第二篇 第3章 柔性路面

1、山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院徐家鈺徐家鈺 程家駒程家駒同濟(jì)大學(xué)出版社同濟(jì)大學(xué)出版社山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：柔通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：柔性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象。熟悉柔性路面的設(shè)性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象。熟悉柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)。了解柔性路面主要損壞形式產(chǎn)生的計(jì)指標(biāo)。了解柔性路面主要損壞形式產(chǎn)生的原因。原因。 本次授課的重點(diǎn)：柔性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)本次授課的重點(diǎn)：柔性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象，柔性路面的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。象，柔性路面的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。 難點(diǎn)：柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)難點(diǎn)：柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)目的要求目的要求重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 路面路面：是用各種

2、筑路材料，按一定厚度與寬度、分層鋪筑在：是用各種筑路材料，按一定厚度與寬度、分層鋪筑在路基頂面上，直接承受車輛荷載和外界自然因素作用的路基頂面上，直接承受車輛荷載和外界自然因素作用的層狀層狀構(gòu)造物構(gòu)造物。 柔性路面柔性路面：是用各種基層（水泥混凝土除外）和各類瀝青面：是用各種基層（水泥混凝土除外）和各類瀝青面層、碎（礫）石面層、塊料面層等組成的路面結(jié)構(gòu)。層、碎（礫）石面層、塊料面層等組成的路面結(jié)構(gòu)。 路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)：就是根據(jù)道路的使用任務(wù)、性質(zhì)、交通量和交通：就是根據(jù)道路的使用任務(wù)、性質(zhì)、交通量和交通組成，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牟牧?、自然條件和地質(zhì)條件，并考慮路基組成，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牟牧稀⒆匀粭l件和地質(zhì)條件

3、，并考慮路基狀況而進(jìn)行的一項(xiàng)狀況而進(jìn)行的一項(xiàng)綜合性綜合性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 柔性路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容柔性路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：路面結(jié)構(gòu)層次的選擇與組合、各包括：路面結(jié)構(gòu)層次的選擇與組合、各結(jié)構(gòu)層厚度的確定和結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計(jì)等。結(jié)構(gòu)層厚度的確定和結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計(jì)等?；靖拍罨靖拍钌綎|交通學(xué)院山東交通學(xué)院3-1 3-1 柔性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象柔性路面常見(jiàn)的損壞現(xiàn)象 柔性路面的柔性路面的力學(xué)特點(diǎn)力學(xué)特點(diǎn)：各結(jié)構(gòu)層具有一定的塑性、彎沉變：各結(jié)構(gòu)層具有一定的塑性、彎沉變形較大；抗彎拉強(qiáng)度較小，主要依靠抗壓、抗剪強(qiáng)度來(lái)抵抗形較大；抗彎拉強(qiáng)度較小，主要依靠抗壓、抗剪強(qiáng)度來(lái)抵抗車輛荷載的作用。車輛荷載的作用。

4、 柔性路面的破壞主要柔性路面的破壞主要取決于取決于荷載作用下的荷載作用下的垂直位移垂直位移和和水平水平拉應(yīng)變（力）。拉應(yīng)變（力）。同時(shí)，同時(shí)，土基的剛度和穩(wěn)定性土基的剛度和穩(wěn)定性對(duì)路面結(jié)構(gòu)的整對(duì)路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度也有較大的影響。體強(qiáng)度和剛度也有較大的影響。 柔性路面常見(jiàn)的損壞形式有：柔性路面常見(jiàn)的損壞形式有： 1、裂縫、裂縫 2、沉陷和車轍、沉陷和車轍 3、推移、推移 4、坑槽、坑槽 5、泛油、泛油山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院1裂縫：是路面上較普遍的損壞現(xiàn)象，常表現(xiàn)為裂縫：是路面上較普遍的損壞現(xiàn)象，常表現(xiàn)為縱向裂縫縱向裂縫、橫向裂縫橫向裂縫，以及縱橫交錯(cuò)的，以及縱橫交錯(cuò)的龜裂龜裂等形態(tài)，有時(shí)

5、還伴隨著其它等形態(tài)，有時(shí)還伴隨著其它損壞現(xiàn)象。損壞現(xiàn)象。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院2裂縫產(chǎn)生的原因：裂縫產(chǎn)生的原因：（1）基層軟弱，使面層由于變形過(guò)大而出現(xiàn)網(wǎng)裂；）基層軟弱，使面層由于變形過(guò)大而出現(xiàn)網(wǎng)裂；（2）在行車荷載的重復(fù)作用下，面層產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂；）在行車荷載的重復(fù)作用下，面層產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂；（3）面層材料過(guò)脆，或面層和基層的剛度相差懸殊，以及面）面層材料過(guò)脆，或面層和基層的剛度相差懸殊，以及面層底部由行車荷載作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力過(guò)大，使面層拉裂；層底部由行車荷載作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力過(guò)大，使面層拉裂；（4）因半剛性基層的收縮而引起的反射裂縫；）因半剛性基層的收縮而引起的反射裂縫；（5）因?yàn)r青面層低溫收

6、縮而產(chǎn)生的橫向裂縫；）因?yàn)r青面層低溫收縮而產(chǎn)生的橫向裂縫；（6）由于瀝青材料老化等原因而產(chǎn)生的裂縫。）由于瀝青材料老化等原因而產(chǎn)生的裂縫。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院二、沉陷和車轍二、沉陷和車轍1沉陷：是指路面出現(xiàn)局部下凹的現(xiàn)象。沉陷：是指路面出現(xiàn)局部下凹的現(xiàn)象。沉陷產(chǎn)生的原因：土基局部濕軟、路面強(qiáng)度不足或路面厚度沉陷產(chǎn)生的原因：土基局部濕軟、路面強(qiáng)度不足或路面厚度過(guò)薄，以及由路面?zhèn)鞯酵粱膲毫Τ^(guò)了土基的承載力時(shí)，過(guò)薄，以及由路面?zhèn)鞯酵粱膲毫Τ^(guò)了土基的承載力時(shí)，由于土基產(chǎn)生過(guò)大的垂直變形，而導(dǎo)致路面沉陷。由于土基產(chǎn)生過(guò)大的垂直變形，而導(dǎo)致路面沉陷。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院2車轍車轍 若整個(gè)路

7、段土基或基層強(qiáng)度不足，路面就會(huì)若整個(gè)路段土基或基層強(qiáng)度不足，路面就會(huì)沿道路縱向沿道路縱向、在行車輪跡集中處產(chǎn)生在行車輪跡集中處產(chǎn)生帶狀凹陷帶狀凹陷車轍。另外，在高溫季車轍。另外，在高溫季節(jié)，瀝青面層在車輛荷載的重復(fù)作用下，由節(jié)，瀝青面層在車輛荷載的重復(fù)作用下，由永久變形積累永久變形積累也也能形成車轍。能形成車轍。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院三、推移三、推移 面層材料沿行車方向產(chǎn)生推擠、面層材料沿行車方向產(chǎn)生推擠、隆起，甚至形成波浪的現(xiàn)象稱為推隆起，甚至形成波浪的現(xiàn)象稱為推移。移。 形成原因：在行車荷載的水平力、形成原因：在行車荷載的水平力、垂直力和撞擊力的共同作用下，使垂直力和撞擊力的共同作用下，

