瀝青路面結構圖設計課件

1、瀝青路面結構圖設計課件瀝青路面結構圖設計課件路面施工 項目：瀝青路面結構圖設計學習目標： 知道公路瀝青路面設計的基本原理、設計依據、內容和方法； 能根據具體條件選擇瀝青路面結構組合形式； 根據設計資料和有關技術規(guī)范的要求，正確繪制常用瀝青路面結構圖。路面施工 項目：瀝青路面結構圖設計工作任務四：瀝青路面結構圖設計一、瀝青路面設計理論概況二、瀝青路面厚度計算的依據三、瀝青路面結構組合設計四、新建瀝青路面結構厚度計算五、改建瀝青路面設計工作任務四：瀝青路面結構圖設計一、瀝青路面設計理論概況三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 瀝青路面的強度和穩(wěn)定性，除取決于路面結構層外，還與路基土

2、類或巖性、路基土的濕度、密度、路基橫斷面形式（填方或挖方）等有直接關系。為使所設計的瀝青路面技術先進、經濟、合理、安全可靠，并與周圍環(huán)境協(xié)調，在瀝青路面設計工作中應遵循下列原則：三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 （1）開展現(xiàn)場資料調查和收集工作，做好交通荷載分析與預測，按照全壽命周期成本的理念進行路面設計； （2）調查掌握沿線路基特點，查明土質、路基干濕類型，在對不良地質路段處理的基礎上按面層耐久、基層堅實、土基穩(wěn)定的要求進行路基路面綜合設計；三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 三、瀝青路面結構組合設計

3、 1、瀝青路面設計遵循的原則 （3）遵循因地制宜、合理選材、節(jié)約投資的原則，選擇技術先進、經濟合理、安全可靠、方便施工的路面結構方案； （4）結合當?shù)貤l件，積極、慎重地推廣新技術、新結構、新材料、新工藝、新設備，并認真鋪筑試驗路段，總結經驗，不斷完善，逐步推廣；三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 （5）符合國家環(huán)境保護的有關規(guī)定，保護相關人員的安全和健康，重視材料的再生利用與廢棄料的處理； （6）高速公路、一級公路的瀝青路面不宜采用分期修建。對軟土地區(qū)或高填方路基、黃土濕陷地區(qū)等可能產生較大沉降的路段，以及初期交通量較小的

4、公路可“一次設計、分期修建”。三、瀝青路面結構組合設計 1、瀝青路面設計遵循的原則 三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 瀝青路面面層類型，應與公路等級、使用要求、交通等級相適應。不僅要考慮高強、平整、抗滑、熱穩(wěn)定性好、低溫性能好、水穩(wěn)性好和不透水等特性，還應考慮設幾層較為合適。 AC、SMA可用于各級公路的面層；瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青表處和稀漿封層可用于三、四公路面層；冷拌瀝青混合料可用于交通量小的三、四級公路面層。三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇

5、三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 應根據不同地區(qū)公路等級及所處層位的功能要求，并綜合考慮滿足耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑性能等多方面要求以及施工機械、工程造價等實際情況選擇瀝青混合料的種類。瀝青路面各層適用的瀝青混合料參考類型見表1-4-11所示。三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 基層與底基層類型選擇 基層要有足夠的強度、一定的剛度和水穩(wěn)定性?；鶎印⒌谆鶎舆x擇應貫徹就地取材的原則，認真作好當?shù)夭牧系恼{查，根據交通量及其組成、氣候條件、筑路材料以及路基水文狀況等因素，選擇技術可靠、經濟合理的

6、結構層。三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 墊層類型選擇 墊層通常設在路基處于潮濕和過濕以及有冰凍翻漿的路段，以排除路面、路基中滯留的自由水。常用材料有兩類：一類是松散粒料的透水性墊層；一類是整體性材料，如水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定類的穩(wěn)定性墊層。三、瀝青路面結構組合設計 2、瀝青路面各結構層的選擇 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 路基路面是一個整體結構，各結構層有各自的特性和作用，并相互制約和影響，結構組合不合理，所用材料再好、厚度再大也無濟于事。 路面結構層的組合設計，就是按行車和環(huán)境因素對不同層位的

7、要求，結合各類結構層本身的性能進行合理組合，最大限度地發(fā)揮各結構層的效能，使整個路面結構經濟合理。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 1）各結構層的強度組合設計要求 車輪荷載作用于路面表面，路面結構內部產生的豎向應力和應變隨深度而遞減，因而對各層材料的強度（剛度）的要求也可隨深度而相應減小。 因此，路面各結構層一般應按強度自上而下遞減的方式組合。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 1）各結構層的強度組合設計要求 采用強度（剛度）按深度遞減模式組

