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1、路基路面工程问题1：沥青路面1）沥青路面设计问题1、试叙述和评价国内外主要沥青路面设计方法（理论）。（路基路面第十四章P377、411、417）（1995）世界各国的沥青路面设计方法，可分为经验法和力学经验法两大类。经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构（结构层组合、厚度和材料性质）、车辆荷载（轴载大小和作用次数）和路面使用性能三者之间的关系，如美国的加州承载比法（CBR法）和美国各州公路和运输工作者协会法（AASHTO法）。力学经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量（应力、应变、位移），建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型，路面设计按使用要求，运
2、用关系模型完成结构设计。我国现行的沥青路面设计方法、美国的沥青学会（AI）法，和壳牌（Shell）法均为力学经验法我国现行的公路沥青路面设计规范（JTGD502006）采用弹性层状体系作力学分析基础理论，以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体沉降（弯沉）和结构层的层底拉应力作为设计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。AASHTO道路试验所得到的经验性方程，在现行指南中的基本模型。由于初始的方程是在试验路当地特定的气候条件下，针对某种特定路面材料和地基土推导出来的。所以经20多年来工程实践，多次进行修订，现行指南已能运用于美国其他地区。Shell法通过分析路面破坏状态提
3、出设计标准，建立路面模型并进行力学计算，通过试验获取路面材料参数，从而得出一种体系完整并具有很大实用价值的设计方法。2、试就沥青路面设计回答下列问题：（1999）（2000）（2001）（2009）设计依据的力学理论（设计理论/设计原理）及采用的计算方法如何？设计指标（标准）是什么？设计参数有哪些？不同车辆轴载如何计算，轴载的重复作用如何体现？（轴载换算及其力学原理）答：设计依据：采用弹性层状体系作为力学分析基础理论。设计指标为：路表面回弹弯沉值、沥青面层和基层层底拉应力。设计参数：路表弯沉值ls,结构层底拉应力m,路基回弹模量E0，各个结构层的回弹模量Ei，结构层材料的弯拉极限强度s。各种不
4、同车辆的轴载应按以下原则作当量换算，得到当量的标准轴载次数。为使换算前后轴载对路面的作用到达相同的效果应遵循1、换算以达到相同的临界状态为标准并按照此等效原则建立良种轴载作用次数之间的关系；2、对某一种交通组成，不论以那种轴载的标准进行轴载换算，由换算说得的轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载以BZZ100表示在设计中轴载的重复作用是用设计年限累计当量标准轴载数表示的，即设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计当量标准轴载次数Ne表示（写出公式并解释各个参数）。3、试述柔性路面（沥青路面）设计理论、设计指标和设计荷载图示（用图表示）。答：设计理论：见
5、第一题，设计指标：见第二题，设计荷载图示（见路基路面第一版P342第二版P390P391）2）沥青路面结构组成问题1、下列高速公路沥青路面结构（面层、基层、底基层）是否合理，并说明理由。（2003）（2004）a）沥青混凝土、二灰（石灰粉煤灰）碎石、二灰土b）沥青碎石混合料、水泥稳定碎石、石灰土c）沥青混凝土、级配砾石、天然砂砾d）沥青混凝土、泥结碎石、石灰土。答：A项合理。B项中沥青碎石混合料作面层会造成表面层空隙率过大造成进水等危害。C项级配砾石作为基层强度、整体性均不合适，可换为优质级配砾石。D项泥结碎石不能用作高速公路基层。2、请给出你熟悉地区的沥青路面结构形式，并简要阐述其理由。（要
6、求明确说明省份，画出路面结构图，指出结构层的大致厚度，结构层材料名称）（20分）（2005）3、试述沥青路面结构合理组合、各结构层厚度确定方法与依据。（20分）（2001）答：沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。路面结构组合设计根据道路的交通等级与气象、水文等自然因素，按照面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则和以下几个组合设计原则，合理选择与安排路面结构各个层次，确保在设计使用期内，承受行车荷载与自然因素的共同作用，充分发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构满足技术经济合理的要求。沥青路面结构组合应遵循以下原则进行设计：（1
