路面设计原理考试题库解析
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一、沥青方面1、试叙述沥青路面几种主要的破坏现象?在确定柔性路面设计方法时是如何考虑的?(1990)答:沥青路面的损坏可以分为三类:1)裂缝类-路面结构的整体性受到破坏;2)变形类-路面表面的现状改变;3)表层损坏类。
其中,常见的损坏有:层陷,车辙,疲劳开裂,反射裂缝和低温裂缝,松散和坑槽,泛油和推移。
通常认为,疲劳开裂、车辙(永久变形)和低温开裂是导致路面结构破坏的三项最主要的损坏模式,在设计中应予考虑。
为控制路基路面结构的总变形,防止沉陷、车辙等整体强度不足的损坏,采用弯沉指标――路面竣工第一年路基路面结构表面实际回弹弯沉值l s≤该路面容许回弹弯沉值l d;为防止沥青混凝土和整体性材料基层疲劳开裂,采用弯拉指标――沥青混凝土面层和整体性基层底面的弯沉应力σm≤材料的容许弯拉应力σr。
i.沥青路面的主要损坏现象有那些?试详细说明其产生原因以及减少或克服这些损坏现象、改善路面性能、延长路面使用寿命应采取的措施(2000 )ii.沥青路面早期损坏现有哪些?试详细说明其产生原因及为减少或克服这些损坏现象、改善路面的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性而应采取的措施。
(2001/11 2001/11)答:损坏类型:沥青路面早期水损坏现象及其原因较为复杂,且因地而宜,可分为三大类,13种主要损坏类型。
(一)裂缝类:1、横向裂缝:其产生的原因是温度变化和地基的纵向不均匀沉降,半刚性基层沥青路面的横向裂缝绝大部分是反射裂缝2、纵向裂缝:产生原因是压实不好,路基或基层出现沉降,混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,或基层的反射裂缝以及荷载重复作用的结果。
3、龟裂:产生原因是行车荷载的反复作用;由于沥青层路面结构强度不足,结构组合不合理;基层排水不良,沥青混合料老化,或低温变硬、变脆等;横纵向裂缝出现后继续扩展,北方冰雪和南方多雨地区更是严重。
4、块状裂缝:面层材料的低温收缩和沥青老化以及砂砾基础的不均匀性。
(二)变形类:5、车辙:外因是渠化交通和荷载作用次数的增加,内因是沥青混凝土的高温稳定性和抗塑性变形能力差6、波浪和拥包:材料组成设计差,施工质量差,使面层材料不足以7、沉陷:地基未充分固结造成的继续沉降或地基压实不足造成路面的大面积沉陷8、隆起:冻胀、盐胀、膨胀土胀起,路面材料推移拥起。
《城市道路设计》试卷一一、填空题(每空1分,共25分)1.城市道路是指在范围内,供通行的,具备一定技术条件和的道路。
2.城市道路就其在城市道路网中的、及对的不同,分为、、和四类。
3.各类道路由于位置、交通性质及均不相同,在设计时其依据、及也不相同,要特别注意。
4.设计速度是指在天气良好,的情况下,一般驾员能够保持而的速度。
5.道路红线是指城市道路用地的,红线间的宽度为道路的,也称道路的总宽度、规划路幅。
6.道路通行能力又称交通容量,是指车辆在可以接受的运行速度,在保证行车、车辆的条件下,单位时间内通过道路上的车辆数,以辆/小时或辆/天计。
7.道路设计的目的是为了能综合满足行车安全、舒适和的要求。
二、判断题,正确划√,错误划×(每空0.5分,共15分)1.非直线系数是衡量路线便捷与否的一个指标;()方格网式道路网不如放射式道路网方便。
()2.在城市平面、纵断面设计时均要考虑停车视距,()停车视距共有以下几部分组成:司机反应距离,()制动距离,()安全距离,()车身长度。
