《沥青路面设计 》ppt课件

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1、《路基路面工程》刘清E-mail：liuqing197901@163.comSubgradeandPavementEngineering第十四章沥青路面设计第一节概述第二节弹性层状体系理论第三节沥青路面结构组合设计第四节沥青路面的设计指标与标准第五节我国沥青路面设计方法第六节国外沥青路面设计方法简介第一节概述结构组合设计材料组成设计厚度设计验算结构方案比选路肩构造设计排水系统设计1.1沥青路面设计的内容路基路面整体综合设计原则密切结合自然条件及实践基础原则满足交通与使用要求原则因地制宜

2、、合理选材原则保护自然生态与沿线环境原则工厂及机械化施工、方便施工原则技术与经济性并重原则分期修建、方便养护原则1.2沥青路面设计的原则经验法：AASHTO法；CBR法。通过村试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构(结构层组合、厚度和材料性质)、车辆荷载(轴载大小和作用次数)和路面使用性能三考之间的关系，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。力学经验法（M-E）：AI法；SHELL法；我国设计方法。主要力学-经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量(应力、应变、位移

3、)，建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型、路面设计按使用要求，运用关系模型完成结构设汁，是目前设计方法发展的总趋势。我国现行的《公路沥青路面设计规范》采用弹性层状体系作力学分析基础理沦，以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体沉降(弯沉)和结构层的层底拉应力作为设计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。1.3沥青路面结构设计方法种类我国沥青路面交通轻重的等级划分我国沥青路面按其承担的交通荷载轻重划分为四个交通等级，即：轻、中等、重、特重，具体以两种划分方法进行计算后取较高等级

4、进行定级。1.4沥青路面的交通等级第二节弹性层状体系理论简介沥青路面设计基本理论－弹性层状体系理论弹性层状体系理论的图式2.1弹性层状体系理论1）各层连续、弯曲弹性、均匀、各向同性，位移、形变微小；2）最下一层（路基）在水平方向和垂直方向无限大，其上各层厚度有限，水平方向无限；3）各层在水平方向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；4）层间接触情况，或完全连续（连续体系）或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（滑动体系）；5）不计自重。2.2弹性层状体系理论的假设弹性层状体系理论的求解过程轴

5、对称，将车轮荷载简化为圆形均布荷载，利用平衡方程、物理方程、几何方程、边界条件求得弯沉和主应力的表达式。平衡方程物理方程几何方程2.3弹性层状体系理论的求解第三节沥青路面结构组合设计总原则：面层耐久、基层坚实、土基稳定具体要求：适应行车荷载作用的要求从上至下，从薄到厚，从强到弱，表层抗滑、抗磨耗在各种自然因素作用下稳定性好具有很好的水稳定性和温度稳定性考虑结构层的特点上下层匹配，总体上强度足够而不过多浪费考虑防冻、防水要求3.1沥青路面结构组合设计的基本原则详细组合原则：根据沥青路面的工作特性，各结构层

6、应尽量按强度和刚度自上而下逐层递减的规律安排；必须考虑材料特点和施工工艺以及强度和造价等方面考虑；各结构层应具有适宜的厚度，不宜使层数过多而厚度过小；应合理选择相邻结构层之间的模量比（基层:面层（E2／E1）宜在1.5～3，基层:底基层（E2／E3）宜不大于3，底基层:土基（E3／E0）宜在2.5～12.5）；对于低温地区，应考虑收缩裂缝，进行合理的防止反射裂缝组合，并保证有适宜的沥青面层厚度；对于潮湿地区及多雨地区，应考虑水稳定性，选择水稳定性好的基层及尽量考虑不透水的面层；路面还应满足防冻厚度的要求

7、；应考虑结构层间的结合性。3.1沥青路面结构组合设计的基本原则沥青路面结构组合面层（小于20cm）：单层、双层或三层沥青面层；高速及一级公路宜选用密实型中粒式或细粒式沥青混凝土混合料做表面层；密实型中粒式和粗粒式混合料做中面层和下面层。基层（20~40cm或更厚）：柔性（采用沥青处治的级配碎石和无结合料的级配碎石）、半刚性（水泥、石灰或工业废渣等无机结合料稳定碎石）、刚性（低强度等级混凝土）或组合式垫层：排水、防冻、防水、防污等粒料（粗砂、砂砾、矿渣等）或稳定土层间结合：牢固（透层沥青、粘层沥青）3.2

8、沥青路面结构组合设计沥青层最小厚度要求3.2沥青路面结构组合设计基层最小厚度和适宜厚度要求3.2沥青路面结构组合设计第四节我国沥青路面设计方法我国沥青路面的设计指标与要求我国公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。对沥青混凝土面层和整体性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算，城市道路尚须进行沥青面层的剪应力验算。设计指标及验算指标必须小于其极限标准。4.1设计指标与极限标准