2019年整理瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1、第8章瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法1.瀝青路面的設(shè)計(jì)為什么要選用多指標(biāo)來控制？試說明各設(shè)計(jì)指標(biāo)的意義，及 其與路面破壞現(xiàn)象的聯(lián)系。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中人們不可能控制所有的損壞類型， 但鑒于路面損壞模式的 多樣性，各種損壞對路面的使用性能具有不同性質(zhì)和不同程度的影響，所以瀝青路面設(shè)計(jì)也不能像其他結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)那樣， 僅選用一種損壞模式的臨界狀態(tài)和單一 的設(shè)計(jì)指標(biāo)作為結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)和設(shè)計(jì)指標(biāo)，而必須采用多種臨界狀態(tài)和多項(xiàng)設(shè) 計(jì)指標(biāo)。1）彎拉疲勞開裂彎拉應(yīng)變和彎拉應(yīng)力指標(biāo)在以疲勞開裂作為臨界狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中， 通常采用結(jié)構(gòu)中臨界點(diǎn)的彎 拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)，以標(biāo)準(zhǔn)軸載在當(dāng)量疲勞溫度或標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)產(chǎn)生的彎拉應(yīng)變不大 于該

2、材料在該溫度條件下的容許彎拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2）車轍一一路基頂面的壓應(yīng)變指標(biāo)以車轍作為臨界狀態(tài)，采用車轍深度或永久變形量和行車安全所容許的車轍 深度或永久變形。國際上采用間接的設(shè)計(jì)指標(biāo)控制路面的車轍， 即路基頂面的壓 應(yīng)變。通過對壓應(yīng)變的控制，控制了路基的變形量，從而間接控制了車轍的大小。3）路標(biāo)回彈彎沉采用路面的回彈彎沉作為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，以控制路面結(jié)構(gòu)的整體剛 度，間接控制結(jié)構(gòu)的疲勞開裂和永久變形。2.路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中：1）如何按交通特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)層的功能選擇結(jié)構(gòu)層次？路面在交通荷載（包括垂直力和水平力）的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變 隨深度向下而遞減。因此，要求各層的強(qiáng)度和抗變形能力

3、可自上而下逐漸減小， 使得各結(jié)構(gòu)層材料的效能得到充分發(fā)揮。從施工工藝、材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理方面考慮，路面結(jié)構(gòu)層數(shù)又不宜過多， 結(jié)構(gòu)層的厚度也不能過小，宜自上而下由薄到厚。面層直接經(jīng)受行車荷載和氣候因素的作用，要求高強(qiáng) （抗剪和抗拉）、耐磨、 熱穩(wěn)性好和不透水，因而通常選用粘結(jié)力強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度高的集料作為面層材 料。瀝青層（面層，上、中、下面層）可根據(jù)交通量大小分為單層、雙層或三層。公路等級路面等級面層類型設(shè)計(jì)年限高速公路 一、二級公路高級路面瀝青混凝土15二級公路次高級路面瀝青上拌下貫式 瀝青貫入式 熱拌（冷拌）瀝青碎（礫）石12三級公路瀝青表面處治8三、四級公路中級路面泥結(jié)碎石 級配碎（

4、礫）石其他粒料5四級公路低級路面當(dāng)?shù)夭牧霞庸?改善土5基層是主要承受豎直應(yīng)力的承重層， 它要有足夠的強(qiáng)度，一定的剛度和水穩(wěn) 定性?；鶎映薪訛r青層傳遞的荷載并進(jìn)一步擴(kuò)散的主要層次，主要有級配碎石、 砂礫石和半剛性基層，厚度根據(jù)交通繁重程度通過計(jì)算確定墊層主要是為了減小面層、基層與土基的不良作用，起到隔斷的作用。主要 有透水性或隔溫性好的粒料，如粗礫、沙礫、煤渣或礦渣等；低劑量水泥穩(wěn)定類、 低劑量石灰穩(wěn)定類、石灰-粉煤灰穩(wěn)定土等土基要有水穩(wěn)定性并達(dá)到一定的模量2）各結(jié)構(gòu)層的剛度和強(qiáng)度應(yīng)如何和應(yīng)力、應(yīng)變分布相適應(yīng)？輪載作用于路面表面，其豎向應(yīng)力和應(yīng)變隨深度而遞減.因而對各層材料的 強(qiáng)度和模量的要求，

