《道路工程》講義T5

瀝青路面與瀝青路面設(shè)計(jì)中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系瀝青路面

Asphaltpavement主要內(nèi)容一、瀝青路面的基本特性二、瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因三、瀝青路面的基本要求四、瀝青路面的分類(lèi)五、瀝青路面類(lèi)型選擇瀝青路面瀝青路面結(jié)構(gòu)瀝青路面結(jié)構(gòu)受力示意圖一、瀝青路面的基本特性瀝青路面的工程特點(diǎn)

①優(yōu)良的力學(xué)性能－變形性能與強(qiáng)度

②良好的抗滑性－雨天的行駛安全性

③施工方便－強(qiáng)度形成速度和維修

④經(jīng)濟(jì)耐久－使用壽命

⑤有利于分期修建（1）表面平整無(wú)接縫、行車(chē)較舒適；（2）結(jié)構(gòu)較柔，振動(dòng)小，行車(chē)穩(wěn)定性好；（3）車(chē)輛與路面的視覺(jué)效果好；（4）施工期短、施工成型快，能夠迅速交付使用

（在機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路上尤其需要）；（5）易于維修，可再利用；（6）強(qiáng)度和穩(wěn)定性受基層、土基影響較大；（7）瀝青混合料力學(xué)性能受溫度影響大；（8）瀝青會(huì)老化，瀝青結(jié)構(gòu)層易出現(xiàn)老化破壞。

