瀝青路面設計課件

第七章瀝青路面設計第一節(jié)瀝青路面設計理論簡介當路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能囕唹毫?，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。引起路面沉陷的主要原因是路基土的壓縮。1、沉陷（一）表現(xiàn)在車輪作用下表面產(chǎn)生的較大凹陷變形，有時凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象（二）起因一、瀝青路面結構的破損模式2、車轍（一）表現(xiàn)（二）起因路面的縱向帶狀凹陷，是高級瀝青路面的主要破壞型式是路面的結構層及土基在行車重復荷載作用下的補充壓實，以及結構層材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形，同荷載應力大小，重復作用次數(shù)以及結構層和土基的性質(zhì)有關。3、疲勞開裂（一）表現(xiàn)（二）起因路面無顯著的永久變形，最初在荷載作用部位形成細而短的橫向開裂，繼而逐漸擴展成網(wǎng)狀較厚的瀝青結構層受車輪荷載的反復彎曲作用，使結構層底面產(chǎn)生的拉應變（或拉應力）值超過材料的疲勞強度，底面便開裂，并逐漸向表面發(fā)展。穩(wěn)定類整體性基層也會產(chǎn)生出疲勞開裂，甚至導致面層破壞。與重復應變（或應力）大小和路面的環(huán)境因素有關。彎拉疲勞剪切疲勞4、推移（一）表現(xiàn)（二）起因車輪荷載引起的垂直力和水平力的綜合作用，使結構層內(nèi)產(chǎn)生的剪應力超過材料的抗剪強度。同時也與行駛車輪的沖擊、振動有關。受到較大的車輪水平荷載作用時，路面表面出現(xiàn)推移和擁起

5、低溫縮裂（一）表現(xiàn)（二）起因橫向間隔性的裂縫，嚴重時發(fā)展為縱向裂縫路面結構中某些整體性結構層在低溫（通常為負溫度）時由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應力，當它超過材料相應條件下的抗拉強度時便產(chǎn)生開裂瀝青路面低溫抗裂性引起的破壞

美國瀝青路面修補二公路瀝青路面設計理論簡介1、各層連續(xù)、彎曲彈性、均勻、各向同性，位移、形變微?。?、最下一層（土基）在水平方向和垂直方向無限大，其上各層厚度有限，水平方向無限大；3、各層在水平方向無限遠處，及最下層向下無限深處，應力、形變、位移為零；4、層間接觸情況，或者完全連續(xù)（連續(xù)體系）或?qū)娱g僅豎向應力和位移連續(xù)而無摩阻力（滑動體系）；5、不計自重一、基本假設二、解題方法ph1hiEiμiE1

μ1Enμn彈性層狀體系示意圖

三、瀝青路面設計的控制指標結論高速公路、一級公路、二級公路的路面結構，以路表面回彈彎沉值、瀝青混凝土層的層底拉應力及半剛性材料層的層底拉應力為設計指標。三級公路、四級公路的路面結構以路表面設計彎沉值為設計指標。有條件時，對重載交通路面宜檢驗瀝青混合料的抗剪切強度?，F(xiàn)行的《城市道路設計規(guī)范》規(guī)定：

（1）除交通量小的支路上鋪筑瀝青混凝土面層時可僅用設計彎沉值指標設計外，在其他道路上鋪筑瀝青混凝土面層應采用設計彎沉值、層底拉應力、面層剪切應力三項指標設計。（2）對瀝青碎石面層采用設計彎沉值和剪切應力兩項指標設計，對瀝青貫入式、瀝青表面處治和粒料路面，只用設計彎沉值指標設計。（3）采用半剛性基層時，應對基層按拉應力指標設計。2.

標準軸載及軸載當量換算我國路面設計以雙輪組單軸載100kN為標準軸載。1.

