[PPT]瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_ppt

1、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 彈性層狀理論體系第二節(jié) 瀝青路面的破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 新建瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算第五節(jié) 改建瀝青路面第三節(jié) 瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 彈性層狀體系理論概述一 基本假設(shè)與解題方法彈性層狀體系是由若干個(gè)彈性層組成，上面各層具有一定厚度，最下一層為彈性半空間體，如圖14-1所示。 應(yīng)用彈性力學(xué)方法求解彈性層狀體系的應(yīng)力、變形和位移等分量時(shí)，引入如下一些假設(shè)： (1)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； (2)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； (3)各層在水平方向無限遠(yuǎn)處及最下一層向下無限深處

2、，其應(yīng)力、形變和位移為零； (4)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(dòng)體系)： (5)不計(jì)自重第二節(jié) 瀝青路面的破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面由于環(huán)境因素的不斷影響和行車荷載的反復(fù)作用，經(jīng)過一段時(shí)間的使用，便會(huì)產(chǎn)生破壞而失去原有的使用能力。下面著重?cái)⑹鰹r青路面的結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。一、沉陷 是路面在車輪作用下表面產(chǎn)生的較大凹陷變形，有時(shí)凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象出現(xiàn)，如圖14-6所示造成路面沉陷的主要原因是路基土的壓縮。當(dāng)路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能囕唹毫?，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。 為控制路基土的壓縮引起路面的沉陷，

3、可選用路基土的垂直壓應(yīng)力或垂直壓應(yīng)變作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)車轍 車轍是路面的結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。這種變形出現(xiàn)在行車輪帶處，即形成路面的縱向帶狀凹陷 車轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞型式。因?yàn)檫@類路面的使用壽命較長，即使每一次行車荷載作用產(chǎn)生的殘余變形量很小，而多次重復(fù)作用累積起來的殘余變形總和也將會(huì)較大，足以影響車輛的正常行使。 路面的車轍同荷載應(yīng)力大小，重復(fù)作用次數(shù)以及結(jié)構(gòu)層和土基的性質(zhì)有關(guān)。有代表性的控制車轍深度的指標(biāo)有兩種：一種是路面各結(jié)構(gòu)層包括土基的殘余變形總和；另一種是路基表面的垂直變形。 L(14-16)路基表面的垂直應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)，

4、可表示為： (14-17) 三、疲勞開裂開裂是路面在正常使用情況下，由行車荷載的多次反復(fù)作用引起的。疲勞開裂的特點(diǎn)是，路面無顯著的永久變形，開裂開始大都是形成細(xì)而短的橫向開裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開裂的寬度和范圍不斷擴(kuò)大。產(chǎn)生疲勞開裂的原因，是瀝青結(jié)構(gòu)層受車輪荷載的反復(fù)彎曲作用，使結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)變(或拉應(yīng)力)值超過材料的疲勞強(qiáng)度(它較一次荷載作用的極限值小很多)，底面便開裂，并逐漸向表面發(fā)展。經(jīng)水硬性結(jié)合料穩(wěn)定而形成的整體性基層也會(huì)產(chǎn)生出疲勞開裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。結(jié)構(gòu)層達(dá)到臨界疲勞狀態(tài)時(shí)所承受的荷載重復(fù)次數(shù)稱為疲勞壽命。某一種路面結(jié)構(gòu)層疲勞壽命的大小，主要取決于所受到的重復(fù)應(yīng)變(或應(yīng)力

