《沥青路面设计》ppt课件

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1、第14章沥青路面设计14.1概述14.2弹性层状体系理论简介14.3沥青路面结构组合设计14.4我国沥青路面设计方法补充设计软件应用本章要求1.了解沥青路面弹性层状体系理论2.掌握沥青路面结构组合设计方法3.掌握我国沥青路面设计方法第14.1节概述一、设计任务：确定技术经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载与环境因素的作用，并在预定的使用期限内处于设计状态。设计内容：上级上页下页结构层材料选择混合料配合比设计设计参数的测试与确定路面结构层组合与厚度计算路面结构方案比选路面排水系统设计和路肩加固等第14.1节概述二、设计原则上级上页下页三、设计理论与

2、方法因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资（一）经验法原理：通过试验路或对使用道路的试验观测建立路面结构、车辆荷载、路面使用性能三者关系，进行路面结构设计。以美国的CBR法、AASHTO法为代表。（二）力学－经验法原理：通过力学原理分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应，建立力学响应量与路面使用性能的关系，进行路面结构设计。以美国Shell法、AI法、前苏联运输工程部方法以及我国沥青路面设计方法为代表。第14.1节概述上级上页下页设计理论－弹性层状体系理论弹性层状体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体。设

3、计方法概述力学模型－双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系路面整体刚度设计指标－设计弯沉值路面抗弯拉验算指标－层底容许拉应力路面抗剪验算指标－面层容许剪应力我国设计方法第14.1节概述上级上页下页四、交通等级1.设计年限2.轴载公路等级及其功能设计年限高速公路、一级公路15二级公路12三级公路8四级公路6标准轴载BZZ—100标准轴载P/kN100轮胎接地压强p/MPa0.70单轮传压面当量圆直径d/cm21.30两轮中心距/cm1.5d第14.1节概述上级上页下页沥青路面设计的轴载换算方法换算原则－疲劳等效原则：同一种路面结构在不同轴载作用下达

4、到相同的损伤程度。即：作用在同一结构上的A荷载使其破坏的次数为a；B荷载使其破坏的次数为b，两荷载使路面达到同样的损伤，则（A-a）等效（B-b）。不同的力学参数对应的疲劳等效效应不同。如应力、应变对应的轴载换算方法不同。第14.1节概述上级上页下页沥青路面设计的荷载换算方程1）当以弯沉进行厚度设计及沥青层层底拉应力验算时式中：N——标准轴载的当量轴次，次/日；n1——被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；PS——标准轴载100KN；Pi——被换算车辆的各级轴载，KN；k——被换算车辆的类型数；C1——轴数系数，C1=1+1.2(m-1),m是轴数

5、。当轴间距大于3米时，按单独的一个轴载计算，当间距小于3米时，按双轴或多轴计算。C2——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。不计25KN以下轴载第14.1节概述上级上页下页2）当进行半刚性基层层底拉应力验算时——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09——轴数系数，C1=1+2（m-1),m是轴数不计40KN以下轴载第14.1节概述上级上页下页3.设计年限累计当量标准轴载数或双向单车道1.0双向六车道0.3－0.4双向双车道0.6－0.7双向八车道0.2-0.3双向四车道0.4－0.5公路无分隔时，路面窄取高

6、值，路面宽取低值第一年双向日平均当量轴次设计年限内交通量平均增长率车道系数第14.1节概述上级上页下页例题：根据下表提供的资料计算设计年限内一个车道通过的累计标准当量轴载作用次数。第14.1节概述上级上页下页4.交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次(次/车道)大客车及中型以上各种货车交通量(辆/日/车道)轻交通<3×106<600中交通3×106～1.2×107600-1500重交通1.2×107～2.5×1071500-3000特重交通>2.5×107>3000第14.2节弹性层状体系理论简介上级上页下页一、基本假设与解题方法基本假设：各层

7、是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的，以及位移和形变是微小的；最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，其上各层厚度为有限、水平方向为无限大；各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限深处，其应力、形变和位移为零；层间接触情况，或者位移完全连续（称连续体系），或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（称滑动体系）；不计自重。满足上述假定的为理想弹性体，弹性常数：弹性模量E和泊松比μ，两参数相互独立。第14.2节弹性层状体系理论简介轴对称弹性体：几何形状、约束条件、承受荷载都对称于某轴(通过该轴的任意平面均对称)，并且所有的应力、应变和位移也对称于该

8、轴。变量只与r和z相关，与θ无关。通常采用柱坐标系上级上页下页求解方法：将车轮荷载简化为圆形均布荷载（垂直荷载与水平荷载）