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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。
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，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，回弹模量在很大程度上受竖向和侧向应力大小的影响。
侧向应力不变，回弹模量随偏应力增大而逐渐减小。
无论轴向应变大小，当侧向应力增大时，回弹模量也增大。
颗粒材料的模量决定于材料的级配、形状。
表面构造、密实度和含水量等。
一般密实度愈高，模量值愈大；
棱角多，表面粗糙者有较高模量；
当细料含量不多时，含水量仅有甚小影响。
良好级配砾石在保证良好排水条件下，当偏应力较小时，当应力作用次数达到104次时，塑性形变已基本上不发展；
但当应力较大，超过材料的耐久疲劳应力，达到一定次数后，形变随应力作用次数而迅速发展，最终导致破坏。
级配组成差的粒料，即使应力作用了很多次，仍继续有塑性形变的增长，但欲获得低的塑性形变，级配料中的细料含量必须少于获得最大密实度的含量。
对于常规高等级沥青路面结构，当级配碎石作为上基层防止半刚性基层反射裂缝时，其受力远高于传统结构中底基层时的应力水平；
级配碎石作为上基层时，其模量建议取350-550MN，此范围对应的沥青面层厚度约为5-20mm；
当级配碎石作为传统结构底基层时，模量可取150-250mPa。
7、级配碎石路面的施工工序？
（1）开挖路槽：
路槽开挖整修后，用重型压路机滚压数遍，使达到95％以上密实度；
（2）备料运料：
按施工路段长度（与拌和方法有关）分段运备材料；
（3）铺料：
先铺砾石，再铺粘土，最后铺砂；
（4）拌和和整形：
可采用平地机或拖拉机牵引多钵犁进行。
拌和时边拌边洒水，使混合料的湿度均匀，避免大小颗粒分离。
混合料的最佳含水量约为5％－9％。
混合料拌和均匀后按松厚（压实系数l.3－1.4）摊平并整理成规定的路拱横坡度；
（5）碾压：
先用轻型压路机压2－3遍，继用中型压路机碾压成型。
碾压工作应注意在最佳含水量下进行，必要时可适当洒水，每层压实厚度不得超过16cm，超过时需分层铺筑碾压；
（6）铺封层：
施工的最后工序是加铺磨耗层和保护层。
8、何谓碎石路面？
常用的碎石路面分几种类型，各有什么特点?
碎石路面：
用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。
按施工方法及所用填充结合料的不同，分为水结碎石、泥结碎石、级配碎石和干压碎石等数种。
通常用砂、砾石、天然砂石、或块石为基层，亦可直接铺在路基上。
水结碎石路面是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后而成的一种结构层。
其强度是由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用而形成的。
一般情况应全幅施工；
泥结碎石路面以碎石作为骨料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑成的一种结构。
力学强度和稳定性：
有赖于碎石的相互嵌挤作用，也有赖于土的粘结作用。
泥结碎石层施工方法有灌浆法、拌和法及层铺法三种；
泥灰结碎石路面是以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土作粘结填缝料的碎石路面。
因为掺人石灰，泥灰结碎石路面的水稳定性比泥结碎石为好；
级配砾（碎）石路面是由各种集料（砾石、碎石）和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层/基层，级配砾（碎）石路面的强度是由摩阻力和粘结力构成，具有一定的水稳性和力学强度。
9、纯碎石材料
纯碎石材料是按嵌挤原则产生强度，它的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角。
由下列三项因素构成：
粒料表面的相互滑动摩擦；
因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；
因粒料重新排列而受到的阻力。
纯碎石粒料摩阻角的大小主要取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、表面粗糙度以及施工时的压实程度。
10、土—碎（砾）石混合料
含土少时按嵌挤原则形成强度；
当含土量较多时按密实原则形成强度。
土－碎（砾）石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力的大小。
11、优质级配碎石基层
强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。
因此，对于碎石基层应保证高质量的碎石，获得高密度的良好级配和良好的施工压实手段。
级配是影响级配碎石强度与刚度的重要因素。
回弹模量是表征级配碎石刚度的重要指标及设计参数。
12、碎（砾）石路面养护
任务：
在各种交通组成和交通量的负荷下，使路面保持应有的强度和平整度；
对路面在车辆荷载与自然因素影响下产生的病害，如沉陷、松散、坑洞、车辙及裂缝等，进行事前预防及事后及时维修，使其经常保持良好的状态，以便利行车，并延长使用寿命。
方法：
在面层上加铺磨耗层和保护层。
