瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

第8章瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法瀝青路面的設(shè)計為什么要選用多指標(biāo)來控制？試說明各設(shè)計指標(biāo)的意義，及其與路面破壞現(xiàn)象的聯(lián)系。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中人們不可能控制所有的損壞類型，但鑒于路面損壞模式的多樣性，各種損壞對路面的使用性能具有不同性質(zhì)和不同程度的影響，所以瀝青路面設(shè)計也不能像其他結(jié)構(gòu)物設(shè)計那樣，僅選用一種損壞模式的臨界狀態(tài)和單一的設(shè)計指標(biāo)作為結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)和設(shè)計指標(biāo)，而必須采用多種臨界狀態(tài)和多項設(shè)計指標(biāo)。1） 彎拉疲勞開裂一一彎拉應(yīng)變和彎拉應(yīng)力指標(biāo)在以疲勞開裂作為臨界狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中，通常采用結(jié)構(gòu)中臨界點(diǎn)的彎拉應(yīng)變作為設(shè)計，以標(biāo)準(zhǔn)軸載在當(dāng)量疲勞溫度或標(biāo)準(zhǔn)溫度時產(chǎn)生的彎拉應(yīng)變不大于該材料在該溫度條件下的容許彎拉應(yīng)變作為設(shè)計準(zhǔn)則。2） 車轍一一路基頂面的壓應(yīng)變指標(biāo)以車轍作為臨界狀態(tài)，采用車轍深度或永久變形量和行車安全所容許的車轍深度或永久變形。國際上采用間接的設(shè)計指標(biāo)控制路面的車轍，即路基頂面的壓應(yīng)變。通過對壓應(yīng)變的控制，控制了路基的變形量，從而間接控制了車轍的大小。3） 路標(biāo)回彈彎沉采用路面的回彈彎沉作為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計指標(biāo)，以控制路面結(jié)構(gòu)的整體剛度，間接控制結(jié)構(gòu)的疲勞開裂和永久變形。路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計中：1）如何按交通特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)層的功能選擇結(jié)構(gòu)層次？路面在交通荷載（包括垂直力和水平力）的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。因此，要求各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減小，使得各結(jié)構(gòu)層材料的效能得到充分發(fā)揮。從施工工藝、材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理方面考慮，路面結(jié)構(gòu)層數(shù)又不宜過多，結(jié)構(gòu)層的厚度也不能過小，宜自上而下由薄到厚。面層直接經(jīng)受行車荷載和氣候因素的作用，要求高強(qiáng)（抗剪和抗拉）、耐磨、熱穩(wěn)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)度高的集料作為面層材料。瀝青層（面層，上、中、下面層）可根據(jù)交通量大小分為單層、雙層或三層。公路等級路面等級面層類型設(shè)計年限高速公路一、二級公路高級路面瀝青混凝土15二級公路次高級路面瀝青上拌下貫式瀝青貫入式熱拌（冷拌）瀝青碎（礫）石12三級公路瀝青表面處治8三、四級公路中級路面泥結(jié)碎石級配碎（礫）石其他粒料5四級公路低級路面當(dāng)?shù)夭牧霞庸谈纳仆?基層是主要承受豎直應(yīng)力的承重層，它要有足夠的強(qiáng)度，一定的剛度和水穩(wěn)定性?；鶎映薪訛r青層傳遞的荷載并進(jìn)一步擴(kuò)散的主要層次，主要有級配碎石、砂礫石和半剛性基層，厚度根據(jù)交通繁重程度通過計算確定墊層主要是為了減小面層、基層與土基的不良作用，起到隔斷的作用。主要有透水性或隔溫性好的粒料，如粗礫、沙礫、煤渣或礦渣等；低劑量水泥穩(wěn)定類、低劑量石灰穩(wěn)定類、石灰-粉煤灰穩(wěn)定土等土基要有水穩(wěn)定性并達(dá)到一定的模量2） 各結(jié)構(gòu)層的剛度和強(qiáng)度應(yīng)如何和應(yīng)力、應(yīng)變分布相適應(yīng)？輪載作用于路面表面，其豎向應(yīng)力和應(yīng)變隨深度而遞減.因而對各層材料的強(qiáng)度和模量的要求，也可隨深度而相應(yīng)減小。