8、使面層材料產(chǎn)生面層材料產(chǎn)生剪切破壞剪切破壞。在交叉口、。在交叉口、公共汽車?？空尽⑹召M(fèi)站的前后經(jīng)公共汽車?？空?、收費(fèi)站的前后經(jīng)常發(fā)生此類破壞。常發(fā)生此類破壞。 若沿路面的縱向形成連續(xù)的、波若沿路面的縱向形成連續(xù)的、波長(zhǎng)和波峰大致相同的長(zhǎng)和波峰大致相同的“波浪現(xiàn)象波浪現(xiàn)象”稱為稱為搓板搓板，搓板是推移的一種特例。，搓板是推移的一種特例。行車方向行車方向山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院四、坑槽四、坑槽 由于面層材料粘結(jié)力不足或在較大的行車荷載作用下，面由于面層材料粘結(jié)力不足或在較大的行車荷載作用下，面層材料被磨損、碾碎，而產(chǎn)生細(xì)集料流失、粗骨料外露，進(jìn)層材料被磨損、碾碎，而產(chǎn)生細(xì)集料流失、粗骨料外露，進(jìn)而

9、失去聯(lián)結(jié)作用而出現(xiàn)的成片散開(kāi)的現(xiàn)象稱為而失去聯(lián)結(jié)作用而出現(xiàn)的成片散開(kāi)的現(xiàn)象稱為松散松散；松散的；松散的材料流失后就形成了材料流失后就形成了坑槽坑槽。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院五、泛油五、泛油 油石比過(guò)高油石比過(guò)高的路段上，的路段上，在高溫季節(jié)在高溫季節(jié)，因?yàn)闉r青路面軟化，而，因?yàn)闉r青路面軟化，而在其表面出現(xiàn)一層黑亮瀝青的現(xiàn)象稱為在其表面出現(xiàn)一層黑亮瀝青的現(xiàn)象稱為泛油泛油。泛油發(fā)生后，。泛油發(fā)生后，面層材料的粘結(jié)力下降，瀝青容易被車輪粘著帶走而形成面層材料的粘結(jié)力下降，瀝青容易被車輪粘著帶走而形成坑坑槽槽，而在瀝青材料落下處則形成了，而在瀝青材料落下處則形成了油包油包。 形成原因：瀝青的熱穩(wěn)定性不

10、好，混合料組成中瀝青用量偏形成原因：瀝青的熱穩(wěn)定性不好，混合料組成中瀝青用量偏高。高。 山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 綜合上述，可以看出柔性路面產(chǎn)生損壞的原因是綜合上述，可以看出柔性路面產(chǎn)生損壞的原因是多種多樣多種多樣的。的。所以，在路面設(shè)計(jì)中，不僅要考慮路面各層次的所以，在路面設(shè)計(jì)中，不僅要考慮路面各層次的必要厚度必要厚度，還，還要重視要重視路面結(jié)構(gòu)的組合路面結(jié)構(gòu)的組合，同時(shí)注意，同時(shí)注意施工質(zhì)量和路面養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量和路面養(yǎng)護(hù)。以保。以保證路面的使用品質(zhì)。證路面的使用品質(zhì)。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院3-2 3-2 柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)一、柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)的類

11、型一、柔性路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)的類型（一）彎沉指標(biāo)（一）彎沉指標(biāo) 彎沉彎沉：是在一定的荷載作用下，路表面的：是在一定的荷載作用下，路表面的豎向變形豎向變形。它是反。它是反映路面整體承載能力高低和使用狀況好壞的最直觀、最簡(jiǎn)單的映路面整體承載能力高低和使用狀況好壞的最直觀、最簡(jiǎn)單的指標(biāo)。指標(biāo)。 路表彎沉值是路面各結(jié)構(gòu)層變形的路表彎沉值是路面各結(jié)構(gòu)層變形的總和總和，對(duì)于瀝青路面，我，對(duì)于瀝青路面，我國(guó)現(xiàn)行國(guó)現(xiàn)行“瀝規(guī)瀝規(guī)”規(guī)定：以雙輪組車輪荷載作用下，規(guī)定：以雙輪組車輪荷載作用下，在路表面輪在路表面輪隙中心處的彎沉隙中心處的彎沉作為路面整體抗變形能力的指標(biāo)。作為路面整體抗變形能力的指標(biāo)。 根據(jù)要求，路面設(shè)

12、計(jì)的控制方程應(yīng)滿足下式：根據(jù)要求，路面設(shè)計(jì)的控制方程應(yīng)滿足下式： Sdll山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 式中：式中： ls 瀝青路面計(jì)算的最大彎沉值（瀝青路面計(jì)算的最大彎沉值（1/100mm），一般），一般指位于雙輪輪隙中心處的彎沉值。指位于雙輪輪隙中心處的彎沉值。 ld瀝青路面設(shè)計(jì)彎沉值（瀝青路面設(shè)計(jì)彎沉值（1/100mm)。Sdll山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（二）抗拉指標(biāo)（二）抗拉指標(biāo) 經(jīng)驗(yàn)證明：經(jīng)驗(yàn)證明：只用路面豎向變形作為路面的控制條件往往是不只用路面豎向變形作為路面的控制條件往往是不夠的，難以解決當(dāng)豎向變形尚在容許范圍的夠的，難以解決當(dāng)豎向變形尚在容許范圍的路面開(kāi)裂、推移路面開(kāi)裂、推移等等

13、問(wèn)題。問(wèn)題。 瀝青路面在行車荷載的瀝青路面在行車荷載的多次重復(fù)作用下多次重復(fù)作用下，由于，由于疲勞現(xiàn)象疲勞現(xiàn)象而使而使其抗拉強(qiáng)度降低，從而出現(xiàn)了其抗拉強(qiáng)度降低，從而出現(xiàn)了拉裂拉裂破壞。為此，必須驗(yàn)算其抗破壞。為此，必須驗(yàn)算其抗拉能力。驗(yàn)算時(shí)，按拉能力。驗(yàn)算時(shí)，按“彈性層狀體系彈性層狀體系”理論計(jì)算路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)理論計(jì)算路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的最大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，并使其滿足：的最大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，并使其滿足：mRmR山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院mRmR式中：式中： 、 分別為路面分別為路面結(jié)構(gòu)層底面結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)力和最的最大拉應(yīng)力和最大拉應(yīng)變，位于雙輪輪隙中心處，（圖大拉應(yīng)變，位于雙輪輪隙中心處，（圖

