路基路面工程作业参考答案 联系客服

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38.什么是标准轴载?什么是车轮荷载计算图式?

路面设计以汽车双轮组单轴载100KN为标准轴载,用BZZ-100表示。若把每一侧的双轮接触面积,换算为一个当量圆,则称之为单圆荷载;若把每一侧两个轮胎相应的接触面积,分别换算为两个当量圆,则称之为双圆荷载。双圆荷载当量圆直径d和单圆荷载当量圆D

d?4P8P D??2d ?p?p我国现行路面设计规范中规定,标准轴载BZZ—100的P=25KN,p=0.7MPa,相应的当量圆直径为:D100=30.2cm,d100=21.3cm。

39.车辆对路面的作用力有哪些?

车辆的功能是保证车辆正常运行。车辆在路面上的运动状况包括停放、起动、行驶、制

动等。随着汽车在路面上运动状况的变化,作用在路面上的荷载也在不断变化。停放时,车辆作用在路面上的是垂直静压力。起动、行驶、制动时,作用在路面上的力有垂直静压力、水平力和振动冲击力等。

40.为什么要进行轴载换算?怎样进行车辆轴载换算?

在路面设计中,需要将混合交通的各种轴载和通行次数按照等效损坏的原则换算为标准轴载的通行次数。等效损坏的原理是以某一种路面结构在不同轴载作用下,达到相同损失怀程度为依据,通过室内和道路现场的重复作用试验,建立起不同轴载的作用次数Ni等效换算成标准轴载当量作用次数Ns的轴载换算公式:

Ns??Ni(式中:P—标准轴载重,P=100KN;

Pin) P

Pi?i级轴载重(KN);

?—反映轴型(单轴、双轴或三轴)和轮组(单轮或双轮)影响的系数;

沥青路面、水泥混凝土路面、半刚性路面的结构特性不同,损坏的标准也不同,因而?和n的取值各不相同。详见第47题。

n—与路面结构特性有关的系数。

41.什么是轮迹横向分布系数??

车辆在路面上行驶,其轮迹的横向分布是不均匀的。车辆在横断面上的分布规律对路面的使用状况有很大影响,轮迹集中的区域,路面损坏更快。在路面结构设计中,用轮迹横向分布系数?来反映轮迹横向分布频率的影响。

车道系数?的大小,随交通组成、车道宽度、交通组织等因素而变化。

42.怎样计算累计当量轴次Ne?

在路面结构设计中,采用年均日交通量表征道路的交通特征。根据交通分析与预测,逐年增长的交通量大致符合几何级数的规律。在整个设计年限内,设计车道上车辆荷载重复作用的累计当量轴次按几何级数求和,计算公式为:

Ne?[(1??)t?1]?365?N1?

式中:Ne—设计年限内的累计当量轴次(次);

t—设计年限(年);

N1—设计初始年双向年均日当量轴次(次);

;?—设计年限内交通量的平均年增长率(%)

?—车道系数。

43.怎样对路面进行分类和分级?

按路面结构在行车荷载作用下的力学特性分为柔性路面、刚性路面、半刚性路面三类。

①柔性路面:刚度较小,在车辆荷载作用下产生较大的垂直变形,抗弯拉强度较低。主要靠抗压强度和抗剪强度承受行车荷载。

②刚性路面:指水泥混凝土路面,处于板体工作状态,竖向变形较小,刚度和抗弯拉强度较高。主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受行车荷载,通过板体的扩散分布作用,向其下部各结构层传递的单位压力比柔性路面小的多。

③半刚性路面:用石灰、水泥等无机结合料处治的稳定类(土或碎、砾石)铺筑的基层。前期具柔性路面的力学性质,后期强度和刚度有较大幅度增长,但仍远小于水泥混凝土路面。把这种基层和铺筑在其上面的沥青混合料面层统称为半刚性路面。

公路路面按公路等级和服务能力分为高级路面、次高级路面、中级路面、低级路面四个级别。

44.路面基层有哪些类型?

