《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2017)宣貫.ppt

公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTGD50 2017 宣貫用 張起森教授長沙理工大學(xué) 目錄 五 材料性質(zhì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù) 一 術(shù)語 一 術(shù)語解釋 2 1 11 2 1 17 2 1 11結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)期 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 在預(yù)計(jì)的累計(jì)當(dāng)量軸次和環(huán)境條件作用下 路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞的時(shí)間長度 與工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)中的 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 同 2 1 13軸載譜各種車輛不同軸重的分布概率圖 正態(tài)分布 對(duì)數(shù)正態(tài)分布 2 1 14當(dāng)量軸次分別按不同的破壞指標(biāo) 五個(gè)指標(biāo) 按當(dāng)量損壞原則 mimer假定 將不同軸載的作用次數(shù)換算為設(shè)計(jì)軸載 100kN 的當(dāng)量作用次數(shù) 2 1 15累計(jì)當(dāng)量軸次概念與老規(guī)范同 但這里指客車和貨車的交通量 指2類 11類車型 不考慮輕型車的作用 2 1 16路基平衡濕度公路通車后 路基濕度在地下水 大氣降雨與蒸發(fā)等因素作用下達(dá)到平衡狀態(tài) 濕度相對(duì)穩(wěn)定 此時(shí)的路基濕度定義為路基平衡濕度 2 1 17裂縫指數(shù)表征橫向裂縫密集程度的指標(biāo) 反映瀝青層低溫開裂程度 DTT直接拉伸試驗(yàn) 二 符號(hào)說明 15個(gè)符號(hào) 瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度 分析瀝青層永久變形 用貫入法測(cè)定 目標(biāo)可靠度指標(biāo) 反映結(jié)構(gòu)可靠性的大小 標(biāo)準(zhǔn)差 又稱均方差 動(dòng)態(tài)剪切流變儀 動(dòng)態(tài)剪切系數(shù)模量 采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀 DSR 60 10rad s 約為1 59HZ 試驗(yàn)確定 瀝青勁度模量 采用彎曲量流變儀 BBR 10 加載180秒確定的勁度模量值 MPa 彎曲梁流變儀 三 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3 0 1目標(biāo)可靠度和可靠度指標(biāo) 3 0 2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限表3 0 2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限 年 3 0 3設(shè)計(jì)軸重100kN 單軸 雙輪組 與老規(guī)范同 技術(shù)參數(shù)表3 0 3設(shè)計(jì)軸承的參數(shù) 表3 0 1目標(biāo)可靠度和目標(biāo)可靠度指標(biāo) 3 0 4設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí) 累計(jì)軸重為大型客車和貨車交通量 2類 11類車 增加了 極重 等級(jí) 50 106輛 分為五級(jí) 老規(guī)范四級(jí) 表3 0 4設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí) 瀝青層疲勞開裂 無機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂 瀝青層永久變形 路基頂面層豎向壓應(yīng)變 路面表面低溫開裂 季節(jié)性冰凍地區(qū) 3 0 5瀝青路面設(shè)計(jì)控制指標(biāo)五個(gè) 取消了表面彎沉指標(biāo) 五個(gè)指標(biāo) 3 0 6設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)滿足 驗(yàn)算指標(biāo) 1 按本規(guī)范附錄B 1和B 2計(jì)算的瀝青層和無機(jī)結(jié)合料層的疲勞開裂壽命 次 容許的 均應(yīng)大于附錄A確定的設(shè)計(jì)年限內(nèi)當(dāng)量軸載累計(jì)作用次數(shù) 2 按附錄B3計(jì)算的瀝青永久變形量 應(yīng)小于表3 0 6 1容許的變形量值 表3 0 6 