下载文档原格式
路面设计原理与方法1．柔性路面，刚性路面定义，结构特性，二者在设计理论与方法上有何主要区别在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中、低级路面结构，因具有较大的塑性变形能力而称这类结构为柔性路面。
它的总体结构刚度较小，刚性路面采用波特兰水泥混凝土建造，用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。
它的分析采用板体理论，不用层状理论。
板体理论是层状理论的简化模型。
它假设混凝土板是中等厚度的平板，其截面在弯曲前和弯曲后均保持平面形状。
如果车轮荷载作用在板中，无论是板体理论，还是层状理论均可采用，两者将得到几乎相同的弯拉应力和应变。
如果车轮荷载作用在板边，假定离板边距离小于0.61m（2ft），只能用板体理论分析刚性路面。
层状理论之所以适用于柔性路面而不适合于刚性路面，是因为水泥混凝土的刚性比HMA大得多，荷载分布的范围很大。
而且刚性路面有接缝存在，这也使得层状理论不能适用。
刚性路面和柔性路面不同，刚性路面可以直接铺设在压实的土基上，或者铺设在加铺的粒料或稳定材料层上。
柔性路面设计以层状理论为基础，假设各层在水平方向是无限的，且是连续的。
刚性路面由于板的刚度大和存在接缝，设计基础采用板体理论。
如果荷载作用在板中，层状理论同样也能用于刚性路面设计中。
2．机场道面、道路路面各有什么特点。
二者在功能和构造方面有什么主要区别？各自的设计原理与方法有什么相同点和不同点机场道面的功能性能包括平整度、抗滑性能(对于跑道和快滑道)、纵横坡和排水性能等。
道面使用要求：具有足够的结构强度⏹表面具有足够的抗滑能力⏹表面具有良好的平整度⏹面层或表层无碎屑机场道面是指在民用航空运输机场飞行区范围内供飞机运行使用的铺筑在跑道、滑行道、站坪、停机坪上的结构物。
由于飞机运行方式对安全使用的要求高、飞机荷载重量和轮胎接地压力大于车辆荷载等原因，机场道面一般采用热拌热铺沥青混凝土。
最多采用的热拌沥青混凝土结构是连续式密级配沥青混凝土，也有少数OGFC，SMA的应用也较为广泛。
第1次作业一、单项选择题（本大题共20分，共10小题，每小题2分）1.下列对旧沥青路面再生利用的方法叙述正确的是（）A.按再生材料制备场所的不同分为厂拌法和路拌法两种B.按再生材料的用途可分为冷拌和热拌两类C.按再生材料加热情况分为铺筑面层和底层D.以上都对2.为防止路基的不均匀沉降，对靠近路床的填料耍求（）。
A.粒径耍求小而均匀B.含水量小C.粒径要求均一D.采用宕渣3.水泥混凝土路面面板最容易产生破坏是（）病害。
A.板的拱起B.板接缝C.板的磨损D.车辙4.沥青贯人式面层的施工程序正确的是（）A.整修和清扫基层一浇洒透层或粘层沥青一一第一次碾压一一铺散主层矿料一一铺撒第一次嵌缝料——洒布第一次沥青——第二次碾压——洒布第二次沥青一铺撒第二次嵌缝料一一第三次碾压一一洒布第三次沥青一一铺撒封面矿料一一最后碾压——初期养护B.整修和清扫基层一浇洒透层或粘层沥青一一铺散主层矿料——第一次碾压一一洒布第一次沥青一一铺撒第一次缺缝料一一第二次碾压一一洒布第二次沥青一铺撒第二次嵌缝料一一第三次碾压一一洒布第三次沥青一一铺撒封面矿料一一最后碾压一一初期养护C.整修和清扫基层一浇洒透层或粘层沥青——铺散主层矿料一一第一次碾压一一铺撒第一次嵌缝料一一洒布第一次沥青一一第二次碾压一一铺撒第二次嵌缝料一一洒布第二次沥青一一第三次碾压一一洒布第三次沥青一一铺撒封面矿料——最后碾压——初期养护D.整修和清扫基层一浇洒透层或粘层沥青一一铺散主层矿料一一第一次碾压一一洒布第一次沥青一一铺撒第一次嵌缝料——第二次碾压——洒布第二次沥青一铺撒第二次放缝料一一洒布第三次沥青一一铺撒封面矿料一一最后碾压一一初期养护5.高等级公路的沥青路面一般应采用（）。
A.单层B.单层或双层C.只能是双层D.双层或三层式6.在我国沥青路面设计规范中，是以（）来表征土基的强度指标。
A.抗剪强度B.抗压强度C.垂直强度D.抗压回弹模量7.确定水泥混凝土路面板厚的计算荷载应力，是以不超过混凝土板在使用年限内的（）的3%范围为控制。
路面设计原理与方法
路面设计原理与方法包括以下几个方面：
1. 设计原则：路面设计需要考虑交通流量、车速、车辆类型、路段功能、地貌、环境等多个因素，确定合理的设计原则，如安全性、舒适性、效益性、可持续性等。