14、2-3-2 b） ）中的）中的C點(diǎn)；點(diǎn)； 、 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力和容許拉應(yīng)變。路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力和容許拉應(yīng)變。mmRRmR山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（三）抗剪指標(biāo)（三）抗剪指標(biāo) 瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度主要來(lái)源于顆粒間的瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度主要來(lái)源于顆粒間的摩阻力摩阻力和結(jié)合和結(jié)合料的料的粘聚力粘聚力，在車輪荷載的作用下，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)某點(diǎn)的剪，在車輪荷載的作用下，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)某點(diǎn)的剪應(yīng)力超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)，路面便會(huì)產(chǎn)生剪切破壞。必要應(yīng)力超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)，路面便會(huì)產(chǎn)生剪切破壞。必要時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其抗剪強(qiáng)度。時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其抗剪強(qiáng)度。aR式中：式中： 路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)剪

15、切截面上的剪應(yīng)力；路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)剪切截面上的剪應(yīng)力； 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許剪應(yīng)力。路面結(jié)構(gòu)層材料的容許剪應(yīng)力。aR山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院二、設(shè)計(jì)彎沉值二、設(shè)計(jì)彎沉值 dl 在車輛荷載的作用下，路面表面的在車輛荷載的作用下，路面表面的垂直變形垂直變形稱為路表總彎稱為路表總彎沉沉l z。 路表總彎沉值包括可恢復(fù)的垂直變形路表總彎沉值包括可恢復(fù)的垂直變形（回彈彎沉）（回彈彎沉） l 和和 不不可恢復(fù)的垂直變形可恢復(fù)的垂直變形（殘余彎沉）（殘余彎沉） l p兩部分。即：兩部分。即：zPlll 處于或接近處于或接近彈性狀況彈性狀況的路面，其殘余彎沉很小。所以，我的路面，其殘余彎沉很小。所以，我國(guó)現(xiàn)行國(guó)現(xiàn)

16、行“瀝規(guī)瀝規(guī)”采用路面的采用路面的回彈彎沉回彈彎沉來(lái)表示路面的抗變形能來(lái)表示路面的抗變形能力。力。 路面設(shè)計(jì)彎沉值：路面設(shè)計(jì)彎沉值：是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測(cè)通過(guò)是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累積當(dāng)量軸次、道路等級(jí)、面層和路面結(jié)構(gòu)類型而確定的的累積當(dāng)量軸次、道路等級(jí)、面層和路面結(jié)構(gòu)類型而確定的彎沉設(shè)計(jì)值。彎沉設(shè)計(jì)值。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 路面設(shè)計(jì)彎沉值的大小隨公路等級(jí)、交通量、軸型、面層和路面設(shè)計(jì)彎沉值的大小隨公路等級(jí)、交通量、軸型、面層和基層類型等因素而異?；鶎宇愋偷纫蛩囟悺Ｒ话阏J(rèn)為：在一定軸型的荷載作用下，一般認(rèn)為：在一定軸型的荷載作用下，路面的變形越大，達(dá)到某一破壞狀態(tài)時(shí)

17、的容許通過(guò)軸次就越少；路面的變形越大，達(dá)到某一破壞狀態(tài)時(shí)的容許通過(guò)軸次就越少；反之則越多。反之則越多。 根據(jù)根據(jù)“瀝規(guī)瀝規(guī)”的規(guī)定，路面設(shè)計(jì)彎沉值的規(guī)定，路面設(shè)計(jì)彎沉值l d (1/100mm)可按下可按下式確定式確定:0.2600decsblNAAA式中式中: AC 公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為1.0；二級(jí)公路為；二級(jí)公路為1.1；三、四級(jí)公路為三、四級(jí)公路為1.2； AS面層類型系數(shù)。瀝青混凝土面層為面層類型系數(shù)。瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、；熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫入式路面、瀝青表面處治為瀝青貫入式路面、瀝青表面處治為1.1； A

18、b 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)。半剛性基層瀝青路面，路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)。半剛性基層瀝青路面， Ab =1.0；柔性基；柔性基層瀝青路面，層瀝青路面， Ab =1.6。 山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次。的累計(jì)當(dāng)量軸次。 eN1365(1)1TeNN其中：其中： N1 路面竣工通車后第一年路面竣工通車后第一年雙向雙向日平均當(dāng)量軸次（次日平均當(dāng)量軸次（次/日）日） 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率（設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率（%） 車道系數(shù)，見(jiàn)表車道系數(shù)，見(jiàn)表2-3-1 T 設(shè)計(jì)年限，按表設(shè)計(jì)年限，按表2-3-2確定。確定。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院

19、山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100BZZ-100 標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載 BZZ-100BZZ-100 標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載P(KN) 100 100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm) 21.30 21.30輪胎接地壓強(qiáng)輪胎接地壓強(qiáng)p(MPa) 0.70 0.70 兩輪中心距離兩輪中心距離(cm) 1.5d 1.5d 在計(jì)算在計(jì)算Ne時(shí)，必須將不同軸載的作用次數(shù)換算為時(shí)，必須將不同軸載的作用次數(shù)換算為同一標(biāo)同一標(biāo)準(zhǔn)軸的當(dāng)量作用次數(shù)準(zhǔn)軸的當(dāng)量作用次數(shù)。路面設(shè)計(jì)中采用。路面設(shè)計(jì)中采用雙輪組單軸載雙輪組單軸載100KN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-1

20、00表示。表示。 其計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表其計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表2-3-3。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 1當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)和進(jìn)行瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)和進(jìn)行瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 將各級(jí)軸載按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載將各級(jí)軸載按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次的當(dāng)量軸次N。4.35121()kiiiPNC C nP式中：式中： N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/d） n i 被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/d） P 標(biāo)準(zhǔn)軸載（標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）。）。 Pi被換算車型的各級(jí)軸載（被換算車型的各級(jí)軸載（KN） C 1軸數(shù)系數(shù)：軸數(shù)系數(shù)：當(dāng)軸間距大于當(dāng)軸間距

21、大于3m時(shí)時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1=m（軸數(shù)）；（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于當(dāng)軸間距小于3m時(shí)時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+1.2（m -1）計(jì)算。）計(jì)算。 C 2輪組系數(shù)：雙輪組為輪組系數(shù)：雙輪組為1，單輪組為，單輪組為6.4，四輪組為，四輪組為0.38。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院2當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 各級(jí)軸載均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載各級(jí)軸載均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次。的當(dāng)量軸次。8121()kiiiPNC C nP式中：式中： C1 軸數(shù)