1瀝青混合料層容許永久變形量 mm 3 路基頂面豎向壓應(yīng)變應(yīng)小于附錄B4的容許值 4 按照附錄B5計(jì)算的瀝青面層低溫開裂指數(shù)不大于表3 0 6 2 3 0 7對(duì)于高速公路 一級(jí)公路等提出抗滑技術(shù)指標(biāo)橫向力系數(shù)SFC60 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)車60km h TD 鋪砂法構(gòu)造深度 mm 與舊規(guī)范一樣 表3 0 6 2低溫開裂指數(shù)要求 四 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 4 4 5基層和底基層厚度 突出了集料公稱最大粒徑的關(guān)系4 5 2面層材料類型適用的交通荷載等級(jí)與層位 表4 5 2 表4 5 2面層材料的交通荷載等級(jí)和層位 4 5 4不同粒徑的瀝青厚度符合表4 5 4的規(guī)定 連續(xù)級(jí)配瀝青混合料和瀝青瑪蹄脂碎石混合料 SMA 的結(jié)構(gòu)層小厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2 5倍 開級(jí)配瀝青混合料厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2 0倍 表4 5 4不同粒徑瀝青混合料的最小層厚 mm 4 6功能層 粘層 封層 透層 隔離層 防水 排水 層 防裂層 取消了老規(guī)范中的墊層 編制中表面 表4 1 列出了瀝青路面主要損壞類型 五 材料性質(zhì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù) Yourtext urtext ourtext 利用已有經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式確定 參照典型數(shù)值確定 通過室內(nèi)試驗(yàn)實(shí)測(cè)確定 水平一 水平二 水平三 5 1 3路面結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)的確定可分為3個(gè)水平 準(zhǔn) 高速公路和一級(jí)公路的施工圖設(shè)計(jì)階段宜用水平一 其他設(shè)計(jì)階段使用二級(jí)和二級(jí)以下 5 2 2路基頂面回彈模量 MPa 路基平衡濕度狀態(tài) 并考慮干濕與凍融循環(huán)作用后的模量值 這個(gè)值比現(xiàn)有采用的25 40MPa大了許多 5 3粒料類材料 粒料類在最佳含水率與壓實(shí)要求的干密度條件下 試驗(yàn)水平1按附錄D采用重復(fù)加載三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定 取其均值 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí) 比值還應(yīng)乘以濕度調(diào)整系數(shù)1 6 2 0 表5 2 2路基頂面回彈模量 MPa 在水平三 可取表5 3 8的值 表5 3 8粒料回彈模量取值范圍 MPa 注 材料性能好 級(jí)配好或壓實(shí)度大時(shí)取最高值 反之取低值 5 4無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料 5 4 1 5 4 3對(duì)于無機(jī)結(jié)合料類材料的集料最大粒徑 水泥劑量 貧混凝土等做了相關(guān)規(guī)定 表5 4 4給出了無機(jī)結(jié)合料材料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 代表值 可供參考 表5 4 4無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 代表值 MPa 注 a在低塑性土 塑性指數(shù)小于7 地區(qū) 石灰穩(wěn)定砂礫和碎石的7d齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于0 5MPa 100g平衡錐測(cè)液限 b低限用于塑性指數(shù)小于7的黏土 高限用于塑性指數(shù)大于或等于7的黏土 續(xù)表5 4 4 5 4 5對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料彎拉強(qiáng)度和彈性模量按三個(gè)水平作出了規(guī)定 1 水平一 按附錄E 采用中段法單軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定 水泥穩(wěn)定類 水泥粉煤灰類齡期90d 石灰類180d 彎拉強(qiáng)度和彈性模量取測(cè)試值的均值 2 水平三 參照表5 4 5確定 表5 4 5無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類材料的彎拉強(qiáng)度和彈性模量取值范圍 MPa 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí) 