5、)大小，同時(shí)也與路面的環(huán)境因素有關(guān)。 以疲勞開裂作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用結(jié)構(gòu)層底面的拉應(yīng)變或拉應(yīng)力不超過相應(yīng)的容許值控制設(shè)計(jì)，即： (14-18)(14-19)四、推 移 當(dāng)瀝青路面受到較大的車輪水平荷載作用時(shí)(例如經(jīng)常啟動(dòng)或制動(dòng)路段及彎道、坡度變化處等)，路面表面可能出現(xiàn)推移和擁起。造成這種破壞的原因是，車輪荷載引起的垂直力和水平力的綜合作用，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過材料的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也與行駛車輪的沖擊振動(dòng)有關(guān)。為防止瀝青面層表面產(chǎn)生推移和擁起，可用面層抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)計(jì)。 五、低溫縮裂 路面結(jié)構(gòu)中某些整體性結(jié)構(gòu)層在低溫(通常為負(fù)溫度)時(shí)由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)它超過材料相應(yīng)

6、條件下的抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生開裂。由于路面的縱向尺度遠(yuǎn)大于橫向，低溫收縮時(shí)側(cè)向約束不大，故這種開裂一般為橫向間隔性的裂縫，嚴(yán)重時(shí)才發(fā)展為縱向裂縫。在冰凍地區(qū)，瀝青面層和用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的整體性基層，冬季可能出現(xiàn)這種開裂。低溫縮裂是一項(xiàng)同荷載因素?zé)o關(guān)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，即低溫時(shí)結(jié)構(gòu)層材料因收縮受約束而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力 應(yīng)不大于該溫度時(shí)材料的容許拉應(yīng)力。即：六、路面彎沉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 路面彎沉是路面在垂直荷載作用下，產(chǎn)生的垂直變形。一般認(rèn)為，路面彎沉不僅能夠反映路面各結(jié)構(gòu)層及土基的整體強(qiáng)度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)彎沉值的測定也比較方便。所以我國現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法采用設(shè)計(jì)彎沉作為路面整體

7、剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。 高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路的瀝青路面除了按彎沉設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)之外，還須對(duì)瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。城市道路路面設(shè)計(jì)尚須進(jìn)行瀝青混合料面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。 路面設(shè)計(jì)彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，它是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、面層和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。路面設(shè)計(jì)彎沉值可以作為路面竣工后第一年不利季節(jié)、路面溫度為20時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)軸載100kN作用下，竣工驗(yàn)收的最大回彈彎沉值，它與交通量、公路等級(jí)、面層和基層類型有關(guān)。 第三節(jié) 瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、路面結(jié)構(gòu)組成 1瀝青路而結(jié)構(gòu)層可由面層

8、、基層、底基層、墊層組成。 2面層是直接承受車輪荷載反復(fù)作用和自然因素影響的結(jié)構(gòu)層，可由一至三層組成。表面層應(yīng)根據(jù)使用要求設(shè)置抗滑耐磨、密實(shí)穩(wěn)定的瀝青層；中面層、下面層應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、瀝青層厚度、氣候條件等選擇適當(dāng)?shù)臑r青結(jié)構(gòu)層。 3基層是設(shè)置在面層之下，并與面層一起將車輪荷載的反復(fù)作用傳布到底基層、墊層、土基，起主要承重作用的層次?；鶎硬牧系膹?qiáng)度指標(biāo)應(yīng)有較高的要求。 4底基層是設(shè)置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復(fù)作用，起次要承重作用的層次。底基層材料的強(qiáng)度指標(biāo)要求可比基層材料略低。 5基層、底基層視公路等級(jí)或交通量的需要可設(shè)置一層或兩層。當(dāng)基層或底基層較厚需分兩層施工時(shí)，可分別稱

9、為上基層、下基層，或上底基層、下底基層。 6墊層是設(shè)置在底基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層，起排水、隔水、防凍、防污等作用。4 瀝青面層4.1一般規(guī)定4.1.1瀝青面層的技術(shù)要求 為了給汽車運(yùn)輸提供安全、快速、舒適的行車條件，瀝青路面應(yīng)具有堅(jiān)實(shí)、平整、抗滑、耐久的品質(zhì)，同時(shí)，還應(yīng)具有高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損害以及防止雨水滲入基層的功能。4.1.2 瀝青面層分類及適用范圍 瀝青面層分為瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石混合料、瀝青貫入式、瀝青表面處治五種類型。 瀝青混凝土適用于做各級(jí)公路的瀝青路面面層。對(duì)高速公路、一級(jí)公路的表面層、中面層、下面層應(yīng)采用瀝青混凝土：二級(jí)公路的表面層宜用瀝青混凝土。

