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一、复习要点：第一篇第1章绪论考核要求：1、了解道路运输在国民经济中的地位，五种运输方式及特点。
2、了解我国道路的发展现状及发展规划。
3、理解划分道路等级的依据及等级划分。
4、理解道路可行性研究、设计任务书、设计阶段及适用条件。
5、理解设计车辆、设计车速、交通量、通行能力等道路设计依据。
知识点：1．什么是道路？包括哪些实体？道路设计有哪两大方面？答：道路是带状的三维空间人工构造物，包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道等工程实体。
道路设计要从几何和结构两大方面进行研究。
2．道路的等级和规模取决于什么？道路几何设计的意义如何？答：道路的等级和规模不取决于构造物的结构如何，而是取决于几何构造尺寸，一是道路宽度的构成，二是线形的几何构成。
道路几何设计的意义在于：（1）几何构造尺寸是伴随道路全部设计和施工的基础；（2）几何构造尺寸决定了车辆行驶的安全性、舒适性及道路建设与运营的经济性；（3）几何构造尺寸决定了道路的等级与规模。
3．道路几何设计中要综合考虑哪些因素？答：道路几何设计中要综合考虑如下因素：（1）汽车在运动学及力学方面是否安全、舒适；（2）视觉及运动心理学方面是否良好；（3）与环境风景是否协调；（4）从地形方面看在经济上是否妥当。
4．道路的分级按技术标准公路是如何分级的？各有何特点？答：根据交通部2004—03—01实施的《公路工程技术标准》JTG B01—2003(以后简称《标准》)将公路根据使用任务、功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。
（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。
（2）一级公路为专供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。
（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。
（4）三级公路为供汽车行驶的双车道公路。
（5）四级公路为供汽车行驶的双车道或单车道公路。
按行政管理体系公路是如何划分的？有和意义？答：按行政管理体制根据公路的位置以及在国民经济中的地位和运输特点分为：国道、省道、县乡(镇)道、及专用公路。
（江南博哥）[单选题]1.基层和底基层现场施工中碾压后要及时检测压实度，测定含水率与规定含水率的误差应不大于（）。
A.1％B.2％C.3％D.4％参考答案：B参考解析：JTG/T F20《公路路面基层施工技术细则》P62，8.4.6规定：应在现场碾压结束后及时检测压实度。
压实度检测中，测定的含水率与规定含水率的绝对误差应不大于2％；不满足要求时，应分析原因并釆取必要的措施。
[单选题]3.无机结合料稳定材料强度试验的成型试件为（）。
A.1：1的圆柱形试件B.1：1.5的圆柱形试件C.立方体试件D.1：1.5的长方体试件参考答案：A参考解析：JTG/T F20《公路路面基层施工技术细则》P13，条文说明：碾压贫混凝土强度试验的标准试件尺寸与无机结合料稳定中、粗粒材料相同，均为1：1的圆柱形试件，其目的是为了便于工地试验室的操作。
[单选题]4.基层抗冻性试验过程中，试件的平均质量损失率不应超过A.3％B.4％C.5％D.6％参考答案：C参考解析：参见JTG E51－2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》P147，4.4的规定：如试件的平均质量损失率超过5％，即可停止其冻融循环试验。
[单选题]5.对于极重、特重交通荷载等级的底基层，应由不少于（）种规格的材料掺配而成。
A.3B.4C.5D.6参考答案：B参考解析：参见JTG/T F20－2015《公路路面基层施工技术细则》P9，3.8.1规定：对一般工程科选择不少于3档备料，对极重、特重交通荷载等级且强度要求较高时，为了保证级配的稳定，宜选择不少于4档备料。
[单选题]6.二级及二级以下公路的底基层无机稳定中、粗粒材料，其压实标准为（）。
A.≥93％B.≥95％C.≥97％D.≥98％参考答案：B参考解析：JTG/T F20《公路路面基层施工技术细则》P31，表519底基层材料压实标准规定。