主要有无机结合料稳定类基层(半刚性基层)和碎、砾石基层两大类。

无机结合料稳定类基层:①水泥稳定土(包括水泥粒料和水泥土);②石灰稳定土(包括石灰粒料和石灰土);③水泥石灰综合稳定土;④石灰工业废渣稳定土。

碎、砾石基层:①级配型粒料(包括级配碎石和级配砾石);②嵌锁型粒料(包括填隙碎石、泥结碎石、泥灰结碎石和沥青稳定碎石)。

另外,贫水泥混凝土、碾压式混凝土等也是非常优质的基层材料。

45.垫层有哪几种类型?

垫层按其所起的作用分为排水垫层、隔离垫层、防冻胀垫层等。 ①排水垫层:排除渗入基层和垫层的水分,防止路基过湿而影响路基路面的强度和稳定性。一般采用砂砾碎石等松散颗粒材料。

②隔离垫层:隔断地下水向路面结构层内移动。一般采用粗粒料或土工合成材料。

③防冻胀垫层:在季节性冰冻地区,需要考虑防冻胀最小厚度要求。防冻胀垫层应选用隔温性能良好的粉煤灰、炉渣及矿渣等。

46.半刚性基层有哪些特点?

半刚性基层是指用石灰、水泥以及工业废渣作结合料的稳定土(包括粗粒土、种粒土和细粒土)铺筑而成的基层。这类基层在完工初期具有柔性材料的工作特性,随着龄期的延长,强度逐渐提高,刚度逐渐增大,板体性增强。它的最终强度刚度、弹性模量比不掺水泥或石灰要大几倍,但比水泥混凝土要小得多,故称为半刚基层性。

47.在沥青路面和水泥路面的结构设计中,分别怎样进行轴载换算?

⑴在沥青路面结构设计中:

①当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)Pi的作用次数ni均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N。

N??C1C2ni(i?1kPi4.35) P式中:N—标准轴载的当量轴次,次/日;

ni—被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;

P—标准轴载,KN;

Pi—被换算车辆的各级轴载,KN;

k—被换算车辆的类型数;

C1—轴数系数,C1?1?1.2(m?1),m是轴数。当轴距大于3m时,按单独

的一个轴载计算,当轴距小于3m时,就考虑轴数系数;

C2—轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38。

②当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50KN的各级轴载(包括车辆的前、后轴)Pi的作用次数ni,均按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N?。

PN'??C'1C'2ni(i)

Pik8式中: C1—轴数系数,C1?1?2(m?1);

??

?单轮组为1.85,双轮组为1.0,四轮组为0.09。C2—轮组系数,

⑵在水泥混凝土路面结构设计中:

凡是两轴六轮及两轴六轮以上车辆包括前后轴均应换算成标准轴载。对于两轴四轮以下

车辆,因其轴载在混凝土板内产生应力很小,引起的疲劳损坏可以忽略不计。

PNs??Ni?i(i)16

100i?1n式中:Ns—100kN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数;

Pi—单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组成或三轴-双轮组轴型i级轴载的总

重(kN)

n— 轴型和轴载级位数;

Ni—各类轴型i级轴载的作用次数,次/d;

?i—轴-轮型系数,单轴-双轮组,?i=1;单轴-单轮,?i=2.22×103Pi?0.43;

?5?i=1.07×10双轴-双轮组,

Pi?0.22;?i=2.24×10?8Pi?0.22三轴-双轮组,

48.什么是抗拉强度结构系数?怎样计算?

沥青混合料的抗拉强度是又一次作用的极限破坏荷载测定的。再重复荷载作用下,破坏

荷载就会减小,抗拉强度也会减小。沥青混凝土抗拉强度要除以一个大于1的系数,并随荷载重复作用的次数增加而增大,从而使其强度受到相应的折减,这个系数便是抗拉强度结构系数。抗拉强度结构系数Ks与重复荷载作用次数Ne的关系及计算式如下:

对沥青混凝土面层

Ks?0.09Aa.Ne0.22/Ac

对无机结合料稳定集料类

Ks?0.35Ne0.11/Ac

对无机结合料稳定土类

Ks?0.45Ne0.11/Ac

式中: Aa—沥青混合料级配的系数,细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混