14第十四章 瀝青設計

1、l概述概述l彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論l瀝青路面的結(jié)構組合設計瀝青路面的結(jié)構組合設計l瀝青路面的破壞狀態(tài)與設計標準瀝青路面的破壞狀態(tài)與設計標準l我國瀝青路面設計方法我國瀝青路面設計方法道路系道路系 馬骉馬骉 根據(jù)使用要求及氣候、水文、地質(zhì)等自根據(jù)使用要求及氣候、水文、地質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當?shù)氐膶嵺`經(jīng)驗，設然條件，密切結(jié)合當?shù)氐膶嵺`經(jīng)驗，設計計確定合理的路面結(jié)構確定合理的路面結(jié)構，使之能承受交，使之能承受交通荷載和環(huán)境因素的作用，在通荷載和環(huán)境因素的作用，在預定的使預定的使用期限內(nèi)用期限內(nèi)滿足各級公路的滿足各級公路的承載力、耐久承載力、耐久性、舒適性、安全性的要求性、舒適性、安全性的要

2、求結(jié)構組合設計結(jié)構組合設計材料組成設計材料組成設計厚度設計驗算厚度設計驗算結(jié)構方案比選結(jié)構方案比選路肩構造設計路肩構造設計排水系統(tǒng)設計排水系統(tǒng)設計路基路面整體綜合設計原則路基路面整體綜合設計原則密切結(jié)合自然條件及實踐基礎原則密切結(jié)合自然條件及實踐基礎原則滿足交通與使用要求原則滿足交通與使用要求原則因地制宜、合理選材原則因地制宜、合理選材原則保護自然生態(tài)與沿線環(huán)境原則保護自然生態(tài)與沿線環(huán)境原則工廠及機械化施工、方便施工原則工廠及機械化施工、方便施工原則技術與經(jīng)濟性并重原則技術與經(jīng)濟性并重原則分期修建、方便養(yǎng)護原則分期修建、方便養(yǎng)護原則1.經(jīng)驗法經(jīng)驗法l對試驗路或使用道路的實驗觀測，建立路面結(jié)構（

3、結(jié)構層組合、厚度和材料性對試驗路或使用道路的實驗觀測，建立路面結(jié)構（結(jié)構層組合、厚度和材料性質(zhì)）、車輛荷載（軸載大小和作用次數(shù)）和路面使用性能之間的關系質(zhì)）、車輛荷載（軸載大小和作用次數(shù)）和路面使用性能之間的關系l特點是符合試驗地的實際，但是不能結(jié)合不同地方的實際特點是符合試驗地的實際，但是不能結(jié)合不同地方的實際l典型代表：典型代表：cbr法，法，aashto法法2.力學力學經(jīng)驗法經(jīng)驗法l應用力學原理分析路面結(jié)構在荷載與環(huán)境作用下的力學響應（應力、應變和位應用力學原理分析路面結(jié)構在荷載與環(huán)境作用下的力學響應（應力、應變和位移），建立力學響應與路面使用性能之間的關系模型，路面設計按使用要求，運移

4、），建立力學響應與路面使用性能之間的關系模型，路面設計按使用要求，運用關系模型完成結(jié)構設計用關系模型完成結(jié)構設計l特點是理論聯(lián)系實際，是特點是理論聯(lián)系實際，是目前設計方法發(fā)展的總趨勢目前設計方法發(fā)展的總趨勢l典型代表：我國現(xiàn)行瀝青路面設計方法、典型代表：我國現(xiàn)行瀝青路面設計方法、ai法和法和shell法法3.典型結(jié)構法典型結(jié)構法l通過調(diào)查，總結(jié)得到的與交通量等參數(shù)有關的結(jié)構圖通過調(diào)查，總結(jié)得到的與交通量等參數(shù)有關的結(jié)構圖l特點是減少了設計的隨意性，具有結(jié)構使用性能明確，結(jié)構圖統(tǒng)一。特點是減少了設計的隨意性，具有結(jié)構使用性能明確，結(jié)構圖統(tǒng)一。l典型代表：法國方法，中國八典型代表：法國方法，中國八