22、系數(shù)。軸數(shù)系數(shù)。 當(dāng)軸間距大于當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1 =m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式式C1 =1+2（m-1）計(jì)算。）計(jì)算。 C2 輪組系數(shù)：雙輪組為輪組系數(shù)：雙輪組為1，單輪組為，單輪組為18.5，四輪組為，四輪組為0.09。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 例例2-3-1：已知某載貨車為雙后軸（軸距已知某載貨車為雙后軸（軸距3m）雙輪組，每）雙輪組，每一后軸重均為一后軸重均為80KN，前軸重，前軸重30KN。試求該貨車通過(guò)。試求該

23、貨車通過(guò)1次相當(dāng)次相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)軸于標(biāo)準(zhǔn)軸BZZ100作用幾次？作用幾次？ 解：解： 1當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)和進(jìn)行瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)和進(jìn)行瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 由于雙后軸軸距由于雙后軸軸距3m111.2(1)11.2(21)2.2Cm將各級(jí)軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載將各級(jí)軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載4.35121()kiiiPNC C nP2.2 1 11 6.4 10.87 4.354.358030（）（）（次）100100山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院2當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 由于雙后軸軸距由于雙后軸軸距3m112(1)12(2 1)3Cm 將各級(jí)軸

24、載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載將各級(jí)軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載812i=1()kiiPNC C nP3 1 11 18.5 10.50450.50 888030（）（）（次）100100山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 例例2-3-2：某雙車道二級(jí)公路竣工通車第一年的交通量及相某雙車道二級(jí)公路竣工通車第一年的交通量及相關(guān)資料（雙向）如下表所示，其面層材料為瀝青混凝土，基層關(guān)資料（雙向）如下表所示，其面層材料為瀝青混凝土，基層為半剛性材料，路面的設(shè)計(jì)使用年限為為半剛性材料，路面的設(shè)計(jì)使用年限為12年，交通量年增長(zhǎng)率年，交通量年增長(zhǎng)率為為11%，并已知：，并已知：Ac=1.1，As =1.0， Ab=1.0， =0.5。 試按

25、上述條件計(jì)算路面的設(shè)計(jì)彎沉值。試按上述條件計(jì)算路面的設(shè)計(jì)彎沉值。序序號(hào)號(hào) 汽車車型汽車車型 前軸重前軸重 單后軸重單后軸重 后軸數(shù)后軸數(shù) 后輪后輪組數(shù)組數(shù) 后軸距后軸距 作用次數(shù)作用次數(shù) 次日次日 1尼桑尼桑CWA5274.0 KN75.0 KN223m80山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院解：（解：（1）計(jì)算路面竣工通車第一年的雙向日平均當(dāng)量軸次：）計(jì)算路面竣工通車第一年的雙向日平均當(dāng)量軸次： 尼桑尼桑CWA52：由于后軸軸距：由于后軸軸距3m，所以，所以 11 1.2(1)1 1.2(21)2.2Cm 4.35121()1 6.42102.2 1 210362.71 132.18494.89()ki

26、iiPNCC nP 4.354.357475（）（）100100次東風(fēng)東風(fēng)EQ140：由于后軸軸距：由于后軸軸距3m，所以，所以 4.35121()1 6.4 802 1 800.8674.9475.80()kiiiPNCC nP 4.354.352384（）（）100100次山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院所以，所以，N1=494.89+75.80=570.69（次（次/日）日） （2）計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次）計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次 112(1)1365(1 11%)1365570.690.511%2365599.46()2365600TeeNNN次取次（3）計(jì)算瀝青

27、路面的設(shè)計(jì)彎沉值：）計(jì)算瀝青路面的設(shè)計(jì)彎沉值： 0.20.2600600 23656001.1 1.0 1.0 35.06decsblNA A A（0.01mm）山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院三、容許拉應(yīng)力三、容許拉應(yīng)力 路面結(jié)構(gòu)層的容許拉應(yīng)力：是指路面結(jié)構(gòu)在行車荷載的路面結(jié)構(gòu)層的容許拉應(yīng)力：是指路面結(jié)構(gòu)在行車荷載的反反復(fù)作用下復(fù)作用下，達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)所容許的最大拉應(yīng)力。，達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)所容許的最大拉應(yīng)力。 該應(yīng)力值較之該應(yīng)力值較之一次荷載作用下一次荷載作用下的抗拉強(qiáng)度要小，減小的程的抗拉強(qiáng)度要小，減小的程度與重復(fù)荷載作用的次數(shù)及路面結(jié)構(gòu)層材料的性質(zhì)有關(guān)，容度與重復(fù)荷載作用的次數(shù)及路面結(jié)構(gòu)層

28、材料的性質(zhì)有關(guān)，容許拉應(yīng)力的計(jì)算公式為：許拉應(yīng)力的計(jì)算公式為：s pRSK式中：式中： 容許拉應(yīng)力（容許拉應(yīng)力（MPa）。）。 瀝青混凝土或半剛性材料在瀝青混凝土或半剛性材料在規(guī)定溫度規(guī)定溫度或或齡期齡期的極限劈裂強(qiáng)的極限劈裂強(qiáng)度（度（MPa）。）。 瀝青混凝土瀝青混凝土面層取面層取15時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；水泥穩(wěn)定類材料水泥穩(wěn)定類材料取齡期取齡期90d的極限劈裂強(qiáng)度；的極限劈裂強(qiáng)度；二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料取齡期取齡期180d的極限的極限劈裂強(qiáng)度；劈裂強(qiáng)度；水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料取齡期取齡期120d的極限劈裂強(qiáng)度的極限劈裂強(qiáng)度。Rs

29、p山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 Ks抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，它是反映材料疲勞強(qiáng)度性能的系數(shù)?？估瓘?qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，它是反映材料疲勞強(qiáng)度性能的系數(shù)。 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)Ks的計(jì)算公式如下：的計(jì)算公式如下： （1）對(duì)于瀝青混凝土面層：）對(duì)于瀝青混凝土面層：0.220.09escNKA其中其中: Ac公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為1.0；二級(jí)公；二級(jí)公路為路為1.1；三、四級(jí)公路為；三、四級(jí)公路為1.2。 Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次。設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次。 （2）對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類：）對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類：0.110.35es

30、cNKA（3）對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類：）對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類：0.110.45escNKA山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院四、容許剪應(yīng)力四、容許剪應(yīng)力 城市道路設(shè)計(jì)中還要求驗(yàn)算瀝青面層的抗剪能力，為此需要城市道路設(shè)計(jì)中還要求驗(yàn)算瀝青面層的抗剪能力，為此需要計(jì)算容許剪應(yīng)力，具體見(jiàn)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范。計(jì)算容許剪應(yīng)力，具體見(jiàn)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范。五、瀝青路面抗滑標(biāo)準(zhǔn)五、瀝青路面抗滑標(biāo)準(zhǔn) 除了上述力學(xué)指標(biāo)外，尚應(yīng)控制路面的抗滑能力。除了上述力學(xué)指標(biāo)外，尚應(yīng)控制路面的抗滑能力。 我國(guó)瀝青路面的抗滑標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表我國(guó)瀝青路面的抗滑標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-3-4。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 例例2-3-3：