8、合路面時，相鄰結構層之間模量不能相差過大。若相差過大，上層底面會因下層變形過大而產生較大拉應力，導致上層被拉裂。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 1）各結構層的強度組合設計要求 對于半剛性基層瀝青路面結構，瀝青層的回彈模量一般小于半剛性基層的回彈模量，基層與瀝青面層模量比宜在1.53.0之間；基層與底基層的模量比不宜大于3.0；底基層與土基的模量比宜在2.512.5之間。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 1）各結構層的強度組合設計要求 對于

9、柔性基層瀝青路面結構，瀝青層與瀝青層之間的回彈模量相差較小，而瀝青層與級配碎石層之間的回彈模量相差較大，此時瀝青層底的拉應力較大。選用結構層間模量逐漸遞減的組合可使結構受力更合理。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 2）結構層的層數(shù)和厚度組合設計要求 瀝青路面通常為多層結構，結構層層數(shù)越多，越能體現(xiàn)強度與荷載應力隨深度變化的規(guī)律相適應，而且能夠降低工程造價。但是，結構層層數(shù)過多將帶來施工工藝及材料制備上的困難，為了便于施工，路面結構層的層數(shù)不宜過多。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結

10、構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 2）結構層的層數(shù)和厚度組合設計要求 每一結構層的施工最小厚度和適宜厚度的確定，應綜合考慮以下因素： （1）結構層的造價（面層高，基層、墊層低）；（2）各結構層擴散應力的效果（1540cm）；（3）壓實機具的能力（面層：610cm，基層1520cm）；（4）瀝青面層的厚度。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結

11、構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 3）各結構層的層間結合設計要求 在進行結構組合設計時，應注意相鄰層次的互相影響，采取相應的技術措施限制或消除所產生的不利影響。 在半剛性結構層上修建瀝青面層時，由于半剛性結構層材料的干縮和溫縮開裂，會導致面層相應出現(xiàn)反射裂縫，應采取防止反射裂縫產生措施。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 3）各結構層的層間結合設計要求 （1）半剛性基層瀝青路面宜采取以下措施減少收縮開裂和

12、反射裂縫： A、選用骨架密實型半剛性基層，嚴格控制細料含量、結合料劑量、含水率及養(yǎng)生時間； B、適當加大瀝青面層厚度，在半剛性結構上設置瀝青穩(wěn)定碎石或級配碎石等柔性基層；三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 3）各結構層的層間結合設計要求 （1）半剛性基層瀝青路面宜采取以下措施減少收縮開裂和反射裂縫： C、在半剛性結構層上設置改性瀝青應力吸收層或應力吸收膜或者鋪設實踐證明有效的耐高溫的土工合成材料等。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 3）各結構

13、層的層間結合設計要求 （2）層間結合緊密的技術措施： A、瀝青層之間設置粘層瀝青，可用乳化瀝青、改性乳化瀝青或熱瀝青； B、各種基層上設置透層瀝青，應具有良好的滲透性能，可用液體瀝青（稀釋瀝青），乳化瀝青等；三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 3）各結構層的層間結合設計要求 （2）層間結合緊密的技術措施： C、在半剛性基層設置下封層；、新、舊瀝青層之間，以及瀝青層與舊水泥混凝土板之間灑布粘層瀝青，宜用熱瀝青、改性乳化瀝青或乳化瀝青；三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝

14、青路面結構組合設計要求 3）各結構層的層間結合設計要求 、拓寬路面時，新、舊路面接茬處噴涂粘結瀝青，并在接茬頂面各寬度范圍內設置防裂土工織物； F、雙層式半剛性基層宜采用連續(xù)攤鋪、碾壓工藝； G、瀝青面層與水泥混凝土橋面之間宜設置防水粘結層。三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 4）墊層設計要求 （1）墊層設計基本要求 A、防凍墊層應采用透水性好的粒料類材料； B、采用碎石和砂礫墊層時，顆粒組成宜滿足無結合料材料的級配要求，最大粒徑應與結構層厚度相協(xié)調，一般最大粒徑應不超過結構層厚度的1/2。 （2）冰凍區(qū)劃分三、瀝青路

15、面結構組合設計 3、瀝青路面結構組合設計要求 三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟（1）確定交通等級和面層類型 應根據公路等級、使用要求、設計年限、標準軸載累計當時軸次以及筑路材料、施工機具和自然條件等確定。（2）確定基層類型 選擇基層類型關系到路面結構的耐久性和長期使用性能，首先應根據交通等級進行比選，同時考慮地基支撐的可能性以及路基的水溫狀況、路基排水與路基穩(wěn)定的可靠程度作不同方案，然后比選；三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟（1三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟（3）確定是否設置墊層及墊層類型（4）確定路面結構層次和初擬各結構層厚