()3.对路段上通行能力大小不产生影响的是:高峰小时交通量(),车道宽度(),车道条数(),交叉口()。
4.设计速度是确定道路几何设计的基本车速,()它对弯道半径、超高、视距等线形要素起决定作用。
()5.分隔带宽度由分车带宽度和两侧路缘带宽度组成,()而侧向净宽则有单侧的路缘带宽度和安全带宽度组成。
()6.道路设计中,可以取高峰小时交通量作为设计小时交通量,()而高峰小时交通量是指全年中最大的小时交通量。
()7.道路横断面设计的主要依据是:道路类别与等级,()交通组织方式,()规划红线宽度。
()8.城市道路平面交叉口,产生冲突点的关键是左转车流,()而直行车流和右转车流则不起影响。
()9.中小城市道路上立体交叉很少,其主要原因是:设计能力弱(),经济不足(),交通量较小()。
10.改造畸形路口和复合路口时,常用措施有:封闭次要道路或支路,()交通信号管制,()设置环形交叉口。
1、汽车车型如何分类?为什么要限制轴载?在我国路面设计方法中如何考虑轴载?答:(1)道路上通行的汽车主要分为货车和客车两大类。
货车分为整车,牵引式拖车,和牵引式半拖车;客车分为大客车,中客车,小客车.交通调查中,一般将汽车分为八类:大型货车,中型货车,小型货车,大型客车,小型客车、拖挂车,集装箱,大中型拖拉机.汽车按轴型(轮轴的组合型式)分类,大致可以将行驶在道路上的车辆分为三大类:固定车身类、牵引车类、挂车类。
(2) 汽车的重量通过车轮传递给路面,轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载能力和结构强度,为了保护路面结构不因超载而破坏,许多国家对汽车的轴载都有限制;(3)我国路面设计方法中,一般以后轴重100kn作为标准轴载,表示为BZZ—100,低等级公路也可以采用后轴重60kn作为标准轴载,表示为BZZ-60;把不同类型的轴载作用次数换算为标准轴载的作用次数,应遵循两项原则:其一,换算以达到相同的临界状态为标准;其二,对某一交通组成,不论以哪一种标准轴载进行轴载换算,由换算所得的轴载作用次数计算的路面厚度应相同.路面结构设计和验算使用的交通量是标准轴载累计作用次数。
实际计算时,对沥青路面,只将轴载大于25kN的汽车计入;对水泥混凝土路面,只将大于40kN的单轴和80kN 的双轴的汽车计入,小汽车,小客车对标准轴载的影响极小,可以忽略不计.2、双层、三层弹性体系应力、应变位移分析的基本原理及其存在的问题,哪些方法应用这一原理?(1) 基本原理:在求解弹性层状体系应力与位移时,采用下列四条基本假设:a。
各层都是由均质的各向同性的材料组成,用弹性模量E和泊松比μ来表征;b。
假定土基在水平方向和向下的深度方向为无限,其上各弹性层为厚度有限,水平方向为无限;c。
假定路面上表层作用有垂直荷载和水平荷载,认为水平方向的无限远处和最下一层向下的无限深处的应力和位移等于零;d. 各层间接触面上采用完全连续或完全光滑的假定;根据以上假定,按柱坐标系采用弹性力学中的几何方程,物理方程,平衡微分方程,利用应力函数和汉克尔变换方法,可以解出弹性层状半空间体系中应力和位移分量的一般表达式;然后根据相应的边界条件和层间结合条件,可以确定一般表达式中的待定积分常数。
