道路工程考试试卷及答案

道路工程考试试卷及答案

2010-10-12 08:39

一． 简要解释下列名词（共计20分，每个名词解释2分）

1.第30位小时交通量:将一年365天8760个小时的交通量从大到小顺序排列起来，排在第30个小时的交通量称为第2.设计车速: 设计车速指在气候正常，交通密度小，汽车运行只受道路本身条件的影响时，一般驾驶员能保持安

3.缓和曲线:设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。

:

4.曲线超高(也叫超高)： 设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的曲率连续变化

5.停车视距：驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前安全停止所需要的最短距离。

二．填空题（共计30分，每空1分）

1．按技术标准分类，我国公路共分为 高速公路 、 一级公路 、二级公路、 （三级公路4）和 四级公路。

2．按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，城市道路分为 快速路、 主干路3. 汽车在道路上行驶过程中需要克服的阻力有 （10）、 （11）和 （12）。 4. 汽车行驶总的要求是（13） 、 （14）、 （15）和 （ 16 ）。

三．选择题（共计25分，每个选择题5分）

1． 某双车道公路转弯路段需加宽，若其上行驶汽车后轴至前保险杠距离为5米，转弯半径R=125米，则加宽值(A)：0.2，(B)：0.1，(C)：0.05

2．微丘地形是指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在 以下，相对高差在 以下。 (A)：3°、100米，(B)： 20°、200米，(C)：20°、100米

3. 我国《标准》规定，除 可不设缓和曲线外，其余各级公路都应设置缓和曲线。 (A)：三和四级公路，(B)：四级公路，(C)：乡村公路

4．假定路面混凝土板变形完全受阻，在中午时间段混凝土板产生翘曲应力，此时板底弯拉应力是荷载应力____(A)减；(B)加；(C)不考虑

5.相同车辆荷载作用下,最大弯沉值相同,那么弯沉盆半径较大的路面结构较弯沉盆半径较小的路面结构的刚度是（A）小;（B）大;（C）相同;（D）与弯沉盆半径无关。 四．问答题（共计35分，每个问答题7分）

1． 平面线形三要素指的是什么？说明各要素的特点。 2． 简述平曲线与竖曲线结合时应注意哪些问题？ 3． 城市道路横断面有哪几种形式，各有什么特点？ 4． 简述沿溪线的布局应考虑哪些问题？

5． 简述路面使用品质的主要指标，并各举出一种测定方法。 五．计算题（共计40分）

1．假定某弯道的最大横向力系数为0.09，计算下列参数。（共计8分，每小题4分） （1） 当半径R=500m，横向超高ih=5%时，允许的最大速度为多少？ （2） 当V=80km/h，横向超高ih= —2%时，平曲线半径至少应为多大？

2. 某道路路基施工工程中，现状土为粘性土，现场检测土的含水量为21%，其液限和塑限分别为30%和17%。该计7分，每小题3.5分）

（1） 试判断该土是否适合于修筑路基，为什么？

（2） 如不适合修筑路基，可以采取哪些工程措施进行处理（例举两种以上方法）？ 3．某平原区三级公路，有一弯道处于土质边坡地段，已知转角α=24°49′50″（右偏），圆曲线半径500m，缓和曲

车视距的要求；如不满足，则路堑内侧边坡至少应向外切割多少？（25分）

(我国《标准》规定，二﹑三﹑四级公路的行车视距不小于停车视距的两倍。平原区三级公路停车视距ST=75m

（1） 圆曲线长度L‵>行车视距S:

（2） 平曲线长度L >行车视距S >圆曲线长度L‵

式中

式中：

（3） 平曲线长度L <行车视距S

式中：

S: 行车视距(m), L: 平曲线长度(m), L‵: 圆曲线长度 ｌ：缓和曲线长度 β: 回旋线角(°), α: 公路转角(°) Rs: 曲线内侧行驶轨迹的半径(m),Ls: 曲线内侧行驶轨迹的长度(m) 注:根据《公路工程技术标准》规定,提供以下数据: 平曲线要素计算公式:

(m) (m)

(°) (m)

(m) (m )

(m)

竖曲线要素计算公式:

答案：

一． 简要解释下列名词（共计20分，每个名词解释2分）

1.第30位小时交通量：将一年365天8760个小时的交通量从大到小顺序排列起来，排在第30个小时的交通量称为

2.设计车速： 3.缓和曲线：设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间的曲率连续变5.停车视距：驾驶人员发现前方有障碍物到汽车在障碍物前安全停止所需要的最短距离。 6.纸上定线：纸上定线是在大比例地形图上确定道路中线位置的方法。 7.沿河线：大致上沿河（溪）岸布置的路线。