[单选题]7.水泥稳定材料的水泥剂量是指水泥质量占（）的百分比。
第一章总说明1.道路修建意义公路是经济建设的先行设施，正如民间谚语所说：“要致富，先修路；小路小富，大路大富，快路快富。
”同时，相比于其他的运输方式，公路具有机动灵活、受交通设施限制少、适应性强、服务面广、投资少、资金周转快等特点。
它对商品流通、发展经济、巩固国防、建设边疆、开发山区和旅游事业的发展等方面都有巨大的作用。
该公路位于四川省内江市。
公路沿沱江修筑，主要任务是运输及与加强各村落间以及村落与附近城镇的联系，同时为沱江沿线的工农业生产服务。
沿江道路可以充分发挥港口的优势，使水陆运输相结合，加强沿江地区和外界的物资交流。
可以达到方便工农产品的运输，提高村民的出行便捷度的目的。
2.初始资料（1）CAD地形图比例尺1:1000（2）线路起点中心坐标为B0+000（3）根据调查起始年平均日当量轴次为400辆，预测年平均增长率为6.5%。
（4）公路等级为三级，设计年限8年。
3.道路等级论证老师给定三级公路。
4.地形地貌描述该地区属于公路自然区划Ⅳ4区，内江市属亚热带湿润季风气候。
受盆地和本地自然环境的影响，具有气候温和、降雨量丰富、光热充足、无霜期长的特点。
冬暖夏热，雨量适中。
平均年温15℃~28℃，一月均温6℃~8℃，七月均温26℃~28℃，最高气温可达41℃，最低气温-5.4℃，活动积温5598℃左右。
热量资源比较丰富，常年平均太阳总辐射为89.6千卡/平方厘米，年总日照时数1100-1300小时，无霜期达330天。
全年有霜日数一般为4-8天左右。
灾害性天气以旱为主，旱涝交错出现；春夏秋冬，低温、风、暴雨时有发生，绵雨显著。
全年气温有明显的冬干春旱现象，同时，夏旱伏旱的现象也时有发生。
历史上有“十年一大旱，五年一中旱，三年两头旱，插花干旱年年现”之说。
年相对温度在80%左右。
年降雨量1000毫米上下，多分布在夏季，约占全年雨量的60%，高温期与多雨季节基本一致，春季约占17%，冬季仅占4%。
内江市地处四川省盆地中部丘陵为主，东南、西南面有低山环绕。
8.6 新建路面设计8.6.1设计指标1）路表容许弯沉值l R作为路面结构整体刚度、强度、承载能力的控制指标：l S≤l R（8-22）式中l S—路表面实际回弹弯沉值。
2）沥青面层和整体性基层底面容许弯拉应力σR作为验算指标：σr≤σR（8-23）式中σr—路面结构层最大弯拉应力。
3）高温季节沥青材料面层容许剪应力τR作为验算指标：τa≤τR（8-24）式中τa—面层破裂面上剪应力。
公路设计时只进行路表容许弯沉值（设计弯沉值）计算，整体性基层底面容许弯拉应力验算。
城市道路设计时按上述三项指标进行计算和验算。
8.6.2设计弯沉值确定1）路表弯沉的变化规律道路建好后路表弯沉的变化规律见图8-26，图中纵坐标是以竣工后第一年不利季节弯沉l0为基数的相对弯沉。
路表弯沉变化分为三个阶段。
第一阶段——路面竣工后第一、二年。
由于交通荷载的压密作用以及半刚性基础材料强度的增长，路表弯沉逐渐减少，在竣工后第二年达到最小值。
第二阶段——路面竣工后两至四年。
由于在交通荷载的重复作用、水温状况变化以及材料不匀等因素影响下，路面结构内部的微观缺陷扩散，形成小范围局部破损，使结构整体刚度下降、弯沉增大。
该阶段弯沉不断增大为主要特征。
第三阶段——路面竣工后三四年至路面达到极限破坏状态。
该阶段路面结构刚度达到较低水平的新的相对稳定，路表弯沉进入一个比较稳定的缓慢发展阶段，即结构疲劳破坏的稳定发展阶段，一直延续至出现疲劳破坏。
图8-26 弯沉逐年变化曲线2）容许弯沉值l R按沥青路面的外观，将沥青路面的外观状况分为五个等级，见表8-14。
表8-14 沥青路面外观等级划分标准第四级作为路面达到临界破坏状态，路面处于使用期末，此时不利季节实测路表弯沉与该路面经受的标准轴载之间存在良好的对数关系，见图8-27。
将路面使用期末，在标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值定义为容许弯沉值l R。
图8-27 一级公路沥青路面容许弯沉试验结果3）设计弯沉值l d路面使用期末的弯沉值与竣工时的弯沉值不同，因此不能直接用容许弯沉值作为竣工时验收的标准。