道路工程试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 道路工程中,下列哪项不是路基工程的主要组成部分?A. 路基面B. 路基填料C. 路基排水D. 路面结构层答案:D2. 道路设计中,下列哪项不是路面结构层的主要功能?A. 承受荷载B. 排水C. 抗震D. 提供平整的行车表面答案:C3. 道路工程中,下列哪项不是道路排水系统的主要组成部分?A. 边沟B. 排水沟C. 路基D. 涵洞答案:C4. 道路工程中,下列哪项不是道路路面的主要类型?A. 沥青路面B. 水泥混凝土路面C. 砖石路面D. 钢制路面答案:D5. 道路工程中,下列哪项不是道路设计的主要考虑因素?A. 交通量B. 地形地貌C. 气候条件D. 建筑材料价格答案:D6. 道路工程中,下列哪项不是道路施工的主要步骤?A. 路基施工B. 路面施工C. 桥梁施工D. 道路绿化答案:D7. 道路工程中,下列哪项不是道路养护的主要工作内容?A. 路面清扫B. 路面修补C. 交通管制D. 排水系统维护答案:C8. 道路工程中,下列哪项不是道路安全设施的主要组成部分?A. 交通标志B. 交通信号灯C. 道路护栏D. 道路照明答案:D9. 道路工程中,下列哪项不是道路环境影响的主要因素?A. 噪音污染B. 空气污染C. 土壤侵蚀D. 道路景观答案:D10. 道路工程中,下列哪项不是道路施工质量控制的主要手段?A. 施工监理B. 施工图纸C. 施工材料检测D. 施工人员培训答案:B二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 道路工程中,下列哪些因素会影响路基的稳定性?A. 土壤性质B. 地下水位C. 路基排水D. 路基压实度答案:ABCD12. 道路工程中,下列哪些因素会影响路面的使用寿命?A. 交通荷载B. 气候条件C. 路面材料D. 施工质量答案:ABCD13. 道路工程中,下列哪些措施可以提高道路排水效率?A. 设置边沟B. 增加排水沟C. 道路坡度调整D. 道路绿化答案:ABC14. 道路工程中,下列哪些因素会影响道路施工进度?A. 施工人员数量B. 施工设备C. 施工材料供应D. 施工天气条件答案:ABCD15. 道路工程中,下列哪些措施可以提高道路的行车安全性?A. 设置交通标志B. 设置交通信号灯C. 道路护栏D. 道路照明答案:ABCD三、判断题(每题2分,共20分)16. 道路工程中,路基是道路结构的重要组成部分,它直接承受车辆荷载和自然因素的影响。
. -路基路面试题1一、填空题(每空1 分,共20 分)(闭卷)的,路面结构层的强度是从1、行车荷载和大气因素等对路面的作用是随着深度而逐渐变小上到下逐步减小的。
2、路基土的变形包括_弹性变形_和_塑性变形_两部分。
3、天然土的密实度可分为较松、_中密_、密实、_胶结_等四种形态。
4、重力式挡土墙整体稳定性验算的主要内容是_抗滑动稳定性验算_和_抗倾覆稳定性验算_。
5、路基湿度的主要来源是_大气降水_、地面水、_地下水_、毛细水等。
6、公路排水设施可分为_地面排水设施_和_地下排水设施_等两类。
7、较佳的路基填料为_漂石土_和_卵石土_等类土。
8、路基边坡稳定性分析的方法可分为_工程地质法_、_力学验算法_两类。
9、排水固结的砂井成孔的方法有_螺钻_、_沉管_两种。
10、沥青混合材料具有_.弹性_、粘性和_.弹性_的特点。
二、名词解释(每条3 分,共15 分)(闭卷)1、公路自然区划:指的是根据全国各地气候、水文、地质、地形等条件对公路工程的影响而划分的地理区域2、压实度:实测干密度与采用标准夯击方法得到的最大干容重的比值称为压实度。
3、标准轴载:实测干密度与采用标准夯击方法得到的最大干容重的比值称为压实度。
4、路基临界高度:与分界稠度对应的路基离地下水位或地表积水位的高度称为路基临界高度5、设计弯沉值:它是表征路面整体刚度大小的指标,它是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的,是路面厚度计算的主要依据。