路面設計年限第二節(jié)瀝青路面設計的基本依據(jù)1)當以彎沉進行厚度設計及瀝青層層底拉應力驗算時式中：N——標準軸載的當量軸次，次/日；ni——被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；P——標準軸載100KN；Pi——被換算車輛的各級軸載，KN；k——被換算車輛的類型數(shù)；C1——軸載系數(shù)，C1=1+1.2(m-1),m是軸數(shù)。當軸間距大于3米時，按單獨的一個軸載計算，當間距小于3米時，按雙軸或多軸計算。C2——輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。不計25KN以下軸載2)當進行半剛性基層層底拉應力驗算時不計小于50KN的軸載式中：C1′──軸數(shù)系數(shù)；當間距小于3米時，按雙軸或多軸計算C1′=1+2(m-1),m是軸數(shù)。

C2′──輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。上述軸載換算公式，適用于單軸軸載小于或等于130kN的各種車型的軸載換算。換算原則：第一，換算以達到相同的臨界狀態(tài)為標準，即對同一種路面結構，甲軸載作用N1次后路面達到預定的臨界狀態(tài)，乙軸載作用使路面達到相同臨界狀態(tài)的作用次數(shù)為N2，此時甲乙兩種軸載作用是等效的；第二，對某一種交通組成，不論以哪種軸載的標準進行軸載換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計算的路面厚度是相同的。3.

設計年限累計當量標準軸載數(shù)

設計年限（t）內(nèi)一個車道通過的累計標準當量軸次Ne，可通過路面營運第一年雙向日平均當量軸次N1和設計年限內(nèi)交通量年平均增長率γ，按下式計算：4.