一、瀝青路面的基本特性◆瀝青路面的優(yōu)缺點(diǎn)（與普通水泥路面相比）1）裂縫Top-downCrackDown-topcrack二、瀝青路面的損壞類(lèi)型及其成因表觀形態(tài)分有：橫裂、縱裂、網(wǎng)裂、塊裂、不規(guī)則裂鋒等產(chǎn)生原因：橫向裂縫：分荷載型和非荷載型，非荷載型又分為瀝青面層縮裂和基層反射裂縫。荷載型因拉應(yīng)力超過(guò)材料疲勞極限引起，從下向上發(fā)展；非荷載型瀝青面層縮裂因冬季瀝青材料收縮產(chǎn)生的應(yīng)力大于材料強(qiáng)度引起，反射裂縫因基層收縮開(kāi)裂向面層延伸引起。縱向裂縫：路面分幅攤鋪時(shí)，接縫未處理好；路基原因等引起失穩(wěn)。網(wǎng)裂：上述裂縫未及時(shí)處理，水滲入所致；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足；瀝青老化等1）裂縫cracking二、瀝青路面的損壞類(lèi)型及其成因縱向裂縫longitudinalcracking1）裂縫二、瀝青路面的損壞類(lèi)型及其成因二、瀝青路面的損壞類(lèi)型及其成因橫向裂縫Transversecracking1）裂縫二、瀝青路路面的損壞壞類(lèi)型及其其成因二、瀝青路路面的損壞壞類(lèi)型及其其成因塊裂及網(wǎng)裂裂NetCracking1）裂縫二、瀝青路路面的損壞壞類(lèi)型及其其成因2）車(chē)轍rut定義：路面結(jié)構(gòu)及及路基在行行車(chē)荷載作作用下的補(bǔ)補(bǔ)充壓實(shí)，，或結(jié)構(gòu)層層及路基中中材料的側(cè)側(cè)向位移產(chǎn)產(chǎn)生的累積永久變變形。車(chē)轍還包包括輪胎胎磨耗引引起的材材料缺省省。車(chē)轍是瀝瀝青路面面的主要要破壞型型式，，對(duì)于半半剛性基基層瀝青青路面，，車(chē)轍主要要發(fā)生在在中面層層或?yàn)r青青表層。原因：1）瀝青混混合料高高溫穩(wěn)定性不不足，塑性變形形累積；；2）路面結(jié)結(jié)構(gòu)及路路基材料料的變形形累積；；3）車(chē)輛渠化交通通的荷載載磨耗－－－磨耗型車(chē)車(chē)轍。二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因車(chē)轍圖片片二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因3）松散剝剝落RavellingandStripping定義：瀝青從礦礦料表面面脫落，，在荷載載作用下下面層呈呈現(xiàn)的松松散現(xiàn)象象。瀝青青層出現(xiàn)現(xiàn)松散剝剝落將會(huì)會(huì)繼而出出現(xiàn)坑槽槽破壞。。原因：1）瀝青與與礦料黏黏附性差差（瀝青青黏性差差、集料料黏附等等級(jí)低、、集料潮潮濕、瀝瀝青老化化后性能能下降、、凍融等等）；2）水的作作用；3）瀝青在在施工中中的過(guò)度度加熱老老化。二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因松散剝落落圖片二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因4）表面抗抗滑不足足surfaceskidresistance定義：瀝青路面面在使用用過(guò)程中中，表面面集料被被逐漸磨磨光，或或者出現(xiàn)現(xiàn)瀝青層層泛油，，使得瀝瀝青表層層出現(xiàn)抗抗滑能力力不足。。原因：1）集料軟軟弱，宏宏觀紋理理和微觀觀構(gòu)造小??；2）粗集料抵抵抗磨光光的能力力差（由由磨光值值、棱角角性、壓壓碎值等等表征））；3）級(jí)配不不當(dāng)，粗粗料少、、細(xì)料多多；4）用油量量偏大，，或出現(xiàn)現(xiàn)水損害害；5）瀝青稠稠度太低低；6）車(chē)輪磨耗耗太嚴(yán)重重。二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因5）其它病病害包括泛油油、坑洞洞、波浪浪、擁包包、啃邊邊等。二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因表面泛油油圖片二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因二、瀝青青路面的的損壞類(lèi)類(lèi)型及其其成因高速公路路路面坑坑洞現(xiàn)象象瀝青路面的水穩(wěn)定性三、瀝青青路面的的基本要要求瀝青路面面高溫穩(wěn)定定性-高溫下抵抵抗永久久變形的的能力；；低溫抗裂裂性-抵抗低溫溫抗裂的的能力；；水穩(wěn)定性性-抵抗水損損害的能能力，密密級(jí)配路路面抗?jié)B滲和排水水路面透透水；耐久性—抵抗老化化與荷載載重復(fù)作作用的能能力；抗滑能力力—保證不利利情況下下車(chē)輛安安全形勢(shì)勢(shì)的能力力?！羧?、瀝青青路面的的基本要要求瀝青路面面高溫穩(wěn)定定性是高高溫下抵抵抗永久久變形的的能力。。高溫穩(wěn)定定性不足足：有車(chē)車(chē)轍、推推移、擁?yè)戆⒋甏臧?、泛泛油等病病害?）