8.匀坡线：是两点之间，顺自然地形，以均匀坡度定的地面点的连线。 9.路基压实度：实测干密度与室内测定最大干密度之比。

4.曲线超高：为抵消车辆在曲线段上行驶时所产生的离心力，将路面作成外侧高于内侧的单向横坡的形式，这就

10.路基翻浆：冬季路基发生冰冻后水分冻结，并伴随发生水分迁移，导致路基含水量增加，春季融化后路基强二．填空题（共计30分，每空1分） 1． （1）高速公路、（2）一级公路、（3）二级公路、（4）三级公路、（5）四级公路 2． （6）快速路、（7）主干路、（8）次干路、（9）支路 3． （10）空气阻力 （11）道路阻力 （12）惯性阻力

4． （13）快速 （14）舒适 （15）经济 （16）安全 5． （17）自然展线 （18）回头展线 （19）螺旋展线 6. （20）水泥 （21）石灰 （22）工业废渣等

7. （23）高级路面 （24）次高级路面 （25）中级路面 （26）低级路面

8. （27）承载力 （28）平整度（或行使质量） （29）抗滑性能 （30）破损状况 三．选择题（共计25分，每个选择题5分） 1．(A)：0.2 2．(C)：20°、100米 3．(B)：四级公路 4．(A)：减 5．(B)：大

四．问答题（共计35分，每个问答题7分）

1． 平面线形三要素指的是什么？说明各要素的特点。 平面线形三要素是指直线、圆曲线和缓和曲线。 直线：曲率为零（或直径为无限大） 圆曲线：曲率为常数（或直径为常数）

缓和曲线：曲率为变数（或直径为变数）

2． 简述平曲线与竖曲线结合时应注意哪些问题？

1）平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；2）平曲线与竖曲线大小应保持均衡；3）暗弯与凸部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合，小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠；避免在凸形竖曲线的顶3． 城市道路横断面有哪几种形式，各有什么特点？ 单幅路，双幅路，三幅路和四幅路

单幅路：占地少，投资省，车辆混合行驶，于交通安全不利。

双幅路：对向行驶车辆分开，减少了车辆干扰。

三幅路：机动与非机动车分开，于交通安全有利。占地较多。

四幅路：机动和非机动车分开，对向车分开，于交通安全和行车速度有利。占地多。 4. 简述沿溪线的布局应考虑哪些问题？ 沿溪线的布局主要考虑：（1）河岸的选择。应考虑两侧的地质地形条件、选择支沟少，水文及地质条件良好，向

线的高度。根据地形地质条件以及水流情况，结合路线等级标准和工程经济性来确定，最好是将路线放在地质水考虑桥位本身水文地质条件外，还要注意桥头路线的舒顺，处理好桥位和路线的关系。 5. 简述路面使用品质的主要指标，并各举出一种测定方法。 承载力：贝克曼梁法测定弯沉。 路面破损：人工调查测定。 抗滑性能：摆式仪 平整度：三米直尺法

（测定方法还有其他多种，可以进行选择） 五．计算题（共计40分）

1．（8分）

应用下列公式：R≥V2/(127（u+ih）)计算

（1） R=500m；u=0.09；ih=5%；则：V≤94.29km/h （2） V=80km/h; u=0.09；ih=-2%；则： R≥720m； 2. （7分）

Wc=（Wl-W）/（Wl-Wp）=（30-21）/（30-17）=0.69

由于Wc﹤Wc3，路基土处于过湿状态，因此不适合于修筑路基。

（2）可以采取工程措施处理，例如将湿土换填成符合要求的土、把路基土凉晒，使路基土处于干燥或中湿状态3．（25分）

根据题意，行车视距S=2ST=150m R=500m，l=50m

β=2.86479°

则：平曲线长度L=266.6m

圆曲线长度=166.6m

由于行车视距<圆曲线长度,按所给相关公式计算。 Rs=500-(3.5-1.5)=498m

γ=17.27 h=5.64m

现状h0=1.5+0.75+1.2+(0.3+1.2)=4.95m h>h0 不满足视距要求, 切割宽度=5.64-4.95=0.69m 从路面以上0.90m处切割

第四节 汽车行驶的稳定性

汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶的过程中，汽车在外部因素作用下能保持正常行驶状态和方向，不致发生失控而产生滑移、倾覆等现象的能力。本节主要介绍汽车行驶的纵向稳定性、横向稳定性和急弯陡坡组合稳定性．为公路平面和纵断面设计提供理论依据。 一、汽车行驶的纵向稳定性

汽车在直线坡道上行驶时，当公路的纵坡倾角a大到一定程度，就有可能使汽车发生纵向倾覆或纵向倒溜滑移，为简化计算，假定汽车上陡坡道时以低速等速行驶，则可略去空气阻力、滚动阻力和惯性阻力，其受力图如图1-1-5所示。

