国外沥青路面设计简介.ppt

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1、国外沥青路面结构设计简介长安大学戴经梁国外沥青路面结构设计简介◎丰富我国现有路面结构类型的必要性◎永久性沥青路面简介◎国外沥青路面结构设计方法介绍CBR设计法(加州承载比法)美国各州公路工作者协会(AASHTO)设计法shell(壳牌)设计法丰富我国现有路面结构类型的必要性我国高速公路路面的早期损坏严重：◎沥青路面建成不久，当年或者2～3年后，沥青路面就发生不同程度的开裂、车辙、坑槽等早期损坏。◎另外的早期损坏是指所修建的路面普遍达不到路面的设计年限。路面的大修经常是“开膛破肚”式的。张春贤部长在全国交通工作会议上指出“要有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。科研成果是实

2、践经验的总结，是人类文明的结晶，我们要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领域、国与国之间的技术问题及解决方法具有很多共性。发达国家研究早、实践早、积累了丰富的经验，许多技术、标准和规范属于政府所有，没有知识产权的障碍，我们要把技术引进作为公路交通实现新的跨越式发展的重要手段”20～4030～4020～4020～4030～404030～4030～50设计年限澳大利亚加拿大日本南非法国英国德国美国（AASHTO93）国家国外沥青路面结构的设计年限部分国家使用的主要沥青路面结构√中国√√√加拿大√√√德国√√日本√√（中、轻交通）√美国√(贫水泥混凝土)√（中、轻交通）√英

3、国√(水稳碎石)√√法国薄沥青层厚粒料基层厚沥青层下卧底基层半刚性基层混合式全厚式粒料基层主要路面结构国家※※俄罗斯※※※法国※※※比利时※※诺丁汉大学※※※※南非※※日本※※※澳大利亚※※※SHELL补强※※※AI路表弯沉永久变形粒料层剪切应力路基顶面压应变稳定粒料层拉应力沥青层疲劳机构部分国家或单位采用的设计指标国外常见沥青路面结构组成国外常见沥青路面结构组成永久性沥青路面永久性沥青路面产生的背景永久性沥青路面的特点永久性沥青路面经济性永久性沥青路面对结构层材料的要求永久性沥青路面设计方法永久性沥青路面产生的背景重载交通对欧洲沥青路面的挑战◎轴载增加和重载交通量的快速增长；

4、◎慢速交通产生了更大的路面应力；◎高压轮胎引起作用应力的增加；◎道路磨光加速。永久性路面的特点◎在总费用上：初期建设费很高，日常养护费和使用费较少，总费用效益比最大◎在设计年限上：至少40年◎在损坏模式上：路面的损坏只发生在表面层，如表面开裂，不存在结构性破坏◎在养护维修上：只需要日常养护，不需要进行结构性大修沥青路面周期费用经济分析永久性沥青路面经济性永久性路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载，虽然其初期建设费用较高，但是如果评价整个使用周期的总费用，永久性路面较传统的沥青路面更经济，降低了使用周期内的维修费用，同时极大降低了道路使用者的使用费用（交通延误及事故费用）。最

5、大拉应变路面基础（PavementFoundation）高模量抗车辙材料（联结层）柔性抗疲劳材料3-4”（HMA基层）1.5-3”SMA,OGFC或Superpave（表面层）}4”to6”高压应力区永久性沥青路面对结构层材料的要求◎要求面层应具有足够的抗车辙能力、抗渗性及抗磨耗性能；◎要求中间层（联结层）具有较强的抗车辙性能；◎要求基层具有足够的抗疲劳及耐久性能。◎要求路面结构的基础可以为路面结构的铺筑提供稳定的施工平台，其在服务期内的性能指标不会随季节的改变而发生较大的变化。◎沥青路面较厚=应变较小◎应变低于疲劳阈值=疲劳寿命无限长压应变拉应变应变疲劳寿命疲劳寿命无限长沥青

6、基层的抗疲劳性能◎有效沥青含量较高的混合料=混合料具有较高的应变能力◎改性沥青=混合料具有较高的应变能力疲劳寿命应变高沥青含量低沥青含量疲劳寿命无限长沥青基层的抗疲劳性能影响永久性路面抗车辙性能的因素◎集料级配；◎沥青等级及改性剂的添加；◎施工过程中混合料的密度（空隙率）；◎选择适宜的表面层材料。沥青层厚度(mm)车辙率(mm/msa)01002003004000.11101001000车辙率与沥青层厚度的关系永久性沥青路面设计方法路面力学模型材料性能指标(模量值)路面反应(应力、应变等）转换函数路面寿命是否满足要求？最终设计面层底部大于70me的拉应变出现的可能性最小；路基顶

7、部大于200me的压应变出现的可能性最小；永久性路面设计标准标准当量轴载限制弯拉应变<70me限制竖向压应变<200me厚沥青层(>8”)基层(按要求确定)路基永久性路面设计目标反复弯曲产生疲劳开裂反复变形产生车辙HMA基层路基国外沥青路面设计方法介绍CBR设计法AASHTO设计法SHELL设计法CBR设计法该方法是上世纪二十年代美国加州使用的一种方法。该法根据多年实测结果得到一条土基承载值与路面总厚度的关系曲线。而土基的承载值用标准碎石承载能力的百分比（称为加州承载比，记为CBR值）表示。