10、 熱拌瀝青碎石適用于做二級(jí)及二級(jí)以下公路的面層、柔性路面的上基層以及調(diào)平層 乳化瀝青碎石混合料適用于做三級(jí)、四級(jí)公路的瀝青面層、二級(jí)公路養(yǎng)護(hù)罩面以及各級(jí)公路的調(diào)平層。 瀝青貫入式碎石(含上拌下貫式)適用于做二級(jí)及二級(jí)以下公路的瀝青面層。若瀝青貫入碎石設(shè)在瀝青混凝土層與半剛性基層、粒料基層之間時(shí)，瀝青貫入式碎石應(yīng)不撤封層料，也不做上封層。 瀝青表面處治適用于三級(jí)、四級(jí)公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。4.1.3、選擇瀝青 高速公路、一級(jí)公路的瀝青路面，應(yīng)選用符合“重交通道路石油瀝青技術(shù)要求”的瀝青，以及經(jīng)過試驗(yàn)論證、行之有效的改性瀝青。二級(jí)及二級(jí)以下公路的瀝青路面，可采用符合“

11、中、輕交通道路石油瀝青技術(shù)要求”的瀝青或改性瀝青.瀝青路面所用瀝青標(biāo)號(hào)，應(yīng)根據(jù)氣候條件、面層結(jié)構(gòu)類型、施工方法和施工季節(jié)等按表413選用。4.1.4、集料的技術(shù)要求各種瀝青面層的粗集料、細(xì)集料、填料應(yīng)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 032)的有關(guān)規(guī)定。4.1.5、 瀝青路面抗滑性能高速公路、一級(jí)公路的瀝青路面應(yīng)具有良好的抗滑性能，其抗滑性能應(yīng)符合表415的要求。二級(jí)及三級(jí)公路應(yīng)根據(jù)各路段的具體情況采取必要的技術(shù)措施，以提高路面抗滑性能。公路等級(jí)竣工驗(yàn)收值橫向力系數(shù)SFC擺值Fb（BPN）構(gòu)造深度TC（mm）高速公路一級(jí)公路54450.55表415 抗滑標(biāo)準(zhǔn)(p519) (1)摩擦系數(shù)：高

12、速公路、一級(jí)公路宜在竣工后第一個(gè)夏季采用摩擦系數(shù)測定車，以(50土1)kmh的車速測定橫向力系數(shù)(SFC)。 (2)路面宏觀構(gòu)造深度：路面宏觀構(gòu)造深度，應(yīng)在竣工后第一個(gè)夏季用鋪砂法或激光構(gòu)造深度儀測定。 (3)竣工后第一個(gè)夏季測定瀝青面層橫向力系數(shù)(或擺值)、路面宏觀構(gòu)造深度，應(yīng)符合表415規(guī)定的竣工驗(yàn)收值的要求。4.2 高級(jí)路面421瀝青混凝土1瀝青面層可由單層或雙層或三層瀝青混合料組成，各層混合料的組成設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)其層厚和層位、氣溫和降雨量等氣候條件、交通量和交通組成等因素，按表421選用適當(dāng)?shù)淖畲罅郊凹?jí)配類型，使之滿足對(duì)瀝青面層使用功能的要求。表421 瀝青混合料類型的選擇(方孔篩)層位