2. 交通流分析：通过交通量调查、道路交通流模型等方法，确定设计阶段和设计年的交通流量数据，在设计过程中合理确定道路宽度、车道数目、交叉口布局、减速带等参数。
3. 地貌分析：通过地形测量、图示及数字模型分析，确定设计地形特点，考虑不同地形对道路线形的影响，进行剖面设计。
4. 车辆运行分析：根据设计交通流量、车辆类型、行车速度等参数，确定设计车道数、设计标准戈克沟、辅助车道、分离带等。
5. 路面结构设计：根据交通流量、土质条件、路面功能要求等，确定路面厚度、材料类型、层位设置等。
6. 线形设计：通过设计车速、交通组织方式、地形条件等因素，确定设计线型参数，包括路段长度、曲线的半径、几何参数等，使得道路具有良好的行车视线
和减速视线。
7. 断面设计：根据土质条件、交通流量、车辆类型等因素，确定设计断面类型、灵活圈、边沟、人行步道、自行车道及附属设施。
8. 交叉口设计：根据交叉口类型、流量、行车速度、可见距离等因素，确定交叉口类型、布局形式、车行顺序、标线、标志、动态信号控制等。
综上所述，路面设计原理与方法是综合考虑交通、土质、地形和环境等多个因素，从而合理确定路面各个要素的设计参数，以实现交通安全、舒适、高效和可持续发展的目标。
1、何为路面结构损坏和功能损坏，简述其发展形成过程及相互之间的关系？分析其产生的原因和影响因素结构性损坏是由于路面结构承载能力降低引起的,反映在表面上就是各种结构裂缝（如龟裂，块裂，纵裂和横裂），功能性损坏是由于路面提供给道路用户的服务能力下降引起的,平整度和抗滑性能降低和车辙加深.随着道路的使用，路面老化，路面的服务能力下降,出现功能性损坏,如果此时不进行预防性养护，修补，损坏范围影响扩大，逐渐发展成结构损坏.结构损害是破碎或变形,可能不会马上，但随时间会引起服务性能的更加降低。
2、(1）AASHTO 沥青路面轴载换算方法 AASHTO 沥青路面设计法是以试验路行车试验结果为依据的方法，它是根据50年代末60年代初在渥太华和伊利诺斯州的大规模试验路成果得到的.其主要成果之一便是从基本方程式导出了车辆当量换算方法,包括单轴和双轴的等效关系。
式中:C0 －试验路完工时的路面耐用性指数，该试验路测得的平均值为4.2；pt －经过车辆行驶N 次后，达到的最终耐用性指数PSI ； －该路段最终耐用性指数降至1。
5，即路面达到寻坏标准时轴载的作用次数;－斜率。
Gt －为任何阶段耐用性指数的变化 与耐用性指数达到破坏标准即C0—pt 时的总损失 之比的对数值。
（1）AASHTO 沥青路面轴载换算方法 ①单后轴间的换算公式若以单后轴轴载100KN （22klbf ）作为标准轴载，则 P=22, L0=1其它的单后轴轴载为x klbf （千磅）时,P =x, L0=1，则：两式相减：同样如以单后轴82KN （18kibf)为标准轴，则(1）AASHTO 沥青路面轴载换算方法①单后轴间的换算公式AASHO 法如以单后轴18klbf 为标准轴,计算得当 pt =2。
5，2。
0和1。
5时，不同轴载间等效系数，把等效系数以轴载比值的指数 表示，其结果归纳如下(下面的结果包括全部结构数）：当pt =2。
0时， 值变化在3。
路面设计原理与方法我呀，一直对咱们脚下的路特别感兴趣。
你想啊，每天走在路上，可曾想过这路面是怎么设计出来的呢？这可不是随随便便就能搞定的事儿。
路面设计就像是给大地穿衣服，而且得穿得合适才行。
首先得考虑这路要承受多大的压力呀。
比如说，一条乡村小路，可能就只是偶尔有几个人、几头牛走走，那它承受的压力就比较小。
可要是高速公路呢？那上面的汽车川流不息，一辆辆重型卡车轰隆隆地开过，这压力可不得了。
这就好比给一个小孩做衣服和给一个相扑选手做衣服，那能一样吗？肯定不一样啊。
所以在设计路面的时候，得先弄清楚这条路将来会有什么样的交通流量，是小汽车多，还是大货车多，或者是自行车、行人比较多。
这就像裁缝要先知道顾客的身材一样重要。
我有个朋友叫小李，他是个建筑工人。
有一次我们聊天，他就跟我吐槽，说有些路面设计不合理，才没几年就坑坑洼洼的。
这就是没把压力这个因素考虑好啊。
我就跟他说，这路面设计可复杂着呢。
除了交通压力，还得考虑土壤的情况。
就像盖房子得看地基牢不牢一样，路面下面的土壤就是它的地基。
有些土壤很松软，就像棉花糖似的，那这路面要是直接铺上去，肯定会陷下去啊。
这时候就得想办法加固土壤，或者采用特殊的路面结构。