5、五研究成果五研究成果4.優(yōu)化設計法優(yōu)化設計法l通過目標函數(shù)優(yōu)化，使其具有性能與費用的最優(yōu)性通過目標函數(shù)優(yōu)化，使其具有性能與費用的最優(yōu)性l尚不成熟尚不成熟aashto試驗路確定交通量確定交通量：如車型、軸重、輪胎壓力、：如車型、軸重、輪胎壓力、各車型通過數(shù)及橫向分布各車型通過數(shù)及橫向分布路面結(jié)構組合路面結(jié)構組合：確定材料品種及其它參：確定材料品種及其它參數(shù)數(shù)參數(shù)修正參數(shù)修正路面設計的指標與標準確定路面設計的指標與標準確定運用基本關系式進行設計計算或驗算運用基本關系式進行設計計算或驗算標準軸載及當量換算標準軸載及當量換算公路實際行駛的車輪類型千差萬別，軸載也各不相公路實際行駛的車輪類型千差萬別，軸

6、載也各不相同，它們對路面結(jié)構的損耗作用也不同同，它們對路面結(jié)構的損耗作用也不同標準軸載一般要求對路面的響應較大、同時又能反標準軸載一般要求對路面的響應較大、同時又能反映本國的公路運輸運營車輛的總體軸載水平，涉及映本國的公路運輸運營車輛的總體軸載水平，涉及運輸經(jīng)濟和路面結(jié)構經(jīng)濟性兩個方面運輸經(jīng)濟和路面結(jié)構經(jīng)濟性兩個方面我國采用單軸雙輪組我國采用單軸雙輪組bzz-100；美國為；美國為18kip（單（單軸軸80.1kn）、）、32kip（雙軸（雙軸142.34kn）；德國為）；德國為110kn；印尼為；印尼為50kn；黎巴嫩為；黎巴嫩為140kn軸載當量換算的原則軸載當量換算的原則等破壞原則等破壞

7、原則不同標準軸載使用末期達不同標準軸載使用末期達到相同臨界狀態(tài)為標準到相同臨界狀態(tài)為標準等厚度原則等厚度原則對某一種交通組成，不同對某一種交通組成，不同標準軸載換算所得軸載作用次數(shù)設計計算確標準軸載換算所得軸載作用次數(shù)設計計算確定的路面厚度相同定的路面厚度相同當量軸次當量軸次按彎沉或彎拉應力為指標將不同車型、不按彎沉或彎拉應力為指標將不同車型、不同軸載的作用次數(shù)換算為與標準軸載相當?shù)耐S載的作用次數(shù)換算為與標準軸載相當?shù)妮S載作用次數(shù)軸載作用次數(shù)我國公路瀝青路面設計的軸載換算公式我國公路瀝青路面設計的軸載換算公式彎沉及瀝青層底拉應力彎沉及瀝青層底拉應力為設計指標的換算公式為設計指標的換算公式半剛

8、性材料層底拉應力半剛性材料層底拉應力為設計指標的換算公式為設計指標的換算公式貧混凝土基層層底拉應力貧混凝土基層層底拉應力為設計指標的換算公式為設計指標的換算公式25kn130kn軸載軸載50kn130kn軸載軸載50kn130kn軸載軸載軸載當量換算的原則軸載當量換算的原則瀝青路面設計年限瀝青路面設計年限應根據(jù)公路等級、應根據(jù)公路等級、公路在路網(wǎng)中的功能定位、當?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)公路在路網(wǎng)中的功能定位、當?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)展的需求以及投資條件等綜合論證后確定展的需求以及投資條件等綜合論證后確定公路瀝青路面設計年限參考值公路瀝青路面設計年限參考值公路等級及其功能公路等級及其功能設計年限（年）設計年限（年）高

9、速公路高速公路一級公路（干線功能）一級公路（干線功能）2020一級公路（集散功能）一級公路（集散功能）二級公路二級公路1515三、四級公路三、四級公路1010軸載當量換算的原則軸載當量換算的原則設計年限內(nèi)的累計當量軸次設計年限內(nèi)的累計當量軸次城市道路設計年限城市道路設計年限道路交通量達到飽道路交通量達到飽和狀態(tài)時的設計年限。一般規(guī)定：快速路、和狀態(tài)時的設計年限。一般規(guī)定：快速路、主干路為主干路為20年；次干路為年；次干路為 15年；支路為年；支路為 10 年年15 年年113 6 5 (1)1 3 6 5 (1)1 (1)tettetnnnn或軸載譜軸載譜各種車輛不同軸載的概率分布車道系數(shù)車道

