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第1篇 路基工程1

第1章 路基工程总论1

1.1 路基工程的特点和路基设计的基本内容1

1.1.1 路基及其作用1

1.1.2 路基工程的特点1

1.1.3 路基设计的基本内容2

1.2 路基的常见病害及对路基的基本要求2

1.2.1 路基的常见病害2

1.2.2 路基破坏原因综合分析3

1.2.3 路基病害的防治4

1.2.4 对路基的基本要求4

1.3 影响路基稳定性的因素5

思考题6

第2章 路基的强度和稳定性7

2.1 路基土的分类及工程性质7

2.1.1 路基土的分类7

2.1.2 各类土的工程性质11

2.2 路基水温状况及干湿类型11

2.2.1 路基湿度的来源11

2.2.2 大气温度对路基水温状况的影响12

2.2.3 路基干湿类型12

2.3 路基的强度与稳定性20

2.3.1 路基的受力状况与路基工作区20

2.3.2 路基土的强度指标21

2.3.3 保证路基强度与稳定性的措施25

2.4 路基土的回弹模量值25

2.4.1 现场实测法25

2.4.2 查表法26

2.4.3 室内试验法29

2.4.4 换算法29

2.5 公路自然区划30

2.5.1 道路工程特征相似的原则32

2.5.2 地表气候区划差异性的原则32

2.5.3 自然气候因素既有综合又有主导作用的原则32

思考题33

第3章 一般路基设计35

3.1 路基设计的一般规定35

3.2 路基的类型与构造36

3.2.1 路堤36

3.2.2 路堑36

3.2.3 半填半挖路基37

3.3 路基设计38

3.3.1 路基宽度39

3.3.2 路基高度40

3.3.3 路基边坡坡度40

3.3.4 路基填料44

3.4 路基的附属设施45

3.4.1 取土坑与弃土堆45

3.4.2 护坡道与碎落台46

3.4.3 堆料坪与错车道46

思考题47

第4章 路基边坡稳定性设计48

4.1 边坡稳定性分析概述48

4.1.1 影响路基边坡稳定性的因素48

4.1.2 边坡稳定性分析方法49

4.1.3 边坡滑动面形状49

4.1.4 边坡稳定性分析的计算参数49

4.2 边坡稳定性分析方法51

4.2.1 直线法51

4.2.2 圆弧法53

4.2.3 表解法58

4.3 边坡稳定性分析工程地质法62

4.4 浸水路堤稳定性分析63

4.4.1 浸水路堤的特点63

4.4.2 浸水路堤的高度与断面形式64

4.4.3 渗透动水压力的计算65

4.4.4 浸水路堤边坡稳定性分析65

4.5 陡坡路堤的稳定性分析66

4.5.1 陡坡路堤66

4.5.2 陡坡路堤边坡稳定性分析方法67

4.6 几种特殊地区的路基设计68

4.6.1 黄土地区路基68

4.6.2 泥沼及软土地区路基69

4.6.3 多年冻土地区路基70

4.6.4 盐渍土地区路基71

思考题73

第5章 路基排水设计与计算74

5.1 路基排水的目的及设计的一般原则74

5.1.1 路基排水的目的与要求74

5.1.2 路基排水设计的一般原则74

5.2 地面排水设计75

5.2.1 边沟75

5.2.2 截水沟77

5.2.3 排水沟78

5.2.4 跌水与急流槽80

5.2.5 倒虹吸与渡水槽81

5.2.6 蒸发池83

5.3 地下排水设计84

5.3.1 暗沟84

5.3.2 渗沟85

5.3.3 渗井86

5.4 明渠的水文水力计算86

5.4.1 设计流量的计算86

5.4.2 水力计算92

5.4.3 最佳水力断面的水力要素计算96

5.4.4 沟渠断面设计方法与示例97

5.5 暗沟的水文水力计算98

5.5.1 地下水流量及降落曲线方程99

5.5.2 暗沟水力计算101

5.5.3 几个主要参数105

5.6 路基排水的综合设计107

5.6.1 综合设计的意义107

5.6.2 综合排水设计的基本要求107

5.6.3 排水系统总体规划图108

思考题110

第6章 路基防护与加固111

6.1 防护与加固的目的和分类111

6.1.1 防护与加固的目的111