7、）保证路面表面使用品质长期稳定。（2）路面各结构层的强度、抗变形能力与各层次的力学响应相匹配。（3）直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力。（4）充分利用当地材料，节约外运材料，做好优化选择，降低建设与养护费用。沥青面层在设计时应根据公路等级、交通量大小、重车所占的比例、选用沥青质量等因素，综合考虑确定沥青层厚度，另外沥青面层在路面结构中价格最高，一般还应对其厚度有所控制，但也不能过薄而影响压实效果。基层结构一般较沥青面层厚，通常需要20cm40cm甚至更厚，基层结构的厚度主要应满足强度与刚度的设计要求，除此之外，应考虑施工实施的可行性和材料规格对厚度
8、的影响，一般情况下，基层的厚度应大于混合料最大粒径的4倍。同时还应考虑压实机具的功能，通常取能一次压实的最佳厚度。若基层厚度超过最佳厚度，可分层铺筑，每层厚度接近最佳厚度。4、试述沥青路面基层的作用、要求和常用类型。（路基路面第一章、第十二章P24、278起）（1995）（2007）答：沥青路面的基层承担着沥青面层向下传递的全部负荷，支承着面层，确保面层发挥重要的路面性能。与此同时，基层结构还承受着由于土基水文状况多变而发生的地基支撑能力变化的敏感性，使之不致影响沥青面层的正常工作。基层结构是承上启下保证路面结构耐久，稳定的承重结构层，因此要求基层具有较高的强度、稳定性和耐久性。基层受自然因素
9、的影响虽然比面层小，但是仍应具有足够的水稳性，以防基层湿软后变形增大，从而导致面层损坏，基层表面还应具有较高的平整度，以保证面层的平整度及层间结合。与沥青面层相比，由于基层不直接与车轮和大气接触，相对于路面表面性能有关的材料性能指标（如抗滑性能，抗剪切变形等）可以略为放宽。沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为柔性基层（有机结合料稳定碎石，或无结合料稳定碎石）、半刚性基层（水泥、石灰、工业废渣等无机结合料稳定碎石）和刚性基层（低强度等级混凝土）三种。5、试述沥青路面的类型及适用条件。（2003）（2006）答：1、按强度构成原理分类，沥青路面可分为密实型和嵌挤型两大类。密实型沥青路面按其
10、空隙率可分为闭式和开式两类。闭式混合料致密而耐久，但热稳定性差，故此类沥青路面适用于低温地区，有助于增强低温抗裂性，而不适于高温地区。开式混合料其热稳定性较好，此类沥青路面适用于高温地区。嵌挤类沥青路面，其热稳定性较好，适用于夏季高温地区，但因空隙率较大，易渗水，因而耐久性差不适合多雨地区。2、按施工工艺的不同，沥青路面可分为层铺法、路拌法和厂拌法三类。层铺法，此种方法常用于修筑沥青表面处治和沥青贯入式两种路面。路拌法因所使用的混合料强度较低，故只适用于养护或对路面强度要求较低的低交通量道路。厂拌法适用于各种路面但修建费用较高。3、根据沥青路面的技术特性，沥青路面可分为沥青混凝土路面，热拌沥青
11、碎石路面，乳化沥青碎石路面，沥青贯入式路面，沥青表面处治五种路面，此外还有沥青玛蹄脂碎石路面（SMA）和开级配沥青混合料磨耗层（OGFC）等新型路面。其中，沥青表面处治适用于三级、四级公路的面层，旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。沥青贯入式碎石路面可作二级及二级以下公路的沥青面层。沥青碎石路面适用于二级、三级公路的沥青面层，有时也用作联接层。沥青混凝土路面常用作高等级公路的面层。乳化沥青碎石适用于作三级、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。沥青玛蹄脂碎石路面适用于高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。开机配沥青混合料磨耗层适合于多雨地区修筑沥青
12、路面的表面层。6、沥青面层类型及其应用。（2003）答：根据沥青路面的技术特性，沥青面层可分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石混合料、沥青贯人式、沥青表面处治和沥青玛蹄脂碎石混合料等六种类型。沥青混凝土路面是指用沥青混凝土作为面层的路面，其面层可由单层或双层或三层沥青混合料组成，各层混凝土的组成设计应根据其层厚层位、气温和降雨量等气候条件、交通量和交通组成等因素确定，以满足对沥青面层使用功能的要求。沥青混凝土常用作高等级公路的面层。沥青碎石路面是指用沥青碎石作面层的路面，沥青碎石的配合比设计应根据实践经验和室内试验结果，并通过施工前的试拌和试铺确定。沥青碎石有时也用于联结层。沥青贯入式路