我记得我在书上看到过，在一些软土地基上，会采用打桩或者铺设土工织物的方法，来提高地基的承载能力。
这就像是给软趴趴的土壤打了个“强心针”，让它能撑起路面这个“重担”。
再来说说路面材料的选择吧。
这就像是做菜选食材一样，不同的食材做出来的菜味道可大不一样呢。
路面材料有沥青的、水泥的，还有各种石料混合的。
沥青路面比较有弹性，就像橡胶一样，车子开上去比较平稳，噪音也小。
水泥路面呢，就比较硬，像石头一样结实，不过有时候会有点颠簸。
我问过一个老工程师，他说选择哪种材料，得根据很多因素来决定。
如果是在寒冷的地区，沥青路面可能会因为低温而变得脆硬，容易开裂，这时候水泥路面可能就更合适。
但如果是对平整度和行车舒适性要求比较高的地方，沥青路面就是个不错的选择。
第1次作业一、单项选择题（本大题共40分，共20小题，每小题2分）1.设计上一般采用二次抛物线作为竖曲线（）。
A.圆曲线B.二次抛物线C.三次抛物线D. S型曲线2.我国设计车速的最低值为（）o A. 20km/h B. 25km/h C. 30km/h D. 40km/h3.《公路工程技术标准》规定：二、三、四级公路应满足（）的要求。
A. 停车视距B.会车视距C.超车视距D.货车停车视距4.关于实地定线中的放真坡，正确的是（）。
A.真坡是指最大纵坡B.真坡是指平均纵坡C.真坡是指定线所放的坡度基本上就是今后纵断面的设计坡度D.真坡是指最小纵坡5.我国计划在2020年左右重点建成的约3. 5万公里的国道主干线是（）。
A. 12条“五纵七横”线B. 7条北京放射线C. 9条南北纵线D. 18条东西横线6.当计算行车速度为60km/h吋，竖曲线最小长度为（）m。
A. 40 B. 50 C.60 D. 707.四级公路和设计速度为30km/h的三级公路采用（）加宽值。
A.第一类B.第二类C.第三类D.第四类8.《规范》规定：位于海拔3000m以上的高原地区，各级公路的最大纵坡值应予以（）。
A.适当增加B.折减C.标准值D.根据实际情况决定9.选用曲线半径时，最大半径值一般（）。
A.不应超过5000m B.不应超il 8000mC.不应超过10000mD.根据地形及设计需要取值10.供自行车、三轮车、板车等非机动车行驶的部分称作（）。
A.机动车道B.非机动车道C.人行道D.行车道11.干线公路宜选用公路的等级（）。
A.投资决定B.现场用地决定C.二级及二级以上D.三级及三级以上12.以下运输方式即可以实现门对门运输，乂可以承担转运任务的是（）。
A. 铁路运输B.管道运输C.水运D.公路运输13.运输点构成各省市、自治区、各大军区机关所在地、大型工农业基地的道路为（）。
A.地方道路网B.省道网C.国道网D.乡村公路14.评价汽车动力性能好坏的指标有（）。
首页-我的作业列表 -?道路工程?第一次作业答案你的得分：100.0一、单项选择题.本大题共50个小题,每题 2.0分,共100.0分.在每题给出的选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的.1.按荷载作用下的力学性质划分,路面可分为〔〕.A.柔性路面、刚性路面、半刚性路面.B.柔性路面、半柔性路面、半刚性路面C.柔性路面、刚性路面、半柔性路面D.半柔性路面、刚性路面、半刚性路面2 .城市道路路线设计的矛盾主要表达在〔〕.A.平面设计B.纵断面设计C.横断面设计♦D.竖曲线设计3 .?标准?中规定无需设置缓和曲线的公路是〔〕.A.高速公路B. 一级公路C.二级公路D.四级公路.4 . S1为超车汽车加速行驶的距离,S2为超车汽车在对向车道上行驶的距离,S3为超车汽车完成超车时,其与对向来车之间的平安距离,S4为整个超车过程中,对向汽车的行驶距离,那么超车视距S大小为〔〕.A. S=S1-S2-S3+S4B. S=S1+S2+S3+S4 |彳C. S=S1+S2-S3+S4D. S=S1-S2+S3+S45 . S1为反响距离,S2为制动距离,S3为平安距离,那么停车视距S大小为〔〕.A. S=S1-S2-S3B. S=S1+S2+S3⑼C. S=S1+S2-S3D. S=S1-S2+S36 .城市道路双幅路俗称〔〕.A. “一块板〞断面B. “两块板〞断面产C. “三快板〞断面D. “四块板〞断面7 .从路面的角度看,影响路面行驶质量的主要因素是〔〕.A.路面结构强度8 .路面结构的稳定性C.路面结构刚度D.路面的平整度18 .