無機(jī)結(jié)合料的彈性模量應(yīng)乘以結(jié)構(gòu)層模量調(diào)整系數(shù)0 5 5 5瀝青混合料類材料 5 5 1 5 5 4為一般規(guī)定 5 5 5季節(jié)性冰凍地區(qū)高速公路和一級(jí)公路表面層瀝青低溫性能應(yīng)滿足下列指標(biāo)要求 1 連續(xù)10年最低氣溫平均值作為路面低溫設(shè)計(jì)溫度 低溫設(shè)計(jì)溫度提高10 的試驗(yàn)條件下 彎曲梁流變 BBR 試驗(yàn)蠕變勁度St 300MPa 蠕變曲線斜率m 0 3 2 當(dāng)蠕變勁度S在300 600MPa之間 且m 0 3 增加瀝青直接拉伸試驗(yàn) DTT 其斷裂應(yīng)變不宜小于1 10000 直接拉伸試驗(yàn) DTT 3 以上都不滿足時(shí) 由瀝青彎曲梁流變?cè)囼?yàn)和直接拉伸試驗(yàn)確定的瀝青臨界開裂溫度 5 5 6給出了瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變要求 表5 5 6瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變技術(shù)要求 5 5 7瀝青混合料車轍動(dòng)穩(wěn)定度要求變化不大 表5 5 7 5 5 8用單軸貫入試驗(yàn)方法測(cè)定瀝青混合料貫入強(qiáng)度 附錄F 無機(jī)結(jié)合料基層瀝青路面 底基層采用無機(jī)結(jié)合料基層用瀝青類材料的瀝青路面 水泥混凝土基層瀝青路面的瀝青混合料用貫入強(qiáng)度 宜滿足式 5 5 8 1 注意 權(quán)重 涉及到各層剪應(yīng)力計(jì)算 5 5 9粒料基層瀝青路面和粒料底基層 瀝青類基層的瀝青路面 瀝青貫入強(qiáng)度宜滿足式 5 5 9 1 瀝青混合料貫入強(qiáng)度表示瀝青混合料抗剪切變形的能力 旨在控制路面車轍 交通部 瀝青路面荷載標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 研究了貫入強(qiáng)度和瀝青混合料永久變形的關(guān)系模型 5 5 10瀝青混合料水穩(wěn)定性技術(shù)要求 浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度 凍融劈裂試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度 5 5 11瀝青混合料動(dòng)態(tài)壓縮模量瀝青混合料動(dòng)態(tài)壓縮模量采用單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)法確定 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTGE20 T0738 溫度20 面層瀝青混合料加載頻率10HZ 基層5HZ 試驗(yàn)直徑100 2mm 高150 2 5mm 集料最大公稱粒徑不大于37 5mm 1 水平一 按上述試驗(yàn)直接測(cè)定 2 水平二 按式 5 5 11 計(jì)算確定 5 5 11 3 水平三 按表5 5 11確定 注意 表中各瀝青混合料E相差不甚合理 六 路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 6 1一般規(guī)定 6 1 1路面結(jié)構(gòu)力學(xué)指標(biāo)計(jì)算采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論 計(jì)算體系與原規(guī)范一樣 但應(yīng)說明 從概念上引用了結(jié)構(gòu)可靠度理念 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 各級(jí)公路目標(biāo)可靠度和可靠度指標(biāo) 6 1 2路面結(jié)構(gòu)組合方案擬定后 應(yīng)按附錄B方法進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 再結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)分析確定 6 2設(shè)計(jì)指標(biāo) 6 2 1多指標(biāo) 五個(gè) 設(shè)計(jì) 放棄了多年用的表面彎沉指標(biāo) 表6 2 1列出來不同結(jié)合組合路面的設(shè)計(jì)指標(biāo) 表6 2 1不同結(jié)構(gòu)組合路面的設(shè)計(jì)指標(biāo) 6 2 2各設(shè)計(jì)指標(biāo)選用表6 2 2規(guī)定的豎向位置處的力學(xué)響應(yīng) 應(yīng)按圖6 2 2所示計(jì)算位置 選取點(diǎn)A B C和D計(jì)算的最大力學(xué)響應(yīng)量 表6 2各設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的力學(xué)響應(yīng)及其豎向位置 6 3交通 