13、瀝青層厚度混合料類別高速公路、一級(jí)公路二級(jí)及二級(jí)以下三層式雙層式表面層2.5-44-5細(xì)粒式中粒式AC-13AC-16AC-13AC-16AC-13AM-13AC-16中面層4-65-6中粒式粗粒式AC-20AC-25-下面層4-55-66-8中粒式粗粒式粗粒式AC-25AC-30AC-20AC-25AC-30AC-20AM-25AC-25AM-30AC-30上基層調(diào)平層5-66-88-10粗粒式粗粒式特粗粒式AM-25AM-30AM-40AM-25AM-30AM-40AM-25AM-30抗滑表層2.5-4細(xì)粒式中粒式AK-13AAK-13BAK-16AAK-16BAK-13AAK-13BAK

14、-16AAK-16BAK-13AAK-16A2 選擇瀝青面層各層級(jí)配時(shí)，應(yīng)至少有一層是I型密級(jí)配瀝青混凝土，以防止雨水下滲。三層式瀝青面層的表面層采用抗滑表層時(shí)，中面層應(yīng)用I型密級(jí)配瀝青混凝土，下面層宜根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、交通量采用I型或II型瀝青混凝土。 雙層式瀝青面層的表面層采用抗滑層時(shí)，下面層應(yīng)用I型密級(jí)配瀝青混凝土；若采用半開級(jí)配或開級(jí)配熱拌瀝青碎石做表面層時(shí)，應(yīng)在瀝青面層下設(shè)下封層。多雨地區(qū)采用乳化瀝青碎石混合料作面層時(shí)，必須設(shè)置上封層或下封層。3、各種類型的瀝青混合料級(jí)配組成可參考附錄 B 表B1選用。423瀝青混凝土的穩(wěn)定性 對(duì)高速公路、一級(jí)公路的表面層和中面層的瀝青混凝土作配合比設(shè)計(jì)

15、時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車轍試驗(yàn)，以檢驗(yàn)瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性。高溫穩(wěn)定性是以溫度60、07MPa輪壓條件下進(jìn)行車轍試驗(yàn)所獲得的動(dòng)穩(wěn)定度表示，對(duì)高速公路的表面層、中面層瀝青混合料，其動(dòng)穩(wěn)定度不應(yīng)低于800次mm；對(duì)一級(jí)公路的表面層、中面層瀝青混合料不應(yīng)低于600次mm。表424 瀝青混合料水穩(wěn)性指標(biāo)年 降 雨 量 （mm）10005001000250500400二級(jí)公路高級(jí)路面瀝青混凝土12200 次高級(jí)路面熱拌瀝青碎石混合料瀝青貫入式10100200 三級(jí)公路次高級(jí)乳化瀝青碎石混合料瀝青表面處治810100四級(jí)公路中級(jí)路面水結(jié)碎石、泥結(jié)碎石、 級(jí)配碎(礫)石、半整齊石塊路面510低級(jí)路面 粒料改善土 5對(duì)

16、有特殊使用要求的公路，其路面等級(jí)與面層類型的選擇可根據(jù)實(shí)際情況選用 3、標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算 路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表30.3確定。表303 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 BZZ-100 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 BZZ-100 標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN) 100 單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d (cm) 2130輪胎接地壓強(qiáng)p(MPa) 0.70 兩輪中心距(cm) 15d （ 1 ）當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25kN的各級(jí)軸載(包括車輛的前、后軸)Pi的作用次數(shù)Ni均應(yīng)按公式(3031)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。式

17、中： N-標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次日)；Ni-被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)(次日)P-標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；Pi-被換算車型的各級(jí)軸載(kN)C1-軸數(shù)系數(shù)；C2-輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為l.0,四輪組為0.38； 當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1m；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按公式(3.0.32)計(jì)算。 c1=1+1.2(m1)式中：m-軸數(shù)。（2）當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50kN的各級(jí)軸載(包括車輛的前、后軸)Pi的作用次數(shù)ni，均應(yīng)按公式(3033)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N.式中：C1- 軸數(shù)系數(shù)； C2-