車(chē)轍的的類(lèi)型失穩(wěn)性車(chē)車(chē)轍結(jié)構(gòu)性車(chē)車(chē)轍磨耗性車(chē)車(chē)轍（2）車(chē)轍的形成成過(guò)程初始階段的壓壓密過(guò)程瀝青混合料的的側(cè)向流動(dòng)集料的重新分分布及集料骨骨架的破壞（3）影響車(chē)轍的的主要因素瀝青路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層在車(chē)輪荷荷載作用下，，內(nèi)部材料流動(dòng)動(dòng)，產(chǎn)生橫向向位移，在輪輪跡處出現(xiàn)變變形路面結(jié)構(gòu)在交交通荷載作用用下產(chǎn)生整體體永久變形主要是由于路路基變形傳遞遞到面層引起起路面結(jié)構(gòu)頂層層材料在車(chē)輪輪磨耗和自然然環(huán)境因素作用下不斷損損失而形成的的永久變形1、瀝青路面的的高溫穩(wěn)定性性i)從集料方面：：集料破碎面多多，石質(zhì)堅(jiān)硬硬，具有良好好的表面紋理理和粗糙度；；集集料級(jí)配良好好，有足夠數(shù)數(shù)量粗集料形形成空間骨架架結(jié)構(gòu)；配配合比比設(shè)計(jì)合理，，注重壓實(shí)；；ii)從瀝青方面：：使用黏度高的的改性瀝青或或添加纖維；；提提高瀝青材材料的黏稠度度；控控制瀝青青與礦粉的比比值，嚴(yán)格控控制瀝青用量量。（2）提高瀝青路路面高溫穩(wěn)定定性措施我國(guó)瀝青路面面一般采用半半剛性基層瀝瀝青面層，基基層強(qiáng)度高，，因此一般不不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)性車(chē)轍；由由于面層集料料一般采用玄玄武巖，因此此磨耗性車(chē)轍轍也少見(jiàn)；所所以一般為失失穩(wěn)性車(chē)轍，，因此必須提提高瀝青混合合料的高溫穩(wěn)穩(wěn)定性，即提提高黏結(jié)力和和內(nèi)摩阻力。。即：1、瀝青路面的的高溫穩(wěn)定性性1、瀝青路面的的高溫穩(wěn)定性性1、瀝青路面的的高溫低溫抗裂性是是抵抗低溫開(kāi)開(kāi)裂的能力瀝青路面低溫溫時(shí)強(qiáng)度增大大，但變形能能力降低。急急驟降溫產(chǎn)生生溫度梯度，，面層受到下下部約束產(chǎn)生生拉應(yīng)力，降降溫也使得瀝瀝青混合料勁勁度增加，導(dǎo)導(dǎo)致混合料拉拉應(yīng)力大于抗抗拉強(qiáng)度而開(kāi)開(kāi)裂。瀝青路路面存在兩類(lèi)類(lèi)低溫開(kāi)裂形形式：（1）低溫縮裂：：降溫時(shí)瀝青混混合料的體積積收縮，溫度度應(yīng)力超過(guò)混混合料極限抗抗拉強(qiáng)度，裂裂縫由上而下下發(fā)展；（2）溫度疲勞裂裂縫：路面在低于極極限抗拉強(qiáng)度度的溫度應(yīng)力力反復(fù)作用下下開(kāi)裂，發(fā)生生在溫度頻繁繁變化的地區(qū)區(qū)；2、瀝青路面的的低溫抗裂性性把瀝青混合料料假設(shè)為一根根彈性梁，由由于降溫而產(chǎn)產(chǎn)生的累計(jì)應(yīng)應(yīng)力為：累計(jì)溫度應(yīng)力力與極限抗拉拉強(qiáng)度相等時(shí)時(shí)的溫度，即即為開(kāi)裂溫度度。低溫開(kāi)裂機(jī)理理2、瀝青路面的的低溫抗裂性性①影響因素：瀝青性質(zhì)、氣氣溫狀況、瀝瀝青老化程度度、路基的種種類(lèi)和路面層層次的厚度、、面層與基層層的黏結(jié)狀況況、基層所用用材料的特性性、行車(chē)的狀狀況等②可采取的預(yù)防防措施：1）使用稠度較較低、溫度敏敏感性低的瀝瀝青；2）使用含臘量量低的瀝青，，使用應(yīng)力松松弛性能好的的改性瀝青，，摻加纖維；；3）使用較細(xì)的的混合料類(lèi)型型，設(shè)置應(yīng)力力吸收層。3）瀝青路面低低溫開(kāi)裂的預(yù)預(yù)防措施2、瀝青路面的的低溫抗裂性性水穩(wěn)定性是瀝瀝青混合料在在水或凍融循循環(huán)的作用下下保持其原有有性質(zhì)的能力力。水損害是瀝青青路面在水或或凍融循環(huán)的的作用下，由由于汽車(chē)車(chē)輪輪動(dòng)態(tài)荷載的的作用，進(jìn)入入路面空隙中中的水不斷產(chǎn)產(chǎn)生動(dòng)水壓力力或真空負(fù)壓壓抽吸的反復(fù)復(fù)循環(huán)作用，，水份逐漸進(jìn)進(jìn)入瀝青與集集料界面上，，使瀝青黏附附性降低并逐逐漸喪失黏結(jié)結(jié)力，瀝青膜膜從集料表面面剝離，瀝青青混合料松散散導(dǎo)致路面松松散、剝落、、坑槽病害。。水損害是水穩(wěn)穩(wěn)定性不足的的主要表現(xiàn)。。水穩(wěn)定性作用用機(jī)理黏附理論：水降低了瀝青青的黏附性、、對(duì)瀝青形成成沖刷，水進(jìn)進(jìn)入瀝青與集集料間、隔離離了瀝青與集集料的黏結(jié)；；3、瀝青路面的的水穩(wěn)定性3、瀝青路面的的水穩(wěn)定性瀝青與集料剝剝離示意圖抗疲勞性能是是瀝青路面在循環(huán)加加載下抵抗疲疲勞破壞的能能力1）瀝青路面的的受力特性4、瀝青路面的的抗疲勞性能能2）瀝青混合料料疲勞力學(xué)疲勞破壞是指在低于材材料強(qiáng)度極限限的循環(huán)加載載作用下，材材料發(fā)生破壞壞的現(xiàn)象。疲勞壽命材料在疲勞破破壞時(shí)所作用用的應(yīng)力（應(yīng)應(yīng)變）循環(huán)次次數(shù)。①現(xiàn)象學(xué)模型：：重復(fù)荷載作用用下瀝青混合合料強(qiáng)度衰減減累積引起的的破壞（傳統(tǒng)統(tǒng)疲勞理理論）；；可建立瀝青青路面層底拉拉應(yīng)力與重復(fù)復(fù)荷載作用次次數(shù)的關(guān)系；；②斷裂力學(xué)模型型：認(rèn)為疲勞是材材料初始裂縫縫在荷載作用用下擴(kuò)展至破破壞的過(guò)程；；研研究了材料料開(kāi)裂機(jī)理及及擴(kuò)散規(guī)律；；③能耗模型：混合料在應(yīng)力力應(yīng)變作用下下吸收能量引引起的疲勞損損傷；可建立立能量與重重復(fù)荷載作用用次數(shù)的關(guān)系系；4、瀝青路面的的抗疲勞性能能—取決于瀝青混合料組成和特性的系數(shù)；