三、简答题(每题6 分,共36 分)(闭卷)1、什么是路基的受力工作区?2、高路堑可能产生的病害会有哪几种?3、路基排水设施的种类有哪些?4、简述路基土方的压实方法。
5、影响石灰土强度的因素有哪些?6、简述车辆对道路的动态影响有哪些方面。
四、计算题(共19 分)(开卷)1、某公路初始年的交通组成如下,设计寿命为15 年,交通量增长系数为 4.5%,已知轮轴系数为 C1=1+1.2(m1),轮组系数 C2 单轮组为 6.4,双轮组为 1,试进行用于弯沉设计指标计算的累积轴载作用次数。
最全长沙理工路基路面试题(后附答案)01一、填空题(每题2分,共计20分)1、我国沥青及沥青混合料气候分区使用的指标存有:_______、_______和_______。
2、影响路基压实的因素存有_______、_______、_______、_______;施工中掌控______________就是首要关键。
3、路面结构可分为_______、_______、_______三层。
4、沥青混合料按照强度形成原理可以分成_______和_______两大类。
5、石灰土强度形成的机理主要是_______、_______、_______和_______四种化学和物理化学作用的结果。
6、水泥混凝土路面的主要毁坏形式存有_______、_______、_______、_______。
7、表观土基承载力的参数指标存有_______、_______、_______。
8、边坡中乌鲁的两种情况就是_______、_______。
9、水泥混凝土路面的横向接缝有_______、_______、_______。
10、砌草皮主要存有_______、_______、_______等形式,可以根据_______、_______、_______等具体情况采用。
二、选择题(单选或多选题,每题2分,共计20分)1、路堑边坡坡率的确定方法主要是()a.工程地质法(经验法)b.力学法c.直线法d.bishop法2、双圆荷载的当量圆直径d和单圆荷载的当量圆直径d的关系,d/d=()a.1b.0.5c.d.3、设置在挖方路基的路肩外侧或高路堤的坡脚外侧的排洪设备称作()a.排水沟b.截水沟c.边沟d.渗沟4、以下哪些就是半刚性材料()a.级配碎石b.级配砾石c.二灰土d.水泥碎石e.泥结碎石5、影响沥青路面压实的主要因素有()a.压实温度b.沥青用量c.碾压速度d.碾压遍数6、下面哪种类型的土为最优的路基建筑材料()a.粉性土b.粘性土c.砂性土d.蒙脱土(重粘土)7、水泥混凝土路面的优点有()a.强度低b.稳定性不好c.对外开放交通早d.耐久性不好8、我国的沥青混合料协调比设计方法为()a.维姆法b.superpave法c.马歇尔法d.重型击实法9、水泥混凝土混合料配合比设计的参数有()a.水灰比b.稳定度c.砂率d.单位用水量10、碎石路面的强度构成主要靠石料的()a.粘结作用b.嵌挤作用c.密实作用d.摩阻力作用三、简答题(每题8分,共计40分)1、半刚性基层材料的特点如何?2、详述边坡防水与修整的区别,并表明边坡防水存有哪些类型及适应环境条件?3、试列出工业废渣的基本特性,通常使用的石灰稳定工业废渣材料有哪些?4、沥青路面产生车辙的原因就是什么?如何采取措施增大车辙?5、试述我国水泥混凝土路面设计规范采用的设计理论、设计指标。
一、选择题1.关于平纵组合, 不正确的是( A )。
A.平曲线和竖曲线的大小不必保持均衡B.避免在凸形竖曲线的顶部插入小半径的平曲线C.避免在凹形竖曲线的底部插入小半径的平曲线D.一个平曲线内, 必须避免纵面线形的反复凸凹2.关于汽车行驶的附着条件, 正确的说法有(AE )。