18、輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為1.0，四輪組為0.09 當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按公式(3034)計(jì)算。 C1=1+2(m1) 式中：m-軸數(shù)。 （3）上述軸載換算公式，僅適用于單軸軸載小于130kN的各種車型的軸載換算四、累計(jì)當(dāng)量軸次 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按公式(3.0.41)或(3.0.42)計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次Ne。式中：Ne-設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次(次) t -設(shè)計(jì)年限(年)； N1-路面竣工后第一年雙向日平均當(dāng)量軸次(次日)； Nt-設(shè)計(jì)年限末年雙向日平均當(dāng)量軸次(次日)； -設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率()應(yīng)根據(jù)實(shí) 際情況調(diào)查，預(yù)測交

19、通量增長，經(jīng)分析確定； 車道系數(shù)，應(yīng)根據(jù)調(diào)查分析結(jié)果或參照表3.0.41確定。公路無分 隔時(shí)路面窄宜選高值，路面寬宜選低值。車道特征車道系數(shù)車道特征車道系數(shù)單車道10四 車 道0.1-0.5雙車道有分隔0.5六車道0.3-0.4無分隔0.6-0.7表3.0.4.1 車道系數(shù)（p379） 當(dāng)上下行交通或輕、重車比例有明顯差異時(shí)，應(yīng)區(qū)別對(duì)待按實(shí)際情況進(jìn)行厚度設(shè)計(jì)，當(dāng)交通流出現(xiàn)明顯的超載時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)調(diào)查資料對(duì)累計(jì)當(dāng)量軸次進(jìn)行修正。 5、瀝青層厚度 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通量及其組成、瀝青品種和質(zhì)量以及氣候條件等因素，按照半剛性基層上瀝青層推薦厚度表305-1，綜合論證地選用。若交通量較小或選

20、用經(jīng)實(shí)踐證明行之有效的改性瀝青，可選用推薦瀝青層厚度的低值或中值。 表305-1 半剛性基層上瀝青層推薦厚度公 路 等 級(jí) 瀝青層推薦厚度(cm)公 路 等 級(jí) 瀝青層推薦厚度(cm) 高速公路 1218 三級(jí)公路 24 一級(jí)公路 1015 四級(jí)公路 125 二級(jí)公路 5l0 6、高級(jí)路面的基層選擇原則 高速公路、一級(jí)公路應(yīng)采用水泥或石灰、粉煤灰穩(wěn)定粒料類半剛性基層，以增強(qiáng)基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，減少低溫收縮裂縫。條件允許時(shí)，底基層宜采用水泥或石灰、粉煤灰或石灰穩(wěn)定各種集料或土類做半剛性底基層。若當(dāng)?shù)厥县S富，也可采用級(jí)配碎石或填隙碎石或天然砂礫等粒料做底基層。 當(dāng)采用半剛性基層有困難時(shí)，可選用熱

21、拌或冷拌瀝青碎石混合料或?yàn)r青貫入碎石做柔性基層。7、結(jié)構(gòu)層厚度1路面面層、基層、底基層的結(jié)構(gòu)和厚度，應(yīng)與公路等級(jí)、氣候、水文、筑路材料、交通量及其組成等相適應(yīng)。為了方便施工組織和管理，路面結(jié)構(gòu)層次不宜太多，材料變化不宜頻繁。 2基層或底基層厚度應(yīng)根據(jù)交通量大小、材料的力學(xué)性能和擴(kuò)散應(yīng)力的效果、壓實(shí)機(jī)具的功能以及有利于施工等因素選擇各結(jié)構(gòu)層的厚度。表307-1中各種結(jié)構(gòu)層的適宜厚度以及施工的最小厚度，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。 表307-1 各類結(jié)構(gòu)層的最小厚度結(jié)構(gòu)層類型施工最小厚度 cm結(jié)構(gòu)層適宜厚度cm瀝青混凝土、熱拌瀝青碎石粗粒式5.05-8中粒式4.04-6細(xì)粒式2.52.5-4瀝 青 石 屑1.