从以上分析可知，汽车不发生纵向倾覆的必要条件是公路纵坡倾角要小于不发生纵向倾覆的极限平衡纵坡倾角，即a

根据路面对车轮的附着条件，对后轮驱动的汽车．驱动轮不发生纵向滑移的极限平衡方程是：

式中：aΨ——发生纵向滑移的极限平衡纵坡倾角； Gk——后轴驱动轮重力．N；

Ψ——路面纵向摩擦系数，见表1-1-3。

从以上分析知，汽车不发生纵向滑移的必要条件是公路纵坡倾角要小于纵向滑移的极限平衡纵坡倾角，即a

下，汽车在产生纵向倾覆之前，首先发生纵向滑移。为保证汽车行驶的纵向稳定性，公路纵坡的确定应以满足汽车不发生纵向滑移为前提条件。即纵坡设计时最大纵坡和合成坡度以下式进行控制

二、汽车行驶的横向稳定性

1．汽车转弯行驶时的受力特点与力的平衡

汽车转弯时，人坐在车中会感到向弯道外侧偏倒，从物理学可知，这是由于离心力所引起的。

式中：F——离心力，N； R——圆曲线半径，m； v——汽车的行驶速度，m/s。

将作用在汽车上的离心力F和汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y，则有

因为a很小，所以cosa≈1；sina≈tana=i(i为路面横坡度)。由此可得：

式中：“+”——汽车在圆曲线外侧车道上行驶； “－”——汽车在圆曲线内侧车道上行驶。

横向力和竖向力是反映汽车行驶稳定性的两个重要因素，横向力是不稳定因素，竖向力是稳定因素。但大小相等的横向力作用在不同的汽车上有不同的稳定程度，例如5000N的横向力作用在小汽车上，可会使其产生横向倾覆，面作用在重型载货汽车上则安然无恙。为了准确地衡量汽车在圆曲线上行驶时的稳定、安全和舒适程度，采用横向力与竖向力的比值，称为横向力系数，它近

似地可看作单位车重上受到的横向力，以u表示，即

将式(1-1-24)代入式(1-1-25)，则得

式中：u——横向力系数； 其余符号向前.

从式(1-1-26)可知，横向力系数与车速成正比，而与圆曲线半径成反比，在一定的车速下。横向力系数愈大，汽车在平曲线上行驶的稳定性愈差。同时．也可看出汽车在圆曲线内侧路横坡上行驶时，对汽车的稳定性是有利的。因此，式(1-1-26)是确定圆曲线半径、圆曲线超高以及评价汽车行驶的安全性、经济性与舒适性指标的重要理论公式。 2．横向倾覆分析

汽车在具有横坡的圆曲线上行驶时，由于离心力的作用，当横向力增加很大，就有可能使汽车绕外侧车轮边缘旋转而产生倾覆的危险。要使汽车不产生倾覆、就必须使倾覆力矩Xh小于或等于稳定力矩Yh，即

式中；b——两后轮中心距，m； 其余符号同前。

将式(1-1-27)代入式(1-1-26)并整理，得

利用式(1-1-28)可用来计算汽车在圆曲线上行驶时，不发生横向倾覆时的最小圆曲线半径和最大允许车速。 3．横向滑移分析

汽车在圆曲线上行驶时，同时存在着使汽车向外侧滑移的横向力和阻止汽车向外侧滑移的横向摩阻力。当横向力大于横向摩阻力时，汽车将发生横向滑移。因此，汽车在圆曲线上行驶时的横向稳定条件是 X≤Yf

式中：X≈uG，Y≈G,式（1-1-29）可写为 u≤f

式中：f——轮胎与路面之间的横向摩阻系数。一般f＝(0.0~0.7)Ψ, Ψ值见表1-1-3。

将式(1-1-30)代入式(1-1-26)并整理，得

利用式(1-1-31)可用来计算汽车在圆曲线上行驶时，不发生横向滑移的最小圆曲线半径和最大允许车速。

由于现代汽车重心比较低，一般b≈2h，即u≈1，而f<0.5，所以汽车在产生倾覆之前，首先发生侧向滑移，故在路线设计中主要是考虑汽车不产生侧向滑移．从而保证汽车行驶的横向稳定性。但在汽车运输过程中，若由于载货过重、过高或重心偏移，使u值过大，也会导致倾覆，甚至倾覆还可能发生在滑移之前。

三、汽车行驶的急弯陡坡组合稳定性

汽车行驶在具有纵坡的弯道上，待别是小半径弯道上时，汽车除受坡度阻力外还受弯道阻力的影响。如果纵坡大而平曲线半径小时，对上坡汽车来说耗费的功率增加，并使行驶速度减慢。对下坡汽车来说有引起货物偏重的可能，带来行车危险。所以，在弯道与纵坡组合时，为了防止汽车向合成坡度方向倾斜和滑移，应将超高横坡与纵坡的组合控制在适当的范围内，以保证汽车行驶的稳定性。