半刚性基层材料设计龄期为6个月，接近路面竣工后第一个不利季节，路面竣工后第一年不利季节的弯沉值与最大刚度状态对应的弯沉值接近，因此将路面竣工后第一年不利季节的路面状态假定为路面整体结构的最大刚度状态和路面结构的设计状态，设计弯沉值l d与竣工验收弯沉值l0及容许弯沉值l R之间关系为：l d =l 0=l R /A T （8-25）式中 A T —相对弯沉变化系数，A T =1.2。
观测资料分析得到容弯沉值与标准轴载累计作用次数的关系：b sc ed A A A N l 2.0600-= （8-26）式中 l d —路面设计弯沉值，0.01mm ；N e —设计年限内一个车道累计当量轴载；A c —公路等级系数，高速公路、一级公路A c =1.0；二级公路A c =1.1；三、四级公路A c =1.2；A s —面层类型系数，沥青混凝土路面A s =1.0；热拌沥青碎石路面、上拌下贯式路面A s =1.1；沥青表面处置A s =1.2；中、低级路面A s =1.3； A b —基层类型系数，半刚性基层、底基层总厚度≥20cm ，A b =1.0；柔性基层、低基层A b =1.6。
目前，城市道路设计规范仍然采用容许弯沉值作为柔性路面厚度设计时的控制的路表弯沉值。
许多城市道路采用公路规范进行路面结构设计。
8.6.3轴载换算我国公路沥青路面设计规范（97规范）提出的轴载换算公式： 1）以设计弯沉值为指标以及验算沥青面层层底弯拉应力∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i i i P P n C C N 135.4,2,1 （8-27）式中 N —标准当量轴次，次/d ；n i —换算车型各级轴载作用次数，次/d ； P —标准轴载，kN ；P i —换算车型的各级轴载，kN ，P i >25；C 1,i —轴数系数。
轴距>3m ，按单轴计算，C 1,i =m （轴数）；当轴距<3m ，按双轴或三轴计算，C 1,i =1+1.2(m-1)；C 2,i —轮组系数，单轮组C 2,i =6.4，双轮组C 2,i =1， 四轮组C 2,i =0.38。
2）进行半刚性基层层底弯拉应力验算∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i i i P P n C C N 18,2,1''' （8-28）式中 P i —换算车型的各级轴载，kN ，P i >50kN ；C ’1,i —轴数系数。
轴距>3m ，按单轴计算，C ’1,i =m （轴数）；当轴距<3m ，按双轴或三轴计算，C ’1,i =1+2(m-1)；C ’2,i —轮组系数，单轮组C ’2,i =18.5，双轮组C ’2,i =1.0， 四轮组C ’2,i =0.09。
8.6.4路面弯沉计算计算包括理论弯沉l 、实际弯沉l S 和设计弯沉值l d 计算与确定。
1）理论弯沉计算l211''2k k E p l l l l αααδ== （8-29）2）实际弯沉计算l S理论计算得到的路表回弹弯沉与路面实际弯沉值有出入，必须进行修正，采用弯沉综合修正系数进行修正。
36.0038.01200063.1'2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫⎝⎛=⋅=⋅=p E l F E p F l F l s l s δαδ（8-30）式中 F —综合修正系数。
路面设计时l S ≤l d ，取l S =l d ，则：36.0038.0200063.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫⎝⎛=p E l F d δ （8-31）理论弯沉系数为：Fp E l d l δα2'1=（8-32） 用途：已知l d ，利用综合修正系数F 求路面结构厚度。
例如，新建道路设计时，已知路面结构层参数，采用上式可以计算路面结构某一层结构的厚度。
3）多层体系换算实际路面结构层往往多于三层，利用三层体系计算图必须进行等效换算成当量三层体系（采用专用程序APDS97计算，不需要换算），即：保持面层的模量E 1和厚度h 1不变，路基模量E 0不变，其间各层利用下式换算为模量与第二层模量相同的等效层，见图8-28。
∑-==124.22n i ii E E h H （8-33） 图8-28 等效路表回弹弯沉的结构层换算4）路基土和路面材料的回弹模量 （1）路基土回弹模量值E 0路基土回弹模量值E 0取决于土的类型、性质、湿度和密度。