10、系數(shù)各種軸載在不同車道上的概率分布單車道單車道1.0四車道四車道0.40.5雙車道雙車道有分隔有分隔0.5六車道六車道0.30.4無分隔無分隔0.60.7表示路面結(jié)構在設計年限內(nèi)承擔交通荷載的繁表示路面結(jié)構在設計年限內(nèi)承擔交通荷載的繁重程度重程度我國瀝青路面按其承擔的交通荷載輕重劃分為我國瀝青路面按其承擔的交通荷載輕重劃分為四個交通等級，即：輕、中等、重、特重四個交通等級，即：輕、中等、重、特重交通等級劃分交通等級劃分設計年限內(nèi)一車道沿一方向通過的標準當量軸次營運第一年軸重大于40kn的車型在一車道的日平均車數(shù)取上述兩種方法中較大者作為瀝青路面的交通等級取上述兩種方法中較大者作為瀝青路面的交通

11、等級交通等級交通等級bzz-100knbzz-100kn累計標準累計標準軸次軸次ne(ne(萬次萬次/ /車道車道) )中型以上貨車及大客車中型以上貨車及大客車（日（日/ /輛）輛）a a特輕交通特輕交通100100300250025001000010000（elastic multilayer theory）1）各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、）各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及位移和形變是微小的；各向同性的，以及位移和形變是微小的；2）最下一層在水平方向和垂直向下方向為）最下一層在水平方向和垂直向下方向為無限大，無限大， 其上各層厚度為有限、水平方向其上各層厚度為有限、水

12、平方向為無限大；為無限大；3）各層在水平方向無限遠處及最下一層向）各層在水平方向無限遠處及最下一層向下無限深處，其應力、形變和位移為零；下無限深處，其應力、形變和位移為零；4）層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱）層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱連續(xù)體系），或者層間僅豎向應力和位移連連續(xù)體系），或者層間僅豎向應力和位移連續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）；續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）；5）不計自重。）不計自重。ph1hiei ie1 1en n車輪荷載簡化為圓形均布荷載車輪荷載簡化為圓形均布荷載軸對稱課題軸對稱課題六個主應力計算六個主應力計算根據(jù)交通等級與自然因素，合理選擇與安排路面結(jié)構根據(jù)交通等級與自

13、然因素，合理選擇與安排路面結(jié)構層次，確保在設計使用期內(nèi)，承受行車荷載與自然因?qū)哟?，確保在設計使用期內(nèi)，承受行車荷載與自然因素的共同作用，充分發(fā)揮各結(jié)構層的最大效能，使整素的共同作用，充分發(fā)揮各結(jié)構層的最大效能，使整個路面結(jié)構滿足技術經(jīng)濟合理的要求個路面結(jié)構滿足技術經(jīng)濟合理的要求總原則總原則面層耐久、基層堅實、土基穩(wěn)定面層耐久、基層堅實、土基穩(wěn)定基本原則基本原則保證路面表面使用品質(zhì)長期穩(wěn)定，路面保證路面表面使用品質(zhì)長期穩(wěn)定，路面各結(jié)構層強度、抗變形能力與各層次的力學響應相匹各結(jié)構層強度、抗變形能力與各層次的力學響應相匹配，直接經(jīng)受自然變化影響的層次應提高其抵御能力；配，直接經(jīng)受自然變化影響的層次

14、應提高其抵御能力；充分利用當?shù)夭牧?，?jié)約外運材料，做好優(yōu)化選擇，充分利用當?shù)夭牧?，?jié)約外運材料，做好優(yōu)化選擇，降低建設與養(yǎng)護費用降低建設與養(yǎng)護費用具體組合原則具體組合原則垂直力與水平力垂直力與水平力各結(jié)構層應盡量按強各結(jié)構層應盡量按強度和剛度自上而下遞度和剛度自上而下遞減的規(guī)律安排，厚度減的規(guī)律安排，厚度從薄到厚從薄到厚合理選擇相鄰結(jié)構層合理選擇相鄰結(jié)構層之間的模量比（基層之間的模量比（基層與面層的模量比應不與面層的模量比應不小于小于0.3，土基與基層，土基與基層或底基層的模量比宜或底基層的模量比宜為為0.08-0.40）適應行車荷載適應行車荷載作用的要求作用的要求水和溫度穩(wěn)定性水和溫度穩(wěn)定性