6.1.2 防护与加固工程的分类111

6.2 坡面防护112

6.2.1 植物防护112

6.2.2 工程防护113

6.3 冲刷防护115

6.3.1 直接防护116

6.3.2 间接防护118

6.4 地基加固119

6.4.1 换填土层法119

6.4.2 重锤夯实法119

6.4.3 排水固结法120

6.4.4 挤密法121

6.4.5 化学加固法121

思考题122

第7章 挡土墙设计123

7.1 挡土墙的类型及使用条件123

7.1.1 挡土墙的用途123

7.1.2 挡土墙的类型124

7.1.3 各种挡土墙的特点与使用条件124

7.2 挡土墙的布置与构造127

7.2.1 挡土墙的设置场合127

7.2.2 挡土墙的布置127

7.2.3 挡土墙的构造128

7.3 挡土墙的土压力计算132

7.3.1 作用在挡土墙上的力系132

7.3.2 一般条件下库仑主动土压力的计算132

7.3.3 黏性土土压力计算138

7.3.4 折线形墙背的土压力计算140

7.3.5 不同土层的土压力计算142

7.3.6 有限范围填土的土压力计算142

7.3.7 被动土压力计算143

7.3.8 车辆荷载换算及计算参数144

7.4 挡土墙设计总则146

7.4.1 挡土墙的荷载组合146

7.4.2 挡土墙的设计原则146

7.5 重力式挡土墙设计148

7.5.1 挡土墙稳定性验算148

7.5.2 基底应力及合力偏心距验算149

7.5.3 墙身截面强度验算152

7.5.4 增加挡土墙稳定性的措施154

7.5.5 衡重式挡土墙设计156

7.6 浸水路堤挡土墙设计158

7.6.1 浸水挡土墙土压力计算158

7.6.2 静水压力、上浮力和动水压力160

7.6.3 浸水挡土墙稳定性验算161

7.7 地震地区挡土墙设计162

7.7.1 地震荷载的计算162

7.7.2 地震作用下的土压力163

7.7.3 地震条件下挡土墙的验算164

7.7.4 一般防震措施164

7.8 轻型挡土墙164

7.8.1 悬臂式挡土墙165

7.8.2 锚杆挡土墙170

7.8.3 锚定板挡土墙173

7.9 加筋土挡土墙176

7.9.1 概述176

7.9.2 加筋土挡土墙的构造177

7.9.3 加筋土挡土墙结构计算179

思考题186

第8章 土质路基施工187

8.1 概述187

8.1.1 路基施工的重要性187

8.1.2 路基施工的基本方法187

8.1.3 路基施工的一般程序188

8.1.4 施工前的准备工作189

8.2 土质路基施工要点189

8.2.1 基本要求189

8.2.2 路堤填筑191

8.2.3 路堑开挖193

8.2.4 机械化施工194

8.3 路基压实196

8.3.1 路基压实的意义与机理196

8.3.2 影响压实效果的主要因素196

8.3.3 压实机具的选择与操作198

8.3.4 土基压实标准200

思考题201

第9章 石质路基爆破施工202

9.1 爆破作用原理202

9.1.1 药包在无限介质内的爆破作用202

9.1.2 药包在有限介质内的爆破作用与爆破漏斗203

9.1.3 药包用药量计算203

9.1.4 爆破设计参数204

9.2 炸药、起爆器材及起爆方法207

9.2.1 炸药的性质207

9.2.2 炸药的分类207

9.2.3 起爆器材与起爆方法208

9.3 常用爆破方法209

9.3.1 一般规定209

9.3.2 中小型爆破210

9.3.3 大爆破212

9.3.4 爆炸药品的管理212

9.3.5 瞎炮处理及清渣撬石212

思考题213

第2篇 路面工程214

第10章 路面工程总论214

10.1 路面的功能及对路面的要求214

10.1.1 路面的功能214

10.1.2 路面的使用性能214

10.1.3 对路面的要求215

10.2 路面的结构及组成217

10.2.1 路基横断面217

10.2.2 路拱横坡度218

10.2.3 路面排水218

10.2.4 路面结构层及其功能218

10.3 路面面层类型的适用范围与分类220