交通等級交通等級BZZ-100累計當量軸次Ne（次/車道）大型客車及中型以上的各種貨車交通量（輛/d.車道）輕＜3×10e6＜600中等交通3×10e6～1.2×10e7600～1500重交通1.2×10e7～2.5×10e71500～3000特重交通＞2.5×10e7＞3000交通分級第三節(jié)路基與路面材料強度指標一、路基受立與工作區(qū)1、路基受力狀況：自重、車輛荷載P—車輪荷載換算的均布荷載KN/㎡D—圓形均布荷載作用面積的直徑。Z—應力作用點深度。γ—土的容重。2、路雅基的仇工作討區(qū)：1）定形義：在路基刺某一深涉度Za處，當循車輪荷蹈載產(chǎn)生末的應力閘與路基拉土自重偵引起的莊應力相牙比所占植比例很袖小，僅候為1/5覽~1/包10時，在趴此深度于以下，雁車輪荷良載對土想基的作酸用影響羊很小，浩可略去彩不計，失該深度給范圍內(nèi)般的路基沈稱為路買基工作甲區(qū)。2）計算箱：3、正漆確的侵設計康：應罪使路喘基所城受的隨力在谷路基喊彈性收限度雖范圍怖內(nèi)，糕即當謙車輛認駛過機后，彼路基及能恢第復變咳形。壯保證料路基蒼相對讀穩(wěn)定碼，路墨面不依致引她起破呀壞。4、要鐮求：1）對工釣作區(qū)深受度范圍牧內(nèi)的土擔質(zhì)選擇刊、含水袖量、路奶基壓實烤度提出賤較高要尋求。2）當爭工作買區(qū)深魯度大妄于填吩土高甘度時亦，荷制載不春僅施捏加于處路堤梳而且妻施加理于天茄然地練基上小，所舉以天羽然地絲式基也吹應充愁分壓遲實。二、寸土基倍的強冰度和錢剛度稠指標脈：回道彈模新量回彈模訊量：反統(tǒng)映路基壓或路面添材料所企具有的掩彈性性償質(zhì)。確定方極法：1.現(xiàn)場實然測法：1）大銀型承穩(wěn)載板液法：炎測定路土基貫在0—0.繁5m窯m的各盞級壓胖力和襖對應份的回夸彈變訪形值底，2）彎沉擴儀法：用貝克拔曼梁彎工沉儀實麥測各點謠彎沉值憲，并計養(yǎng)算代表曬彎沉值催，2.室內(nèi)實飾驗法：取代份表性遼土樣孫，在踐室內(nèi)廁按最野佳含察水量井制備落三組跳試件兄，分貌別擊凡實不嬸同的醬次數(shù)寒，測甩得不煩同壓獸實度決下的騰相對撕應的煉回彈封模量停值，哄繪制響壓實色度與紅回彈慰模量盤曲線麥，查勻圖求跨得標練準壓輔實度絡條件膽下土寄的回罰彈模由量值攔。3.換算偉法：利用E0饒~L割0、E0室~K、E0天~C辭BR的換算菠關系式望，確定逢回彈模違量值。4.查表法插：無實測忽條件時辨采用。三、摩路面佩材料堪強度誓設計會參數(shù)活的確突定方利法以設計祝彎沉值耀計算路左面厚度證并對結劑構層進吃行層底成拉應力女驗算時籍，各層塔材料的模量均采勤用抗壓回銳彈模量，瀝窩青混沫凝土南和半柴剛性有材料歉的抗拉強掉度采用劈寨裂試驗少測得劈裂哲強度費。28第四節(jié)糾設計蝴彎沉值鑰與容許唐拉應力甘計算一、晶設計刷彎沉桿值計糕算1.設計孔彎沉字值的并含義予：根據(jù)設柏計年限山內(nèi)一個醫(yī)車道上均預測通斥過的累局計當量扣軸次、翁公路等睜級、路慈面結構僚類型而鞠確定的形路表彎鋸沉設計數(shù)值。2.路面利外觀糊狀態(tài)慕的類夜型：分為五約個類型李，并將弊第四類唐外觀狀貫態(tài)定為警路面的浮臨界狀呢態(tài)，在纏此狀態(tài)約下測定脾的回彈糊彎沉值寬的低限鳳作為路喚面設計債彎沉值鏡界限的嬸依據(jù)。293.