15、基層應選擇水穩(wěn)性好基層應選擇水穩(wěn)性好的材料的材料季節(jié)性冰凍地區(qū)設置季節(jié)性冰凍地區(qū)設置防止凍脹和翻漿墊層防止凍脹和翻漿墊層總厚度滿足防凍要求總厚度滿足防凍要求低溫地區(qū)合理的防止低溫地區(qū)合理的防止反射裂縫組合，并保證反射裂縫組合，并保證適宜的面層厚度適宜的面層厚度潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)，潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)，盡量考慮不透水面層盡量考慮不透水面層在各種自然因素在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好作用下穩(wěn)定性好上下層匹配，總體上強度上下層匹配，總體上強度足夠而不過多浪費足夠而不過多浪費面層耐久、基層堅實、土面層耐久、基層堅實、土基穩(wěn)定的要求基穩(wěn)定的要求各結(jié)構層應具有適宜的厚各結(jié)構層應具有適宜的厚度，不宜使層數(shù)過多而

16、厚度度，不宜使層數(shù)過多而厚度過小過小必須考慮材料特點和施工必須考慮材料特點和施工工藝以及強度和造價等方面工藝以及強度和造價等方面應考慮結(jié)構層間的結(jié)合性應考慮結(jié)構層間的結(jié)合性因地制宜、合理選材、方因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護便施工、利于養(yǎng)護考慮結(jié)構層的考慮結(jié)構層的特點特點(surface course)使用性能要求使用性能要求功能性與結(jié)構性功能性與結(jié)構性結(jié)構層結(jié)構層單層、雙層或三層單層、雙層或三層不同層位性能要求不同層位性能要求表面層表面層平整密實、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久等服務平整密實、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久等服務功能，高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗老化等品質(zhì)功能，高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗老化等

17、品質(zhì)中、下面層中、下面層一定的密水性、抗剝離性，高溫或一定的密水性、抗剝離性，高溫或重載條件下的較高抗剪強度重載條件下的較高抗剪強度下面層下面層良好的抗疲勞裂縫性能和兼顧其他性能良好的抗疲勞裂縫性能和兼顧其他性能根據(jù)不同層位選擇與設計適宜的瀝青混合料根據(jù)不同層位選擇與設計適宜的瀝青混合料面層厚度與集料公稱最大粒徑相關，且考慮技面層厚度與集料公稱最大粒徑相關，且考慮技術經(jīng)濟性術經(jīng)濟性(base course)使用性能要求使用性能要求較高的強度、穩(wěn)定性和耐久性較高的強度、穩(wěn)定性和耐久性結(jié)構層結(jié)構層單層或雙層單層或雙層種類種類柔性基層、半剛性基層、剛性基層柔性基層、半剛性基層、剛性基層l材料：瀝青處

18、治的級配碎石和無結(jié)合料的級配碎石材料：瀝青處治的級配碎石和無結(jié)合料的級配碎石l適用范圍：瀝青碎石適用于適用范圍：瀝青碎石適用于c級和級和c級以上的交通等級級以上的交通等級 級配碎石適用于級配碎石適用于c級以下低交通等級級以下低交通等級l優(yōu)點：應力、應變傳遞協(xié)調(diào)過渡，顆粒狀級配材料易于排水，不易發(fā)生水損壞優(yōu)點：應力、應變傳遞協(xié)調(diào)過渡，顆粒狀級配材料易于排水，不易發(fā)生水損壞l缺點：剛度低，面層荷載彎矩大，面層厚度要求較厚缺點：剛度低，面層荷載彎矩大，面層厚度要求較厚412cm一至三層一至三層ac或或ac+am或或sma+ac820cm一至二層瀝青碎石一至二層瀝青碎石1540cm級配碎石或瀝青穩(wěn)定碎

19、石級配碎石級配碎石或瀝青穩(wěn)定碎石級配碎石15？cm粗砂粗砂 、砂礫、碎石、煤渣、礦渣、砂礫、碎石、煤渣、礦渣柔柔性性基基層層(base course)l材料：水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無機結(jié)合料，對集料做穩(wěn)定處理材料：水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無機結(jié)合料，對集料做穩(wěn)定處理l適用范圍：我國道路工程中廣泛使用適用范圍：我國道路工程中廣泛使用l優(yōu)點：集料品質(zhì)要求不高，結(jié)合料養(yǎng)生硬化后的板體效應提高了路面結(jié)構的整優(yōu)點：集料品質(zhì)要求不高，結(jié)合料養(yǎng)生硬化后的板體效應提高了路面結(jié)構的整體剛度，面層厚度可以減小，且半剛性基層承受了荷載彎矩的主要部分，面層體剛度，面層厚度可以減小，且半剛性基層承受了荷載彎矩的主要部分，