路面设计时采用最不利季节实测确定，通常采用经验方法或查表：bc a w AK E =0 （8-34）式中 K —土的压实度；w c —土的稠度；A 、a 、b —随地区和土的类型而异的试验参数。
路面设计过程中通常根据自然区划、土性及稠度查表确定值E 0。
高等级公路通常采用低剂量石灰处理（石灰含量4%~7%）土基，路基回弹模量E 0大幅度提高，可达到200~250MPa 。
（2）路面材料回弹模量值路面材料回弹模量值受材料来源、组成、施工工艺、气候等影响，应根据现场具体条件试验确定。
高等级道路，在初步设计阶段，对拟选材料在选定配合比基础上按道路有关试验规程实验确定；在工程可行性研究阶段及其他道路的初步设计阶段可以查表确定。
表8-15-1 沥青混合料设计参数表8-15-2 基层设计参数注：路面设计时，弯沉计算中沥青混合料采用20︒C时的抗压回弹模量；对于半刚性材料中水泥稳定类粒料和细粒土，采用龄期为3个月的抗压回弹模量，对于石灰粉煤灰稳定粒料或细粒土、石灰稳定材料，采用龄期为6个月的抗压回弹模量。
表8-15-3 碎、砾石土的设计参数例1：已知l d =0.39mm ，选用BZZ −100为标准轴载，p =0.7MPa ，δ=10.65cm 。
根据l d 确定第三层水泥稳定砂的厚度。
表1 路面结构层参数解：按设计弯沉计算路面厚度：1）计算综合修正系数63.07.03965.10200010039.063.1200063.136.038.036.0038.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎭⎫⎝⎛=p E l F d δ2）计算αl ’98.463.065.107.021200039.02'1=⨯⨯⨯⨯==F p E l d l δα3）进行3层体系换算h 1=4cm E 1=1200MPah =h 1=4cm E 1=1200MPah 2=6cm E 2=800MPa h 3=? E 3=1500MPa ⇒H =?cm E 2=800MPah 4=15cm E 4=400MPaE 0=39MPa E 0=39MPa图1 弯沉3层体系换算图 h /δ=4/10.65=0.38 E 2/E 1=800/1200=0.67 查图得：α=7.3 h /δ=4/10.65=0.38 E 0/E 2=39800=0.05 查图得：k 1=1.068.00.13.798.4'12=⨯==k k l αα k 2=0.68 h /δ=0.38 E 0/E 2=0.05 查图得：H /δ=3.4，H =3.4⨯10.65=36.2cm3424.24.234.223.124.148004001580015006h h E E h H i i i +=⨯++==∑=h 3=14.6cm 取h 3=15cm 。
8.6.5路面结构层的应力验算及防冻层厚度检验1）路面结构层弯拉应力验算路面结构层在交通荷载作用下层底面产生弯拉应力应满足（8-9）要求。
（1）结构层弯拉应力计算路面结构层在交通荷载作用下层底面产生弯拉应力可以采用程序（APDS97）计算，也可采用三层体系诺模图计算。
2122221111n n p m m p r r r r r r σσσσσ==== （8-35）式中 σr1—三层体系上层底面弯拉应力；σr2—三层体系中层底面弯拉应力。
⎺σ、m 1、m 2、n 1、n 2—查三层体系上层、中层底面弯拉应力系数诺模图。
（2）多层路面换算采用三层体系计算时需要将多层路面按应力相等的原则换算成上层、中层和下层半空间体的弹性三层体系，然后用三层体系诺模图计算对应层底面弯拉应力。
①上层底面弯拉应力上层指换算为三层体系的上层，见图8-29。
换算方法是：计算第x 层底面弯拉应力时，将x 层以上的各层换算为模量为E x 、厚度为h 的一层，即上层；将x+1至n-1层换算为模量为E x+1、厚度为H 的一层，即中层，换算公式为：∑∑-+=+===119.0114n x i x i xi x ii E E H E E h h （8-36）图8-29 多层体系计算上层底面弯拉应应力换算图②中层底面弯拉应力中层即为路基之上的n -1层底面弯拉应力，中层为H =h n-1，上层为n -2层和以上各层换算为模量E n-2的换算厚度，换算公式为：∑-=-=2142n i n ii E E h h （8-37） 图8-30 多层体系计算中层底面弯拉应应力换算图③结构层材料的计算模量和强度验算结构弯拉应力时，各层模量均采用抗压回弹模量。