22、51.5-2.5瀝 青 砂1.01-1.5瀝青貫入式4.04-8瀝青上拌下貫式6.06-10瀝青表面處置1.0層鋪1-3，拌和2-4水泥穩(wěn)定類15.016-20石灰穩(wěn)定類15.016-20石灰工業(yè)廢渣類15.016-20級(jí)配碎、礫石810-15泥結(jié)碎石810-15填隙碎石1010-128、推薦結(jié)構(gòu)根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算，附錄A推薦了高速公路、一級(jí)公路、二、三級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)，可供各地區(qū)參考。各地區(qū)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕煌?、筑路材料、自然條件、施工條件等因素選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)類型，其結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)按本規(guī)范的方法進(jìn)行計(jì)算。9、層間結(jié)合 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取以下的技術(shù)措施，加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)各層之間的緊密結(jié)合，提高路面結(jié)構(gòu)整

23、體性，應(yīng)使各結(jié)構(gòu)層之間不產(chǎn)生層間滑移。 1在瀝青面層與半剛性基層或粒料基層之間應(yīng)設(shè)置透層瀝青；當(dāng)半剛性基層表面有可能出現(xiàn)細(xì)集料松散現(xiàn)象或因不能立即加鋪瀝青層且有施工車輛通行時(shí)，還應(yīng)在透層瀝青上增撒(23)m31000m2的粗砂或石屑；在多雨地區(qū)或多雨季節(jié)施工，宜用層鋪法的單層表面處治做下封層，以防止雨水滲入基層。 2當(dāng)瀝青層由雙層或三層組成時(shí)，若不能連續(xù)施工而瀝青層表面被污染，或在舊瀝青面層及水泥混凝土面層上加鋪瀝青層時(shí)，均應(yīng)在層間設(shè)粘層瀝青。 3透層瀝青、粘層瀝青、下封層的材料規(guī)格和用量應(yīng)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 032)的要求。10、半剛性基層瀝青路面減少縮裂的措施 1根據(jù)實(shí)踐

24、經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)選用符合“重交通道路石油瀝青技術(shù)要求”或改性瀝青，以減少半剛性基層瀝青路面的低溫縮裂。 2各地區(qū)宜結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧稀夂驐l件和使用要求，在瀝青層與半剛性層之間設(shè)瀝青貫入碎石或級(jí)配碎石層，或在半剛性基層頂面鋪設(shè)耐高溫的土工合成材料等，經(jīng)鋪筑試驗(yàn)路，總結(jié)減裂效果，逐步完善、提高和推廣。第四節(jié) 新建瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì) 路面彎沉、圖14-7中，A點(diǎn)是路表彎沉的計(jì)算點(diǎn)，位于雙圓均布荷載的輪隙中間。 驗(yàn)算瀝青混凝土層底部拉應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力最大點(diǎn)在B和C兩點(diǎn)之間，可分別計(jì)算圖14-8中點(diǎn)B、D、C、E的應(yīng)力，然后確定最大應(yīng)力。一、計(jì)算圖式 回彈彎沉值大的路面，在經(jīng)受了輪載不太多次的重復(fù)作用后，即呈現(xiàn)出某種

25、形態(tài)的破壞；而回彈彎沉值小的路面，能經(jīng)受輪載較多次重復(fù)作用才能達(dá)到這種形態(tài)的破壞。就是說，在達(dá)到相同程度的破壞時(shí)，回彈彎沉大小同該路面的使用壽命即輪載累計(jì)重復(fù)作用次數(shù)成反比關(guān)系。 二、路面容許彎沉和設(shè)計(jì)彎沉值路面容許彎沉值的確切含義是：路面在使用期末的不利季節(jié)，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值。我國對(duì)公路瀝青路面按外觀特征分為五個(gè)等級(jí)，如表14-4所示，并把第四外觀等級(jí)作為路面臨界破壞狀態(tài)，以第四級(jí)路面的彎沉值的低限作為臨界狀態(tài)的劃界標(biāo)準(zhǔn)。 外觀等級(jí)外觀狀況路面表面外觀特征一好堅(jiān)實(shí)、平整、無裂紋、無變形二較好平整、無變形、少量發(fā)裂三中平整、無變形、有少量縱向或不規(guī)則裂紋四較壞無明顯

