第一节 城镇道路工程结构与材料（2K311010）
考情分析
对于本节内容，考查的重点是城镇道路的分类、沥青路面结构组成及性能要求、水泥混凝土路面的构造和不同形式挡土墙的结构特点。题型为单选或多项选择题，一般1～2道不等。考生应重点掌握沥青路面结构组成及性能要求。
学习建议
本节内容多为记忆性的，因此考生需要掌握各知识点之间的内在联系，通过表格归纳、分类等速记方法，着重掌握城镇道路的分类以及不同形式挡土墙的结构特点。掌握这些基础知识之后才能更好地理解后面的内容。
一、城镇道路分类（2K311011）★★
（一）城镇道路分级
按道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，我国城镇道路分为4个等级，分别是快速路、主干路、次干路和支路。城镇道路分级及其主要特点如表1-1所示。
表1-1 城镇道路分级及其主要特点
（二）城镇道路技术标准
我国城镇道路分类及主要技术指标如表1-2所示。
表1-2 我国城镇道路分类及主要技术指标
（三）城镇道路路面分类
1.按结构强度分类
按结构强度来分，城镇道路路面可以分为高级路面和次高级路面，其主要内容如表1-3所示。
表1-3 城镇道路路面等级和面层材料
名师点拨
高级路面的路面强度高、刚度大、稳定性好、适应繁重交通量，使用年限长，且路面平整、车辆行驶速度快、运输成本低，建设投资高，养护费用少。次高级路面的路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面，且维修、养护、运输费用较高。
2.按力学特性分类
按力学特性来分，城镇道路路面可以分为柔性路面和刚性路面，其主要内容如表1-4所示。
表1-4 柔性路面和刚性路面的具体内容
名师点拨
弯拉强度指的是材料单位面积承受弯矩时的极限折断应力，又称抗弯强度、断裂模量等，混凝土的弯拉强度一般用试件的破坏弯曲力矩与折断处的截面阻力矩之比来表示。
弯沉变形指的是路基或路面表面在规定标准车的荷载作用下轮隙位置产生的垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形。
【例题1·单项选择题】（2014年真题）与沥青混凝土路面相比，水泥混凝土路面在荷载作用下强度与变形的特点是（ ）。
A.弯拉强度大，弯沉变形大
B.弯拉强度大，弯沉变形小
C.弯拉强度小，弯沉变形大
D.弯拉强度小，弯沉变形小
【解析】本题涉及的考点是城镇道路路面分类。与柔性路面相比，刚性路面更能负载，路面不易变形，弯沉变形值小；具有较大的刚性，抗折性强，因而弯拉强度大。对于题干，沥青混凝土路面为柔性路面的代表，水泥混凝土路面为刚性路面的代表，因此水泥混凝土路面自然是弯拉强度大、弯沉变形小。
【答案】B
二、沥青路面结构组成及性能要求（2K311012）★★
（一）沥青路面结构组成
城镇道路的沥青路面由3部分组成：面层、基层和垫层。垫层是在基层和土基之间的层位。基层是介于面层与垫层之间的承重层。面层是在基层顶面的行车部分用不同粒料或混合料铺筑而成的层状结构物。各层作用如表1-5所示。
表1-5 沥青路面各层的作用
知识拓展
面层可由一层或数层组成，高等级路面可包括磨耗层、面层上层、面层下层，或称上（表）面层、中面层、下（底）面层。
（二）沥青路面性能要求
由于沥青路面是由垫层、基层和面层3部分组成，因此其性能也应当由这三层的性能所决定。各层的要求如表1-6所示。
表1-6 沥青路面各层的要求
名师点拨
垫层的主要作用是改善土基的湿度和温度状况，一般在土基湿度、温度状况不良时设置。基层在路面中的主要作用是承重，因此基层应具有足够的、均匀一致的强度和刚度。虽然基层受自然因素的影响没有面层强烈，但沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形大，导致面层损坏。面层直接承受行车的作用，设置面层结构可以改善汽车的行驶条件，提高道路服务水平（包括舒适性和经济性），满足汽车运输的要求。
知识拓展
（1）沥青混凝土面层常用厚度及适宜层位如表1-7所示。
表1-7 沥青混凝土面层常用厚度及适宜层位
（2）由于长期受到水文、温度、大气因素的作用，路面面层材料的结构强度会下降，材料性状会变化，如沥青面层老化，弹性、黏性、塑性逐渐丧失，从而降低车辆的运行质量。
（3）光滑的路面使车轮缺乏足够的附着力，汽车在雨雪天行驶或紧急制动或转弯时，车轮容易产生空转或溜滑，极可能造成交通事故。因此，路面抗滑能力强，可缩短汽车的制动距离，降低发生交通安全事故的频率。
【例题2·单项选择题】（2014年真题）沥青混凝土路面中，直接承受行车荷载作用的是（ ）。
A.垫层
B.基层
C.面层
D.底基层
【解析】本题主要考查的知识点是面层的性能要求。在沥青混凝土路面中，各组成部分的性能不一样，面层直接承受行车的荷载作用；基层主要承受车辆荷载的竖向力，并将面层下传的应力扩散到垫层或土基；垫层的主要作用是保证面层以及基层的强度稳定性和抗冻胀能力，扩散由基层传来的荷载应力，从而达到减小土基所产生的变形的效果。
【答案】C
三、沥青混合料的组成与材料（2K311013）★★
（一）结构组成
沥青混合料是一种复合材料，主要由沥青、细骨料、粗骨料、填充料组成，有的还加入聚合物和木纤维素，由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构，具有不同的力学性质。按级配原则构成的沥青混合料，其结构组成可分为3类。具体内容如表1-8所示。