A.附着条件是汽车行驶的充分条件B.附着条件是汽车行驶的必要条件C.附着条件是汽车行驶的充分和必要条件D.附着条件是指牵引力不小于驱动轮与路面的附着力E.附着条件是指牵引力不大于驱动轮与路面的附着力3.设竖曲线半径、长度和切线长分别为R、L和T, 转坡点处坡度角为ω, 则竖曲要素计算公式正确的有( B D )。
A.L=R/ωB.L=RωC.L=R+ωD.T=1/2LE.T=L4关于土石方调配的复核检查公式, 正确的有( B D )。
A.横向调运方+纵向调运方+借方=挖方B.横向调运方+纵向调运方+借方=填方C.横向调运方+纵向调运方+填方=借方D.挖方+借方=填方+弃方E.挖方+填方=借方+弃方5.关于越岭线, 正确的有(AB )。
A.相对高差200~500m时, 二、三、四级公路越岭线平均纵坡以接近5.5%为宜B.相对高差在500m以上时, 二、三、四级公路越岭线平均纵坡以接近5%为宜C.越岭线路线布局以平面设计为主D.越岭线按以直线方向为主导的原则布线E.越岭线应走在直连线与匀坡线之间6.关于竖曲线, 正确的有(AE )。
A.各级公路在纵坡变更处均应设置竖曲线B.四级公路在纵坡变更处可不设置竖曲线C.竖曲线的形式只能采用抛物线D.竖曲线的形式只能采用圆曲线E.竖曲线的形式可采用抛物线或圆曲线7.平面设计时, 关于直线的最小长度, 正确的有(BE )。
A.当设计车速≥60km/h时, 同向曲线间的直线最小长度(以m计)以不小于设计车速(以km/h计)的2倍为宜B.当设计车速≥60km/h时, 同向曲线间的直线最小长度(以m计)以不小于设计车速(以km/h计)的6倍为宜C.当设计车速≥60km/h时, 对同向曲线间的直线最小长度没有限制D.当设计车速≥60km/h时, 对反向曲线间的直线最小长度没有限制E.当设计车速≥60km/h时, 反向曲线间的直线最小长度(以m计)以不小于设计车速(以km/h计)的2倍为宜8.在某一排档, 关于汽车的临界速度Vk, 正确的是(ADE )。
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。
城市道路设计试卷及答案9套《城市道路设计》试卷一一、填空题(每空1分,共25分)1.城市道路是指在范围内,供通行的,具备一定技术条件和的道路。
2.城市道路就其在城市道路网中的、及对的不同,分为、、和四类。
3.各类道路由于位置、交通性质及均不相同,在设计时其依据、及也不相同,要特别注意。
4.设计速度是指在天气良好,的情况下,一般驾员能够保持而的速度。
5.道路红线是指城市道路用地的,红线间的宽度为道路的,也称道路的总宽度、规划路幅。
6.道路通行能力又称交通容量,是指车辆在可以接受的运行速度,在保证行车、车辆的条件下,单位时间内通过道路上的车辆数,以辆/小时或辆/天计。
7.道路设计的目的是为了能综合满足行车安全、舒适和的要求。
二、判断题,正确划√,错误划×(每空0.5分,共15分)1.非直线系数是衡量路线便捷与否的一个指标;()方格网式道路网不如放射式道路网方便。
()2.在城市平面、纵断面设计时均要考虑停车视距,()停车视距共有以下几部分组成:司机反应距离,()制动距离,()安全距离,()车身长度。
()3.对路段上通行能力大小不产生影响的是:高峰小时交通量(),车道宽度(),车道条数(),交叉口()。
4.设计速度是确定道路几何设计的基本车速,()它对弯道半径、超高、视距等线形要素起决定作用。
()5.分隔带宽度由分车带宽度和两侧路缘带宽度组成,()而侧向净宽则有单侧的路缘带宽度和安全带宽度组成。
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()7.道路横断面设计的主要依据是:道路类别与等级,()交通组织方式,()规划红线宽度。