13、面是指用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面。沥青贯入式路面的厚度一般为48cm。当沥青贯入式的上部加铺拌和的沥青混合料时，也称为上拌下贯，此时拌和层的厚度宜为34cm，其总厚度为710cm。沥青贯入式碎石路面适用于作二级及二级以下公路的沥青面层。沥青表面处治是指用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面。沥青表面处治的厚度一般为1.53.0cm。层铺法可分为单层、双层、三层。沥青表面处治适用于三级、四级公路的面层、旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。沥青玛蹄脂碎石路面是指用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。沥青玛蹄脂碎石混合料是以间断级配为骨架，用改性沥青、矿粉及
14、木质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。适用于高速公路、一级公路和其他重要公路的面层。3）沥青路面施工问题1、试述沥青混凝土路面施工的步骤、采用的机械及保证施工质量应注意点。（每题25分）（1999）2、沥青混凝土路面施工方法及关键工序。（13324）（2003）答：沥青混凝土路面施工方法采用厂拌法施工，施工过程可分为沥青混合料的拌制与运输及现场铺筑两个阶段。（1）在沥青混合料的拌制与运输阶段，先进行试拌，并严格计量试拌时所用的各种矿料及沥青应。之后，即可选定生产配合比。正式拌制时，需要控制矿料和沥青的加热温度与拌和温度。经过拌和后的混合料应符
15、合标准，无不良现象。厂拌沥青混合料通常用自动倾卸汽车运往铺筑现场，必须根据运送的距离和道路交通状况来组织运输。（2）在现场铺筑阶段热拌沥青混合料路面施工的关键铺筑工序为：基层准备和放样、摊铺、碾压和接缝施工。面层铺筑前，应对基层或旧路面的厚度、密实度、平整度、路拱等进行检查。并对基层或旧路面进行清扫和修复。为使面层和基层粘结好，在面层铺筑前48h，根据不同类型的基层洒布透层或粘层沥青，根据情况也可在面层铺筑前铺下封层。在准备好基层之后还应进行测量放样以控制混合料的摊铺厚度。沥青混凝土路面采用摊铺机进行摊铺。摊铺前应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。摊铺过程中要随时检查摊铺厚度、平整度和
16、路拱。沥青混合料摊铺厚度为沥青路面设计厚度乘以压实系数。碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。复压是碾压过程最重要的阶段，混合料能否达到规定的密实度，关键全在这阶段的碾压。碾压时压路机开行的方向应平行于路中心线，并由一侧路边缘重叠的压向路中。接缝施工包括纵缝施工和横缝施工。对当日先后修筑的两个路面后铺宽度应该与已铺宽度有所重叠并应高出已压实路面，以便压实到相同的厚度。不在同一天铺筑的相邻车道或与旧沥青路面连接的纵缝在摊铺之前应对原路面边缘加以处理之后方可摊铺新料。横缝施工时先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖，以资预热，待接缝处沥青混合料变软之后，将所覆盖的混合料清除，换用新的热混合料摊铺并压实
17、。关键工序：（1）试验路段铺筑。（2）施工设备安装调试。（3）沥青混合料生产质量控制。（4）沥青混合料的运送。（5）沥青混合料的摊铺。（6）沥青路面的压实成型。（7）施工接缝的处理。使用机械：间歇式拌和机、自卸汽车、摊铺机、各种压路机。4）沥青路面原材料问题1、试述影响沥青混合料高温稳定性的因素及改善、提高措施。（2000）答：影响沥青混合料高温稳定性的因素有：矿料的性质、沥青的高温粘度及与集料的粘附性、沥青用量，矿料的级配组成等。改善、提高措施：采用表面粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碎石集料，或在混合料中增加粗矿料含量，或限制剩余空隙率，这些措施都可以通过增大沥青混合料内摩阻力和提高沥青混合
18、料动稳定度来改善沥青混合料的高温稳定性。使用改性剂或其他方式用以提高沥青材料的粘稠度高，降低感温性，通过提高沥青混合料的粘结从而提高混合料的高温稳定度。另外采用合理级配的混合料，合适的沥青用量，控制沥青与矿粉的比值和采用具有活性的矿粉，也有利于增强沥青混合料的高温稳定性。2、 什么是改性沥青、沥青马蹄脂碎石（SMA）、排水（开级配）沥青层（OGFC）、稀浆封层？（20分）（2001）答：改性沥青：是指掺加橡胶、塑料等高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料型外掺剂，与沥青均匀混合，从而使沥青的性质可以改善而制成的沥青混合物。沥青马蹄脂碎石：是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料
