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1、1.试从材料，物理力学特性，行车性能和设计控制指标各方面讲述柔性路面与刚性路面的区别。材料方面：柔性路面主要包括各种用沥青处理和未经沥青处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构；刚性路面主要材料是水泥混凝土物理力学特性方面：柔性路面的总体结构刚度较小，在车辆荷载作用下产生较大的竖向弯沉，路面本身的抗弯拉强度较低，通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的单位压力；刚性路面的抗压强度高，抗弯拉强度高，具有较高的弹性模量，呈现较大的刚度，车辆荷载作用下，结构层处于板体工作状态，竖向弯沉较小，路面主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载，通过 板体的扩散分布作用
2、，传递给基础上的单位压力较柔性路面小的多行车性能：柔性路面具有与轮胎的附着力较好、高度减震，路面平整、无裂缝或接缝、柔韧舒适、货物损失率低、噪音小等优点；刚性路面有接缝，这些接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响行车的舒适性,有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利设计控制指标：柔性路面中高速公路、一级公路、二级公路的路面结构，以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层层底弯拉应力、半刚性材料基层弯拉应力为设计指标。三、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标；刚性路面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 路面是在路基顶面的行
3、车部分用各种混合料普筑而成的层状结构物。柔性路面：结构整体刚度较小，弯沉变形较大，路面结构抗弯抗拉较低，土基承受较大的单位压力，路基路面结构主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的作用。包括各种用沥青处理和未经处理的粒料基层和各种沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。柔性路面理论采用多层弹性层状体系理论为基础，以路表回弹弯沉值为设计控制指标，并对层底弯拉应力和上层破裂面剪应力进行验算的设计方法。刚性路面：抗压、抗弯拉强度高、弹性模量高，在车辆荷载作用下，水泥混凝土结构层处于板体工作状态，竖向弯沉小，路面结构主要靠水泥混凝土的抗弯强度承受车辆荷载，通过板底扩散分布作用传递。主要指用水泥
4、混凝土做面层或基层的路面结构。刚性路面理论采用弹性半无限地基上小挠度薄板理论为基础，以混凝土疲劳强度为控制指标，采用有限元位移法分析结果进行设计。半刚性路面：用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或碎（砾）石修筑的基层，前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的增长，但是最终的强度和刚度仍远小于水泥混凝土。 疲劳破坏：在应力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大，最终导致结构破坏。2.什么是标准轴载的当量轴次，它与哪些因素有关？道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数；按照弯沉等效或拉应力等效的原则，将不同车型、不同轴载作用次数换算成与标准轴载1
5、00KN相当的轴载作用次数。 在重复荷载作用下，路基路面材料的变形有何规律性？弹性材料承受重复应力作用时，呈现材料的疲劳性质，即材料的强度随着荷载重复次数的增加而降低；弹塑性材料受重复应力作用时，呈现变形的积累，即变形逐渐增大。土基在反复作用下一种塑性变形量会越来越小，直至稳定。另一种则产生剪切破坏。3.试述地下水对路基的影响和气温对路面的影响。温度和湿度是对路基路面结构有重要影响的自然环境因素。路基土和路面材料的体积随路基路面结构内温度和湿度的升降而引起膨胀和收缩，因此材料涨缩也是变化的，如果不均匀的胀缩受到约束而不能完全实现时，路基和路面结构内便会产生附加应力，即温度应力和湿度应力。大气的