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坡度因素。通常，對(duì)大多數(shù)瀝青混合料=5～64、瀝青路面的的抗疲勞性能能3）瀝青混合料料疲勞方程英國(guó)諾丁漢大學(xué)疲勞方程

SHRP疲勞方程

4）瀝青路面疲疲勞性能影響響因素1）加載條件：：加載大小、加加載方式、加加載速度、加加載間隔試件件、加載波形形；2）材料性質(zhì)：：影響瀝青混合合料勁度的因因素（瀝青種種類(lèi)、用量，，集料級(jí)配類(lèi)類(lèi)型、性質(zhì)）），混合料的的孔隙率、壓壓實(shí)度等；3）環(huán)境溫度：：4、瀝青路面的的抗疲勞性能能瀝青老化是指指瀝青在儲(chǔ)存存、運(yùn)輸、加加工、施工及及使用過(guò)程中中在空氣、熱熱、光照和碾碾壓作用下產(chǎn)產(chǎn)生性能下降降的現(xiàn)象。分施工中的的短期老化和使用中的長(zhǎng)期老化。老化原因：膠質(zhì)、芳香分分和飽和分（（揮發(fā)）含量量減小，瀝青青質(zhì)含量增加加；空氣的氧氧化作用，使使瀝青組分發(fā)發(fā)生變化；瀝瀝青分子結(jié)構(gòu)構(gòu)的硬化（聚聚合作用）。。導(dǎo)致瀝青使使用性能變壞壞，從而影響響了路面的耐耐久性。2）瀝青的老化化1）主要影響因因素瀝青性能、環(huán)環(huán)境情況（光光，氧，水，，荷載）、混混合料形態(tài)（（空隙率等））5、瀝青路面的的耐老化性能能抗老化特性是是瀝青路面在在環(huán)境因素作作用下保持其其原有特性能能力5、瀝青路面的的耐老化性能能1）按材料強(qiáng)度構(gòu)構(gòu)成原原理：：密實(shí)類(lèi)類(lèi)瀝青青路面面這類(lèi)瀝瀝青路路面的的礦料料按最最大密密實(shí)原原則設(shè)設(shè)計(jì)，，路面面的強(qiáng)強(qiáng)度和和穩(wěn)定定性取決于于混合料料的凝聚力力和內(nèi)內(nèi)摩阻阻力。其面面層結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)點(diǎn)是空空隙率率小，，細(xì)料料含量量多，，高溫溫時(shí)易易產(chǎn)生生推擠擠變形形。常用的的類(lèi)型型有瀝青混混凝土土、密密級(jí)配配瀝青青穩(wěn)定定碎石石混合合料等?！羲?、瀝瀝青路路面的的分類(lèi)類(lèi)瀝青路路面嵌擠類(lèi)類(lèi)瀝青青路面面這類(lèi)瀝瀝青路路面的的強(qiáng)度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性主要依靠骨骨料顆顆粒間間相互互嵌擠擠產(chǎn)生生的內(nèi)摩阻阻力，凝聚聚力僅僅起次次要作作用。。其主主要特特點(diǎn)是是熱穩(wěn)穩(wěn)定性性好。。部分分類(lèi)型型的空空隙率率大，，易滲滲水，，耐久久性較較差。。常用的的主要要結(jié)構(gòu)構(gòu)有PorousAsphaltPavement（PA）或OpenGradedAsphaltFrictionCourse（OGFC）、SMA、Superpave、瀝青貫貫人、、瀝青青表面面處治治等。瀝青路路面各自?xún)?yōu)優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)：密實(shí)類(lèi)類(lèi)：耐久性性好，熱熱穩(wěn)定定性差差；嵌擠類(lèi)類(lèi)：熱熱穩(wěn)定定性好好。層鋪法法——瀝青表表處和和瀝青青貫入入式分層灑灑布瀝瀝青，，分層層鋪撒撒礦料料和碾碾壓的的方法法修筑筑面層層。優(yōu)點(diǎn)：：工藝設(shè)設(shè)備簡(jiǎn)簡(jiǎn)便、、功效效較高高、施施工進(jìn)進(jìn)度快快、造造價(jià)較較低；；缺點(diǎn)：：路面成成型期期較長(zhǎng)長(zhǎng)，需需要經(jīng)經(jīng)過(guò)炎炎熱季季節(jié)行行車(chē)碾碾壓才才能成成型；；路拌法法——采用移移動(dòng)式式拌和和機(jī)械械(或人工工)在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)施工工，將將礦料料和瀝瀝青材材料就就地拌拌和，，攤鋪鋪并碾碾壓密密實(shí)成成型?？刹捎糜脽嵊陀屠淞狭匣蚶淅溆屠淅淞习璋韬蛿倲備?。。優(yōu)點(diǎn)：：瀝青材材料分分布相相對(duì)均均勻，，成型型期短短；缺點(diǎn)：：冷料拌拌和強(qiáng)強(qiáng)度低低廠拌法法——瀝青碎碎石和和瀝青青混凝凝土一定級(jí)級(jí)配的的礦料料和瀝瀝青材材料在在工廠廠用專(zhuān)專(zhuān)用設(shè)設(shè)備加加熱拌拌和，，送到到工地地?cái)備佷伳雺簤撼尚托?。分分熱拌拌熱鋪鋪、熱熱拌冷冷鋪，，區(qū)別別在于于攤鋪鋪時(shí)混混合料料溫度度優(yōu)點(diǎn)：：礦料精精選、、除水水徹底底、瀝瀝青穩(wěn)穩(wěn)定、、熱拌拌均勻勻、混混合料料質(zhì)量量高。。