19、（矿粉）组成的沥青马蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料，简称SMA。排水（开级配）沥青层：稀浆封层：稀浆封层是一种将乳化沥青、集料、水和特殊添加剂按合理配比拌和并均匀摊铺到路面上的一种预防性养护措施。3、试述沥青混合料最佳沥青用量的确定方法，并加以评述。（路基路面新版或道路建筑材料）（15分）（2007）答：沥青混合料最佳沥青用量的确定方法步骤如下：1、以沥青用量为横坐标，以沥青混合料试件的密度、空隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值指标为纵坐标，将试验结果绘制成关系曲线。2、确定最佳沥青用量的初始值OAC1。取与马歇尔稳定度和密度最大值相应的沥青用量a1和a2，
20、以及与设计要求空隙率范围中值沥青饱和度的中值对应的沥青用量a3和a4。取OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4。3、确定沥青最佳用量的初始值OAC2。根据关系曲线求出各项指标均符合技术标准不含VMA的沥青用量范围OACminOACmax，并计算沥青最佳用量的初始值OAC2=（OACmin+OACmax）/2。4、取最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）/2。检查与OAC对应的各项指标是否满足规定的各项技术要求。若不满足上述技术标准的要求，应从新调整材料组成，重复以上试验程序，直至完全满足规定的技术标准时，最后确定最佳沥青用量OAC。确定沥青混合料最佳沥青用量的目的，是为了使所拌的混合料，
21、具有良好的抗车辙、抗低温开裂、抗水损害、耐疲劳的物理力学性能，以及便于拌合生产和易于施工等性能。但现行的通过马歇尔试验所确定最佳沥青用量的方法，在实际使用中与路面工作状态不完全相同，许多用此方法设计出来的最佳沥青用量在实际的道路使用中出现了许多病害，尤其车辙日趋严重，因而许多人认为马歇尔法的试件成型采用落锤冲击的方法没有模拟实际路面的压实，马歇尔稳定度不能恰当的评估沥青混合料的抗剪强度，从而此方法受到越来越多的批评。但是，马歇尔法试验设计却有着它独特的优点，此法已使用长达半个多世纪，应用广泛，操作简单，便于群众掌握，并积累了丰富的实践经验和资料等，所以在今后一段时间里马歇尔法仍将会作为确定最佳
22、沥青用量的基本方法继续得到改进和应用。4、简述重交通道路石油沥青的技术性质，分析工程中沥青优选的主要注意事项。（2001）答：由于我国受到油源基属的限制，大量的国产沥青含蜡量较高，粘结性较差，故采取将优质国产沥青或进口优质沥青用于种交通道路。重交通沥青技术性质主要有（1）重交通道路沥青的稠度较大。（2）重交通道路沥青的低温性能要求亦比中、轻交通道路沥青高。（3）重交通道路沥青对含蜡量有严格的要求。（4）重交通道路沥青用薄膜烘箱试验来评价其耐老化性能。（5）重交通道路沥青必要时还应该测试其粘度。石油沥青标号与等级的选择是影响沥青路面路用性能的重要因素。一般应根据公路等级、路面类型、结构层次、气候
23、区划和施工季节等因素，综合考虑，论证后确定。通常对于夏季温度高、高温持续时间长的地区，宜采用稠度大的沥青；对于冬季寒冷的地区，宜采用稠度低，低温延度大的沥青；对于日温差、年温差大的地区应选择针入度指数大的沥青。对于重在交通路段、山区及丘陵区上坡路段、停车场等行车速度低的路段，宜采用稠度大的沥青；对交通量小的中低级公路、旅游公路宜选用稠度较小的沥青等级。5、试述沥青混合料组成结构类型（2008）答：由于各组成材料用量比例的不同，压实后沥青混合料内部的矿料颗粒的分布状态、剩余空隙率也呈现出不同的特征，形成不同的组成结构，而具有不同组成结构特征的沥青混合料在使用时则表现出不同的性能。按照沥青混合料的
24、矿料级配组成特点，将沥青混合料分为悬浮密实结构、骨架空隙结构和骨架密实结构。悬浮密实结构：在采用连续密集配矿料配制的沥青混合料中，矿料颗粒由大到小连续存在，粒径较大的颗粒被较小一档的颗粒挤开，不能直接接触形成嵌挤骨架结构，这彼此分离悬浮于较小颗粒和沥青胶浆之间，而较小颗粒与沥青胶浆较为密实，形成了所谓悬浮密实结构。骨架空隙结构：当采用连续开级配矿料与沥青组成沥青混合料时，较粗集料颗粒彼此接触，形成相互嵌挤的骨架，但较细颗粒数量较少，不足以充分填充骨架空隙，压实后混合料中的空隙较大，形成了所谓的骨架空隙结构。当采用间断型密集配矿料时，在沥青混合料中既有足够数量的粗集料形成骨架，又根据粗集料骨架空