磨耗层是路面的表面部分，用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力所引起的磨损和松散，以及大气温度、湿度变化等因素的破坏作用，并提高路面平整度；
保护层在磨耗层上面，用来保护磨耗层，减少车轮对磨耗层的磨损。
加铺保护层是一项经常性措施。
保护层厚度一般不大于1cm。
按使用材料和铺设方法的不同，分为稳定保护层与松散保护层两种。
13、水结碎石路面的碾压过程可分为稳定期、压实期、成型期。
第十二章无机结合料稳定路面
1、石灰稳定土：
在粉碎的土和原状松散的土中掺如适量的石灰和水，按照技术要求经拌和得到的拌合料。
2、水泥稳定土：
在粉碎的或原状松散的土中掺入适量水泥和水，按照技术要求经拌和得到的拌合料。
3、工业废渣稳定类基层：
用符合要求的工业废渣铺筑的路面。
4、路拌法：
指的是在路上或沿线就地用机械拌和铺摊和碾压密实而成型的施工方法。
5、厂拌法：
指的是在固定的拌和工厂或移动式拌和站拌制混合料然后送到工地铺摊碾压而成型的施工方法。
6、试分析无机结合料稳定土的收缩特性，其对道路性能有何影响，如何减轻基层的缩裂？
由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。
由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起无机结合料稳定材料体积收缩。
无机结合料稳定材料的干缩特性的大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、小于0.6mm的细颗粒的含量、试件含水量和龄期等有关；
稳定粒料类：
石灰稳定类>
水泥稳定类>
石灰粉煤灰稳定类；
稳定细粒土：
石灰土>
水泥土和水泥石灰土>
石灰粉煤灰土。
半刚性材料的外观胀缩性是固相、液相和气相三相的不同的温度收缩性的综合效应的结果。
半刚性材料温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。
原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用，必须注意养生保护。
7、试分析比较石灰土和水泥土的反应机理。
它们对土的类型和性质方面有何不同的要求？
各自的应用场合？
石灰土反应机理：
离子交换作用；
结晶作用；
火山灰作用；
碳酸化作用。
对土的要求：
粘性土为好，一般塑性指数15~20，控制土块粒径，不宜直接采用硫酸盐含量超过0.8%或者腐殖质含量超过10%的土。
应用：
石灰稳定土一般可用于各类路面的基层或者底基层。
在二级和二级以上各等级公路和冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段都不宜采用石灰土做基层和底基层，在低等级公路采用高级路面时不宜采用石灰稳定土做基层。
水泥土强度形成原理：
化学作用（水泥颗粒的水化、硬化，有机物聚合等）、物理化学作用（吸附、凝聚、渗透、扩散、结晶等作用）和物理作用（粉碎、拌和、压实等）。
反应机理：
水泥的水化作用；
化学激发作用；
对土的要求。
凡能被粉碎的土都可用水泥稳定。
宜做水泥稳定类基层的材料有：
石渣、石屑、砂砾、碎石土、砾石土等。
碎石或砾石的压碎值对于高速公路和一级公路应不大于30％，对二级和二级以下公路应不大于35％。
颗粒组成符合要求。
水泥稳定类基层可用于各级路面结构的基层和底基层；
水泥土不可用于高速和一级、水泥混凝土的基层，可做其底基层和其他等级公路的基层。
8、试总结影响石灰及水泥稳定土强度的因素。
影响石灰强度的因素：
土质（粘性土为好，一般塑性指数15~20，控制土块粒径，不宜直接采用硫酸盐含量超过0.8%或者腐殖质含量超过10%的土）；
灰质（应是消石灰粉或生石灰粉，对高速公路或一级公路宜用磨细生石灰粉。
应符合Ⅲ级以上技术指标，缩短存放时间）；
石灰剂量（石灰剂量低时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。
随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低）；
含水率（水促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；
便于土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生）；
密实度（石灰土的强度随密实度的增加而增长。
密实的石灰土，其抗冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少）；
石灰土的龄期（石灰土强度具有随龄期增长的特点。
一般石灰土初期强度低，前期增长速率较后期为快）；
养生条件（养生条件主要指温度与湿度。
当温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢，在负温条件下甚至不增长）。
影响水泥稳定土强度的因素：
土质（用水泥稳定级配良好的碎（砾）石和砂砾>
砂性土>
粉性土>
粘性土。
一般要求土的塑性指数不大于17）；
水泥的成分和剂量（对于同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好）；
含水量（含水量不足时，水泥不能在混合料中完全水化和水解，发挥不了水泥对土的稳定作用，影响强度形成。
含水量小，达不到最佳含水量也影响水泥稳定土的压实度）；
施工工艺过程（水泥、土和水拌和得均匀，且在最佳含水量下充分压实，使之干密度最大，其强度和稳定性就高）。
9、哪些工业废渣可用作路面基层材料?