2）按施施工工工藝：：瀝青路路面瀝青青混混凝凝土土（（AsphaltConcrete）熱拌拌瀝瀝青青碎碎石石（（AsphaltMacadam）乳化化瀝瀝青青碎碎石石（（EmulsionAsphaltMacadam)瀝青青貫貫入入式式瀝青青表表面面處處治治瀝青青瑪瑪碲碲脂脂碎碎石石SMA（StoneMasticAsphalt）排水水性性瀝瀝青青混混凝凝土土（（PorousAsphaltConcrete）開(kāi)級(jí)級(jí)配配抗抗滑滑磨磨耗耗層層（（OpenGradedFrictionCourse）3）按按瀝瀝青青路路面面材材料料的的技技術(shù)術(shù)特特點(diǎn)點(diǎn)：：瀝青青路路面面一方方面面要根根據(jù)據(jù)任任務(wù)務(wù)要要求求（（道道路路的的等等級(jí)級(jí)、、交交通通量量、、使使用用年年限限、、修修建建費(fèi)費(fèi)用用、、環(huán)環(huán)境境狀狀況況等等））和和工工程程特特點(diǎn)點(diǎn)（（施施工工季季節(jié)節(jié)、、施施工工期期限限、、路路基基及及基基層層狀狀況況等等））；；另一一方方面面還應(yīng)應(yīng)考考慮慮材材料料供供應(yīng)應(yīng)情情況況、、施施工工機(jī)機(jī)具具、、勞勞力力和和施施工工技技術(shù)術(shù)條條件件等等因因素素。。五、、瀝瀝青青路路面面類(lèi)類(lèi)型型選選擇擇瀝青青路路面面瀝青青路路面面設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)AsphaltPavementDesign主要要內(nèi)內(nèi)容容第一一節(jié)節(jié)概概述述第二二節(jié)節(jié)彈彈性性層層狀狀體體系系理理論論第三三節(jié)節(jié)瀝瀝青青路路面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)組組合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)第四四節(jié)節(jié)瀝瀝青青路路面面的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)指指標(biāo)標(biāo)與與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)◆1、瀝瀝青青路路面面設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的內(nèi)內(nèi)容容結(jié)構(gòu)構(gòu)組組合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)材料料組組成成設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)厚度度設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)驗(yàn)驗(yàn)算算結(jié)構(gòu)構(gòu)方方案案比比選選路肩肩構(gòu)構(gòu)造造設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)排水水系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)第一一節(jié)節(jié)概述述2、瀝瀝青青路路面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的原原則則（一）路路基路面面整體綜綜合設(shè)計(jì)計(jì)原則（二）密密切結(jié)合合自然條條件及實(shí)實(shí)踐基礎(chǔ)礎(chǔ)原則（三）滿滿足交通通與使用用要求原原則（四）因因地制宜宜、合理理選材原原則（五）保保護(hù)自然然生態(tài)與與沿線環(huán)環(huán)境原則則（六）工工廠及機(jī)機(jī)械化施施工、方方便施工工原則（七）技技術(shù)與經(jīng)經(jīng)濟(jì)性并并重原則則（八）分分期修建建、方便便養(yǎng)護(hù)原原則第一節(jié)概述3、瀝青路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)方方法種類(lèi)類(lèi)經(jīng)驗(yàn)法：：AASHTO法；CBR法。依據(jù)調(diào)查查或大型型試驗(yàn)總總結(jié)得到到的設(shè)計(jì)計(jì)方法，，其特點(diǎn)點(diǎn)是符合合試驗(yàn)地地的實(shí)際際，但是是不能結(jié)結(jié)合不同同地方的的實(shí)際。。力學(xué)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)法（M-E）：AI法；SHELL法；我國(guó)國(guó)設(shè)計(jì)方方法。依據(jù)力學(xué)學(xué)模型計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)響應(yīng)，，結(jié)合實(shí)實(shí)際進(jìn)行行參數(shù)的的確定，，其特點(diǎn)點(diǎn)是理論論聯(lián)系實(shí)實(shí)際，是是目前設(shè)設(shè)計(jì)方法法發(fā)展的的總趨勢(shì)勢(shì)。典型結(jié)構(gòu)構(gòu)法：法國(guó)方法法；中國(guó)國(guó)八·五研究成成果。