《沥青路面设计》课件

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1、第十二章沥青路面设计主要内容沥青路面设计程序与设计方法标准轴载与轴载换算沥青路面的破坏状态与设计标准土基与路面材料强度指标沥青路面结果厚度计算沥青路面改建设计第一节沥青路面设计程序与设计方法沥青路面设计任务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设计程序根据拟定的结构层材料，确定设计弯沉计算公式中各参数，计算设计弯沉值；目标：交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等于设计弯沉；通过诺模图或电算程序，查图或电算求出待设计层的厚度；通过弯拉应力验算；抗冻层厚度验算技术经济比较沥青路面设

2、计方法:经验法：AASHTO法；CBR法。依据调查或大型试验总结得到的设计方法，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。依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。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弹性层状体系理论的假定各层连续、弯曲弹性、均匀、各向同性，位移、形变微小；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；各层在水平方

3、向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；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）；不计自重。第二节标准轴载与轴载换算标准轴载及当量换算轴载换算公路实际行驶的车轮类型千差万别，轴载也各不相同，它们对路面结构的损耗作用也不同，无法分析它们对弯沉增大的总效应，有必要定义一种标准轴载，将其它轴载的作用等效为标准轴载作用。标准轴载标准轴载一般要求对路面的响应较大、同时又能反映本国的公路运输运营车辆的总体轴载水平，涉及运输经济和路面结构经济性两个方面。我国规范采用单

4、轴双轮组BZZ-100。轴载当量换算的原则等破坏原则：不同标准轴载使用末期达到相同的临界状态为标准。即对同一种路面结构，甲轴载作用N1次后路面达到预定的临界状态，乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用次数为N2，此时甲乙两种轴载作用在使用末期的破坏状态相同；等厚度原则：对某一种交通组成，不同标准轴载换算换算所得轴载作用次数设计计算确定的路面厚度相同。当量轴次按弯沉或弯拉应力为指标将不同车型、不同轴载的作用次数换算为与标准轴载100KN相当的轴载作用次数。我国公路沥青路面设计中的轴载换算公式弯沉及沥青层底拉应力

5、为设计指标的换算公式：半刚性材料层底拉应力为设计指标的换算公式：贫混凝土基层层底拉应力为设计指标的换算公式：设计年限与累计当量轴次沥青路面的设计年限：至少设计年限内的累计当量轴次：车道系数各种轴载在不同车道上的概率分布沥青路面的交通等级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进行定级。第三节沥青路面的破坏状态与设计标准1沥青路面的破坏状态沉陷——路面在车轮荷载作用下产生的较大凹陷变形设计指标：路基表面的垂

6、直压应变或垂直压应力原因：路面结构土基承载能力低引起土基的较大垂直塑性变形。要求：车辙—路面结构层和土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。要求：RDre≤[RDre]疲劳开裂：路面在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的。原因：沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底面产生的拉应变（或拉应力）值超过材料的疲劳强度，底面便开裂，并逐渐向表面发展。要求：εr≤［εR］或σr≤［σR］推移—当沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面可能出现推移和拥起。原

7、因：车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度，并且与行驶车轮的冲击、振动有关。要求：τmax≤［τR］（应使用高温时的弹模）低温缩裂—路面结构中某些整体性结构层在低温时由于材料收缩受限制产生较大的拉应力，当超过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。要求：σrt≤［σtR］（应使用低温时的弹模）2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

8、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。3.以弯沉作为设计指标的原因①路面总变形表征路面各结构层的变形与路基顶面变形之和，反映了路面整体刚度的强弱。当路面在车辆荷载反复作用下不断地弯曲使变形积累、增大到某种程度时，路面结构即产生疲劳开裂，从而可在一定程度上建立起路面损坏与弯沉、弯沉与轴载作用次数间的关系。②路表弯沉值可以简单地量测，操作简便