6、温度在一年四季和一昼夜之间发生着周期性的变化，受大气直接影响的路面温度也相应地在一年之间和一日之间发生着周期性的变化。面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化呈周期性变化，升降的幅度随深度的增加而减小，其峰值的出现时间也随深度的增加而滞后。影响路面结构内温度状况的因素很多，可分为外部和内部两类。外部条件主要是气象条件，以太阳辐射和气温起决定路面温度状况的最重要的因素；内部因素则为路面各结构层材料的热物理特性参数。地下水对路基湿度的影响随地下水位的高低与土的性质而异。大气湿度的变化，通过降水、地面积水和地下水浸入路基路面结构，是自然环境影响的另一个重要方面。它除了影响路基土湿度的变化，使路基产
7、生各种不稳定状态之外，对路面结构层也有许多不利的影响。路基路面结构的强度、刚度及稳定性在很大程度上取决于路基的湿度变化。4.路面材料按形态与成型性质如何分类？按其分类，各种材料的应力-应变特征是什么？路面材料，按其不同的形态及成型性质大致可分为三类：松散颗粒型材料及块料；沥青结合料类；无机结合料类。这些材料按照不同的成型方式分为：密实型、嵌挤型和稳定型。无结合料碎、砾石材料的应力一应变特性具有明显的非线性特征，即弹性模量随偏应力的增大而减小，随侧压力的增大而增大；沥青混合料在荷载作用之下的应力一应变具有随温度和荷载作用时间而变化的特性；无机结合料混合料的应力一应变关系曲线呈现出非线性状。5.常
8、用的表征路面材料性能的力学强度特征有哪些？各表征了路面材料在什么工作状态下的强度特征？常用的表征路面材料性能的力学强度特征有：抗剪强度、抗拉强度、抗弯强度、应力-应变特性。分别表征： 受弯曲工作状态。路面结构层因抗剪强度不足而产生破坏的情况有以下三种：路面结构层厚度较薄，总体刚度不足，车轮荷载通过薄层结构传给土基的剪应力过大，导致路基路面整体结构发生剪切破坏；无结合料的粒料基层因层位不合理，内部剪应力过大而引起部分结构层产生剪切破坏；面层结构的材料抗剪强度较低，如高气温条件下的沥青面层；级配碎石面层等，经受较大的水平推力时，面层材料产生纵向或横向推移等各种剪切破坏。沥青路面、水泥混凝土路面及各
9、种半刚性基层在气温急骤下降时产生收缩，水泥混凝土路面和各种半刚性基层在大气湿度变化时，产生明显的干缩，这些收缩变形受到约束阻力时，将在结构层内产生拉力，当材料的抗拉强度不足以抵抗上述拉应力时，路面结构会产生拉伸断裂。用水泥混凝土，沥青混合料以及半刚性路面材料修筑的结构层，在车轮荷载作用下，处于受弯曲工作状态。由车轮荷载引起的弯拉应力超过材料的抗弯拉强度时，材料会产生弯曲断裂。6.简述路面材料的累积变形与疲劳特性，并举例说明。累积变形路面结构在荷载应力重复作用下，可能出现的破坏极限状态有二类：第一类，若路面材料处于弹塑性工作状态，则重复荷载作用将引起塑性变形的累积，当累积变形超出一定限度时，路面
10、使用功能将下降至允许限度以下，出现破坏极限状态；第二类，路面材料处于弹性工作状态，在重复荷载作用之下虽不产生塑性变形，但是结构内部将产生微量损伤，当微量损伤累积达到一定限度时，路面结构发生疲劳断裂，出现破坏极限状态。累积变形与疲劳破坏这二种破坏极限的共同点就是破坏极限的发生不仅同荷载应力的大小有关，而且同荷载应力作用的次数有关。水泥混凝土路面在重复荷载作用之下易出现疲劳破坏；沥青路面在低温环境中，基本上处于弹性工作状态，因此出现疲劳破坏，而在高温环境中，处于弹塑性工作状态，因此出现累积变形；在季节性温差很大的地区，沥青路面兼有疲劳破坏和累积变形两种极限状态；无机结合料处治的半刚性路面材料，在早
11、期（1至3个月）处于低塑性的弹塑性状态，在此之后，基本处于弹性状态，因此，在使用期间，主要的极限状态是疲劳破坏；以粘土为结合料的碎、砾石路面，由于混合料中的细粒粘土受大气湿度影响，因此路面结构处于弹塑性状态，塑性变形的累积是极限状态的主要形式。7.分析比较沥青混合料和水泥混凝土疲劳特性的异同。水泥混凝土路面在重复荷载作用之下易出现疲劳破坏；沥青路面在低温环境中，基本上处于弹性工作状态，因此出现疲劳破坏，而在高温环境中，处于弹塑性工作状态，因此出现累积变形；在季节性温差很大的地区，沥青路面兼有疲劳破坏和累积变形两种极限状态。沥青混合料疲劳特性的室内试验可以用简支小梁或圆柱体试验等方法进行。有两种