31、已知在長(zhǎng)清與平陰之間計(jì)劃修建一條四車道的一已知在長(zhǎng)清與平陰之間計(jì)劃修建一條四車道的一級(jí)公路，預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如下表所示，在級(jí)公路，預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如下表所示，在使用期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率為使用期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率為10%。 該路段該路段路基路基處于處于5 5區(qū)，為粉質(zhì)土。區(qū)，為粉質(zhì)土。面層面層采用三層式瀝青面采用三層式瀝青面層，上面層采用細(xì)粒式抗滑表層層，上面層采用細(xì)粒式抗滑表層(厚度厚度4cm)，中面層采用中粒，中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度厚度5cm)，下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝，下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土青混凝土(厚度厚度6

32、cm)?；鶎踊鶎硬捎盟喾€(wěn)定碎石采用水泥穩(wěn)定碎石(厚度取厚度取20cm)，底基層底基層采用石灰土采用石灰土(含灰量為含灰量為12%，厚度待定，厚度待定)。 試進(jìn)行軸載換算與累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算、設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算和路試進(jìn)行軸載換算與累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算、設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算和路面結(jié)構(gòu)層各層底容許拉應(yīng)力計(jì)算。面結(jié)構(gòu)層各層底容許拉應(yīng)力計(jì)算。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院前軸重前軸重（KN）單后軸重單后軸重（KN）后軸數(shù)后軸數(shù)后軸輪后軸輪組數(shù)組數(shù)后軸距后軸距交通量交通量（次（次/日）日）三菱三菱T653B29.329.348.048.01 1雙輪組雙輪組- -300300黃河黃河JN16358.658.6114.0114.

33、01 1雙輪組雙輪組- -400400江淮江淮HF15045.145.1101.5101.51 1雙輪組雙輪組- -400400解放解放SP920031.331.378.078.03 3雙輪組雙輪組4m300300東風(fēng)東風(fēng)EQ15526.526.556.756.72 2雙輪組雙輪組2m2m400400交通組成表交通組成表山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 解：解： （1)1)軸載換算與累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算軸載換算與累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算 路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 1)1)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力時(shí)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)

34、力時(shí) 軸載換算軸載換算 采用的計(jì)算公式采用的計(jì)算公式: : 4.35121()kiiiPNC C nP山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院4.35121()kiiiPNC C nP式中：式中： N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/d） n i 被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/d） P 標(biāo)準(zhǔn)軸載（標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）。）。 Pi被換算車型的各級(jí)軸載（被換算車型的各級(jí)軸載（KN） C 1軸數(shù)系數(shù)：軸數(shù)系數(shù)：當(dāng)軸間距大于當(dāng)軸間距大于3m時(shí)時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1=m（軸數(shù)）；（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于當(dāng)軸間距小于3m時(shí)

35、時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式C1=1+1.2（m -1）計(jì)算。）計(jì)算。 C 2輪組系數(shù)：雙輪組為輪組系數(shù)：雙輪組為1，單輪組為，單輪組為6.4，四輪組為，四輪組為0.38。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院車型車型PiC1C2ni三菱三菱T653B前軸前軸29.316.43009.2后軸后軸48.01130012.3黃河黃河JN163前軸前軸58.616.4400250.4后軸后軸114.011400707.3江淮江淮HF150前軸前軸45.116.440080.2后軸后軸101.511400426.8解放解放SP9200前軸前軸31.316.430012.3后

36、軸后軸78.031300305.4東風(fēng)東風(fēng)EQ155前軸前軸26.516.44007.9后軸后軸56.72.2140074.6當(dāng)當(dāng) 量量 軸軸 載載 累累 計(jì)計(jì)1886.4 軸載換算結(jié)果（彎沉）軸載換算結(jié)果（彎沉）4.3512()iiPC C nP山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取1515年，年，四車道的車道系數(shù)是四車道的車道系數(shù)是0.40.40.50.5，在此取，在此取0.450.45。111365NNte累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算45. 01886.41 . 0 11 . 013651586.8444239（

37、次）（次）山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 軸載換算軸載換算 軸載換算公式為軸載換算公式為: : 2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)8121()kiiiPNC C nP式中：式中： C1 軸數(shù)系數(shù)。軸數(shù)系數(shù)。 當(dāng)軸間距大于當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)C1 =m（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于（軸數(shù)）；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按時(shí)，應(yīng)按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按式式C1 =1+2（m-1）計(jì)算。）計(jì)算。 C2 輪組系數(shù)：雙輪組為輪組系數(shù)：雙輪組為1，單輪組為，單輪組為18.5，四輪組為，四輪組為0.0

38、9。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院軸載換算結(jié)果表軸載換算結(jié)果表(半剛性基層層底拉應(yīng)力半剛性基層層底拉應(yīng)力)車型車型Pi（KN）C1 C2 ni三菱三菱T653B前軸前軸29.3118.53000.300.30后軸后軸48.0113000.850.85黃河黃河JN163前軸前軸58.6118.5400102.90102.90后軸后軸114.0114001141.031141.03江淮江淮HF150前軸前軸45.1118.540012.6712.67后軸后軸101.511400450.60450.60解放解放SP9200前軸前軸31.3118.53000.510.51后軸后軸78.031300123.3

39、1123.31東風(fēng)東風(fēng)EQ155前軸前軸26.5118.54000.180.18后軸后軸56.73140012.8212.82當(dāng)當(dāng) 量量 軸軸 載載 累累 計(jì)計(jì)1845.171845.17 812()iiPC C nP 山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取1515年，年，四車道的車道系數(shù)是四車道的車道系數(shù)是0.40.40.50.5，在此取，在此取0.450.45。1 11365NNte45. 01845.171 . 0 11 . 013651574.9629259（次）（次）累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算山東交通學(xué)院山

40、東交通學(xué)院0.2600decsblNAAA式中式中: AC 公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為公路等級(jí)系數(shù)。高速公路、一級(jí)公路為1.0；二級(jí)公路為；二級(jí)公路為1.1；三、四級(jí)公路為三、四級(jí)公路為1.2； AS面層類型系數(shù)。瀝青混凝土面層為面層類型系數(shù)。瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、；熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫入式路面、瀝青表面處治為瀝青貫入式路面、瀝青表面處治為1.1； Ab 路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)。半剛性基層瀝青路面，路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)。半剛性基層瀝青路面， Ab =1.0；柔性基；柔性基層瀝青路面，層瀝青路面， Ab =1.6。 （2）設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算）設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算山東交通學(xué)院山東交