25、隙的大小加入了足够的细集料和沥青胶浆，使之填满骨架空隙，形成较高密实度的骨架结构。5）路面病害问题1、沥青路面的病害与防治（2001）答：泛油：它大多数是由于混合料中沥青用量偏多，沥青稠度太低等原因引起的，但有时也可能在行车作用下矿料下挤，沥青上泛而引起。此类病害可以根据泛油的轻重程度，采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治。波浪：波浪的产生，主要是由于沥青洒布不均匀形成油垄，沥青多处矿料厚、沥青少处矿料薄，再经过行车不断撞击而造成高低不平。轻微的可在热季采用强行压平的方法处治，严重的则需用热拌沥青混合料填平。拥包：在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。这类病害只能采用铲平处
26、治的办法处治。滑溜：沥青路面滑溜主要是由于行车作用使得矿料磨光，沥青面层中多余的沥青在行车荷载重复作用下泛油，也易形成表面滑溜。这类病害多采用加铺防滑表层来处理。裂缝：沥青裂缝的形式有纵缝、横缝、龟裂与网裂几种，对于较小的纵缝和横缝，一般用灌入热沥青材料加以封闭处理。对较大的裂缝，则用填塞沥青石屑混合料方法处理。对于大面积的龟裂、网裂，通常采用加铺封层和沥青表面处治。网裂、龟裂严重的地段，则应进行补强或彻底翻修。坑槽：沥青路面产生坑槽的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑槽。坑槽的处治方法是将坑槽范围挖成矩形，槽壁应垂直，在四周涂刷热沥青后，从基层到面层用与原结构相同的材料填补，并予夯
27、实。松散：松散大多发生在沥青路面使用的初期。基层湿软，则应清除松散的沥青面层后，重新压实，待基层干燥后再铺面层。啃边：在行车作用和自然因素影响下，沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度减小，这种现象称为啃边。对于啃边病害的处治方法是设置路缘石、加宽路面、加固路肩。2、沥青路面主要损害类型及其相应的路面结构设计指标和表面使用功能指标。（25分）（2002）（参考）答：沥青路面破坏状态有以下几种：沉陷、车辙、疲劳开裂、推移和低温缩裂。沉陷是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象出现。为了控制路基土的压缩引起路面的沉陷，可选用路基土的垂直压实应力或垂直压应变作为设计标准，
28、如z【z】。车辙是路面的结构层及土基在行车荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累计永久变形。有代表性的控制车辙深度的指标有两种：一种是路面个结构层包括土基的残余变形总和；另一种是路基表面的垂直变形。疲劳开裂是由于沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底面产生的拉应变（或拉应力）值超过材料的疲劳强度，底面开裂，并逐渐向表面发展，相应的设计指标是用结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值。推移是由于沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用产生的，为防止沥青面层表面产生推移和拥起，可用面层抗剪强度标准为相应的设计标准。低温缩裂是由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力，当它超过材料相
29、应条件下的抗拉强度时便产生开裂。设计标准为低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力不大于该温度时材料的容许拉应力。3、沥青路面损坏类型及其成因（P308）(猜的题)（了解即可）答：高等级公路沥青路面常见的损坏现象有裂缝（横向、纵向及网状裂缝）、车辙、松散、剥落和表面磨光等。（1）裂缝 沥青路面的裂缝，按其成因不同可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种类型。裂缝是高等级公路沥青路面最主要的破损形式。横向裂缝是指垂直于行车方向的裂缝。横向裂缝还可分为荷载型裂缝与非荷载型裂缝两大类，其中非荷载型裂缝是主要形式，这种裂缝又有两种情况：沥青面层缩裂和基层反射裂缝。沥青面层缩裂多发生在冬季，当沥青面层