从汽车行驶的充分和必要条件看,汽车的效率和行驶平安性与路面有关,下面说法不正确的选项是〔〕.A.要尽量降低路面的滚动阻力B.路面要平整C.路面要足够光滑产D.使路面能提供较大的附着系数9 .单位时间内通过道路某断面的车辆数是指道路的〔〕.A.设计车辆B.设计车速C.交通量』D.通行水平10 .当道路的设计车速为80km/h 时,反向曲线间的直线段最小长度宜不小于〔〕.A. 80mB. 160m HC. 320mD. 480m11 .当道路的设计车速为80km/h 时,同向曲线间的直线段最小长度宜不小于〔〕.A. 80mB. 160mC. 320mD. 480m 卜412 .道路的等级与规模主要取决于〔〕.A.道路的结构B.道路的几何构造尺寸“C.道路的外观D.道路中桥梁隧道数量13 .道路的几何构造尺寸主要包括〔〕.A.道路宽度的构成和线性的几何构成.B.道路的宽度构成和高度构成C.道路线性的几何构成和道路高度构成D.道路的宽度构成和道路的长度构成14 .道路通行水平亦称为〔〕.A.道路交通容量〞B.道路交通量C.道路设计车速D.道路设计小时交通量15 .道路线形设计开始于〔〕.A.平面线形设计B.纵面线形设计C.选线D.路线规划.16 .道路纵断面图上最主要反映的两条线是指〔〕.A.地面线和设计线卡B.地面线和水平线C.设计线和水平线D.地面线和等高线17 .定线就是在选线布局之后,具体标定出公路的〔〕.A.起点B.路线带C.中央线/D.终点18 .对高填土路堤,为预防雨水漫流和冲刷边坡,在边坡设置〔〕.A.排水沟B.盲沟C.跌水D.急流槽19 .对路面垫层所用材料的要求是〔〕.A.强度不一定高,但水稳性、隔热性和吸水性一定要好MB.强度要求高,水稳性好,但隔热性、吸水性可差一些C.强度要求高,水稳性可差一些,但隔热性、吸水性要好D.强度要求不高,水稳性可差一些,但隔热性和吸水性要好20 .对于具有塑性的土,影响压实效果的因素其决定性的因素是〔〕.A.压实功能B.压实机具C.压实方法D.含水量和土的性质?21 .对于具有塑性的土,影响压实效果的因素有内因和外因两方面,以下各项属于内因的是〔〕.A.压实功能B.压实机具C.压实方法D. 土的含水量.22.高等级公路的沥青路面一般应采用〔〕.A.单层B.单层或双层C.只能是双层D.双层或三层/23 .高速公路和具干线功能的一级公路,设计交通量预测年限是〔〕.A. 10 年B. 15 年C. 20 年才D. 25 年24 .高速公路和一级公路的最主要差异是〔〕.A.是否由国家专项经费拨款建设B.是否收取通行费C.是否是双幅多车道设计D.是否全立交和全封闭以及各种效劳设施、平安设施、环境美化等方面的完备程度25.根据驾驶员所采取的举措不同,行车视距分为几种〔〕.A. 3B. 4C. 5D. 626 .根据我国实际条件,一般情况下高速公路选用的设计速度为〔〕.A. 120km/h MB. 80km/hC. 100km/hD. 60km/h27 .公路工程根本建设工程一般采用的两阶段设计是指〔〕.A.初步设计和施工图设计产B.初步设计和技术设计C.技术设计和施工图设计D.以上答案都不正确28 .关于道路等级与纵坡度设计的关系说法正确的一项为哪一项〔〕.A.道路等级越高,要求纵坡设计越平缓/B.等级较高的道路宜采用较大的纵坡值C.道路的最大纵坡设计时主要参照汽车的动力特性,与道路等级无关D.等级较低的道路采用的纵坡值越大越好29 .关于路基根本构造说法有误的一项为哪一项〔〕.A.路基由宽度、高度和边坡坡度三者构成B.路基宽度越宽越好C.路基边坡坡度取决于地质、水文条件D.路基高度取决于纵坡设计及地形30 .关于路基说法错误的一项为哪一项〔〕.A.公路路基就是公路的根底B.路基工程相对路面工程涉及面较小、工程简单中C.路基必须具有足够的整体稳定性D.路基是公路的承重主体31 .关于路面结构层次说法有误的一项为哪一项〔〕.A.路面根据不同功能要求分为面层、基层和垫层B.面层是直接与行车和大气相接触的外表层次C.基层是路面结构中的承重层D.垫层介于面层和基层之间32 .关于平、纵线形组合的一般设计原那么说法有误的一项为哪一项〔〕.A.要保持平、纵线形的技术指标大小均衡B.为保证路面排水和行车平安,必须选择适宜的合成坡度C.平、纵线形设计的技术指标与工程费用的投入无关产D.要注意和周围环境的配合33 .关于坡长限制说法错误的一项为哪一项〔〕.A.