缩裂缝，易导致其上沥青面层出现反射裂缝。
组合式基层沥青路面：即柔性基层与半刚性基层组合使用的路面。其结构为沥青砼面层+沥青碎石基层+半刚性基层。
全厚式沥青路面：天然或经过简单处理的路基以上全部为沥青层的路面。
4，湿度对水泥混凝土路面的影响如何？在水泥路面设计中，如何考虑其影响？
雨水沿接缝或路面裂缝下渗，导致板底脱空，支撑条件恶化，从而增加板的应力。若基层材料中含有较多的洗料，还将促使其产生唧泥和错台等病害，造成路面结构承载能力下降。
为了避免这些病害，应满足基层抗冲刷能力要求，完善路面结构内部排水系统。在湿软土基上铺筑开级配粒料基层，可排除路表面深入的水分。隔绝毛细水上升。路肩必须设置边坡与坡底连接的排水盲沟，以便将路面板接缝处的水分排出路肩。在接缝处浇灌填缝料，防止水分侵入。
在水源丰富的季节性冰冻地区，土的冻胀将导致地基的变形，甚至出现面板开裂，造成不均匀沉降。
设计时要满足最小防冻厚度的要求，不满足时应以垫层厚度来补足。
5，中低交通量的多雨旅游景区沥青路面容易产生的病害类型有哪些？在路面结构与材料设计时应采取哪些措施减少危害
松散剥落：沥青从矿料表面脱落。主要由于沥青与集料之间的粘附性性较差，在水或冰冻的作用下，沥青从集料表面脱落所致。另一种原因是由于施工中混合料加热温度过高，致使沥青老化失去黏性。
表面磨光：沥青路面在使用的过程中，集料表面被磨光，此时还不断伴有沥青的不断上翻，从而导致沥青表面光滑，尤其是在雨季会因此酿成车祸。表面磨光的内在原因是集料软弱，缺乏棱角，或集料级配选择不当，粗集料尺寸偏小，细集料尺寸偏多，或沥青用量偏多。
为提高沥青路面的水稳定性，路面结构应保证地面水，地下水及时排出路界结构之外，沥青路面应考虑粘度大，表面活性强的沥青。在其他含量指标均满足的前提下，尽量选择粉尘含量低的碱性集料。若不能得到碱性集料，应掺加外掺剂，改善粘附性。施工时保持干燥无杂质，摊铺时不产生离析，碾压时达到规定的压实度。
6，简述水泥砼路面断裂的成因，产生机理及预防措施
轮载作用于路面板中部时，所产生的最大弯拉应力约为轮载作用于路面板中部的2/3，早期水泥砼面层可以采用中间薄两边厚的形式，以适应荷载的变化。但在温度变化转折处，易引起板折裂。目前常用边部厚度修筑等厚式路面。
砼面板是由一定厚度的砼所组成，具有热胀冷缩的性质。一昼夜中，白天气温升高，面板顶部温度较底面高，这种温度坡差使板中部形成隆起趋势，夜间气温降低，会使板周边和角隅处产生翘起趋势。这些变化受到板与基地之间的摩阻力，粘结力，板自重的约束，致使板产生过大应力，造成板拱胀断裂。
原因：（1）板太薄（2）轮载过重（3）板平面尺寸过大（4）地基不均匀沉降（5）过量塑性变形导致板底脱空（6）施工养生期间收缩应力过大
措施：设置纵缝与横缝。横缝分为胀缝，缩缝，施工缝。
胀缝：保证温度升高时还能部分伸长，从而避免产生路面板在热天的拱胀和断裂破坏。对于繁重交通，为保证砼面板之间有效传递荷载，防止形成错台，应在胀缝极厚中央处设置传力杆。
缩缝：保证板因温度降低而收缩时沿该薄弱处断面断裂，从而避免产生不规则裂缝。缩缝一般采用假缝形式，即只在上部设缝隙，当板收缩时将沿着此薄弱面有规则地自行断裂。
施工缝：砼面板每天完工以及因雨天或者其他原因不能继续施工时，应尽量在胀缝处完工，如不可能，也应该做成施工缝的构造。施工缝采用平头缝或骑扣风的形式。
纵缝：布设应根据路面宽度和施工缝铺筑宽度而定。一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设纵向施工缝。一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝。
纵缝与横缝一般垂直正交，使砼板具有90度的角隅。
7，平均纵坡:指在设有超高的平曲线上，路线纵坡与超高横坡所组成的坡度。
   爬坡车道：设置在陡坡路段上坡方向右侧供慢速车辆形式的附加车道
   总体设计：在综合考虑建设规模，设计标准的前提下，对全线总体布局及各专业设计配套协调方面做出的综合设计
   自然展线：以适当的纵坡，顺着自然地形，绕山嘴侧沟来延展距离，克服高差的布线形式
   横向力系数：衡量汽车稳定性程度的系数，即单位车重横向力
8，为了满足汽车轨迹曲率连续的几何性质，引入了哪个公路平面线形要素？它有哪些作用？其长度确定的影响因素有哪些？
缓和曲线，作用：（1）曲率连续变化，便于车辆遵循，（2）离心加速度逐渐变化，乘客感到舒适（3）超高及加宽逐渐变化，行车更加平稳（4）与圆曲线配合，增加线性美观
缓和曲线长度取决于以下几点：（1）旅客感觉舒适，汽车在缓和曲线上行驶，其离心加速度随缓和曲线曲率的变化而变化，如果变化过快将会使乘客感受到横向的冲击（2）超高渐变率适中，由于在缓和曲线上设置超高过度段，如果过渡段太短则会因路面急剧地有双粕变为单坡而形成一种扭曲的面，对行车和路容不利，太长对排水不利（3）行驶时间不过短，过短会使驾驶员操作不便甚至造成驾驶员的紧张和慌乱。
9，试述加宽过渡段，超高过渡段的作用，并分析其与缓和曲线长度三者间的相互关系
加宽过渡段：汽车在平曲线上行驶时，各轮的轨迹半径不同，其中后轮轨迹转弯半径最小，且偏向曲线内侧，所以曲线内侧应增加宽度，以保证曲线上行车的舒适与安全。
超高过度段：从直线段的双向路拱横坡渐变到圆曲线具有单向横坡的路段。
对于设置缓和曲线的平曲线，加宽过渡段应采用与缓和曲线相同的长度。对于不设缓和曲线但设置超高过度段的平曲线，可以采用与超高过度段相同的长度。既不设缓和曲线又不设超高过度段的平曲线，加宽过渡段应该按渐变率1:15且长度不小于10m的要求设置。
10，公路勘察设计过程中的实地外业放线使用到的主要平面设计成果有哪些？放线时还需要采集哪些数据，这些数据后期有什么用途？

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