材料和環(huán)境參數(shù) 6 3 1各設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù) 按附錄A確定 Nf1 Nf2 Ne3 Ne4 瀝青混合料層疲勞 無機(jī)料層疲勞 瀝青料永久變形 路基頂面壓應(yīng)變 6 3 2路面各結(jié)構(gòu)層模量取值應(yīng)符合規(guī)定 1 瀝青面層 20 10HZ 單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量瀝青基層 20 5HZ 2 無機(jī)結(jié)合料層 采用中間段法單軸壓縮模量 并經(jīng)結(jié)構(gòu)層模量調(diào)整0 5修正 室內(nèi)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)FWD發(fā)算對(duì)比 3 粒料層 采用經(jīng)濕度調(diào)整的回彈模量參考美國ASHTO力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法 MEPDG 考慮材料通車后的濕度變化引入 調(diào)整系數(shù)1 6 2 0 模量測(cè)定方法用動(dòng)三軸儀 p49 試件直徑 最大粒徑大于19mm的粒料 時(shí)間直徑 高度 150 300mm最大粒徑 19mm時(shí) 采用 100 200mm試件 4 路基 采用平衡濕度狀態(tài)下 并考慮干濕循環(huán)與凍融循環(huán)作用后的頂面回彈模量 用承載板 6 3 3瀝青層疲勞 無機(jī)料層疲勞和路基頂面壓應(yīng)變驗(yàn)算時(shí) 應(yīng)按附錄G確定 濕度調(diào)整系數(shù)和等效溫度 確定方法分兩步 1 根據(jù)氣溫資料和表G 1確定基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)的濕度調(diào)整系數(shù)和等效溫度 2 對(duì)于非基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu) 即瀝青面層和基層 含底基層 由兩層或兩層以上不同材料結(jié)構(gòu)層組成時(shí) 應(yīng)按式G 1 1 1和式G 1 1 2分別換算成當(dāng)量瀝青層和當(dāng)量基層 簡(jiǎn)化為當(dāng)量瀝青面層 當(dāng)量基層和路基組成的三層路面結(jié)構(gòu) 式中 當(dāng)量層厚度 mm 和模量 MPa 下標(biāo)i a為瀝青面層 i b為基層 不同氣溫狀況下基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的損壞 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)溫度 20 條件下基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)的等效損壞 從而得到基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù)KTi 部分地區(qū)基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù) 見表G1 2 p63 P66 G 1 3 1 式中 KTi 濕度調(diào)整系數(shù) 下標(biāo)i 1對(duì)應(yīng)瀝青層疲勞開裂分析下標(biāo)i 2對(duì)應(yīng)無機(jī)料層疲勞下標(biāo)i 3對(duì)應(yīng)路基頂面豎向壓應(yīng)變分析 基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)溫度調(diào)整系數(shù) 查表G 1 2 Ah Bh AE BE 與面層 基層厚度和模量有關(guān)的函數(shù) p67 等效溫度用于分析瀝青混合料永久變形 其等效溫度按 G 2 1 式計(jì)算 G 2 1 式中 瀝青層等效溫度 瀝青層厚度 mm 基準(zhǔn)等效溫度 按表G 1 2取用 注 基準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)分兩種 粒料類基層瀝青路面瀝青層厚ha 180mm Ea 8000MPa基層ha 400mm Eb 400MPa 路基E0 100MPa 無機(jī)結(jié)合類基層瀝青路面瀝青層厚ha 180mm Ea 8000MPa基層ha 400mm Eb 7000MPa 路基E0 100MPa 6 4路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算流程 1 新 老規(guī)范的比較 老規(guī)范的計(jì)算流程圖 新規(guī)范的計(jì)算流程圖 比較這兩個(gè)流程圖可以看出 1 新老規(guī)范輸入?yún)?shù)基本相同 驗(yàn)算的步驟也差不多 但參數(shù)確定方便變化很大 2 老規(guī)范以路表彎沉為設(shè)計(jì)指標(biāo) 以瀝青層和粒料穩(wěn)定層拉應(yīng)力為驗(yàn)算指標(biāo) 