41、通學(xué)院 根據(jù)已知條件：根據(jù)已知條件： 該公路為一級(jí)公路，公路等級(jí)系數(shù)取該公路為一級(jí)公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0， 面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0， 半剛性基層，基層類型系數(shù)取半剛性基層，基層類型系數(shù)取1.0。0.2600decsblNAAA.0.2600 9844423.861.0 1.0 1.023.96 0.01mm（）山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（3）路面結(jié)構(gòu)層各層底）路面結(jié)構(gòu)層各層底容許容許拉應(yīng)力計(jì)算拉應(yīng)力計(jì)算 瀝青層層底拉應(yīng)力瀝青層層底拉應(yīng)力0.220.220.099844423.86=0.091.0=3.11escNKA查表查表2-3-9a得得=1

42、.4sp上面層細(xì)粒式抗滑表層上面層細(xì)粒式抗滑表層（MPa）中面層中粒式密級(jí)配瀝青混凝土中面層中粒式密級(jí)配瀝青混凝土=1.0sp（MPa）下面層粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土下面層粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土=0.8sp（MPa）山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院上面層層底拉應(yīng)力上面層層底拉應(yīng)力下面層層底拉應(yīng)力下面層層底拉應(yīng)力（MPa）1.4=0.453.11spRSK中面層層底拉應(yīng)力中面層層底拉應(yīng)力（MPa）1.0=0.323.11spRSK（MPa）0.8=0.263.11spRSK山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院0.110.110.359629259.74=0.351.0=2.05escNKA水泥

43、穩(wěn)定碎石基層層底拉應(yīng)力水泥穩(wěn)定碎石基層層底拉應(yīng)力查表查表2-3-9b得得水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石=0.5sp（MPa）（MPa）0.5=0.242.05spRSK山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院0.110.110.459629259.74=0.451.0=2.64escNKA石灰土底基層層底拉應(yīng)力石灰土底基層層底拉應(yīng)力查表查表2-3-9b得得=0.25sp石灰土石灰土（MPa）（MPa）0.25=0.092.64spRSK山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：柔通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握：柔性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則，新建性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)

44、遵循的原則，新建柔性路面的設(shè)計(jì)步驟；熟悉新建柔性路面厚柔性路面的設(shè)計(jì)步驟；熟悉新建柔性路面厚度的確定方法；了解各級(jí)公路柔性路面常見(jiàn)度的確定方法；了解各級(jí)公路柔性路面常見(jiàn)的組合結(jié)構(gòu)形式，改建柔性路面的設(shè)計(jì)。的組合結(jié)構(gòu)形式，改建柔性路面的設(shè)計(jì)。 本次授課的重點(diǎn)：柔性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)本次授課的重點(diǎn)：柔性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則，新建柔性路面的設(shè)計(jì)步計(jì)應(yīng)遵循的原則，新建柔性路面的設(shè)計(jì)步驟及厚度計(jì)算方法。驟及厚度計(jì)算方法。 難點(diǎn)：新建柔性路面厚度計(jì)算方法。難點(diǎn)：新建柔性路面厚度計(jì)算方法。目的要求目的要求重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院3-3 3-3 柔性路面的結(jié)構(gòu)組合柔性路面的結(jié)構(gòu)組合

45、 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：路面包括：路面各分層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各分層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和和結(jié)構(gòu)層組合結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。 各分層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各分層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：是按照層位的作用，選擇結(jié)構(gòu)層的：是按照層位的作用，選擇結(jié)構(gòu)層的類類型型和確定和確定材料組成材料組成，并提出相應(yīng)的，并提出相應(yīng)的施工要求施工要求等。等。 結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)：是按行車和自然因素對(duì)不同層位的要求，：是按行車和自然因素對(duì)不同層位的要求，結(jié)合各類結(jié)構(gòu)層本身的性能，進(jìn)行合理的結(jié)合各類結(jié)構(gòu)層本身的性能，進(jìn)行合理的層位安排層位安排。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院一、柔性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則一、柔性路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則（一）

46、路線、路基、路面要作通盤(pán)考慮，總體設(shè)計(jì)（一）路線、路基、路面要作通盤(pán)考慮，總體設(shè)計(jì) 1在進(jìn)行路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮在進(jìn)行路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮線位線位對(duì)路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定對(duì)路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響，并做好性的影響，并做好排水排水設(shè)計(jì)，為路面結(jié)構(gòu)提供良好的支承條件；設(shè)計(jì)，為路面結(jié)構(gòu)提供良好的支承條件； 2將路基、墊層、基層和面層將路基、墊層、基層和面層作為一個(gè)整體作為一個(gè)整體，進(jìn)行路基路面，進(jìn)行路基路面的的綜合設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)，達(dá)到路基穩(wěn)定、基層堅(jiān)實(shí)、面層耐用。，達(dá)到路基穩(wěn)定、基層堅(jiān)實(shí)、面層耐用。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（二）根據(jù)各結(jié)構(gòu)層的功能和交通特點(diǎn)，選擇結(jié)構(gòu)層次（二）根據(jù)各結(jié)構(gòu)層的功能和交通特點(diǎn)

47、，選擇結(jié)構(gòu)層次1面層面層 直接承受自然因素和行車荷載的作用，要求直接承受自然因素和行車荷載的作用，要求高強(qiáng)、耐磨、熱高強(qiáng)、耐磨、熱穩(wěn)定性好和不透水穩(wěn)定性好和不透水，因而通常選用粘結(jié)力強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度高，因而通常選用粘結(jié)力強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度高的集料作為面層材料。的集料作為面層材料。2基層（底基層）基層（底基層） （1）基層）基層 作為主要承重層，要求其作為主要承重層，要求其具有足夠的強(qiáng)度、一定具有足夠的強(qiáng)度、一定的剛度和水穩(wěn)性。的剛度和水穩(wěn)性。常用的基層類型有：瀝青穩(wěn)定類、半剛性基常用的基層類型有：瀝青穩(wěn)定類、半剛性基層和碎（礫）石混合料。層和碎（礫）石混合料。 （2）底基層）底基層 作為次要承重

48、層，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)夭牧希蛇x作為次要承重層，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)夭牧希蛇x用強(qiáng)度和剛度較低的混合料。用強(qiáng)度和剛度較低的混合料。3路基路基 要使路基要使路基具有足夠的穩(wěn)定性具有足夠的穩(wěn)定性，以保證路面的整體強(qiáng)度，一般，以保證路面的整體強(qiáng)度，一般要求土基回彈模量不小于要求土基回彈模量不小于20MPa。為此，需要加強(qiáng)排水和達(dá)到。為此，需要加強(qiáng)排水和達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。尤其是當(dāng)水文條件較差時(shí)，應(yīng)規(guī)定的壓實(shí)度。尤其是當(dāng)水文條件較差時(shí)，應(yīng)加設(shè)墊層加設(shè)墊層。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（三）適應(yīng)行車荷載的作用，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的組合（三）適應(yīng)行車荷載的作用，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的組合 1車輪荷載在路面內(nèi)引起的應(yīng)力和應(yīng)變是隨深度