26、變形，有較多縱橫向裂紋或局部網(wǎng)裂五壞連片嚴(yán)重龜(網(wǎng))裂或拌有車轍、沉陷 從表中所列的外觀特征可知，這樣的臨界狀態(tài)相當(dāng)于路面已經(jīng)出現(xiàn)疲勞開裂并伴有少量永久變形。對(duì)相同路面結(jié)構(gòu)不同外觀特征的路段進(jìn)行測定后發(fā)現(xiàn)，外觀等級(jí)數(shù)愈高，彎沉值愈大，并且外觀等級(jí)同彎沉值大小有著明顯的聯(lián)系。這樣，便可確定路面處于不同極限狀態(tài)時(shí)的容許彎沉值，并將此彎沉值同該路面在以前使用期間的累計(jì)交通量建立聯(lián)系。 國內(nèi)外的大量調(diào)查測定資料表明，路面達(dá)到某種臨界狀態(tài)時(shí)，累計(jì)交通量同容許彎沉值之間存在良好的雙對(duì)數(shù)關(guān)系.這種關(guān)系可以表示為:容許回彈彎沉值cm累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)LR隨N改變的變化率回歸系數(shù)將不同路面外觀狀態(tài)的實(shí)測路面彎

27、沉值，分別按二倍標(biāo)準(zhǔn)差原則舍棄異常點(diǎn)后，計(jì)算其代表彎沉值，并考慮測點(diǎn)數(shù)的影響，進(jìn)行加權(quán)平均求得各路段的容許彎沉值。容許彎沉值。與累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次的計(jì)算回歸可以得到路面設(shè)計(jì)彎沉值是根椐設(shè)計(jì)年限內(nèi)每個(gè)車道通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、面層和基層類型確定的，相當(dāng)于路面竣工后第一年不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載100kN作用下，測得的最大回彈彎沉值。 路基路面結(jié)構(gòu)層的材料特性、壓實(shí)程度、干濕狀況、溫度環(huán)境、結(jié)構(gòu)類型、氣候條件、交通組成、檢測時(shí)的環(huán)境條件以及所使用的儀器設(shè)備等將對(duì)彎沉的變化產(chǎn)生很大的影響。 (r=077，n=50) 經(jīng)過大量的測試和分析，得到路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算公式如下： 式中：L d -路面設(shè)

28、計(jì)彎沉值，0.01mm，該值是在標(biāo)準(zhǔn)溫度，標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，測定的路表回彈彎沉值，對(duì)半剛性基層用5.4m彎沉儀，對(duì)柔性基層為3.6m彎沉儀；若用自動(dòng)彎沉車或落錘式彎沉儀測定時(shí)，應(yīng)建立相應(yīng)的換算關(guān)系進(jìn)行換算； Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上累計(jì)當(dāng)量軸次； A 公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)公路為1.2； As面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫人式路面為1.1；瀝青表面處治為1.2；中低級(jí)路面為1.3； Ab 基層類型系數(shù)，對(duì)半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm時(shí)，Ab=1.0，若面層與半剛性基層之間設(shè)置等于或小于15