20、面層裂縫會減少裂縫會減少l缺點：易出現(xiàn)反射裂縫，多雨地區(qū)雨水不易下滲，易于發(fā)生路面水損壞缺點：易出現(xiàn)反射裂縫，多雨地區(qū)雨水不易下滲，易于發(fā)生路面水損壞半半剛剛性性基基層層1530cm石灰土、二灰土、水泥石灰土或與上層相同的石灰土、二灰土、水泥石灰土或與上層相同的 材料材料418cm一至三層一至三層ac或或ac+am或或sma+ac1530cm水泥穩(wěn)定集料、二灰穩(wěn)定集料、水泥二灰穩(wěn)定集料水泥穩(wěn)定集料、二灰穩(wěn)定集料、水泥二灰穩(wěn)定集料15？cm粗砂粗砂 、砂礫、碎石、煤渣、礦渣、砂礫、碎石、煤渣、礦渣l材料：低強度等級的混凝土或貧混凝土材料：低強度等級的混凝土或貧混凝土l優(yōu)點：承受大部分荷載，面層彎

21、拉應力小優(yōu)點：承受大部分荷載，面層彎拉應力小l缺點：易出現(xiàn)反射裂縫缺點：易出現(xiàn)反射裂縫剛性剛性基層基層(base course)盡量利用當?shù)夭牧?，降低造價盡量利用當?shù)夭牧?，降低造價基層基層類型類型根據(jù)路面結(jié)構所承受的交通等級進行根據(jù)路面結(jié)構所承受的交通等級進行必選，同時應考慮地基支承的可靠性以及當?shù)乇剡x，同時應考慮地基支承的可靠性以及當?shù)厮疁貭顩r和路基排水與路基穩(wěn)定的可靠程度進水溫狀況和路基排水與路基穩(wěn)定的可靠程度進行不同方案比較后擇優(yōu)而定行不同方案比較后擇優(yōu)而定在交通環(huán)境條件十分惡劣的情況下，可以考慮在交通環(huán)境條件十分惡劣的情況下，可以考慮各種基層的各種基層的組合使用組合使用厚度厚度主要滿足

22、強度與剛度的設計要求，并兼顧主要滿足強度與剛度的設計要求，并兼顧施工壓實機具的功能施工壓實機具的功能(bed course)設置條件設置條件種類及其功能種類及其功能地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕、過濕的路段地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕、過濕的路段排水不良的土質(zhì)路塹，有裂隙水、泉眼等水文地質(zhì)條件不良的巖質(zhì)挖方路段排水不良的土質(zhì)路塹，有裂隙水、泉眼等水文地質(zhì)條件不良的巖質(zhì)挖方路段季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，可能產(chǎn)生凍脹需設置防凍墊層的路段季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，可能產(chǎn)生凍脹需設置防凍墊層的路段基層或底基層可能受到污染及路基軟弱的路段基層或底基層可能受到污染及路基軟弱的

23、路段防水墊層防水墊層排水墊層排水墊層防污墊層防污墊層防凍墊層防凍墊層三防一排三防一排特別說明特別說明路面墊層厚度不以路面結(jié)構路面墊層厚度不以路面結(jié)構強度為目的，但應使路面結(jié)強度為目的，但應使路面結(jié)構總厚度滿足力學強度和彎構總厚度滿足力學強度和彎沉指標，亦即路面墊層不作沉指標，亦即路面墊層不作為路面厚度計算層。為路面厚度計算層。層間滑動或松散會導致結(jié)構整體效應的層間滑動或松散會導致結(jié)構整體效應的喪失喪失透層油與黏層油透層油與黏層油封層封層應力吸收層應力吸收層設計設計方法方法破壞破壞狀態(tài)狀態(tài)破壞破壞原因原因相關相關指標指標控制控制標準標準疲勞疲勞開裂開裂車轍車轍推移推移路基土的壓縮變路基土的壓縮變

24、形形路面各結(jié)構層殘路面各結(jié)構層殘余變形余變形結(jié)構層底面拉應結(jié)構層底面拉應變或拉應力變或拉應力結(jié)構層剪應力結(jié)構層剪應力結(jié)構層溫度應力結(jié)構層溫度應力或應變或應變控制疲勞指標控制疲勞指標 應變、應力、彎沉應變、應力、彎沉控制開裂指標控制開裂指標 應變，應力應變，應力控制車轍指標控制車轍指標 rd，土基頂面壓應變，土基頂面壓應變控制推擠指標控制推擠指標 剪切應力或剪切應變剪切應力或剪切應變 rmrmaxdsll rm雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論理論路表面回彈彎沉值路表面回彈彎沉值為設計指標，瀝青混凝土面為設計指標，瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層