新規(guī)范為多指標(biāo)設(shè)計(jì) 取消了彎沉指標(biāo) 以瀝青層彎拉疲勞開裂 無機(jī)結(jié)合料層彎拉疲勞開裂 這兩個(gè)指標(biāo)形式上與老規(guī)范差不多 但內(nèi)容上相差較大 瀝青層永久變形 路基頂面豎向壓應(yīng)變 瀝青面層低溫開裂 后面三個(gè)老規(guī)范是沒有的 3 最后 新規(guī)范還加了一個(gè)驗(yàn)收彎沉控制指標(biāo) 老規(guī)范沒有明確提出來 2 新規(guī)范結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法如下 1 按附錄A調(diào)查分析交通參數(shù) 根據(jù)本規(guī)范第3 0 4條規(guī)定 確定交通荷載等級(jí) 2 根據(jù)路基土類 地下水位高度確定路基干濕類型和濕度狀況 按本規(guī)范第5 2 2條要求 確定頂面路基回彈模量 沒必要的改善措施 3 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 初擬路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案 選取設(shè)計(jì)指標(biāo) 4 按本規(guī)范第5章及第6 3 2條規(guī)定 確定個(gè)結(jié)構(gòu)層模量等設(shè)計(jì)參數(shù) 并按第5章規(guī)定檢驗(yàn)粒料的CBR值 無機(jī)結(jié)合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 瀝青低溫性能要求 瀝青混合料的低溫破壞應(yīng)變 動(dòng)穩(wěn)定度 貫入強(qiáng)度和水穩(wěn)性等指標(biāo) 5 按附錄G的規(guī)定 確定各設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的溫度調(diào)整系數(shù)或等效溫度 6 采用多層彈性體系理論程序計(jì)算各規(guī)定點(diǎn)各設(shè)計(jì)指標(biāo)的力學(xué)響應(yīng)量 7 按附錄B的規(guī)定進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 驗(yàn)算結(jié)構(gòu)應(yīng)符合第3 0 6條規(guī)定 8 對(duì)通過結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 選定設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)9 按附錄B 7計(jì)算設(shè)計(jì)路面的驗(yàn)收彎沉值 并應(yīng)符合附錄B 7的規(guī)定 七 改建設(shè)計(jì) 7 1該建設(shè)計(jì)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理念 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況 施工階段應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)整改建方案 7 2既有路面調(diào)查 交通量 軸載組成 增長率 路面破壞狀況 采用落錘式動(dòng)態(tài)彎沉儀 雷達(dá) 鉆芯等 7 3改建方案 局部病害處理 整體性處理或他們的結(jié)合方案 對(duì)裂縫較多的路面采取減緩發(fā)射裂縫的措施 材料再生利用 7 4改建路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算1 加鋪層的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)按新建路面結(jié)構(gòu)確定2 既有路面層的設(shè)計(jì)參數(shù)按下列要求確定 1 將既有路面簡(jiǎn)化為由瀝青層 無機(jī)結(jié)合料層或粒料層和路基組成的 當(dāng)量 三層體系 利用落錘式彎沉儀測(cè)定的彎沉盆反演或芯樣實(shí)測(cè)方法確定各結(jié)構(gòu)層模量 用什么反演方法和模型 2 既有路面無機(jī)結(jié)合料層的彎拉強(qiáng)度Rs 宜用現(xiàn)場(chǎng)芯樣實(shí)測(cè)的抗壓強(qiáng)度Rc 用式 7 4 3 計(jì)算 Rs 0 21Rc 7 4 3 3 既有路層采用直接加鋪或銑刨后再加鋪 對(duì)加鋪層均應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 加鋪層的設(shè)計(jì)參數(shù)按新建路面結(jié)構(gòu)確定 既有路層采用直接加鋪或銑刨后留用的結(jié)構(gòu)層不再進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 其頂面當(dāng)量回彈模量 按路基處理 7 4 4 式中 p 落錘式彎沉儀承載板施加荷載 MPa r 落錘彎沉儀承載板半徑 