其依据是什么?
公路上常用的工业废渣有：
火力发电厂的粉煤灰和煤渣，钢铁厂的高炉渣和钢渣，化肥厂的电石渣，以及煤矿的煤矸石。
粉煤灰和煤渣中含有较多的二氧化硅、氧化钙和氧化铝等活性物质。
用石灰稳定工业废渣时，石灰在水中的作用下形成饱和的Ca（OH）2溶液，废渣的活性氧化硅和氧化铝在Ca（OH）2溶液中产生火山灰反应，生成水化硅酸钙和铝酸钙凝胶，把颗粒胶凝在一起，随水化物不断产生而结晶硬化，具有水硬性。
10、简述石灰土基层的缩裂现象及防治措施。
稳定土基层防治缩裂的措施有：
控制压实含水量：
含水量过多产生的干缩裂缝显著；
严格控制压实标准：
应尽可能达到最大压实度；
施工要在当地气温进入0度前一个月结束，以防止严重温缩；
干缩的最不利情况是成型初期，要重视初期养护，保证稳定土表面处于潮湿状况，禁防干晒；
及早铺筑面层，使稳定土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙；
掺加集料，集料含量为60％~70％，不但提高强度和稳定性，而且具有较好的抗裂性；
防止基层的缩裂反射到面层的措施：
设置联结层、铺筑碎石隔离过渡层、铺筑玻璃隔栅。
12、石灰土及水泥稳定碎石基层的施工程序。
试总结水泥稳定类与石灰稳定类基层施工工艺的区别？
石灰土基层的施工程序：
备料、配合比设计；
摊铺；
拌和与洒水；
整型；
碾压（压实厚度要与压路机吨位协调；
由两侧路肩向路中心碾压，超高段则由内侧向外侧碾压；
后轮重叠1/2轮宽；
6-8遍）；
养生（洒水或者覆盖）。
水泥稳定碎石基层的施工程序：
底基层准备（干净、平整、坚实、路拱合格）；
拌和（按比例掺配，拌和均匀，含水量略大于最佳含水量，运送车辆应加以覆盖）；
摊铺（平地机或者摊铺机摊铺，注意防止离析）；
整形（平地机）；
碾压（静压1～2遍，再振动压实，碾压过程中表面应保持潮湿）；
接缝处理；
养生及交通管制（碾压结束，立刻开始，保持潮湿状态，限制重车，其他30km/h）；
养生期满验收合格浇透层油。
☆13、无机结合料稳定路面。
在粉碎的或原状松散的土中掺人一定量的无机结合料（包括水泥、石灰或工业废渣等）和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面。
具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体，但其耐磨性差的特点。
应用于修筑路面结构的基层和底基层。
无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称为半
刚性材料。
以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层（底基层）。
13、无机结合料稳定材料的应力-应变特性
强度和模量随龄期的增长而不断增长，逐渐具有一定的刚性性质。
其特性与原材料的性质、结合料的性质和剂量及密实度、含水率、龄期、温度有关，实验方法：
顶面法、粘贴法、夹具法和承载板法。
14、无机结合料稳定材料的疲劳特性
无机结合料稳定材料的疲劳寿命主要取决于重复应
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