25、、底基層層和半剛性材料的基層、底基層層底彎拉應力層底彎拉應力為驗算指標，城市道路增加面層為驗算指標，城市道路增加面層剪應力剪應力驗算指驗算指標標 設計控制標準設計控制標準根據(jù)路面結(jié)構的破壞過程和根據(jù)路面結(jié)構的破壞過程和破壞機理所達到的極限狀態(tài)，從力學響應提出破壞機理所達到的極限狀態(tài)，從力學響應提出的控制指標的控制指標設計要求設計要求輪隙中間輪隙中間路表面路表面 （a點）計算彎點）計算彎沉值沉值 小于或等于設計彎小于或等于設計彎沉值；輪隙中心下（沉值；輪隙中心下（c點）或單圓荷載中心處點）或單圓荷載中心處（b點）的層底拉應力點）的層底拉應力應小于或等于容許拉應應小于或等于容許拉應力力回彈彎沉回彈

26、彎沉路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形，卸載后能恢復的那一部分變形變形，卸載后能恢復的那一部分變形殘余彎沉殘余彎沉路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復的那一部分變形載后不能恢復的那一部分變形總彎沉總彎沉路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形（回彈彎沉直變形（回彈彎沉+殘余彎沉）殘余彎沉）容許彎沉容許彎沉路面設計使用期末不利季節(jié)路面設計使用期末不利季節(jié),標準軸載標準軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值設計彎沉設計彎沉是指路面

27、交工驗收時、不利季節(jié)、在標是指路面交工驗收時、不利季節(jié)、在標準軸載作用下準軸載作用下,標準軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值標準軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值彎沉測定彎沉測定貝克曼法貝克曼法傳統(tǒng)檢測方法，速度慢，靜態(tài)測試，傳統(tǒng)檢測方法，速度慢，靜態(tài)測試，試驗方法成熟，目前為規(guī)范規(guī)定的標準方法試驗方法成熟，目前為規(guī)范規(guī)定的標準方法自動彎沉儀法自動彎沉儀法利用貝克曼法原理快速連續(xù)測利用貝克曼法原理快速連續(xù)測定，屬于試驗范疇，但測定的是總彎沉，因此使定，屬于試驗范疇，但測定的是總彎沉，因此使用時應用貝克曼進行標定換算用時應用貝克曼進行標定換算落錘彎沉儀法落錘彎沉儀法利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生利用重錘自由落下

28、的瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷測定彎沉，屬于動態(tài)彎沉，并能反算的沖擊載荷測定彎沉，屬于動態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈量，快速連續(xù)測定，路面的回彈量，快速連續(xù)測定， 使用時應用貝克曼進行標定換算使用時應用貝克曼進行標定換算設計彎沉的調(diào)查與分析設計彎沉的調(diào)查與分析我國把第四外觀等級作為路面臨界破壞狀態(tài)，以我國把第四外觀等級作為路面臨界破壞狀態(tài)，以第四外觀等級路面的彎沉值的低限作為臨界狀態(tài)第四外觀等級路面的彎沉值的低限作為臨界狀態(tài)的劃界標準的劃界標準 彎沉值與不同時期的累計交通量間建立關系彎沉值與不同時期的累計交通量間建立關系 瀝青路面按外觀劃分的性能等級瀝青路面按外觀劃分的性能等級 外觀等級外觀等級外觀狀況外

29、觀狀況路面表面外觀特征路面表面外觀特征一一好好堅實、平整、無裂紋、無變形堅實、平整、無裂紋、無變形二二較好較好平整、無變形、少量發(fā)裂平整、無變形、少量發(fā)裂三三中中平整、無變形、有少量縱向或不規(guī)則裂紋平整、無變形、有少量縱向或不規(guī)則裂紋四四較壞較壞無明顯變形，有較多縱橫向裂紋或局部網(wǎng)裂無明顯變形，有較多縱橫向裂紋或局部網(wǎng)裂五五壞壞連片嚴重龜（網(wǎng)）裂或拌有車轍、沉陷連片嚴重龜（網(wǎng)）裂或拌有車轍、沉陷設計彎沉值設計彎沉值 設計彎沉值是路面峻工驗收時、最不利季設計彎沉值是路面峻工驗收時、最不利季節(jié)、路面在標準軸載作用下測得的最大節(jié)、路面在標準軸載作用下測得的最大(代代表表)回彈彎沉值回彈彎沉值 可根椐