30、中的平均温度低于其断裂温度，产生的拉应力超过其在该温度时的抗拉强度时，沥青面层即发生断裂。基层反射裂缝是指半刚性基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂，尔后逐渐向上扩张致使裂缝贯穿面层全厚度。荷载型裂缝是由于车辆严重超载，致使拉应力超过其疲劳强度而断裂。纵向裂缝产生的原因有两种：一种情况是沥青面层分路幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在车辆荷载与大气因素作用下逐渐开裂；另一种情况是由于路基压实度不均匀或由于路基边坡受水侵蚀产生不均匀沉陷而引起。网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的，也可以是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及
31、时封填，致使水分渗入下层，加剧了路面的破损。沥青在施工期间以及在长期使用过程中的老化也是导致沥青面层形成网裂的原因之一。（2）车辙 车辙是渠化交通引起的沥青路面损坏类型之一。车辙一般是在温度较高的季节，车辆反复碾压下产生塑性流变而逐渐形成的。（3）松散剥落 是指沥青从矿料表面脱落。产生松散剥落的原因主要是由于沥青与矿料之间的粘附性较差，在水或冰冻的作用下，沥青从矿料表面剥离所致。产生剥落的另一个可能性是由于施工中混合料加热温度过高，致使沥青老化失去粘性。（4）表面磨光 沥青路面在使用过程中，在车辆反复滚动摩擦的作用下，集料表面被逐渐磨光，有时还伴有沥青的不断上翻，从而导致沥青面层表面磨光。表面
32、磨光的内在原因是集料质地软弱，缺少棱角，或矿料级配不当，粗集料尺寸偏小，细集料偏多，或沥青用量偏多等。问题2水泥混凝土路面1）水泥砼路面设计问题1、简述水泥混凝土路面基层顶面的当量回弹模量Et的修正系数n（即Etc=nEt）与沥青路面弯沉综合修正系数F（ls=FlL）的意义。（2000）(参考)答：基层顶面的当量回弹模量Et的修正系数n：由于基层顶面的当量回弹模量Et的测定采用沉载板法，而沉载板法一般采用加载卸载法，测定时的单位压力最小0.05Mpa，最大可达到0.7Mpa，而实际由于水泥混凝土路面的刚性很大，外加的荷载传到基层顶面的压力很小。再由于路基的非线性性质，路基顶面的实际模量比测定值
33、大，为了使得水泥混凝土路面的实测应力与计算应力基本相同，通过实测对比与修正分析，得出基层顶面的当量回弹模量Et的修正系数n的表达式。基层顶面的当量回弹模量Et乘修正系数n得到计算回弹模量Etc。一般n大于1。由于路面结构的非线性、材料的变异性、理论假设的变异性，沥青路面的实测弯沉一般小于计算弯沉。为了反映沥青路面的这一特点，采用沥青路面弯沉综合修正系数F（即ls=FlL）进行统一考虑。一般F小于1。2、试就水泥混凝土路面设计回答下列问题：（1999）（2000）（2001）（2002）（2005）设计依据的力学理论（力学原理/设计理论/设计原理）及采用的计算方法（设计方法的设计标准和步骤）如何
34、？设计指标（与标准）是什么？（主要）设计参数有哪些？不同车辆轴载如何计算，轴载的重复作用如何体现？答：力学理论：水泥混凝土面板的刚度远大于基（垫）层和路基的刚度。在荷载作用下，它具有良好的扩散荷载和能力，所产生的弯曲变形远小于其厚度，因此，一般采用小挠度薄板理论进行分析。（设计方法：我国水泥混凝土路面按可靠度进行设计，设计方法采用单轴双轮100KN标准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，以路面板纵缝边缘荷载与温度综合疲劳弯拉应力为设计指标进行路面板厚度设计。）设计标准：荷载应力和疲劳温度应力的叠加小于等于混凝土疲劳强度作为设计标准。设计参数：设计年限内累计轴载作用次
35、数Ne、混凝土的抗弯拉强度和弹性模量、路面板厚度、基层和土基抗压回弹模量以及基层顶面综合回弹模量。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。不同轴轮型和轴载的作用次数，按下式换算为标准轴载的作用次数。Ns=ii（i100）16式中：Ns100KN的单轴双轮组标准轴载的通行次数；Pi各类轴轮型；级轴载的总重（KN）；n轴型和轴载级位数；Ni各类轴轮型i级轴载的通行次数；i轴轮型系数。在设计中轴载的重复作用是用设计年限累计当量标准轴载数表示的，即设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计当量标准轴载次数Ne表示，设计基准期内混凝土面板临界荷位处所承受的标准轴载累计当量作用次数Ne，可