12、试验方法：控制应力和控制应变试验；水泥混凝土疲劳特性可通过对小梁试件施加重复应力来进行。由疲劳曲线，可发现如下规律：随着应力比的增大，出观疲劳破坏的重复作用次数Nf降低；重复应力级位相同时，Nf的变动幅度较大，表明试验结果离散，但其概率分布基本符合对数正态分布，因此，若要得到可靠的均值必须进行大量的试验；通过回归分析，可得到描述应力比和作用次数关系的疲劳方程；当重复作用次数为Nf=107时，应力比0.55，此时尚未发现有疲劳现象；当应力比0.75时，重复应力施加的频率对试验结果(即疲劳方程）的影响很微小。 20、附着系数路面表面必须保持足够的附着系数，这是保证正常行车的重要条件，若抗剪强度不足
13、，将会导致推挤、拥包、波浪、车辙等破坏现象。8.变异系数汽车在道路上行驶，由于车身自身的振动和路面的不平整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，时而小于静态轮载，呈波动状态。轮载的这种波动，可近似地看作为呈正态分布，其变异系数（标准离差与轮载静载之比）主要随下述三因素而变化：（1）行车速度：车速越高，变异系数越大；（2）路面的平整度：平整度越差，变异系数越大；（3）车辆的振动特性：轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数越小。正常情况下，变异系数一般均小于0.3。9.车辆分类道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。客车又分为小客车、中客车与
14、大客车，货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准。10.交通量交通量是指一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量；将车辆分成11类：小型货车、中型货车、大型货车、小型客车、大型客车、拖挂车、小型拖拉机、大中型拖拉机、自行车、人力车和畜力车；根据月分布不均匀系数、日分布不均匀系数和小时分布换算系数，将临时观测结果按相应的换算系数换算成年平均日交通量。11.轮迹横向分布车辆在道路上行驶时，车轮的轨迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摆动，由于轮迹的宽度远小于车道的宽度，因而总的轴载通行次数既不会集中在横断面上某
15、一固定位置，也不可能平均分配到每一点上，而是按一定规律分布在车道横断面上，称为轮迹的横向分布。轮迹横向分布频率曲线图形随许多因素如：交通量、交通组成，车道宽度、交通管理规则等而变化。12.冲击系数是最大峰值与静载之比。13.摩尔强度理论中材料的抗剪强度包括摩擦阻力和黏结力两部分。第十章 碎砾石路面1、碎砾石路面：通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎砾石路面等数种，这类路面通常只能用于中的等交通量的公路。2、水结碎石：是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后形成的一种结构层。3、泥结碎石：是以碎石作为集料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑成的一种结构。4、级配碎石：是有
16、各种集料和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层。5、碎砾石路面的强度构成特点是什么？影响强度的因素有哪些？应用时需要注意哪些问题？碎砾石路面结构，矿料颗粒之间的联结强度一般都要比矿料粒径本身的低昂度小得多，在外力作用下，材料首先将颗粒之间产生滑动和位移，使其失去承载力而遭破坏，因此，对于这种松散材料组成的路面结构强度，其中矿料的颗粒本身想读固然重要，但是起决定作用的是颗粒之间的联结强度。路面材料的强度由材料的黏结力和内摩阻角所表征的内摩擦力决定。在应用时，在已知矿料粒径分配情况下，应掌控好密实度，细料偏多的混合料强度和稳定性大大低于细料含量偏低的混合料。6、碎砾石材料的应力应变特征、形变累积特性？级配碎石位于不同层位时的受力特点是什么？碎、砾石材料的显著特点之一是应力应变的非线性性质，回弹模量在很大程