應(yīng)注意各相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量不能相差過大；基層同面層的回彈模量比不應(yīng)小于0.3；土基與基層的模量比應(yīng)為0.08?0.043） 如何考慮各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性？路面結(jié)構(gòu)組合對結(jié)構(gòu)層構(gòu)成影響很大。例如：瀝青面層不能直接鋪筑在鋪砌片石基層上，而應(yīng)在其間加設(shè)碎石過渡層，否則鋪砌片石不平穩(wěn)或片石可能的松動都會反映到瀝青面層上，造成面層不平整甚至沉陷開裂。各結(jié)構(gòu)層材料具有不同的特性，在組合時應(yīng)注意相鄰層次的互相影響，采取措施限制或消除所產(chǎn)生的不利影響。層間結(jié)合應(yīng)盡量緊密，避免產(chǎn)生滑移，以保證結(jié)構(gòu)的整體性和應(yīng)力分布的連續(xù)性。4） 如何考慮層數(shù)和層厚？應(yīng)考慮受力合理，適宜攤鋪和碾壓，層厚度大時應(yīng)分層施工。從上自下，層厚宜由薄到厚。同時應(yīng)保證最小的總厚度。墊層一般不宜小于15cm，并在結(jié)構(gòu)計算時考慮其強(qiáng)度。應(yīng)保證結(jié)構(gòu)層次能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)所要求的最小厚度5） 怎樣考慮水溫狀況的不利影響？內(nèi)部排水設(shè)計的考慮因素有：預(yù)計的重交通情況、氣候條件、天然路基的透水能力、路面材料的抗水損壞能力、內(nèi)部排水是否是最有效地增加路面耐久性的精品文檔方法和內(nèi)部排水系統(tǒng)是否會得到定期養(yǎng)護(hù)減輕水損壞的常用方法有：防止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)：路面坡度；填補(bǔ)所有的接縫、裂縫等不連續(xù)部位采用水穩(wěn)定性好的材料引入減輕水損壞的設(shè)計：路邊排水系統(tǒng)；全寬度攤鋪；設(shè)置粒料墊層快速排出進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的水：路表排水、地下水排水和路面內(nèi)部排水柔性路面設(shè)計理論的基本假設(shè)，荷載圖式基本假設(shè)：1） 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2）3） 最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o限大，其上各層厚度為有限、水平方向?yàn)闊o限大4） 各層在水平方向無限遠(yuǎn)處及最下一層向下無限深處，其應(yīng)力、形變和位移為零5） 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(yīng)力和位移連續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）6） 不計自重Ip _hhiEi職k4.請說明綜合修正系數(shù)的概念由于力學(xué)計算模型、土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設(shè)和實(shí)際狀態(tài)之間存在一定的差異，理論彎沉值和實(shí)測彎沉值之間存在一定誤差，因此需要對理論彎沉值進(jìn)行修正才能作為路面結(jié)構(gòu)實(shí)測彎沉值。通過對大量的實(shí)測資料進(jìn)行分析，得到如下實(shí)測彎沉和理論彎沉關(guān)系式：瀝青路面設(shè)計理論的基本假設(shè)，荷載圖式瀝青路面屬于柔性路面，我國瀝青路面設(shè)計規(guī)范規(guī)定瀝青路面設(shè)計理論為彈性層狀體系理論基本假設(shè)：7） 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8）9） 最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o限大，其上各層厚度為有限、水平方向?yàn)闊o限大10） 各層在水平方向無限遠(yuǎn)處及最下一層向下無限深處，其應(yīng)力、形變和位移為零11）12） 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(yīng)力和位移連續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）13） 不計自重7.什么是車輛軸載換算的原則？為什么換算系數(shù)與所采用的等效指標(biāo)有關(guān)?換算原則：1）2） 以達(dá)到相同的損壞狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn):甲作用N1次后達(dá)到的某種損壞狀態(tài)，乙作用N