10.3.1 路面面层类型的适用范围220

10.3.2 路面分类220

思考题222

第11章 交通荷载、自然因素及材料的力学特性223

11.1 交通荷载对路面的影响223

11.1.1 车辆的种类223

11.1.2 汽车的轴型223

11.1.3 汽车对道路的静态作用227

11.1.4 运动车辆对道路的动态影响228

11.1.5 交通分析230

11.2 自然因素对路面的影响233

11.2.1 湿度变化对路面的影响233

11.2.2 气温变化对路面的影响234

11.2.3 水温共同作用的结果——冻胀与翻浆235

11.3 路面材料的强度形成原理和力学特性235

11.3.1 力学特性235

11.3.2 粒料类路面的强度形成原理与构成原则236

思考题238

第12章 碎（砾）石、块料与无机结合料稳定路面239

12.1 碎（砾）石路面与基层239

12.1.1 强度形成原理239

12.1.2 碎（砾）石基层242

12.1.3 级配砾（碎）石基层厚度和材料244

12.2 块料路面245

12.2.1 块料路面的定义及特点245

12.2.2 天然块料路面246

12.2.3 机制块料路面249

12.3 石灰稳定类基层250

12.3.1 强度形成原理250

12.3.2 影响石灰土强度的因素251

12.3.3 石灰土基层的应用252

12.3.4 石灰稳定土基层缩裂防治252

12.3.5 石灰稳定土混合料设计253

12.3.6 石灰稳定土底基层的施工254

12.3.7 碎（砾）石灰土底基层257

12.4 水泥稳定类基层257

12.4.1 强度形成原理257

12.4.2 影响强度的因素259

12.4.3 材料要求及混合料组成设计260

12.4.4 水泥稳定粒料施工261

12.5 工业废渣稳定基层263

12.5.1 对材料的要求263

12.5.2 混合料组成设计264

12.5.3 石灰煤渣类基层265

12.5.4 石灰粉煤灰类基层265

12.6 半刚性路面面层简介267

思考题269

第13章 沥青路面270

13.1 概述270

13.1.1 沥青路面的基本特性270

13.1.2 沥青路面的分类270

13.1.3 沥青路面类型的选择272

13.1.4 沥青路面对路基及基层的要求272

13.2 沥青路面材料的结构与力学特性273

13.2.1 三相体系与压实性能274

13.2.2 沥青混合料的结构力学特性276

13.2.3 沥青混合料的黏弹性性质与力学模型278

13.2.4 沥青混合料的变形特性284

13.2.5 沥青混合料的强度特性287

13.3 沥青路面的稳定性与耐久性288

13.3.1 沥青路面的高温稳定性289

13.3.2 沥青路面的低温抗裂性293

13.3.3 沥青路面的水稳定性296

13.3.4 沥青路面的抗疲劳性能297

13.3.5 沥青路面的耐老化性能302

13.4 沥青路面的原材料305

13.4.1 沥青材料305

13.4.2 粗集料310

13.4.3 细集料311

13.4.4 填料312

13.5 沥青混合料组成设计313

13.5.1 沥青混合料分类313

13.5.2 沥青混合料的选用314

13.5.3 沥青混合料的配合比设计315

13.6 沥青路面施工与质量控制324

13.6.1 洒铺法沥青路面面层的施工324

13.6.2 拌和法沥青路面施工328

13.6.3 沥青路面施工质量管理和检查334

13.6.4 沥青路面交工质量检查与验收336

思考题337

第14章 沥青路面设计338

14.1 弹性层状体系理论分析338

14.1.1 基本假设与解题方法338

14.1.2 主应力计算340

14.2 沥青路面结构设计理论与方法340

14.2.1 路面设计年限340

14.2.2 标准轴载及轴载当量换算341

14.2.3 设计年限内累计当量标准轴载数342

14.2.4 交通等级342

14.3 沥青路面结构组合设计342

14.3.1 沥青面层结构343

14.3.2 沥青路面基层结构344

14.3.3 沥青路面垫层结构346