49、而遞減的，車輪荷載在路面內(nèi)引起的應(yīng)力和應(yīng)變是隨深度而遞減的，圖圖2-3-1。因此，。因此，各結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度和剛度應(yīng)按應(yīng)力、應(yīng)變的分布各結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度和剛度應(yīng)按應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律設(shè)置規(guī)律設(shè)置，而不應(yīng)出現(xiàn)，而不應(yīng)出現(xiàn)倒裝結(jié)構(gòu)倒裝結(jié)構(gòu)。 2相鄰結(jié)構(gòu)層之間的剛度相鄰結(jié)構(gòu)層之間的剛度不能相差過(guò)大不能相差過(guò)大。否則，上層底面將。否則，上層底面將出現(xiàn)過(guò)大的拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）。出現(xiàn)過(guò)大的拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（四）注意各結(jié)構(gòu)層的自身特點(diǎn)，作好層間結(jié)合（四）注意各結(jié)構(gòu)層的自身特點(diǎn)，作好層間結(jié)合 層間結(jié)合是否緊密，對(duì)上層底面拉應(yīng)力的大小有很大的影響，層間結(jié)合是否緊密，對(duì)上層底面拉應(yīng)力的大小有很

50、大的影響，所以，要求所以，要求層間組合必須要緊密、穩(wěn)定層間組合必須要緊密、穩(wěn)定，避免產(chǎn)生滑移，以保，避免產(chǎn)生滑移，以保證證路面結(jié)構(gòu)的整體性路面結(jié)構(gòu)的整體性和和應(yīng)力傳播的連續(xù)性應(yīng)力傳播的連續(xù)性。 例如：例如： 面層與基層之間灑布面層與基層之間灑布透層油透層油保證性質(zhì)不同的兩層之間保證性質(zhì)不同的兩層之間的連接；的連接； 在塊石基層上設(shè)置碎石在塊石基層上設(shè)置碎石調(diào)平層調(diào)平層保證基層表面的平整；保證基層表面的平整； 在半剛性基層上設(shè)粒料類在半剛性基層上設(shè)粒料類過(guò)渡層過(guò)渡層減少基層裂縫對(duì)面層減少基層裂縫對(duì)面層的影響。的影響。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（五）確定適當(dāng)?shù)膶訑?shù)和厚度（五）確定適當(dāng)?shù)膶訑?shù)和厚度1路

51、面結(jié)構(gòu)層數(shù)路面結(jié)構(gòu)層數(shù) 為了體現(xiàn)出路面材料的強(qiáng)度、模量及路面結(jié)構(gòu)的荷載應(yīng)力、為了體現(xiàn)出路面材料的強(qiáng)度、模量及路面結(jié)構(gòu)的荷載應(yīng)力、應(yīng)變沿深度而變化的規(guī)律，結(jié)構(gòu)層數(shù)越多越好。但是，如果層應(yīng)變沿深度而變化的規(guī)律，結(jié)構(gòu)層數(shù)越多越好。但是，如果層數(shù)過(guò)多，將帶來(lái)施工工藝以及材料制備上的困難，所以數(shù)過(guò)多，將帶來(lái)施工工藝以及材料制備上的困難，所以層數(shù)應(yīng)層數(shù)應(yīng)適當(dāng)。適當(dāng)。2路面結(jié)構(gòu)層厚度路面結(jié)構(gòu)層厚度 各層的厚度除了滿足受力上的要求外，還應(yīng)各層的厚度除了滿足受力上的要求外，還應(yīng)考慮施工工藝上考慮施工工藝上的要求的要求，為了便于攤鋪和碾壓，為了便于攤鋪和碾壓，層厚不宜過(guò)大和過(guò)小層厚不宜過(guò)大和過(guò)小。 （1）各類結(jié)構(gòu)

52、層按所使用的材料規(guī)格和施工工藝要求，要滿）各類結(jié)構(gòu)層按所使用的材料規(guī)格和施工工藝要求，要滿足足最小施工厚度最小施工厚度的要求。見(jiàn)表的要求。見(jiàn)表2-3-5。 （2）結(jié)構(gòu)層厚度的設(shè)計(jì)，一般是）結(jié)構(gòu)層厚度的設(shè)計(jì)，一般是先擬定先擬定面層的類型和厚度，面層的類型和厚度，再再計(jì)算和調(diào)整計(jì)算和調(diào)整其下各層的厚度。其下各層的厚度。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院（六）考慮水溫狀況的影響，保證穩(wěn)定性（六）考慮水溫狀況的影響，保證穩(wěn)定性 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)，要使路面結(jié)構(gòu)整體在各種自然因素在進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)，要使路面結(jié)構(gòu)整體在各種自然因素影響下，能夠影響下，能夠保持干濕、冷熱的穩(wěn)定性保持干濕、冷

53、熱的穩(wěn)定性。 例如：例如： 在干旱地區(qū)在干旱地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)粒料嵌鎖或粘結(jié)，以防止松散、搓板；，應(yīng)加強(qiáng)粒料嵌鎖或粘結(jié)，以防止松散、搓板； 在潮濕、多雨地區(qū)在潮濕、多雨地區(qū)，應(yīng)采用水穩(wěn)性好的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)排水，應(yīng)采用水穩(wěn)性好的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)排水，以防滲、防滑、防軟化；以防滲、防滑、防軟化； 在冰凍地區(qū)在冰凍地區(qū)，應(yīng)注意驗(yàn)算防凍厚度或設(shè)置隔溫墊層，滿足，應(yīng)注意驗(yàn)算防凍厚度或設(shè)置隔溫墊層，滿足凍穩(wěn)定性的要求。見(jiàn)表凍穩(wěn)定性的要求。見(jiàn)表2-3-6。 山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院二、路面結(jié)構(gòu)的分層和組合設(shè)計(jì)的步驟二、路面結(jié)構(gòu)的分層和組合設(shè)計(jì)的步驟1根據(jù)道路等級(jí)，根據(jù)道路等級(jí)，確定路面等級(jí)確定路面等

54、級(jí)。2根據(jù)近期和遠(yuǎn)景的交通情況，根據(jù)近期和遠(yuǎn)景的交通情況，決定是否分期修建決定是否分期修建。3根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和路基的干濕類型，根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和路基的干濕類型，決定土基是否需決定土基是否需要處理要處理，以及應(yīng)采取的，以及應(yīng)采取的處理的方式處理的方式。4按就地取材、因材設(shè)計(jì)的原則，根據(jù)材料的來(lái)源、施工條按就地取材、因材設(shè)計(jì)的原則，根據(jù)材料的來(lái)源、施工條件、環(huán)境和交通因素，件、環(huán)境和交通因素，選擇結(jié)構(gòu)層類型和材料組成選擇結(jié)構(gòu)層類型和材料組成。5. 按應(yīng)力分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)層性能的需要，按應(yīng)力分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)層性能的需要，安排結(jié)構(gòu)層的組合安排結(jié)構(gòu)層的組合。 在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況，