30、設計年限內(nèi)每個車道通過的累計當可根椐設計年限內(nèi)每個車道通過的累計當量軸次、量軸次、 公路等級、公路等級、 面層和基層類型確定面層和基層類型確定的路面彎沉設計值的路面彎沉設計值 路面結(jié)構彎沉計算路面結(jié)構彎沉計算 彈性層狀理論假設條件與路面實際不完全相符合，彈性層狀理論假設條件與路面實際不完全相符合，引入彎沉修正系數(shù)引入彎沉修正系數(shù)f，將理論彎沉值進行修正，使，將理論彎沉值進行修正，使計算彎沉與實測彎沉值趨于接近計算彎沉與實測彎沉值趨于接近 feplcos21000301221211,ncnheehhefeee36. 038. 0200063. 1pelfosssllfl容許彎拉應力容許彎拉應力

31、sprsk無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類:knasec 0350 11.瀝青混凝土面層瀝青混凝土面層 ：kanasaec0090 22.無機結(jié)合料穩(wěn)定土類：無機結(jié)合料穩(wěn)定土類： knasec 0450 11.極限劈裂強度極限劈裂強度瀝青混凝土系指瀝青混凝土系指15強度強度水泥穩(wěn)定類材料系水泥穩(wěn)定類材料系指齡期為指齡期為90d強度強度二灰穩(wěn)定類、石灰二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料系指齡期穩(wěn)定類材料系指齡期為為180d強度強度水泥粉煤灰穩(wěn)定類水泥粉煤灰穩(wěn)定類系指系指120d強度強度抗拉強度抗拉強度結(jié)構系數(shù)結(jié)構系數(shù)路面結(jié)構彎拉應力路面結(jié)構彎拉應力 計算彎拉應力計算彎拉應力理論最大拉應力系數(shù)理論

32、最大拉應力系數(shù)實際設計時該值通過程序計算得到實際設計時該值通過程序計算得到 mmp301221211,nmnheehhefeee土基以上結(jié)構層材料土基以上結(jié)構層材料泊松比泊松比一般可取為一般可取為0.250.35（強度高時取小值），彈性模量（強度高時取小值），彈性模量可取規(guī)范推薦值，或試驗確定可取規(guī)范推薦值，或試驗確定規(guī)范要求規(guī)范要求1.路基回彈模量路基回彈模量 設計值的規(guī)定設計值的規(guī)定 新建公路初步設計新建公路初步設計時，可根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查時，可根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查法）、室內(nèi)試驗法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿法）、室內(nèi)試驗法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿線不同路

33、基狀況的路基回彈模量設計值線不同路基狀況的路基回彈模量設計值通過現(xiàn)場測定路基回彈模量值與壓實度、路基稠度或室內(nèi)通過現(xiàn)場測定路基回彈模量值與壓實度、路基稠度或室內(nèi)試驗測定路基土回彈模量值與室內(nèi)路基土試驗測定路基土回彈模量值與室內(nèi)路基土cbr值等資料，值等資料，建立可靠的換算關系，利用換算關系計算現(xiàn)場路基回彈模量建立可靠的換算關系，利用換算關系計算現(xiàn)場路基回彈模量 當當路基建成后路基建成后，在不利季節(jié)實測各路段路基回彈模量代表，在不利季節(jié)實測各路段路基回彈模量代表值，以檢驗是否符合設計值的要求?，F(xiàn)場實測方法宜采用承值，以檢驗是否符合設計值的要求?，F(xiàn)場實測方法宜采用承載板法，也可采用貝克曼梁彎沉儀。

34、若在非不利季節(jié)測試，載板法，也可采用貝克曼梁彎沉儀。若在非不利季節(jié)測試，則應進行修正則應進行修正 若現(xiàn)場實測路基回彈模量代表值小于設計值或彎沉值大于若現(xiàn)場實測路基回彈模量代表值小于設計值或彎沉值大于要求的檢測值，應采取翻曬補壓，摻灰處理或調(diào)整路面結(jié)構要求的檢測值，應采取翻曬補壓，摻灰處理或調(diào)整路面結(jié)構厚度等措施，以保證路基路面的強度和穩(wěn)定性厚度等措施，以保證路基路面的強度和穩(wěn)定性 1.路基回彈模量路基回彈模量 取值方法取值方法 現(xiàn)場測試法現(xiàn)場測試法承載板測試法、回彈彎沉測試、承載板測試法、回彈彎沉測試、落錘式彎沉儀落錘式彎沉儀 剛性承載板測定剛性承載板測定回彈彎沉測定回彈彎沉測定落錘式彎沉儀落