()8.城市道路平面交叉口,产生冲突点的关键是左转车流,()而直行车流和右转车流则不起影响。
()9.中小城市道路上立体交叉很少,其主要原因是:设计能力弱(),经济不足(),交通量较小()。
1、汽车车型如何分类?为什么要限制轴载?在我国路面设计方法中如何考虑轴载?答:(1)道路上通行的汽车主要分为货车和客车两大类。
货车分为整车,牵引式拖车,和牵引式半拖车;客车分为大客车,中客车,小客车。
交通调查中,一般将汽车分为八类:大型货车,中型货车,小型货车,大型客车,小型客车、拖挂车,集装箱,大中型拖拉机。
汽车按轴型(轮轴的组合型式)分类,大致可以将行驶在道路上的车辆分为三大类:固定车身类、牵引车类、挂车类。
(2) 汽车的重量通过车轮传递给路面,轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载能力和结构强度,为了保护路面结构不因超载而破坏,许多国家对汽车的轴载都有限制;(3) 我国路面设计方法中,一般以后轴重100kn作为标准轴载,表示为BZZ—100,低等级公路也可以采用后轴重60kn作为标准轴载,表示为BZZ—60;把不同类型的轴载作用次数换算为标准轴载的作用次数,应遵循两项原则:其一,换算以达到相同的临界状态为标准;其二,对某一交通组成,不论以哪一种标准轴载进行轴载换算,由换算所得的轴载作用次数计算的路面厚度应相同。
路面结构设计和验算使用的交通量是标准轴载累计作用次数。
实际计算时,对沥青路面,只将轴载大于25kN的汽车计入;对水泥混凝土路面,只将大于40kN的单轴和80kN的双轴的汽车计入,小汽车,小客车对标准轴载的影响极小,可以忽略不计。
2、双层、三层弹性体系应力、应变位移分析的基本原理及其存在的问题,哪些方法应用这一原理?(1) 基本原理:在求解弹性层状体系应力与位移时,采用下列四条基本假设:a. 各层都是由均质的各向同性的材料组成,用弹性模量E和泊松比来表征;b. 假定土基在水平方向和向下的深度方向为无限,其上各弹性层为厚度有限,水平方向为无限;c. 假定路面上表层作用有垂直荷载和水平荷载,认为水平方向的无限远处和最下一层向下的无限深处的应力和位移等于零;d. 各层间接触面上采用完全连续或完全光滑的假定;根据以上假定,按柱坐标系采用弹性力学中的几何方程,物理方程,平衡微分方程,利用应力函数和汉克尔变换方法,可以解出弹性层状半空间体系中应力和位移分量的一般表达式;然后根据相应的边界条件和层间结合条件,可以确定一般表达式中的待定积分常数。
(2) 存在的问题:我国多年的研究和实践表明,弹性层状体系理论公式是基本适用的,但是由于路面各层材料的力学性质、路面各层之间的接触情况以及实际荷载情况等与理论假设不完全一致,而且路面材料和土基模量的测定方法也不能充分反映它在结构层中的实际工作状态,造成理论计算值与实际值存在偏差;而且,由不同材料结构层和土基组成的路面结构,在荷载作用下其应力应变关系一般呈非线形特征,且形变随荷载作用时间而变化,同时,应力卸除后常有一部分变形不能恢复。
因此,严格地说,柔性路面在力学性质上属于非线形的弹—粘—塑—性体。
(3) 壳牌(SHELL)设计法、前苏联柔性路面设计新法以及我国柔性路面设计法均采用这一原理(三层弹性体系)。
粘弹性体:材料在外力作用下产生变形缓慢增加,撤除外力后变形缓慢回复,这种加-卸荷过程中变形不随外力即时达到平衡而有所滞后的现象称为延迟弹性,也称粘弹性。
3、简要说明下列各种力学模型,以适当的曲线(—)或(— t)描述它们的特性。