mm l0 板中點(diǎn)處的彎沉值 0 01mm 3 7 4 6改建設(shè)計(jì)流程見圖7 4 6 與新路設(shè)計(jì)大致相同 八 橋面鋪裝設(shè)計(jì) 本章太簡(jiǎn)單 基本上未反映現(xiàn)有橋面鋪裝的工程設(shè)計(jì)和研究狀況 一 新規(guī)范 JTGD50 2017 與舊規(guī)范 JTGD50 2006 的主要變化 1 調(diào)整了交通荷載分級(jí) 五級(jí) 增加了極重交通等級(jí) 以路面設(shè)計(jì)期內(nèi)累計(jì)貨車和客車交通量劃分交通荷載等級(jí) 2 取消墊層 明確了功能層的含義 3 路基頂面回彈模量采用三軸儀實(shí)測(cè) 代替了原來的壓入承載板法 舊規(guī)范采用最不利季節(jié)的濕度 新規(guī)范用路基平衡狀態(tài)濕度 新規(guī)范路基頂面模量要求交舊規(guī)范提高了2 3倍 4 在瀝青路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí) 根據(jù)當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁?引入了溫度調(diào)整系數(shù)和等效溫度概念 5 采用圖的飽和度Sr代替稠度標(biāo)準(zhǔn)路基干濕狀態(tài) 6 采用了針對(duì)路面具體損壞的多指標(biāo) 五指標(biāo) 體系 增加了路基頂面壓應(yīng)變 瀝青層永久變形 路面低溫開裂指標(biāo) 改進(jìn)了瀝青層和無機(jī)結(jié)合料層疲勞開裂 取消了路表彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo) 保留了路面完工后以完成作驗(yàn)收指標(biāo) 7 改變了路面材料和路基設(shè)計(jì)參數(shù) 改進(jìn)了測(cè)試方法 提出了確定路面材料和路基設(shè)計(jì)參的三個(gè)水平法 8 提出了軸載譜及交通參數(shù)的調(diào)查分析方法 9 突出了路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)要求 保證結(jié)構(gòu)安全 耐久和全壽命周期經(jīng)濟(jì)合理 10 調(diào)整了章節(jié)安排 規(guī)范了術(shù)語和符號(hào) 一 關(guān)于路面結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)1 路面結(jié)構(gòu)可靠度 路面結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率 公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB T50283 199 規(guī)定的時(shí)間 是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 對(duì)于路面設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一般去設(shè)計(jì)年限 規(guī)定的條件 是正常設(shè)計(jì) 正常施工和正常使用的條件 預(yù)定功能 是指結(jié)構(gòu)的安全性 適用性和耐久性 也成為結(jié)構(gòu)的可靠性 結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的使用指標(biāo) 2 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程 式中 xi x1 x2 xn 稱為基本變量或稱隨機(jī)變量 如荷載 材料性能 幾何參數(shù)等 對(duì)于承載力極限狀態(tài) 若令R為結(jié)構(gòu)抗力 S為荷載產(chǎn)生的效應(yīng) 如應(yīng)力 應(yīng)變 則極限狀態(tài)方程Z g R S R S 若Z 0 結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài) 若Z 0 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài) 若Z 0 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài) R S不同值對(duì)應(yīng)的Z值 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTGD40 2011 給出的極限狀態(tài)方程 可靠度系數(shù) 依據(jù)目標(biāo)可靠度及變異水平等級(jí)及變異系數(shù)確定 面層板在臨界荷位產(chǎn)生的行車荷載疲勞應(yīng)力 MPa 面層板在臨界荷位產(chǎn)生的溫度梯度疲勞應(yīng)力 MPa 水泥混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 MPa 3 可靠度指標(biāo) 設(shè)隨機(jī)變量xi