16、度 遵循路面結構組合設計的五條基本原則，擬定路面結構層次方案，一般擬定幾個方案進行比較選優(yōu)，具體結構層厚度計算見后。三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟（3三、瀝青路面結構組合設計 典型路面結構組合三、瀝青路面結構組合設計 典型路面結構組合三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟三、瀝青路面結構組合設計 4、瀝青路面結構組合設計步驟四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序 根據設計任務書的要求，確定路面等級和面層類型，計算設計年限內一個車道的累計

17、當量軸次和設計彎沉值。 按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段（在一般情況下路段長度不宜小于500m，若為大規(guī)模機械化施工，不宜小于1km），確定各路段土基的回彈模量值。四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序 四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案，根據選用的材料進行配合比試驗及測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結構層材料設計參數(shù)。四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序擬定幾四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序 根據設計彎沉值計算路面厚度。對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性

18、材料的基層、底基層，應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求。如不滿足要求，應調整路面結構層厚度，或變更路面結構組合，或調整材料配合比、提高極限抗拉強度，再重新計算。對于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級和次高級路面，尚應驗算防凍厚度是否符合要求。四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序 四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序進行技術經濟比較，確定采用的路面結構方案。 四、新建瀝青路面結構厚度計算 1、瀝青路面設計程序進行技瀝青路面結構圖設計課件四、新建瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算路表彎沉值計算圖式 四、新建瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算路四、新建

19、瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算四、新建瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算四、新建瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算計算步驟：（1）對擬訂的結構組合，擬訂某一層位作為設計層；（2）計算設計車道的累計當量軸次Ne，確定設計彎沉值ld；（3）確定土基的抗壓回彈模量設計值E0；（4）論證地確定各層材料的抗壓回彈模量設計值；（5）根據設計車道累計當量軸次、設計彎沉值、各結構層的抗壓回彈模量、土基抗壓回彈模量以及已知結構層的厚度，利用專用設計程序即可求得設計層的厚度。四、新建瀝青路面結構厚度計算2、輪隙中心路表回彈彎沉的計算計四、新建瀝青路面結構厚度計算

20、3、路面結構層層底拉應力計算 層底拉應力按下式計算，計算點為雙圓荷載單圓中心B點和雙圓輪隙中心C點并取較大值作為層底拉應力。四、新建瀝青路面結構厚度計算3、路面結構層層底拉應力計算 四、新建瀝青路面結構厚度計算3、路面結構層層底拉應力計算瀝青混凝土和半剛性材料層的層底拉應力計算圖式四、新建瀝青路面結構厚度計算3、路面結構層層底拉應力計算瀝青四、新建瀝青路面結構厚度計算3、路面結構層層底拉應力計算式中： 理論最大拉應力系數(shù)，可用計算式括號內的參數(shù)作為輸入數(shù)據，應用通用計算軟件計算得到。四、新建瀝青路面結構厚度計算3、路面結構層層底拉應力計算式中五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定（

21、1）路面結構狀況調查交通調查：對于當前的交通量和車型組成進行實地觀測。通過調查分析預估交通量增長趨勢，確定年平均增長率。路基狀況調查：調查沿線路基土質、含水量、挖填情況、承載力等，分析路基的穩(wěn)定性、強度及路基路面排水狀況等，確定路基土組和干濕類型。五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定（1）路面結構狀況調查路面狀況調查：調查路面結構類型、各層厚度及路面破損狀況。為此需要開挖試坑或鉆芯取樣量測，采集各結構層樣品試驗，分析破壞原因。路面修建和養(yǎng)護歷史調查 。五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定五、改建瀝青路面設計 1、 舊

22、路面結構狀況調查與評定（2）路面結構強度評定 評定方法：通常采用貝克曼梁量測路表輪隙中心回彈彎沉的方法。 每2050 m一個測點，每路段每車道的測點不少于20個。 在最不利季節(jié)進行測定，如不是在最不利季節(jié)測定，應按當?shù)丶竟?jié)影響系數(shù)進行修正。五、改建瀝青路面設計 1、 舊路面結構狀況調查與評定五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定（2）路面結構強度評定 路段劃分：一般以1km為單位對路面進行評價。 路面破損形態(tài)、彎沉值、破損原因相近的劃分為一個路段。 同一路段中若局部路段彎沉值很大，應先修補處理再進行補強。五、改建瀝青路面設計1、 舊路面結構狀況調查與評定五、改建瀝青路面設計（3）路段計算彎沉值五、改建瀝青路面設計（3）路段計算彎沉值五、改建瀝青路面設計 2、原路面當量回彈模量計算 在進行路面補強計算時，需要將原路面各路段的計算彎沉值換算成各路段的當量回彈模量。計算公式如下。五、改建瀝青路面設計 2、原路面當量回彈模量計算五