A线形弹性体 B非线形弹性体 C粘弹性体 D弹性塑性体线形弹性体:应力应变呈直线关系,见图a非线形弹性体:应力应变呈曲线变化,见图b弹塑性体:在加载、卸载过程中,有不可恢复的塑性变形,见图c粘弹性体:应力、应变随时间变化,见图dσσ线形弹性体非线形弹性体图a 图bσσ(ε )0 εeε塑性变形弹塑性体粘弹性体图c 图d4、试分析面层厚度和模量、基层厚度对面层底面拉应力的影响。
如何指导设计?(假设层间完全连续)(提示:利用应力—模量、厚度分布曲线)在垂直荷载作用下,面层底面的径向应力并非都是拉应力。
面层较薄而相对刚度较小时,可能出现压应力。
面层厚度较厚和相对刚度较大时,便出现拉应力。
它随面层的厚度和刚度的增大而增大,特别是面层的刚度很大时,面层底面的拉应力随面层的刚度的增大而急剧增大。
底面最大拉应力的位置,一般在荷载面的中轴处,对于双圆荷载,也是在某一荷载面的中轴处,但在面层很厚时,最大拉应力的位置随着层的增加而移向双圆荷载面的对称轴处。
当面层较薄时,其底面也会出现较大的径向拉应力。
5、何为路面的结构损坏和路面的功能损坏?简述其发展过程及其相互之间的联系。
结构性破坏∶整个道面结构或某些组成部分已经不能再承受荷载作用的破坏,如断裂等;一般要彻底翻修。
功能性破坏∶道面结构在使用过程中,在荷载和自然因素的多次循环重复作用而出现的使用品质的逐渐降低,如车辙的加深,平整度和抗滑性能的降低,一般可通过维修而恢复。
特点:不一定同时发生,但都是经逐渐累积而成。
功能性破坏一般可通过维修而恢复; 结构性破坏一般要彻底翻修。
6、试述弹性层状体系的边界条件,层间完全连续和层间完全光滑分别应满足的条件怎样确定?(请分析我国沥青路面设计采用完全连续体系的合理性。
请举例说明提高沥青路面层间连续状况的技术措施。
)弹性层状体系的边界条件:在水平方向无穷远处和垂直方向无限深处的应力和位移都等于0。
在弹性层状体系中,顶面的边界条件:⎪⎩⎪⎨⎧=-===0)()(11j zr j z p τσ 在第j 层和第j+1层之间的结合面上,若这两层是完全连续,则连续条件:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====++++1111)()()()()()()()(j j j j j zr j zr j z j z w w u u ττσσ,若这两层是完全光滑,则光滑条件:⎪⎩⎪⎨⎧====+++111)()(0)()()()(j j j zr j zr j z j z w w ττσσ,在地基向下的无限深度和水平方向的无限远处,应力与位移都趋向于0,即0),,,,(=∞→∞→z r zr z w u τσσϑ7、试分析轴重的改变、轮胎压力的改变对路面面层强度与结构层总厚度的敏感性。
(提示:可利用应力—深度分布曲线)在刚性路面中,路面厚度随着轮胎压力的增大,轴重的增加而增加,计算表明,轮胎压力增大70kpa ,则需增加板厚约0.5cm 。
在沥青路面中,垂直应力的大小取决于荷载轮胎压力的大小,轮胎压力对表层的垂直应力影响很大,当深度达90cm (3.6in.)以下时,轮胎压力对垂直应力就没有影响了。
因此,为适应高压轮胎的作用,沥青路面上层应采用高质量的材料。
轮胎数量对沥青路面体系的垂直应力也有影响,采用双轮比单轮(即轴重减少)可以显著改善路面体系的垂直应力状态。
而沥青路面所需的总厚度,受轮胎压力的影响不大。
8、试简述威斯特卡德荷载应力公式阿灵顿试验修正的主要内容,修正后公式的实用性。
(第九章3)1930年美国在阿灵顿进行了混凝土路面足尺试验,通过试验,对应力计算公式进行了修正。
【1】荷载作用于板中阿灵顿试验发现,实测的板中应力值比板中加载的威斯特卡德应力计算公式计算的结果小。
这是因为地基反力同挠度相比更加集中于荷载的周围,并不像温克勒地基假设那样,地基反力和挠度成正比。