通過(guò)調(diào)查查，總結(jié)結(jié)得到的的與交通通量等參參數(shù)有關(guān)關(guān)的結(jié)構(gòu)構(gòu)圖，特特點(diǎn)是減減少了設(shè)設(shè)計(jì)的隨隨意性，，具有結(jié)結(jié)構(gòu)使用用性能明明確，結(jié)結(jié)構(gòu)圖統(tǒng)統(tǒng)一。優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)法通過(guò)目標(biāo)標(biāo)函數(shù)優(yōu)優(yōu)化，使使其具有有性能與與費(fèi)用的的最優(yōu)性性，但尚尚不成熟熟。第一節(jié)概述①確定交通通量：如車(chē)型、、軸重、、輪胎壓壓力、各各車(chē)型通通過(guò)數(shù)及及橫向分分布；②路面結(jié)構(gòu)構(gòu)組合：：確定材料料品種及及其它參參數(shù)；③參數(shù)修正正：④路面設(shè)計(jì)計(jì)的指標(biāo)標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確定：：⑤運(yùn)用基本本關(guān)系式式進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算或驗(yàn)算算4、瀝青路路面厚度度設(shè)計(jì)的的基本過(guò)過(guò)程第一節(jié)概述1）標(biāo)準(zhǔn)軸軸載及當(dāng)當(dāng)量換算算軸載換算算公路實(shí)際際行駛的的車(chē)輪類(lèi)類(lèi)型千差差萬(wàn)別，，軸載也也各不相相同，它它們對(duì)路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)的損耗耗作用也也不同，，無(wú)法分分析它們們對(duì)彎沉沉增大的的總效應(yīng)應(yīng)，有必必要定義義一種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載，將其其它軸載載的作用用等效為為標(biāo)準(zhǔn)軸軸載作用用。標(biāo)準(zhǔn)軸載載標(biāo)準(zhǔn)軸載載一般要要求對(duì)路路面的響響應(yīng)較大大、同時(shí)時(shí)又能反反映本國(guó)國(guó)的公路路運(yùn)輸運(yùn)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛輛的總體體軸載水水平，涉涉及運(yùn)輸輸經(jīng)濟(jì)和和路面結(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性?xún)蓚€(gè)個(gè)方面。。我國(guó)規(guī)范范采用單單軸雙輪輪組BZZ-100美國(guó)為18kip（單軸80.1KN，1KN＝224.809lbf）、32kip（雙軸142.34KN）；德國(guó)國(guó)為110KN；印尼為為50KN；黎巴嫩嫩為140KN；聯(lián)合國(guó)國(guó)141個(gè)成員國(guó)國(guó)的比例例如下：：小于100KN占67.36％、101KN～110KN占11.56％、111KN～120KN占5.44％、大于于121KN占15.64％。5、瀝青路路面的軸軸載換算算第一節(jié)概述等破壞原原則：不同標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載使使用末期期達(dá)到相相同的臨臨界狀態(tài)態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。即對(duì)對(duì)同一種種路面結(jié)結(jié)構(gòu)，甲甲軸載作作用N1次后路面面達(dá)到預(yù)預(yù)定的臨臨界狀態(tài)態(tài)，乙軸軸載作用用使路面面達(dá)到相相同臨界界狀態(tài)的的作用次次數(shù)為N2，此時(shí)甲甲乙兩種種軸載作作用在使使用末期期的破壞壞狀態(tài)相相同；等厚度原原則：對(duì)某一種種交通組組成，不不同標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載換換算換算算所得軸軸載作用用次數(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算確定的的路面厚厚度相同同。第一節(jié)概述2）軸載當(dāng)量量換算的的原則第一節(jié)概述按彎沉或或彎拉應(yīng)應(yīng)力為指指標(biāo)將不不同車(chē)型型、不同同軸載的的作用次次數(shù)換算算為與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載100KN相當(dāng)?shù)妮S軸載作用用次數(shù)。。3）當(dāng)量軸軸次－－標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載的的當(dāng)量軸軸次(次/日)－－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）,適宜25～130KN