i 1 2 n 則可求得 則有可靠度指標(biāo)為 功能函數(shù)Z概率分布 4 20世紀(jì)80年代提出過的瀝青路面可靠分析的兩個(gè)概率模型 1 原長沙交通學(xué)院 長沙理工大學(xué) 的效應(yīng) 抗力模型 2 同濟(jì)大學(xué)的疲勞破壞概率模型 與新規(guī)范的模型一致 Ne 根據(jù)極限狀態(tài)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)軸載疲勞次數(shù) N0 設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次 二 關(guān)于交通荷載參數(shù)分析中的軸載譜 通過在車道上設(shè)置稱重設(shè)備 連續(xù)的采集設(shè)計(jì)車道上所有2軸六輪 2類車型 及以上車輛的類型 軸型組成及軸重?cái)?shù)據(jù) 并按照附錄表A1 2對(duì)車輛進(jìn)行分類 分別統(tǒng)計(jì)車輛單軸單輪 單軸雙輪 雙聯(lián)軸 三聯(lián)軸的數(shù)量 將他們除以各類車輛的總數(shù)量 得到各類車輛中各種軸型的平均軸數(shù) 并統(tǒng)計(jì)各類車輛各種軸型在不同軸重區(qū)間出現(xiàn)百分比 確定各種軸型的軸重分布系數(shù) 即為軸重譜 確定軸載譜時(shí) 單軸單輪 單軸雙輪 雙聯(lián)軸 三聯(lián)軸分別每隔2 5kN 4 5kN 9 0kN和13 5kN劃分為一個(gè)軸重區(qū)間 關(guān)于軸載譜方面研究的論文很多 最早同濟(jì)大學(xué) 山西交通廳在運(yùn)煤專用公路的路面研究中采用過 美國AASHTO路面設(shè)計(jì)M E法 2002 取消了車輛當(dāng)量換算 而采用軸載譜研究車輛對(duì)路面的作用 三 關(guān)于路面結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法幾個(gè)模型的說明 據(jù)編寫組說明這個(gè)公式依據(jù)108次 組 常應(yīng)力加載模式和618次 組 常應(yīng)變加載模式疲勞試驗(yàn)結(jié)果建立瀝青混合料疲勞開裂模型 利用了北京3個(gè)ALF試驗(yàn)路段 美國加州大學(xué)berkeley分校6個(gè)重車模擬HVS試驗(yàn)路段 美國西部換到WesTrack8個(gè)試驗(yàn)路段 美國明尼蘇達(dá)州MnRoad10個(gè)試驗(yàn)路段和美國瀝青技術(shù)中心 奧本大學(xué) NCAT3個(gè)試驗(yàn)路段 共30個(gè)試驗(yàn)段的疲勞數(shù)據(jù) 對(duì)已建立的疲勞模型進(jìn)行了驗(yàn)證和修正 1 瀝青混合料疲勞開裂驗(yàn)算公式 B1 1 1 這30個(gè)驗(yàn)證路段中僅有3個(gè)是中國的 其他都是外國的 美國 國外這些試驗(yàn)段用的什么石料 瀝青 什么類型的混合料 路面結(jié)構(gòu) 施工水平 記載情況等與我們國家采用的材料其有什么不同 可能不是完全清楚 作為修正和驗(yàn)證依據(jù)可靠嗎 2 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定層疲勞開裂計(jì)算公式 B 2 1 1 和 B 2 1 2 據(jù)編寫組說明 這個(gè)公式依據(jù)148個(gè)水泥穩(wěn)定砂礫 水泥碎石 水泥土和石灰粉煤灰碎石四種常用混合料的疲勞開裂試驗(yàn)結(jié)果建立的 148個(gè) 4 37個(gè) 每種混合料 不說這四種無機(jī)穩(wěn)定料的代表性 僅數(shù)量就有些問題了 為了縮小室內(nèi)性能模型與現(xiàn)場(chǎng)疲勞間的差異引入的kc系數(shù) 是通過比對(duì)調(diào)研的路面模型結(jié)構(gòu)損壞狀況與上述疲勞開裂模型分析結(jié)構(gòu)得到的 這種比對(duì)的客觀性如何 3 瀝青混合料層永久變形的驗(yàn)算式 B 3 2 1 依據(jù)多種瀝青混合料 在不同溫度 壓力等條件下229個(gè)有效車轍試驗(yàn)結(jié)果得到式 B3 2 1 b并利用國內(nèi)十余條公路多年車轍數(shù)據(jù)和五個(gè)試驗(yàn)路段對(duì)該模型進(jìn)行了修正和驗(yàn)證 同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)綜合修正系數(shù)kR 4 路基頂面豎向壓應(yīng)變驗(yàn)算路基頂面的容許豎向壓應(yīng)變按式 B 4 1 確定 對(duì)于這個(gè)式子的調(diào)整和修正是按照AASHTO試驗(yàn)路195個(gè)路面結(jié)構(gòu)資料以及Psi 2 5時(shí)軸載作用次數(shù) 反算路基頂面的豎向壓應(yīng)變 并建立豎向壓應(yīng)變與100kN的軸載作用次數(shù)間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式 經(jīng)修正和調(diào)整建立的 這說明這個(gè)模型基本