因此,荷载附近反力增加,板体的挠度和应力就略有降低。
布拉德伯利和凯利都提出了板中的板底最大应力修正公式,其结果分别是威斯特卡德公式的87%~91%,72%~82%。
【2】荷载作用于板边在没有翘曲的情况下,对于常用的轮印,实测应力与理论计算结果很一致;假如a值较大,则实测应力大于理论计算结果;假如a较小,则实测应力小于理论计算结果,但差异很小。
在白天有翘曲的情况下,对于常用的轮印,实测应力略大于理论计算结果;在夜晚有翘曲的情况下,对于常用的轮印,实测应力明显大于理论计算结果。
凯利提出了修正,修正后的计算公式所得结果比威氏结果大6%~17%。
【3】荷载作用于板角阿灵顿试验表明,在正常气候条件下,在白天,板角向下翘曲,板与地基保持接触的条件下,实测应力与威斯特卡德理论计算结果完全一致。
但在夜间,板角向上翘曲时,实测应力比威斯特卡德理论计算结果高出很多。
且大于布拉德伯利提出的修正公式。
他的修正公式相当于将原来板角附近的反应模量减少为原有的四分之一,以此提高混凝土路面板的应力。
9、机场道面、道路道面各有什么特点,两者在功能和构造方面有什么主要区别?各自的设计原理和方法有什么相同点和不同点?(1)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。
机场道面是提供适合当地自然环境条件,满足飞行使用要求的道面结构;道路道面主要是满足人、车使用要求的道面结构。
(2)在功能上,由于飞机运行方式对安全使用的要求高,机场道面要求比道路道面具有更好的抗滑性能,更好的稳定性,更好的平整度,快速的排水能力以及耐久性;在构造上,由于飞机荷载重量和轮胎接地压力远大于车辆荷载等原因,所以要求机场道面的厚度更厚,面层材料质量更好,这样才会有更高的承载能力。
(3)相同点:公路路面所用的设计原理同样可以用于机场道面,在水泥混凝土路面设计中,荷载应力都是采用弹性地基上的弹性薄板理论和考虑接缝传荷能力的有限元法计算;在沥青混凝土路面设计中,都是采用弹性层状体系理论分析。
不同点:虽然它们考虑的主要因素基本相同,但每一因素所选定的数值相差很大。
飞机的总质量远大于汽车质量,机场道面实际作用的飞机荷载较公路路面的汽车荷载也大得多,同时飞机胎压也远大于汽车胎压,但是机场道面的荷载实际作用次数远小于公路道面的作用次数,一般到达2~8万次,而公路路面的实际作用的标准轴载次数达到100~1700万次。
而且它们设计考虑荷载的方法也不同。
公路选择有代表性的汽车后轴作为标准轴载(用BZZ-100表示),其它轴载的作用次数按照一定的方法换算成为该标准轴载的作用次数。
而在机场道面设计中,在预计使用的飞机中,以运行次数最多和主起落架轮载较大的机型作为设计机型,其主起落架上的一个机轮的动荷载即为设计荷载,当道面供多种飞机混合使用时,应以设计飞机为换算标准,按换算公式将其它飞机换算为设计飞机的平均当量运行次数。
在公路路面设计中采用的是移动荷载,而在机场跑道中部采用移动荷载,端部采用静荷载,因此跑道端部的厚度大于中部的厚度。
由于飞机的左右偏离,要考虑它的横向偏离对荷载重复作用次数的影响。
Answer: (1) 考虑的主要因素基本相同,但数值相差较大(2) 机场道面除了强度和刚度、良好的稳定性(高温、低温及水稳定性)、表面平整性、表面抗滑性、耐久性的要求外,还必须表面洁净。
(2)飞机重量远大于汽车(3)公路荷载的重复次数远大于机场荷载的重复次数(机场为2000~40000)(4)轮胎压力差别大(5)设计考虑荷载的方法不同,公路选择有代表性的汽车轴载作为标准轴载,其它轴载的作用次数按照一定的方法换算为该标准轴载的作用次数;而机场道面则选取该机场最重的飞机轮载作为设计标准。