坡长限制主要包括最大坡长限制和最小坡长限制B.假设不限制最小坡长会造成变坡点过多C.假设不限制最大坡长对汽车的正常行驶影响非常大D.限制坡长就是说坡长越短越好小34 .关于汽车行驶的驱动条件,正确的说法是〔〕.A.驱动条件是汽车行驶的充分条件B.驱动条件是指汽车的牵引力必须大于各行驶阻力之和C.驱动条件是指汽车的牵引力必须小于各行驶阻力之和D.驱动条件是指汽车的牵引力必须等于各行驶阻力之和535 .关于竖曲线半径,正确的选项是〔〕.A.标准中只规定一般最小半径,没有规定极限最小半径B.标准中只规定极限最小半径,没有规定一般最小半径C.标准中没有最小半径限制D.标准中规定一般最小半径和极限最小半径产36 .关于竖曲线长度,正确的选项是〔〕.A.标准中只规定了最小长度MB.标准中只规定了最大长度C.标准中规定了最小长度和最大长度D.标准中没有规定长度限制37.关于图上定线所利用的等高线地形图,正确的说法是〔〕.A.图上定线利用的是小比例尺地形图B.图上定线利用的是大比例尺地形图.C.图上定线利用的是大比例尺地形图或小比例尺地形图D.图上定线只能利用1:2000地形图38 .横向力系数科的适宜范围为〔〕.A. 0.1~0.16 MB. 0.2~0.3C. 0.3~0.4D. 0.4~0.539 .级配碎石路面混合料的强度和稳定性主要取决于〔〕.A.集料间的摩阻力和级配B.集料级配和施工含水量C.集料间的摩阻力和细粒土的粘结力.D.碎石的塑性指数40 .计价土石方数量计算公式是〔〕.A.计价土石方数量=挖方数量-借方数量B.计价土石方数量=挖方数量+借方数量MC.计价土石方数量=挖方数量D.计价土石方数量=借方数量41 .截水沟在平面上布置的特点是〔〕.A.与水流方向平行B.与水流方向相交C.与水流方向垂直/D.因地形而异42.介于基层和土基之间,起到改善土基湿度和温度,保证其它层次的强度和刚度的结构层是〔〕.A.面层B.基层C.垫层/43 .理论分析说明,轮载作用于混凝土板中部时,板所产生的最大应力约为轮载作用于板边部时的〔〕.A. 1/3B. 2/3 .C. 1/5D. 2/544 .沥青混合料的强度与温度变化的关系说法正确的一项为哪一项〔〕.A.温度降低时强度提升、温度升高时强度降低/B.温度降低时强度降低、温度升高时强度提升C.温度降低时强度降低、温度升高时强度不变D.温度降低时强度不变、温度升高时强度提升45 .沥青混凝土的劈裂强度与温度有关,标准规定的测试温度是〔〕.A. 150C VB. 100CC. 50CD. 00C46 .沥青路面的抗滑性能取决于〔〕.A.路面的细构造和粗构造产B.路面的刚度C.路面的强度D.路面的稳定性47 .沥青路面的强度和稳定性很大程度上取决于〔〕.A.基层和面层B.面层和垫层C.基层和垫层D.基层和土基#48 .砾【碎】石路面的混合料中细料含量过多,将导致〔〕.A.使施工不容易压实B.破坏粗集料的骨架作用,降低路面强度力C.增强粘结力,增加密实度D.根本不透水,故水稳性好49 .路基边沟、截水沟、取土坑或路基附近的积水,主要通过〔〕排除到路基以外的天然河沟中.A.涵洞B.跌水C.排水沟/D.盲沟50 .路基边坡的滑塌破坏属于〔〕.A.受压破坏B.弯拉破坏C.剪切破坏.D.因土质而定。
路面设计原理资料Uuu 一、Shell 设计法把路面当作一种三层线形弹性体系，其中各层材料用弹性模量E 和泊松比μ表征。
在基本设计方法中，路面结构假定为层间接触连续的三层体系，下层为路基，中间层为粒料或水泥稳定类基层和垫层，上层为沥青层，包括表面层、结合层和下面层。
设计参数：荷载与交通、温度与湿度、材料特性1 Shell 法设计标准考虑哪些指标？如何确定之？（3个层次6个指标）两项主要标准：1 路基表面垂直压应变z ε把路基的永久变形限制在足够的数值内，根据AASHTO 试验路，考虑可靠度和路面服务性能指数PSI,取PSI=2.5标准荷载作用下，路基容许的垂直压应变z ε按下式计算：85% z ε=20.252.110N--?? 95% z ε=20.251.810N --?? 2 沥青层内的水平拉应变rl ε水平拉应变的最大值取决于层间模量比与沥青层的材料有关，是否在层底，取决于C 系数 211()E C h mm E = C ≤133mm 时，max rl ε出现在层底C>133mm 时，1h ≤200mm ，位于1h 下半部（E2/E1≥0.6）2h >200mm ，位于1h 上半部两项次要标准：1）任何整体基层内容许拉应力（或应变）水泥稳定类容许拉应力(10.075log )r s N σσ=- s σ为极限强度2）路表总变形。