55、分清矛盾的在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況，分清矛盾的主次，合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)組合原則，以獲得符合當(dāng)?shù)亟煌?、環(huán)境、主次，合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)組合原則，以獲得符合當(dāng)?shù)亟煌āh(huán)境、材料、施工及養(yǎng)護(hù)等條件的路面結(jié)構(gòu)。材料、施工及養(yǎng)護(hù)等條件的路面結(jié)構(gòu)。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院三、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合示例三、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合示例山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院3-4 3-4 新建柔性路面的厚度確定新建柔性路面的厚度確定 通過(guò)路面結(jié)構(gòu)組合，初步擬定了路面結(jié)構(gòu)方案，接下來(lái)需要通過(guò)路面結(jié)構(gòu)組合，初步擬定了路面結(jié)構(gòu)方案，接下來(lái)需要對(duì)該結(jié)構(gòu)在荷載作用下的承載能力進(jìn)行對(duì)該結(jié)構(gòu)在荷載作用

56、下的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)算，以判斷所擬定，以判斷所擬定結(jié)構(gòu)是否滿足結(jié)構(gòu)是否滿足受力方面的要求受力方面的要求。 路面結(jié)構(gòu)的承載力路面結(jié)構(gòu)的承載力與與土基和各結(jié)構(gòu)層材料的土基和各結(jié)構(gòu)層材料的回彈模量回彈模量有關(guān)，有關(guān)，同時(shí)與結(jié)構(gòu)層的同時(shí)與結(jié)構(gòu)層的厚度厚度關(guān)系密切，在各結(jié)構(gòu)層材料選定（回彈關(guān)系密切，在各結(jié)構(gòu)層材料選定（回彈模量為定值）前提下，通過(guò)模量為定值）前提下，通過(guò)計(jì)算和調(diào)整各結(jié)構(gòu)層的厚度計(jì)算和調(diào)整各結(jié)構(gòu)層的厚度來(lái)滿來(lái)滿足路面設(shè)計(jì)要求。足路面設(shè)計(jì)要求。 路面厚度的確定方法有兩種：路面厚度的確定方法有兩種：經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法和和理論法理論法。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院 經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)法：以已有的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)為依

57、據(jù)，確定路面各結(jié)構(gòu)層的以已有的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)為依據(jù)，確定路面各結(jié)構(gòu)層的厚度；厚度； 美國(guó)的加州承載比法（美國(guó)的加州承載比法（CBR） 美國(guó)各州工作者協(xié)會(huì)法（美國(guó)各州工作者協(xié)會(huì)法（AASHO） 英、法等流行的英、法等流行的“典型結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗(yàn)厚度法典型結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗(yàn)厚度法” 理論法：理論法：以力學(xué)分析為基礎(chǔ)，并考慮環(huán)境、交通條件及材料以力學(xué)分析為基礎(chǔ)，并考慮環(huán)境、交通條件及材料特性等因素的影響，確定路面各結(jié)構(gòu)層的厚度。特性等因素的影響，確定路面各結(jié)構(gòu)層的厚度。 我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法采用：以我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法采用：以“雙圓均布垂直荷載雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀體系理論作用下的彈性層狀體系理

58、論”為基礎(chǔ)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和厚度計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和厚度計(jì)算算 理論法理論法。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院一、計(jì)算圖示一、計(jì)算圖示 將土基看作是均質(zhì)的將土基看作是均質(zhì)的彈性半無(wú)限體彈性半無(wú)限體，其應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系，其應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系，可以用可以用“彈性半無(wú)限體理論彈性半無(wú)限體理論”來(lái)求解土基內(nèi)的受力情況。但是，來(lái)求解土基內(nèi)的受力情況。但是，當(dāng)在土基之上鋪筑了一層或幾層路面結(jié)構(gòu)后，就變?yōu)榱水?dāng)在土基之上鋪筑了一層或幾層路面結(jié)構(gòu)后，就變?yōu)榱硕鄬芋w系多層體系。因此，需用因此，需用“彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論”來(lái)計(jì)算土基及路面結(jié)構(gòu)層中的來(lái)計(jì)算土基及路面結(jié)構(gòu)層中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移。應(yīng)力、應(yīng)變和

59、位移。 彈性層狀體系理論假設(shè)：彈性層狀體系理論假設(shè)： 各路面結(jié)構(gòu)層具有一定的厚度，而各路面結(jié)構(gòu)層具有一定的厚度，而在水平方向上是無(wú)限在水平方向上是無(wú)限的；的； 路面材料的路面材料的應(yīng)力和應(yīng)變之間呈直線關(guān)系應(yīng)力和應(yīng)變之間呈直線關(guān)系； 土基和路面各結(jié)構(gòu)層的層面之間是一種土基和路面各結(jié)構(gòu)層的層面之間是一種完全連續(xù)接觸完全連續(xù)接觸的；的； 將標(biāo)準(zhǔn)軸載一側(cè)的雙輪組荷載將標(biāo)準(zhǔn)軸載一側(cè)的雙輪組荷載簡(jiǎn)化成兩個(gè)圓形均布荷載簡(jiǎn)化成兩個(gè)圓形均布荷載，圓，圓心距離為心距離為3倍的荷載當(dāng)量圓半徑。倍的荷載當(dāng)量圓半徑。山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院圖圖2-3-2 雙圓均布垂直荷載作用下的計(jì)算圖式雙圓均布垂直荷載作用下的計(jì)算圖式

60、山東交通學(xué)院山東交通學(xué)院二、路表面的彎沉計(jì)算二、路表面的彎沉計(jì)算 現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范是現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范是以以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)彎沉值作為路面結(jié)構(gòu)整體作為路面結(jié)構(gòu)整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。為此，需要。為此，需要計(jì)算計(jì)算初擬路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉值初擬路面結(jié)構(gòu)的路表彎沉值ls，使之與設(shè)計(jì)彎沉值，使之與設(shè)計(jì)彎沉值ld相比較相比較，以，以檢驗(yàn)檢驗(yàn)所擬定的路面結(jié)構(gòu)層所擬定的路面結(jié)構(gòu)層的整體剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求。的整體剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求。 路表彎沉路表彎沉計(jì)算點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)選在雙圓均布荷載作用下的輪隙中心處選在雙圓均布荷載作用下的輪隙中心處A點(diǎn)。該點(diǎn)的路表彎沉值計(jì)算公式：點(diǎn)。該點(diǎn)的路表彎沉值計(jì)算公式