36、通过下式确定。可以用（P457）式中：Ne标准轴载累计当量作用次数；t设计基准期（年）；gr交通量年平均增长率；临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数。考虑荷载应力和温度翘曲应力综合疲劳损伤作用的混凝土面层厚度和板平面尺寸确定方法，可遵循下述设计步骤：1、收集并分析交通参数。收集日交通量和轴载组成数据，确定轮迹分布系数，计算设计车道标准轴载日作用次数；由此确定道路的交通等级，并进而选定设计年限、选定交通量年平均增长率，计算使用年限内标准轴载的累计作用次数。2、初拟路面结构。初选路面结构层次、类型和材料组成；拟定各层的厚度、面层板平面尺寸和接缝构造。3、确定材料参数。试验确定混凝土的设计弯拉强度和弹性
37、模量，基层、垫层和路基的回弹模量，基层顶面的当量回弹模量。4、计算荷载疲劳应力。由应力计算图或公式得到标准轴载作用下板边缘中部的最大荷载应力；按接缝类型选定接缝传荷系数；按标准轴载累计作用次数计算得到疲劳应力系数；按交通等级选定综合系数；综合上述计算结果可得到荷载疲劳应力p。5、计算温度应力。由所在地公路自然区划选择最大温度梯度；按路面结构和板平面尺寸计算最大温度梯度时的温度翘曲应力；按自然区划和tm/fcm，确定温度应力累计疲劳作用系数；由此计算确定温度疲劳应力t6、检验初拟路面结构。按下述条件检验：p+t=（0.951.03）fcm。3、计算水泥混凝土路面温度翘曲应力的目的何在？我国现行水
38、泥混凝土路面设计规范如何考虑温度翘曲应力？（2001）答：由于板的自重、地基反力和相邻板的钳制作用，使部分翘曲变形受阻，从而使板内产生的应力称为翘曲应力。水泥混凝土路面板内不同深处的温度，随气温变化而变化。这种变化使混凝土板出现膨胀和收缩变形的趋势。当变形受阻时，板内便产生了翘曲应力。当应力超过板所能承受的最大应力时，水泥混凝土路面就会产生破坏，因而需要计算温度翘曲应力。我国现行水泥混凝土路面设计规范考虑温度翘曲应力时假设：温度沿板断面呈直线变化、板和地基始终保持接触，不计自重。板顶面与板底面的温度差通常表示为板的温度梯度乘以板厚即t=Tgh。对于较厚的板，采用温度沿板断面呈直线分布的假设，即
39、按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘起应力，会得到偏大的温度翘起应力值。因此，应考虑由于温度的非线性分布而引起的内应力。另外，临界荷位处的温度疲劳应力tr的计算是用考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数Kt乘以最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力tm（MPa）,即tr=Kttm来获得的。4、评述我国水泥混凝土路面设计理论与方法。（25分）（2002）答：我国的设计方法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。该方法综合了
40、多年来我国道路界在科学研究和工程实践中积累的成果和经验，是可以用于指导我国当前混凝土路面工程设计的。但是，目前的路面结构设计往往并不意味着满足路面所需各项功能的要求，而只能通过一项或几项设计指标的控制，以避免路面在试用期内出现某种或某几种的损害。因此目前的设计方法虽然可以用于指导设计但它还不是一个很完善的方法，仍然存在较大的改进空间。5、试述水泥混凝土的疲劳特性，在结构设计中是如何反映这种疲劳特性的。（2008）2）水泥砼路面结构问题1、试述我国现行公路水泥混凝土路面结构（合理结构/基本构造/合理结构组成）与厚度的确定，并举例说明。（25分）（2001）（2002）（2003）（2006）答：
41、水泥混凝土路面一般由土基、基层、混凝土面板、排水系统和接缝构成，特殊情况下还应设置垫层。水泥混凝土路面的土基必须密实、稳定、均匀和耐久。一般要求处于干燥或中湿状态，防止由于土基不均匀支撑，使面板在受荷时底部产生过大的弯拉应力，导致混凝土面板产生破坏。基层应具有足够的强度和稳定性，且断面正确，表面平整,采用整体性好的材料修筑，减少材料中细料的含量厚度以20cm左右为宜，太厚不经济，太薄基层底面弯拉应力过大不稳定。基层的宽度应比混凝土面板每侧宽出3065cm。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层板相同时，基层宽度宜与路基同宽。排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水地基层，厚度一般
42、为200mm。底基层顶面应铺设沥青封层或防水土工织物。在基层下若为设置垫层，而上路床土质为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者上路床土质为细粒土（承受中等交通时），均应在基层下设置底基层。底基层可以采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料，厚度可取200mm。混凝土面板有等厚式和等边式两种横断面，现一般采用等厚式断面。混凝土面板应保证具有较高的弯拉强度，表面平整，耐磨，抗滑。板长一般为46m，板宽一般为34.5m，常选用的面板类型有普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面、混凝土块料路面等。对于承受特重交通的高速公路，可以选用连续配筋混凝土