采用车辙深度作为面层容许的的永久变形的标准，以验算根据变形的标准设计路面的永久变形是否超过其设计使用期内规定界限，对高速公路为10mm,一般公路30mm 。
其他次要标准：1）基层或底基层无结合料材料最小模量（取决于路基模量和粒料基层厚度h 2）2）沥青层低温缩裂2 车辙计算。
在本设计方法中，采用车辙深度作为面层容许的永久变形的标准，以验算根据应变标准设计的路面的永久变形是否超过其设计使用期限内的规定界限——对于高速公路取10mm ，对于一般道路则为30mm 。
路面设计原理与方法
路面设计原理与方法是指在道路建设和维护过程中，根据不同的交通需求和环境条件，对道路路面进行设计和施工的理论和方法。
路面设计原理主要包括以下几个方面：
1. 交通需求分析：通过对交通流量、车速、车型等数据的分析，确定路面设计的目标和要求。
例如，高速公路需要考虑高速行驶的车流量和车速，城市道路需要考虑行人和非机动车的通行需求。
2. 载荷分析：通过对车辆荷载、轮胎与路面接触的力学特性等的分析，确定路面结构的承载能力。
不同类型的道路需要考虑不同的载荷分布情况，以确保路面的稳定性和耐久性。
3. 路面材料选择：根据路面设计的要求和环境条件，选择适合的路面材料。
常用的路面材料包括沥青混凝土、水泥混凝土、碎石等，根据不同的用途和条件选择不同的材料。
4. 路面结构设计：根据预计的交通量和载荷情况，确定路面结构的厚度和层次。
路面结构一般包括基层、底基层、中间层、面层等，不同层次的设计要求和性能也有所不同。
5. 路面施工方法：根据路面设计的要求，选择适合的施工方法。
常用的施工方法包括铺设和压实路面材料、路面平整度控制、路面标线等。
路面设计方法则是根据上述原理，将具体的设计目标和要求转化为具体的设计方案。
根据不同的道路类型和条件，可以采用不同的设计方法，例如厚度设计法、动态荷载分析法、有限元分析法等。
总结起来，路面设计原理与方法是通过分析交通需求和环境条件，根据路面结构的承载能力和性能要求，选择适合的路面材料和施工方法，以满足道路使用和交通安全的要求。
第一题:计算分析沥青路面设计时应力指标（剪应力、拉应力）与应变指标之间的关系，分析路面结构类型（柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面）与指标类型选择的关系。
应力、应变指标间关系在沥青路面设计中，首先是计算路表轮隙中心处路表计算弯沉值ls应小于或等于设计弯沉值ld，同时验算轮隙中心或单圆荷载中心处的层底拉应力，应小于或等于容许应力。
应力应变应该满足广义胡克定律：由前三个式子可得，正应变不是仅由对应的正应力引起的，是由三个方向的正应力共同决定的，但它们的权重不同。
三种典型路面结构设计选取的指标类型分析柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面，它们之间的主要区别在于所选用基层材料不同，对路面结构受力的影响也仅在于基层模量不同。
为了简化问题，准确分析路面结构类型与指标类型之间的关系，本文选取了三种典型的路面结构，以代表柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面。
为了便于比较，三种典型结构所选用的面层材料、土基材料均相同，层间接触状况及各层厚度也完全相同，唯一的区别在于基层模量。
具体的结构设计方案与力学参数如下所示：柔性路面结构设计方案及材料参数半刚性路面结构设计方案及材料参数刚性路面结构设计方案及材料参数在Apbidat中对以上路面结构进行分析，将得到的数据进行整理，得到下表结果分析：（1）就结构内最大拉应力而言，柔性路面在面层层底拉应力最高，半刚性路面与刚性路面在基层层底的拉应力水平较高。
（2）就结构内最大拉应变来说，柔性路面的沥青层底拉应变水平远高于其它2类路面，因此，柔性路面必须对该指标进行控制；半刚性路面与刚性路面在面层主要是受压状态。
（3）从结构内剪应力的角度来看，3类沥青路面的剪应力水平均较高，尤其是在路面表层。
由此得到的控制指标如下：（1）对于柔性基层沥青路面，其面层层底处于较高水平的受拉状态，弯拉应力与弯拉应变均较大，此外，柔性基层沥青路面顶部的剪应力水平也较高，面层容易产生剪切破坏。