公式：根據(jù)多菠年觀測籃調(diào)查資姓料的分崗析綜合傭，可由敲標準軸百載累計充作用次營數(shù)與設掩計彎沉搭值的關鑒系，進擠一步推耳得不同感公路等饞級、不欄同面層法和基層甚類型時哀設計彎但沉的計煮算公式隙：式中嘴：Ld路面設惡計彎沉紫值（0.管01矛mm）；Ne：設計礙年限內(nèi)貧一個車湊道上累賢計當量惕軸次；A傳c：公路過等級系處數(shù)，高還速公路濁、一級柄公路為1.0，二級胃公路為1.發(fā)1，三刃、四俱級公堆路為1.2；A胳s：面懂層類背型系欺數(shù)，芬瀝青決混凝罪土為1.臥0，瀝青右碎石、仰瀝青貫吧入式、慎瀝青表瞇處為1.蠻1；Ab：基擦層類購型系辨數(shù)，遙半剛比性基掀層戴為1.0；柔性賓基層取1.6。30二、習結構勺層材證料的塞容許憐應力σR計算：結構層獅材料的桶容許應倘力σR是路特面承隨受行猴車荷逆載反躁復作鎮(zhèn)用達左到臨由界破禿壞狀惡態(tài)時蔥的最聯(lián)大疲會勞拉摩應力亮。進行結行構層拉史應力驗園算時，亂各層模弓量均采構用抗壓桶回彈模師量。對露于瀝青妄混凝土新，應為15o時的抗巨壓回彈嗓模量和竹劈裂強所度，水亡泥穩(wěn)定尚類材料手，為齡騰期90天的株劈裂慨強度眼，對沸于二亦灰穩(wěn)語定類升和石賠灰穩(wěn)矩定類右材料毅，為名齡期180天的鴨劈裂俗強度搞。Ks為抗拉數(shù)強度結珍構系數(shù)完。31第五節(jié)嗎瀝墨青路斑面結構索組合設比計一、巨瀝青漠路面紙設計抖內(nèi)容1.交通量腦實測、看分析、蘭預測；2.路面類結構窩層原今材料詳?shù)倪x扯擇；3.混合料炊配合比墊設計；4.設計纖參數(shù)懶的測護試與猛確定怪；5.路面戲結構疫組合翠設計搭與厚驗度計們算；6.路面董排水袖系統(tǒng)藏設計翻和其銳他路睛面工址程設韻計等匹；7.路面啟結構珠方案犧的技雀術經(jīng)鴉濟綜誕合比摔選，欺提出魯推薦訪方案份。32二、煩結構煙設計奪遵循失的原耳則：1）路線咬、路基出和路面釘要開展濱現(xiàn)場資盟料調(diào)查庫和收集股工作，坊做好交紀通荷載紐奉的分析膝與預測數(shù)，按照全壽剛命周猴期成端本的理念石進行路管面設計鋪；2）調(diào)含查掌驗握沿漁線路弦基特惹點，貌按面層耐舞久、基等層堅實稠、土基穩(wěn)定圈進行懶綜合密設計踩；3）因地反制宜、撇合理選珍材，選拋擇技術笑先進、待經(jīng)濟合迫理、安增全可靠味、方便劫施工的路面孔結構方案；4）結合蝕當?shù)貤l掙件，積刑極、慎烏重地推哲廣新技歉術、新洞結構、謹新材料相、新工商藝，并妨認真鋪尺筑試驗脾路段，累總結經(jīng)某驗，不禁斷完善待，逐步麗推廣；5）符蹲合環(huán)的保規(guī)耀定，歐保護嚇人員毛的安幟全和討健康頂，重背視材囑料的木再生嘗利用買與廢宜棄料紙的處堵理；6）高抵速公毯路、園一級名公路雨不宜倦分期蜜修建蝦；對可能影產(chǎn)生較接大沉降伶的路段猶，以及籮初期交填通量較增小的公舍路可以宿一次設隙計、分幣期修建疊、逐步合提高；三、遍結構急層類雨型選柜擇：1.面層土類型久：選擇面巾層時還釀應考慮嘗當?shù)貧獾ず驐l件變，如：勾高溫地精區(qū)、多爽雨地區(qū)頌、干旱娛地區(qū)、夏寒冷地剝區(qū)、以胳及強度失、抗滑玻性能等樓。瀝青混敗凝土、佩瀝青瑪渡蹄脂碎鳳石可用砍于各級擔公路；瀝青碎殿石、瀝溝青貫入撞式、瀝更青表面禮處治、幅瀝青稀蒼漿封層清、可用彼于三級悉、四級級公路面絮層；冷拌渣瀝青蟲混合孩料可微用于滅交通荷量小碗的三賢級、蝕四級魔公路乘面層列。2.基層拳類型駛選擇未：首先顧考慮漢充分堤利用數(shù)當?shù)匕牧隙?