14.3.4 沥青路面层间结合347

14.4 我国沥青路面设计方法348

14.4.1 设计指标与极限标准348

14.4.2 路面结构厚度设计方程式与设计参数350

14.4.3 新建路面厚度设计353

14.4.4 新建沥青路面厚度计算示例356

14.4.5 路面交工验收指标359

14.4.6 沥青路面改建设计360

思考题363

第15章 水泥混凝土路面364

15.1 概述364

15.1.1 水泥混凝土路面的分类364

15.1.2 水泥混凝土路面的特点364

15.2 水泥混凝土路面的构造365

15.2.1 土基365

15.2.2 基层365

15.2.3 混凝土面板366

15.2.4 接缝的构造与布置367

15.2.5 特殊部位混凝土路面的处理370

15.2.6 接缝材料及技术要求373

15.2.7 对面层混凝土材料的要求374

15.3 水泥混凝土路面施工工艺与质量控制379

15.3.1 施工前的准备工作379

15.3.2 施工工艺379

15.3.3 施工质量控制和检验384

15.4 其他类型混凝土路面简介385

15.4.1 钢筋混凝土路面385

15.4.2 连续配筋混凝土路面386

15.4.3 装配式混凝土路面387

15.4.4 组合式（双层式）混凝土路面387

15.4.5 钢纤维混凝土路面388

15.4.6 混凝土小块铺砌路面388

15.4.7 碾压混凝土路面389

思考题389

第16章 水泥混凝土路面设计390

16.1 弹性地基板力学分析390

16.1.1 小挠度弹性薄板的基本假设390

16.1.2 板挠曲面微分方程391

16.1.3 文克勒地基板的荷载应力分析392

16.1.4 弹性半空间地基板的荷载应力分析394

16.2 水泥混凝土路面温度应力分析398

16.2.1 胀缩应力398

16.2.2 翘曲应力399

16.3 水泥混凝土路面的破坏形式与设计理论402

16.3.1 破坏形式402

16.3.2 水泥混凝土路面结构设计理论与方法403

16.3.3 混凝土路面交通等级403

16.4 水泥混凝土路面可靠度设计406

16.4.1 路面可靠度的定义和极限状态函数406

16.4.2 路面结构的目标可靠度407

16.4.3 设计参数均值的取值和变异系数范围407

16.4.4 路面结构可靠度的计算408

16.4.5 路面结构的可靠性设计409

16.5 水泥混凝土路面结构组合设计410

16.5.1 混凝土面层板410

16.5.2 混凝土路面基层结构411

16.5.3 混凝土路面垫层结构412

16.5.4 混凝土路面的路基结构413

16.6 我国水泥混凝土路面设计方法413

16.6.1 目标可靠度与疲劳极限状态方程式413

16.6.2 弯拉应力分析及厚度设计414

16.6.3 接缝设计418

16.6.4 混凝土面板配筋设计419

16.6.5 加铺层结构设计422

16.6.6 混凝土路面板厚度计算示例427

思考题431

第17章 路面的评定与管理433

17.1 路面的功能及其评价433

17.2 路面行驶质量的评定434

17.2.1 平整度测定方法434

17.2.2 国际平整度指数435

17.2.3 行驶质量评价435

17.3 路面结构损坏状况的评定436

17.3.1 损坏类型436

17.3.2 损坏分级437

17.3.3 损坏调查438

17.3.4 损坏状况评价438

17.4 路面抗滑性能的评定439

17.4.1 测定方法439

17.4.2 抗滑性能评价440

17.5 路面结构承载能力的评定441

17.5.1 评定方法441

17.5.2 结构承载能力的评价443

17.6 路面管理系统简介445

17.6.1 路面管理系统的基本概念445

17.6.2 路面管理系统的分级447

17.6.3 路面管理系统的结构与组成448

17.6.4 路面管理系统的功能450

17.6.5 路面管理系统的数据库451

17.6.6 路面损坏的预测模型452

17.6.7 决定需求维修年和实施维修年453

思考题454

参考文献455