由此，建议采用沥青层底拉应力、沥青层底拉应变、面层剪应力，作为沥青路面设计的控制指标。
（2）对于半刚性基层沥青路面，沥青层以受压为主，沥青层底拉应变水平较高，面层仍处于高剪切状态，而半刚性基层层底承受了太多结构弯拉应力，对基层受力较为不利，极易有基层层底产生裂缝向上扩散。
由此，建议采用半刚性基层层底拉应力、面层剪应力，作为沥青路面设计的控制指标。
（3）对于刚性基层沥青路面，其沥青层完全受压，弯拉应力集中在刚性基层底部，面层剪应力进一步减小。
由此，建议采用刚性基层层底拉应力，作为沥青路面设计的控制指标。
参考文献：不同类型基层沥青沥青路面设计指标的控制张艳红等长安大学学报（自然科学版）2010第二题:分析沥青路面抗滑的内涵及要求1.沥青路面抗滑原理路面抗滑的内涵是使得车辆在不利行驶时期（雨雪天）或不良行驶状况（转弯、紧急制动）时，车轮与路面之间具有足够的附着力，车轮不产生空转或溜滑，能够保持安全行驶。
此外，当汽车制动时，能够缩短汽车的制动距离，降低发生交通安全事故的频率。
2.沥青路面抗滑要求（1）路面表面的粗糙程度：包括两个方面，路表的微观纹理（石料表面的纹理），路表的宏观纹理（面层表面外露的石料凹凸不平的程度）。
微观构造的尖峰值保证集料在潮湿状态下穿透路表的水膜、排除水分并保持轮胎与路面的紧密接触，密度与间距直接影响路面的摩擦力。
工程中常用低速摩阻力的抗滑值（SRV）和集料的磨光值（PSV）相组合的方法进行评定。
路面的宏观构造表征路面集料颗粒之间的空隙和排水能力，常用的是通过铺砂法、激光构造仪法和排水测定法。
对图(a)进行分析，可以认为，在较低的车速时，路面的抗滑能力主要由路面结构的微观构造来提供，因为有集料表面的尖峰可以刺破水膜，同时尖峰之间的凹槽可以将路面水及时排除，从而保证了车轮与集料之间的良好接触，并使面层抗滑水平提高；在车速较高的公路上，路面抗滑水平主要取决于宏观构造的特征，这是由于路面积水来不及排除而在车轮与路面之间形成了一层水膜,此时必须借助于构造深度所提供的较大通道，才可以保证轮胎与路面的良好接触，进而形成较高的抗滑能力。
路面表面构造及车速对抗滑能力的影响轮胎与路面的相互作用区（2）路面干湿状态：当路面处于干燥状况时,路面的抗滑能力总是能够满足安全行车的需要,但是当路面由于雨天或洒水等原因而表面潮湿时,其抗滑表层能力将明显下降。
这可以根据轮胎与路面的界面状态来解释。
将接触面分为3个区，如图（b）所示，轮胎前路表面有连续水膜的为1区；2区内由于车轮的挤压作用水膜被扩散，余下间断性的薄水膜；在3区内水被彻底挤走，轮胎与路面之间的细构造之间处于干燥接触状态，可以提供行车所需要的抗滑能力。
因此，为了保证车辆在高速行驶时能够及时排除路表水，一方面可以通过增加轮胎胎面凹槽的深度和数量，另一方面需要借助于路面的粗构造提供足够的排水能力。
车速越高或水膜厚度越大，则3区的接触面积越少，路面的抗滑水平下降的越快。
在路面的粗构造下降到一定程度后，2区或3区有可能消失，从而在轮胎与路面之间形成连续的水膜，由此可能产生车轮在水面上的滑漂现象。
（3）沥青面层材料：从沥青材料讲，应使沥青硬化快，不使石料下沉，具有较高的粘结力，不使碎石剥落。
粗集料应选用坚硬，耐磨，抗冲击性好的矿石或破碎砾石。
细集料应洁净，干燥，无风化，无杂质，并有适当的颗粒组成，细集料应与沥青有良好的粘结能力。
对图（c）进行分析，我们发现石料磨光值与摩擦系数存在正比关系，因此，抗滑路面应尽量选取磨光值较高的石料。
F—PSV石料磨光值（4）沥青选用：沥青的品质对路面抗滑也有一定影响。
就沥青种类而言，煤沥青路面摩擦系数较高，石油沥青次之。
路面混合料中如果沥青的粘度太低，就会容易自由流动而形成光面，危及交通安全；沥青的含腊量太高，则其温度敏感性较差，夏季容易泛油，冬季容易开裂，并且与骨料的粘结力差，骨料容易松动脱落。
当沥青混合料中的空隙率比较大时，常由于水的存在和环境因素的作用而导致沥青从矿料表面剥落，或是沥青过早老化，从而使抗滑表层的寿命缩短,因此,抗滑表层应使用重交通道路石油沥青，必要情况下应考虑对沥青进行改性，以提高某一方面的性能，选用沥青种类和标号一定要结合工程所在地的气候温度状况。
（5）养护措施：沥青出现裂缝后采取的修补方式应考虑抗滑性。
设置土路肩的道路，应避免泥土进入路中污染路面，影响路面的构造深度。
（6）施工技术：为保证沥青路面在使用过程中具有较好的耐久性，必须保证混合料在施工过程中的充分压实。