；并堆重視孟基層痕水穩(wěn)捆性。基層可驢選瀝青真混合料測類、半謙剛性類蜓、粒料竭類、貧慣混凝土翅；底基層減可選半勉剛性類齊、粒料谷類等。四、暖組合稱設計智：1.按各結尊構層的塵強度組熱合設計撤：1）輪貝載作予用于貸路面鼠表面妻，其拉豎向駛應力住和應那變隨轎深度注而遞西減，歸所以照各層在材料經(jīng)的強險度和密剛度勺要求堵也相對應降族低。下路面齡各結末構層艇一般蓬應按測自上塑而下聾，強啄度、云剛度那遞減慶的方孝式組趣合。汪以充歲分利儲用材灰料，私降低咽造價爽。2）強度沙、剛度愁按深度迅遞減時報注意各煩結構層毒之間的E不能相捷差太大奴，否則廣上層底粒面將出鐵現(xiàn)較大梨拉應力杏，引起隙開裂。躁基層同陸面層的原回彈模阻量比在1.魚5~銳3.沿0之間；宿基層與費底基層觸的模量脫比不宜洞大于3.0；底素基層滲與土傾基的偶模量珍比宜相在2.掩5~搞12衰.5之間。2.結構層伙的層數(shù)姓和厚度排組合設領計：適當挽的層食數(shù)和般厚度包：層瓶數(shù)多捧能充落分利杜用材炕料，刊但可四能引森起施刪工及疫材料矩制備歲困難傷，所欣以不館能過吉多。1）結構拜層的造唐價：面翼層厚度氧較小，翠基層、管墊層較符厚；2）各棕結構互層擴息散應身力的箭效果嬌：基波層厚緩度為15~榜25c盲m時，增舍大基層街厚度對湖減小路衛(wèi)面表面涂彎沉和凡減小面乒層底面定拉應力往有明顯項效果；3）壓窗實機伸具的州能力徐：瀝篩青面聽層每贏層的詳壓實讓厚度燥最大要為6~排8c勉m，基爆層每蠶層的腦壓實萍厚度起為15危~2跪0c蓬m；各層拒厚度應子盡量與營壓實機務具相適蹦應；4）瀝青輛面層厚駱度應與雄混合料遣的公稱練最大粒飯徑匹配欣。3.各結冊構層它的層練間組柏合設箏計：1）半寫剛性離基層貓瀝青責路面胞宜采摧用以蠅下措憂施減漸小收廣縮開優(yōu)裂和足反射件裂縫秋：A選用嚴骨架轎密實象型半忙剛性疏基層身，嚴斧格控光制細積料含霧量、宏結合捏料劑粱量、仆含水煙量及追養(yǎng)生偷時間葡；B適當負加大烘瀝青仍面層枕的厚喬度，城在半葡剛性聾結構鋸層上妖設置率瀝青恨碎石廈或級驕配碎固石等絲式柔性嗽基層蓬；C在半剛堪性結構帳層上設下置改性亂瀝青應邊力吸收捧層或應炭力吸收滔膜或鋪桌設實踐枕證明有單效的耐篇高溫的謝土工合腹成材料矮等。2）應采涼取層間棚結合緊棟密的技冤術措施效，避免舅滑移：A瀝青窗層之柿間設勺置粘微層，刻瀝青葡用乳化企瀝青商、改掙性乳間化瀝靜青、頃熱瀝冶青；B各種抽基層趴上設涉置透隔層瀝優(yōu)青，舅可用貪液體傭瀝青穿、乳妖化瀝庫青；C在半剛鍵性基層陜上設置蜻下封層是；可用困瀝青單疫層表面隨處治，海砂粒式耕、細粒寺式密級叔配瀝青流混和料舉，稀漿折封層等抗；D新、撕舊瀝犬青層蹄之間跑，應議灑布破粘層為瀝青迷，舊脈混凝祝土板貌上宜吩用熱圾瀝青貓、改建性乳改化瀝秒青或森改性搏瀝青標；E拓寬路貍面時，齊新、舊蟲路面接駛茬處宜疼噴涂粘努層瀝青刑；F雙層逮式半尿剛性特基層兼宜采母用連蛋續(xù)攤場鋪、燥碾壓糞工藝懷，增詢強層適間結頭合，社以形冷成整惠層。4.考慮搖水、榆溫狀庭況的非影響沿設置衰墊層勻及抗職凍層題：在潮霸濕和桃過濕姿路段擋及軟假弱地?；鶗r狂，可跨采取忌設置領墊層損，或嫌換填器砂礫康等透坑水材葵料，通或摻悠入無仁機結藏合料三等處綢理地來基。在冰凍柏地區(qū)的痰中濕和對潮濕路至段，路挑面總厚普度還應蘭滿足最嶼小防凍括厚度要團求，以絲式免產(chǎn)生填凍脹及毀翻漿。1）冰盼凍區(qū)宏劃分根據(jù)20年以上這的凍結