35、錘式彎沉儀1.路基回彈模量路基回彈模量 取值方法取值方法 查表法查表法 確定臨界高度，擬定土的平均稠度，確定臨界高度，擬定土的平均稠度，預測土基回彈模量預測土基回彈模量 室內(nèi)試驗法室內(nèi)試驗法室內(nèi)小承載板測得回彈模量，乘室內(nèi)小承載板測得回彈模量，乘以折減系數(shù)以折減系數(shù) 換算法換算法通過回歸分析，確定特定地區(qū)、土質(zhì)通過回歸分析，確定特定地區(qū)、土質(zhì)的的cbr等現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)與回彈模量的關系等現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)與回彈模量的關系 2.結(jié)構層回彈模量結(jié)構層回彈模量 以以路表彎沉值路表彎沉值為設計指標時，結(jié)構層設計參為設計指標時，結(jié)構層設計參數(shù)采用數(shù)采用抗壓回彈模量抗壓回彈模量；以；以彎拉應力（應變）彎拉應力（應變

36、）為設計指標時，擬為設計指標時，擬驗算的結(jié)構層采用彎拉回驗算的結(jié)構層采用彎拉回彈模量彈模量，其它結(jié)構層采用抗壓回彈模量，其它結(jié)構層采用抗壓回彈模量水泥穩(wěn)定類水泥穩(wěn)定類材料為材料為90d抗壓回彈模量，抗壓回彈模量，石灰石灰穩(wěn)定類穩(wěn)定類材料為材料為180d抗壓回彈模量，抗壓回彈模量，水泥粉煤水泥粉煤灰穩(wěn)定類灰穩(wěn)定類為為120d抗壓回彈模量抗壓回彈模量以以路表彎沉值路表彎沉值為設計指標時，瀝青混凝土標為設計指標時，瀝青混凝土標準試驗溫度為準試驗溫度為20；以；以彎拉應力（應變）彎拉應力（應變）為為設計指標時，標準試驗溫度為設計指標時，標準試驗溫度為152.結(jié)構層回彈模量結(jié)構層回彈模量 回彈模量設計值

37、計算回彈模量設計值計算 計算路表彎沉值時，抗壓回彈模量應按下式計算計算路表彎沉值時，抗壓回彈模量應按下式計算其設計值其設計值 計算層底拉應力時，計算層以下各層的模量應采計算層底拉應力時，計算層以下各層的模量應采用上式計算其設計值；計算層及以上各層模量應用上式計算其設計值；計算層及以上各層模量應采用下式計算其設計值采用下式計算其設計值 2.結(jié)構層回彈模量結(jié)構層回彈模量 2.結(jié)構層回彈模量結(jié)構層回彈模量 根據(jù)設計任務書要求按設計回彈彎沉和容許彎拉應根據(jù)設計任務書要求按設計回彈彎沉和容許彎拉應力設計指標，分別計算設計年限內(nèi)的標準軸載累計力設計指標，分別計算設計年限內(nèi)的標準軸載累計當量軸次，確定交通量

38、等級、面層類型，并計算設當量軸次，確定交通量等級、面層類型，并計算設計彎沉值和容許彎拉應力計彎沉值和容許彎拉應力確定各路段路基回彈模量確定各路段路基回彈模量擬定組合方案，確定各結(jié)構層材料的設計參數(shù)擬定組合方案，確定各結(jié)構層材料的設計參數(shù)hpds軟件計算路面結(jié)構表面彎沉值和層底彎拉應軟件計算路面結(jié)構表面彎沉值和層底彎拉應力，得出設計層厚度力，得出設計層厚度抗凍層厚度驗算抗凍層厚度驗算技術經(jīng)濟比較，確定最佳路面結(jié)構方案技術經(jīng)濟比較，確定最佳路面結(jié)構方案搜集調(diào)查交通量并搜集調(diào)查交通量并計算累計標準軸次計算累計標準軸次根據(jù)交通、道路設計等級根據(jù)交通、道路設計等級等資料計算設計彎沉等資料計算設計彎沉氣象資料、材料調(diào)氣象資料、材料調(diào)查及混合料