否则，在行车的反复碾压作用下，路面进一步嵌挤密实，空隙率降低，路面构造深度减少，就会使原先获得的较高的抗滑能力迅速衰减，同时在此过程中容易造成路面的浸水破坏，直接影响路面的耐久性。
3.沥青路面抗滑性能指标在上表中，应采用测定速度为60±1km/h 时的横向力系数(SFC60)作为控制指标；没有横向力系数测定设备时，可用动态摩擦系数测试仪（DFT）或摆式摩擦系数测定仪测量。
用DFT 测量时以速度为60km/h 时的摩擦系数为标准测试值。
路面宏观构造深度可用铺砂法或激光构造深度仪测定。
参考文献：[1] 沥青路面抗滑表层研究赵战利长安大学2002[2] 《公路沥青路面设计规范》(JTJD50--2006)第三题：结合国内外沥青路面使用历程，分析路面设计方法分类及特点，哪种设计方法更为合理？在沥青路面应用的早期，路面结构很薄，主要是由较薄的沥青磨耗层和用以保护路基不超载的粒料基层和底基层所组成，在车辆荷载作用之下，沥青路面结构的功能主要是扩散车轮荷载引起的集中应力，以保护土基不致产生过多的沉降，确保路面表面的平整性。
20世纪40年代，重型载重汽车大量出现在公路上，早期的薄型结构已无法承受交通量的增长，沥青混凝土开始采用较厚的结构组合和强度较高的材料，如采用水泥、石灰、粉煤灰、沥青材料作稳定处理的基层，采用高强度的沥青混凝土组成70~80cm厚的结构，有的国家还采用全厚式沥青路面，从而大大提高了沥青路面的整体结构刚度与整体强度，使用寿命也大为延长。
自20世纪60年代世界发达国家大规模兴建高速公路以来，对路面的使用品质的要求更高了，要求沥青路面具有更好的平整度和抗滑与耐磨性，以保证车辆高速行驶平稳、舒适、安全。
因此对路面使用品质与功能的要求，甚至超过了对路面结构强度的要求。
沥青混凝土路面从一开始建造，其主要目的就是为了保护路基土，使之不经受车辆的直接作用，通过路面传播至土基的应力被扩散而不会造成土基过大的沉降，这一点反映在设计思想及设计方法上，主要是控制土基顶面应力及垂直位移量，如1901年美国麻省道路委员会的方法；还有1933年的唐氏（Downs）修正公式；1934年的葛莱式公式（Gray）；1940年的Gold beck公式等。
它们都是运用古典土力学进行验算，故可以将它们归纳为古典土力学法。
由于古典理论公式无法客观描述路面结构的实际工作状态，设计结果也无法验证，人们又陆续提出了了以确保路面结构承载能力为核心的经验设计法，结合力学理论分析的力学—经验法等，现代沥青路面设计方法主要分类如下：1.经验法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）、荷载（轴载大小和作用次数）和路面性能三者间的经验关系。
最为著名的经验设计方法有CBR法和AASHTO法。
1.1 CBR 法的主要内容及特点：以CBR 值作为路基土和路面材料（主要是粒料）的性质指标。
通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR 测定，建立起路基土CBR 轮载～路面结构层厚度（以粒料层总厚度表征）三者间的经验关系曲线，如图1所示。
利用此关系曲线，可以按设计轮载和路基土CBR 值确定所需的路面层总厚度。
路面各结构层次的厚度，按各层材料的CBR 值进行当量厚度换算。
不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。
特点：此方法设计过程简单，概念明确，适用于重载、低等级的路面设计；但CBR 值仅是一种经验性的指标，并不是材料承载力的直接度量指标，它与弹性变形量的关系很小。
而路基土应工作在弹性范围内的应力状态下，因而，路面结构设计对路基土的抗剪强度并无直接兴趣，更关心的是路基土的回弹性质（回弹模量）及其在重复荷载作用下的塑性应变。
(a)(b)图1 CBR值与路面厚度关系[4]1.2 AASHTO法的主要内容及特点：AASHTO法是在AASHO试验路的基础上建立的，整理试验路的试验观测数据，得到的路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。
AASHTO 方法提出了现有路面耐用性指数（PSI）的概念，以反映路面的服务质量。
不同轴载的作用，按等效损坏的原则进行转换。
特点：现有路面耐用性指数PSI，主要受平整度的影响，与裂缝、车辙、修补等损坏的关系很小。