表1-8 沥青混合料的结构组成
续表
【例题3·多项选择题】（2013年真题）沥青混合料是由（ ）组成的一种复合材料。
A.沥青
B.粗细集料
C.矿粉
D.外掺剂
E.水
【解析】本题考查的是沥青混凝土（混合料）的组成和对材料的要求。沥青混合料是一种复合材料，主要构成物质为沥青、粗集料、细集料、矿粉和外掺剂。
【答案】ABCD
（二）主要材料与性能
由不同的主要材料构成的混合沥青，其主要性能也不同。沥青混合料的结构组成如表1-9所示。
表1-9 沥青混合料的结构组成
知识拓展
我国行业标准《城镇道路工程施工与质量验收规范》规定如下。
（1）城镇道路面层宜优先采用A级沥青（即能适用于各种等级、任何场合和层次，其品种有道路石油沥青、软煤沥青和液体石油沥青），不宜使用煤沥青。各种沥青在使用时，应根据交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源等情况选用。
（2）多层面选用沥青时，一般上层宜用较稠的沥青，下层或连接层宜用较稀的沥青。
（3）乳化石油沥青根据凝固速度可分为快凝、中凝和慢凝3种，适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面，常温沥青混合料面层以及透层、黏层与封层。
（三）热拌沥青混合料主要类型
根据混合料的不同，热拌沥青混合料主要可以分为普通沥青混合料、改性沥青混合料、沥青玛
脂碎石混合料、改性（沥青）沥青玛
脂碎石混合料四种类型，其主要内容如表1-10所示。
表1-10 沥青混合料的结构组成
四、水泥混凝土路面的构造（2K311014）★★
（一）垫层
为了改善路面结构的使用性能，应在温度和湿度状况不良的城镇道路上设置垫层。关于垫层的构造，如表1-11所示。
表1-11 水泥混凝土路面垫层的构造
（二）基层
基层应具有足够的抗冲刷能力和较大的刚度，抗变形能力强且坚实、平整、整体性好。关于基层的相关内容，如表1-12所示。
表1-12 水泥混凝土路面基层的构造
【例题4·多项选择题】（2013年真题）中、轻交通等级混凝土路面的基层材料宜选用（ ）。
A.水泥稳定粒料
B.石灰粉煤灰级配粒料
C.贫混凝土
D.沥青混凝土
E.沥青稳定碎石
【解析】本题考查的是水泥混凝土道路的结构。基层的选用原则为：特重交通宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层；重交通宜选用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层；中、轻交通宜选择水泥或石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层；对于湿润和多雨地区，繁重的交通路段宜采用排水基层。
【答案】AB
（三）面层
水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性（抗冻性），表面抗滑、耐磨、平整。
面层混凝土板通常分为普通（素）混凝土板、连续配筋混凝土板、碾压混凝土板、预应力混凝土和钢筋混凝土板等。目前我国多采用普通（素）混凝土板。
关于面层的相关内容，如表1-13所示。
表1-13 水泥混凝土路面面层的构造
名师点拨
（1）根据交通等级、公路等级、变异水平等级按现行规范选择并经计算确定各种混凝土面层所需的厚度。
（2）设置接缝的作用是防止胀缩作用导致板体裂缝或翘曲，其目的是最大限度地发挥混凝土的刚性特点，使路面能承受车轮荷载，保证行车平顺；克服混凝土脆性的弱点，防止在车载和自然因素作用下发生开裂、破坏，最大限度地提高其耐久性，延长服务周期。
五、不同形式挡土墙的结构特点（2K311015）★★
（一）常用挡土墙结构
根据结构形式及结构特点，挡土墙可分为重力式挡土墙、衡重式挡土墙、钢筋混凝土悬臂式挡土墙和钢筋混凝土扶壁式挡土墙。常用挡土墙的结构形式及结构特点如表1-14 所示。
表1-14 常用的挡土墙结构形式及结构特点
名师点拨
由于重力式挡土墙依靠墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力以维持土体稳定，因此，目前城镇道路常用的一种挡土墙形式是重力式挡土墙。
知识拓展
挡土墙多由料石或混凝土预制块砌筑，或用混凝土浇筑。挡土墙基础地基承载力必须符合设计要求，并经检测验收合格后方可进行后续工序施工。施工中应按设计规定布设挡土墙的排水系统、泄水孔、反滤层和结构变形缝。挡土墙应进行墙体变形观测，确认合格后才能投入使用。
（二）挡土墙结构受力
挡土墙结构会受到土体的侧压力作用，该力的总值会随结构与土的相对位移及方向的变化而变化，侧压力的分布会随结构施工程序及变形过程特性的变化而变化。挡土墙结构承受的土压力有静止土压力、被动土压力和主动土压力3种。这3种压力具体内容如表1-15所示。
表1-15 挡土墙的结构受力
名师点拨
以上3种土压力中，主动土压力最小；静止土压力其次；被动土压力最大，位移也最大。
【例题5·单项选择题】（2014年真题）下列挡土墙结构类型中，受地基承载力限制最大的是（ ）。
A.重力式挡墙
B.加筋挡土墙
C.锚杆挡土墙
D.悬臂式挡土墙
【解析】本题考查的是常用挡土墙结构。我国目前最常用的一种挡土墙是重力式挡土墙，多用浆砌片（块）石砌筑。依靠墙体自重抵抗墙后土体的侧向推力。重力式挡土墙的优点是：形式简单，施工方便，就地取材，适应性强；缺点是：墙身截面大，圬工数量大，软弱地基上修建往往受到承载力的限制。
【答案】A