43、面层或选用连续配筋混凝土路面加沥青混凝土面层的复合式路面结构等。混凝土面层板的厚度决定于公路和交通等级，特重或重交通时，最小厚度为16cm；中等或轻交通时，最小厚度为14cm。钢纤维混凝土面层板的厚度一般为普通混凝土路面厚度的0.650.75倍。复合式路面沥青上面层的厚度一般为2580mm。另外，为保证行车安全，路面混凝土板表面构造采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法制作。混凝土路面的排水应结合公路等级、地形、地质、气候、年降雨量、地下水等条件，结合路基排水进行设计，使之形成良好的排水系统，确保排水畅通。高速公路和一级公路的路面排水一般由路肩排水、中央分隔带排水和路面表面渗入水的排除等组成。路肩必
44、须设置边坡与板底连通的排水盲沟，以利于将路面板接缝处的渗水排出路肩。混凝土面板为缓解气候变化及荷载引起的板内应力过大需要设置接缝，接缝由横向接缝、纵向接缝两种形式，横向接缝有缩缝、胀缝和施工缝三种。混凝土路面垫层结构：一般是为应对路基的特殊需求而设置，分为防冻垫层、排水垫层与加固垫层三类。在季节性冰冻地区修筑混凝土路面，当路面结构总厚度不能满足最小防冻要求时，应设置防冻垫层，保证总厚度满足最小防冻厚度的要求。对于水文地质条件不良的土质路堑，路床土的湿度较大时，为防止地下水对路面结构的侵蚀，应设置排水垫层。当路基土特别软弱，经加固后，仍有可能出现不均匀沉降、变形时，应设置加固垫层以增强路床的承载
45、能力。有时候，以上三种情况兼而有之，在选择垫层结构材料时，也应兼顾，具备多种功能。一般情况，垫层多数选用当地廉价材料修筑，获取当地材料掺少量无机界合料处治后使用，如砂、沙砾料、低剂量无机界合料稳定粒料等。垫层厚度一般为15cm。2、水泥混凝土路面接缝种类与作用。（15389）（2003）答：水泥混凝土路面接缝可分为横向接缝和纵向接缝。横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。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。缩缝一般采用假缝形式。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，同时胀缝也能起到缩缝的作
46、用。对于交通繁重的道路一般应在胀缝处板厚中央设置传力杆。施工缝是由于混凝土路面每天完工以及因雨天或其它原因不能继续施工时，做成施工缝的构造形式。施工缝一般采用平头缝或企口缝的构造形式。纵缝是指平行于混凝土路面行车方向的那些接缝，纵缝除了可以缓解混凝土面板横向伸缩所引起的内应力之外，在采用企口式纵缝、假缝时也可以起到板间传递荷载的作用，在设置拉杆时还可以防止板沿两侧路拱横坡滑动拉开和形成错台以及防止横缝错开。3、试述水泥混凝土路面基层的作用、要求和常用类型。（路基路面第一章、第十二章P24、278起）（1995）（2007）答：基层是路面结构中的承重层，主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩
47、散到下面的垫层和土基中去。水泥混凝土路面基层的作用有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（如立侧模，运送混凝土混合料等）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。水泥混凝土基层应具有足够的强度、抗冲刷能力及一定的刚度和稳定性，且断面正确，表面平整，并具有良好的扩散应力的能力。基层受自然因素的影响虽然比面层小，但是仍应具有足够的水稳性，以防基层湿软后变形增大，从而导致面层损坏，基层表面还应具有较高的平整度，以保证面层的平整度及层间结合。当基层厚度太厚时，为保证工程质量可分为两次或三层铺筑。最下面一层称作底基层。对底基层材料的要求可低于上基层。设置的目的在于分担承重作用以减薄上基层厚度并充分利用当地材料。基层常用的类型：石灰稳定类基层；水泥稳定类基层；工业废渣稳定基层。石灰稳定土不但具有较高的抗压强度，而且也具有一定的抗弯强度，且强度随龄期逐渐增加。水泥稳定类基层具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长，所以应用范围较广。石灰粉煤灰稳定土类基层具有水硬性、缓凝性、强度高、稳定性好，成板体、且强度随龄期不断增加，抗水抗冻、抗裂而且收缩性小