－－軸數(shù)系數(shù)；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)為1；當(dāng)軸間距小于等于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：

－－輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為１，四輪組為0.38。彎沉及瀝瀝青層底底拉應(yīng)力力為設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)的的換算公公式：第一節(jié)概述4）公路瀝青路路面設(shè)計(jì)中的的軸載換算公公式半剛性材料層層底拉應(yīng)力為為設(shè)計(jì)指標(biāo)的的換算公式：：第一節(jié)概述－－標(biāo)準(zhǔn)軸載載的當(dāng)量軸次次(次/日)－－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）,適宜50～130KN

－－軸數(shù)系數(shù)；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)為1；當(dāng)軸間距小于等于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：

－－輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為１，四輪組為0.09。4）我國(guó)公路瀝瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)中的軸載換換算公式貧混凝土基層層層底拉應(yīng)力力為設(shè)計(jì)指標(biāo)標(biāo)的換算公式式：－－標(biāo)準(zhǔn)軸載載的當(dāng)量軸次次(次/日)－－被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）,適宜50～130KN

－－軸數(shù)系數(shù)；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)為1；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：

－－輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為１，四輪組為0.09。第一節(jié)概述4）我國(guó)公路瀝瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)中的軸載換換算公式2）設(shè)計(jì)年限內(nèi)的的累計(jì)當(dāng)量軸軸次：1）瀝青路面的設(shè)設(shè)計(jì)年限：至少公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限（年）公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限（年）高速、一級(jí)15三級(jí)公路8二級(jí)公路12四級(jí)公路6第一節(jié)概述5、設(shè)計(jì)年限與與累計(jì)當(dāng)量軸軸次第一節(jié)概述3）瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年年限路面達(dá)到使用用的臨界狀態(tài)態(tài)的最小年限限。目前的基準(zhǔn)年年限如前表所所示。4）城市道路設(shè)設(shè)計(jì)年限道路交通量達(dá)達(dá)到飽和狀態(tài)態(tài)時(shí)的設(shè)計(jì)年年限。一般規(guī)規(guī)定：快速路路、主干路為為20年；次干路為為15年；支路為10年～15年。5）累計(jì)當(dāng)量軸軸次設(shè)計(jì)年限內(nèi)考考慮車(chē)道系數(shù)數(shù)后一個(gè)車(chē)道道上的當(dāng)量軸軸次總和。第一節(jié)概述6、軸載譜各種車(chē)輛不同同軸載的概率率分布7、車(chē)道系數(shù)各種軸載在不不同車(chē)道上的的概率分布軸載譜軸載譜軸載譜：不同同軸載在道路路上的比例關(guān)關(guān)系3、車(chē)型與軸載載組成車(chē)輛荷載的輪輪跡橫向分布布(車(chē)道系數(shù))輪跡橫向分布頻率曲線

（單向行駛一個(gè)車(chē)道）輪跡橫向分布頻率曲線

（混合行駛雙車(chē)道）4、車(chē)輛荷載的的輪跡橫向分分布瀝青混凝土路面車(chē)道系數(shù)我國(guó)瀝青路面面按其承擔(dān)的的交通荷載輕輕重劃分為四四個(gè)交通等級(jí)級(jí)，即：輕、、中等、重、、特重，具體體以?xún)煞N劃分分方法進(jìn)行計(jì)計(jì)算后取較高高等級(jí)進(jìn)行定定級(jí)。我國(guó)瀝青路面面交通輕重的的等級(jí)劃分8、瀝青路面的的交通等級(jí)第一節(jié)概述分級(jí)原因由于不同等級(jí)級(jí)道路承受不不同的交通荷荷載作用，為為了判別道路路承受荷載的的輕重，公路路《瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》和《公路水泥混凝凝土路面設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》分別進(jìn)行了交交通荷載等級(jí)級(jí)的劃分。瀝青路面交通荷載分級(jí)水泥混凝土路面交通荷載分級(jí)

瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)基本理論－－彈性層狀體系系理論◆1、彈性層狀體體系理論的圖圖式第二節(jié)彈彈性層狀體體系理論1）各層連續(xù)、、彎曲彈性、、均勻、各向向同性，位移移、形變微小小；2）最下一層（（路基）在水水平方向和垂垂直方向無(wú)限限大，其上各各層厚度有限限，水平方向向無(wú)限；3）各層在水平平方向無(wú)限遠(yuǎn)遠(yuǎn)處，及最下下層向下無(wú)限限深處，應(yīng)力力、形變、位位移為零；4）層間接觸情況況，或完全連連續(xù)（連續(xù)體體系）或僅豎向應(yīng)力力和位移連續(xù)續(xù)而無(wú)摩阻力力（滑動(dòng)體系系）；5）不計(jì)自重。。軸對(duì)稱(chēng)課題，，將車(chē)輪荷載載簡(jiǎn)化為圓形形均布荷載。?！?、彈性層狀體體系理論的假假定◆3、彈性層狀體體系理論的求求解過(guò)程第二節(jié)彈彈性層狀體體系理論參考資料1）朱照宏，王王秉剛，郭大大智編著.路面力學(xué)計(jì)算算.北京：人民交交通出版社，，1985年2）王秉剛，鄧鄧學(xué)鈞編.路面力學(xué)數(shù)值值計(jì)算.北京：人民交交通出版社，，1992.063）鄧學(xué)鈞，黃黃衛(wèi)，黃曉曉明.路面結(jié)構(gòu)計(jì)算算和設(shè)計(jì)電算算方法.東南大學(xué)出版版社，1997.08第二節(jié)彈彈性層狀體體系理論◆4、彈性層狀體體系理論的求求解過(guò)程參考考資料第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)表面壓應(yīng)力

表面層抗滑與抗車(chē)轍層中間聯(lián)結(jié)層中間高壓應(yīng)力和高溫區(qū)中層壓拉應(yīng)力過(guò)渡層拉壓過(guò)渡層

下層抗疲勞層下層拉應(yīng)力區(qū)路基層受壓區(qū)受拉區(qū)◆1、瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)的基本原則則①總原則：面層耐久、基基層堅(jiān)實(shí)、土土基穩(wěn)定②具體要求：1）適應(yīng)行車(chē)荷荷載作用的要要求從上至下，從從薄到厚，從從強(qiáng)到弱，表表層抗滑、抗抗磨耗2）在各種自然然因素作用下下穩(wěn)定性好具有很好的水水穩(wěn)定性和溫溫度穩(wěn)定性3）考慮結(jié)構(gòu)層層的特點(diǎn)上下層匹配，，總體上強(qiáng)度度足夠而不過(guò)過(guò)多浪費(fèi)4）考慮防凍、、防水要求第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)面層：?jiǎn)螌?、雙層或或三層瀝青面面層基層：柔性、半剛性性、剛性或組組合式墊層：排水、防凍、、防水、防污污等粒料或穩(wěn)穩(wěn)定土土基：密實(shí)、堅(jiān)固、、不透水層間結(jié)合：牢固◆2、瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)穩(wěn)定基層穩(wěn)定底基層面層

路基

StructureⅠ路面類(lèi)型瀝青穩(wěn)定基層

穩(wěn)定類(lèi)底基層面層路基級(jí)配碎石StructureⅢ穩(wěn)定底基層面層路基StructureⅡ?yàn)r青穩(wěn)定基層

瀝青層厚度=16-20cm瀝青層厚度=20-22cm瀝青層厚度=28-30cm第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)◆3、瀝青路面面面層要求1）面層路用性性能要求第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)◆3、瀝青路面面面層要求2）面層抗滑性性能要求第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)◆4、瀝青層最小小厚度要求第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)◆5、基層最小厚厚度和適宜厚厚度要求第三節(jié)瀝瀝青路面結(jié)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)計(jì)第四節(jié)瀝青青路面的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)1、瀝青路面的的破壞疲勞開(kāi)裂車(chē)轍推擠2、路面破壞與與設(shè)計(jì)指標(biāo)控制疲勞的指指標(biāo)應(yīng)變變應(yīng)力彎彎沉(我國(guó))控制開(kāi)裂的指指標(biāo)應(yīng)變變應(yīng)力控制車(chē)轍的指指標(biāo)RD，土基頂面壓壓應(yīng)變控制推擠的指指標(biāo)剪切切應(yīng)力或剪切切應(yīng)變①路基表面的垂垂直壓應(yīng)變或或垂直壓應(yīng)力力反映路基在重重復(fù)荷載作用用下的永久變變形，主要原原因是路面結(jié)結(jié)構(gòu)土基承載載能力低引起起土基的較大大垂直塑性變變形。要求：σz0≤[σz0]或εz0≤[εz0]②結(jié)構(gòu)殘余變形形的累積（車(chē)車(chē)轍）：要求：RDre≤[RDre]◆3、主要的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)與要求求第四節(jié)瀝青青路面的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)③結(jié)構(gòu)疲勞開(kāi)裂裂（整體性材材料結(jié)構(gòu)層的的疲勞開(kāi)裂））：要求：εr≤［εR］或σr≤［σR］④面層抗剪切切推移：要求：τmax≤［τR］（應(yīng)使使用高溫時(shí)的的彈模）⑤結(jié)構(gòu)低溫縮縮裂：要求：σrt≤［σtR］（應(yīng)使用低低溫時(shí)的彈模模）⑥路面彎