5、也可隨深度而相應(yīng)減小。應(yīng)注意各相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量不 能相差過大；基層同面層的回彈模量比不應(yīng)小于 0.3; 土基與基層的模量比應(yīng)為 0.08 0.043）如何考慮各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性？路面結(jié)構(gòu)組合對結(jié)構(gòu)層構(gòu)成影響很大。例如： 瀝青面層不能直接鋪筑在鋪 砌片石基層上，而應(yīng)在其間加設(shè)碎石過渡層，否則鋪砌片石不平穩(wěn)或片石可能的 松動都會反映到瀝青面層上，造成面層不平整甚至沉陷開裂。各結(jié)構(gòu)層材料具有不同的特性，在組合時(shí)應(yīng)注意相鄰層次的互相影響， 采取 措施限制或消除所產(chǎn)生的不利影響。層間結(jié)合應(yīng)盡量緊密，避免產(chǎn)生滑移，以保證結(jié)構(gòu)的整體性和應(yīng)力分布的連 續(xù)性。4）如何考慮層數(shù)和層厚？應(yīng)考慮受力合理，適宜

6、攤鋪和碾壓，層厚度大時(shí)應(yīng)分層施工。從上自下，層 厚宜由薄到厚。同時(shí)應(yīng)保證最小的總厚度。墊層一般不宜小于15cm,并在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮其強(qiáng)度。應(yīng)保證結(jié)構(gòu)層次能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)所要求的最小厚度5）怎樣考慮水溫狀況的不利影響？內(nèi)部排水設(shè)計(jì)的考慮因素有：預(yù)計(jì)的重交通情況、氣候條件、天然路基的透 水能力、路面材料的抗水損壞能力、內(nèi)部排水是否是最有效地增加路面耐久性的方法和內(nèi)部排水系統(tǒng)是否會得到定期養(yǎng)護(hù)減輕水損壞的常用方法有：防止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)：路面坡度；填補(bǔ)所有的接縫、裂縫等不連續(xù)部位 采用水穩(wěn)定性好的材料3.柔性路面設(shè)計(jì)理論的基本假設(shè)，荷載圖式基本假設(shè)：各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及

7、位移和形變是微小 的最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o限大，其上各層厚度為有限、水平 方向?yàn)闊o限大各層在水平方向無限遠(yuǎn)處及最下一層向下無限深處，其應(yīng)力、形變和位移為 零層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱連續(xù)體系），或者層間僅豎向應(yīng)力和 位移連續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）不計(jì)自重1)2)3)4)5)引入減輕水損壞的設(shè)計(jì)：路邊排水系統(tǒng) ；全寬度攤鋪；設(shè)置粒料墊層 快速排出進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的水：路表排水、地下水排水和路面內(nèi)部排水h,hiEg4.請說明綜合修正系數(shù)的概念由于力學(xué)計(jì)算模型、土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設(shè)和實(shí)際狀態(tài)之間存在一定的差異，理論彎沉值和實(shí)測彎沉值之間存在一定誤差，因此需要

8、對理論彎沉值進(jìn)行修正才能作為路面結(jié)構(gòu)實(shí)測彎沉值。通過對大量的實(shí)測資料進(jìn) 行分析，得到如下實(shí)測彎沉和理論彎沉關(guān)系式：F= reL10002acF5.瀝青路面設(shè)計(jì)理論的基本假設(shè)，荷載圖式瀝青路面屬于柔性路面，我國瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定瀝青路面設(shè)計(jì)理論為彈 性層狀體系理論基本假設(shè)：6）E0各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及位移和形變是微小 的7)最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o限大，其上各層厚度為有限、水平 方向?yàn)闊o限大8)各層在水平方向無限遠(yuǎn)處及最下一層向下無限深處，其應(yīng)力、形變和位移為 零9)層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱連續(xù)體系），或者層間僅豎向應(yīng)力和 位移連續(xù)而無摩阻力（稱滑動體系）10）不計(jì)自重h,h.E1屮 IIIE.A6.什么是車輛軸載換算的原