一般载货汽车子h/l2≈1，则

当汽车沿着直线纵坡段下坡行驶，因无超高，上式iy＝o，即I＝I。则说明征此行驶条件下，前轴荷载增量与平直路段上前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度。所以，在合成坡度上如果也以直线相同的最大纵坡值作为控制时，应有下式成立，即

式(1-1-35)为汽车在急弯陡坡组合路段上行驶的稳定性条件，通过该公式可以对小半径平曲线上的纵坡进行合理折减，把合成坡度值控制在允许的范围之内．以确保汽车行驶的稳定与安全。 小结：

为了保证汽车行驶的稳定性、舒适性，尽可能提高车速，我们对汽车行驶特性进行了研究。通过研究我们了解了汽车的动力特性。针对汽车的行驶稳定性研究，我们了解了保证汽车行驶稳定性对纵坡及横坡的要求。

第2章道路工程概述 【教学基本要求】

通过本章内容的学习了解道路定线的方法，弯道超高的定义、目的及过渡，加宽的设置条件及过渡，停车视距、会车视距、及规范对视距的要求，并理解平面上的各种线形的性质特点。

【学习重点】

1．直线的优缺点，直线的应用，直线的最大及最小长度

2．汽车行驶的横向稳定性，熟悉圆曲线半径的确定依据及规定值、曲线要素及曲线主点桩的计算

3．缓和曲线的性质及作用；缓和曲线的长度确定因素；带缓和曲线的平曲线的曲线要素及曲线主点桩的计算

4．平面线形设计的一般要求及平面直线、圆曲线、缓和曲线三要素的组合形式。 5．道路平面图所绘制的内容

【内容提要和学习指导】

2.1道路平面基本线形与定线 1．道路平面基本线形

道路的平面线形，通常指的是道路中线的平面投影，主要由直线和圆曲线两部分组成。对于等级较高的路线，在直线和圆曲线间还要插入缓和曲线，此时，该平面线形则由直线、圆曲线和缓和曲线三部分组成。 2．道路平面设计的主要内容

平面设计的主要内容包括以下几个方面：

1.图上和实地放线:即确定所设计路线的起、终点及中间各控制点在地形图上和实地上的具体位置。

2.平曲线半径的选定以及曲线与直线的衔接，依情况设置超高、加宽和缓和曲线等。 3.验算弯道内侧的安全行车视距及障碍物的清除范围。

4.进行沿线桥梁、道口、交叉口和广场的平面布置，道路绿化和照明布置，以及加油站和汽车停车场等公用设施的布置。

5.绘制道路平面设计图。道路平面设计图的比例可根据具体需要而定，一般为1:500或1:1000。

3．道路平面设计的基本要求

（1）道路平面设计必须遵循保证行车安全、迅速、经济以及舒适的线形设计的总原则，并符合设计任务书和设计规范、技术标准等有关文件的各项有关规定和要求。

（2）道路平面线形应适应相应等级的设计行车速度。

（3）综合考虑平、纵、横三个断面的相互关系。在平面线形设计中，应兼顾其他两个断面在线形上可能出现的问题。

（4）道路平面线形确定后，将会影响交通组织和沿街建筑物、地上地下管线网以及绿化、照明等设施的布置，所以平面定线时须综合分析有关因素的影响，做出适当的处理。 4．道路平面定线

道路路线基本走向的选择，应根据指定的路线总方向和道路等级等因素综合考虑，并结合铁路、城镇、工矿企业、地形、地物等自然条件，选择一条最优的路线走向。在平面定线时，一般是先在地形图上进行纸上定线，然后进行实地放线。

2.2平曲线设计

在道路平面设计中，应在相交的两直线段交汇点处，用曲线将其平顺地连接起来，以利于汽车安全正常地通过，这段曲线称为平曲线。平曲线一般为一段圆弧线，为了进一步提高使用质量，在圆曲线与两端的直线之间，还应插入一段过渡性的缓和曲线，以便更好地保证行车的安全和舒适。 1．汽车行驶理论

汽车在弯道上行驶时，除有重力外还受到离心力的影响。由于离心力的产生，使汽车在平曲线上行驶时横向产生两种不稳定的危险:一是汽车向外滑移；二是向外倾覆。要使汽车在平曲线上行驶时达到横向安全状态，即确保汽车无侧滑和倾覆的危险，就必须分析汽车行驶在平曲线上的横向受力状态。

(1)离心力：当汽车沿曲线行驶时，即产生离心力，它除了使车辆可能产生横向滑移与汽车在平曲线上行驶的受力情况倾覆外，还会增大燃料的消耗，加剧车辆的磨耗、机件磨损等，并使乘客感到不舒适。

(2)横向力系数：横向力与竖向力之比值称为横向力系数μ。

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