《路面工程》PPT课件

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1、第五章路面工程路面是支承在路基之上的各个结构层的总称，它包括面层、基层、垫层等层次路面直接承受荷载和自然因素的作用面层面层直接承受行车荷载的垂直力、水平力、以及车身后所产生的真空吸力的反复作用，同时受到降雨和气温变化的不利影响最大，是最直接地反映路面使用性能的层次。因此，面层应具有较高的结构强度、刚度和稳定性，并且耐磨、不透水，其表面还应具有良好的抗滑性和平整度。道路等级愈高、设计车速愈大，对路面抗滑性、平整度的要求愈高。修筑高等级道路面层所用的材料主要有沥青混合料和水泥混凝土等。5.1概述5.1.1路面结构组成基层基层主要承受面层传递的车轮垂直力的作用，并把它扩散到垫层和

2、土基，基层还可能受到面层渗水以及地下水的侵蚀。故需选择强度较高，刚度较大，并有足够水稳性的材料。用来修筑基层的材料主要有：水泥、石灰、沥青等稳定土或稳定粒料(如碎石、砂砾)，工业废渣稳定土或稳定粒料，各种碎石混合料或天然砂砾。垫层并非所有的路面结构中都需要设置垫层，只有在土基处于不良状态，如潮湿地带、湿软土基、北方地区的冻胀土基等，才应该设置垫层，以排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态。修筑垫层的材料，强度不一定很高，但隔温、隔水性要好，一般以就地取材为原则，选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等松散颗粒材料，或采用水泥、石灰煤渣稳定的密实垫层。一些发达

3、国家采用聚苯乙烯板作为隔温材料。路面分类按材料分：沥青混合料类、水泥混凝土类……按强度构成分：密实类、嵌挤类……从力学性能分：柔性路面、刚性路面……5.1.2路面类型与等级刚性路面指水泥混凝土路面。包括素水泥混凝土和钢筋混凝土路面等。它的强度高，刚性大，板体性好，有较强的扩散应力的能力。路面结构计算采用弹性地基板理论。柔性路面主要指各类沥青路面。它的刚度较小，在荷载作用下弯沉变形较大，抗剪、抗弯拉强度较低。土基和基层的强度对路面结构整体强度有较大的影响。此类路面有弹性，柔性较好，路面无接缝，有较好的行车舒适性能。路面结构计算采用弹性层状体系理论。路面等级分为高级、次高级、中

4、级和低级路面四级。5.1.3路拱横坡通过设置路拱横坡，将路表水向两侧排流。路拱横坡度的大小，应考虑行车平稳和有利于横向排水两方面的要求。路面、路肩的横向坡度范围5.1.4对路面的基本要求1.足够的强度和刚度2.良好的稳定性(水、温)结构性能()3.耐久性4.平整度5.表面抗滑性能使用性能(PresentServieabilityIndex、RunningQualityIndex、TextureDepth)5.2沥青路面一.定义沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。5.2.1沥青路面特点沥青混合料沥青混凝土(AsphaltConcret

5、e)沥青碎石(AsphaltMacadam)沥青玛蹄脂(StonefilledMasticAsphalt)………二.特点表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，适宜于路面分期修建。沥青路面的缺点是温度敏感性较高。夏季强度下降，若控制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏。低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。5.2.2路面材料的强度与稳定性一.强度和应力-应变力学参数抗压强度抗剪强度抗(弯)拉强度应力-应变:劲度模量，弹性模量应力—应变关系沥青混合料的弹、粘、塑性性质劲度模量作为表征弹--粘塑性材料的性质指标，劲度模量：二、稳定性沥青混合料的稳定性通常指高温稳定

6、性、低温稳定性和水稳性三个方面。稳定性试验各项指标的试验应按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的方法执行。5.2.3沥青路面设计经验法(AASHTO，CBR)理论法（AI，Shell)设计方法《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)规定：新建路面、改建路面，都采用理论法。基本假设：1.各层连续，完全弹性，各向同性，位移、形变微小；2.无限远处，应力、形变、位移为0；3.层间接触，连续或滑动；4.不计自重。弹性层状体系理论结构对称荷载对称轴对称弹性空间课题将各应力分量,代入平衡方程,变形连续方程中:积分变换法求解例：圆形均布垂直荷

7、载下双层体系垂直位移(弯沉)单圆图示令--弯沉系数。计算或查图14-4(P335)则，理论弯沉式中：--弯沉系数。计算或查图14-13(P359)双圆图示单圆叠加,理论弯沉N层弹性层状体系计算图示弹性层状体系理论可求出任一位置应力、变形。--计算软件BISAR(Shell)1.沉陷、车辙、弹簧—垂直力作用，整体强度不足2.推移、搓板、拥包—垂直力、水平力综合作用，抗剪强度不足3.纵、横、网裂—疲劳开裂，低温裂缝，其它4.松散、泛油、啃边—材料选择，施工质量沥青路面的损坏状况5.2.3.1沥青路面的破坏状态与设计标准