29、cm級(jí)配碎石層、瀝青貫人碎石、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時(shí)，仍為1.0；柔性基層、底基層或柔性基層厚度大于15cm，底基層為半剛性下臥層時(shí)為1.6。實(shí)測彎沉和理論彎沉的關(guān)系式式中：LS 路面實(shí)測彎沉值，0.01mm P、 接地壓強(qiáng)和當(dāng)量圓半徑 F彎沉綜合修正系數(shù) ac 理論彎沉系數(shù)三、標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算 路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表30.3確定。表303 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 BZZ-100 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 BZZ-100 標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN) 100 單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d (cm) 2130輪胎接地壓強(qiáng)p(MPa) 0.70

30、 兩輪中心距(cm) 15d 1當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25kN的各級(jí)軸載(包括車輛的前、后軸)Pi的作用次數(shù)Ni均應(yīng)按公式(3.0.31)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。式中： N-標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次日)；Ni-被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)(次日)P-標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)；Pi-被換算車型的各級(jí)軸載(kN)C1-軸數(shù)系數(shù)；C2-輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為l.0,四輪組為0.38； 當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為m；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按公式(3.0.32)計(jì)算。 c1=1+1.2(m1)式中：m-

31、軸數(shù)。2當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50kN的各級(jí)軸載(包括車輛的前、后軸)Pi的作用次數(shù)ni，均應(yīng)按公式(3.0.33)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N.式中：C1- 軸數(shù)系數(shù)； C2- 輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為1.0，四輪組為0.09 當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按公式(3.0.34)計(jì)算。 C1=1+2(m1) 式中：m-軸數(shù)。 3上述軸載換算公式，僅適用于單軸軸載小于130kN的各種車型的軸載換算四、土基回彈模量的確定 查表法P393五、路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)(EK, ) 現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:以設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度,對(duì)高速公路、一級(jí)公

32、路、二級(jí)公路瀝青路面和半剛性材料的基層、底基層應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求，各層材料的計(jì)算模量采用抗壓回彈模量，瀝青混凝土和半剛性材料的抗拉強(qiáng)度采用劈裂實(shí)驗(yàn)測得的劈裂強(qiáng)度。 以路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度時(shí)，采用20度的抗壓模量。驗(yàn)算層底拉應(yīng)力是以15度的抗壓模量為標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)值見表六、結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力我國瀝青路面設(shè)計(jì)除了以路面設(shè)計(jì)彎沉為控制指標(biāo)外,對(duì)高等級(jí)道路路面還要驗(yàn)算瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力。要求結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)力不大于結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力，表示為對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料 對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土料 Aa 混合料級(jí)配的系數(shù)Ac 公路等級(jí)系數(shù) 七 查圖法計(jì)算理論彎沉

33、和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力（看書講解） 雙層雙圓荷載輪隙理論彎沉三層雙圓荷載輪隙理論彎沉理論彎沉計(jì)算公式層底拉應(yīng)力計(jì)算公式輻向應(yīng)力切向應(yīng)力八、多層路面的等效換算方法 1、彎沉等效換算法當(dāng)采用三層體系為計(jì)算體系時(shí)，需將多層體系按照彎沉等效的原則換算為三層體系。換算時(shí)將第一層作為上層，厚度和摸量保持不變，將第2至N-1層做為中層并換算為第二層摸量的等效厚度，再加上模量不變的下層半空間體則得一個(gè)彎沉等效的三層體系。2、彎拉應(yīng)力等效換算法當(dāng)采用三層體系計(jì)算多層路面的結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力時(shí)，須將多層體系按照拉應(yīng)力相等的原則換算為有上、中、下層半空間體的彈性三層體系。換算后使用三層體系相應(yīng)層的拉應(yīng)力計(jì)算諾謨圖求算拉應(yīng)力

34、。（1）計(jì)算上層底面彎拉應(yīng)力的換算方法 當(dāng)計(jì)算第i層底面的彎拉應(yīng)力時(shí)，需將i層以上各層換算為摸量Ei、厚h的一層即上層，換算公式將i+1至 n-1換算為摸量Ei+1, 厚度為H的一層即中層，換算公式為：（2）計(jì)算中層底面彎拉應(yīng)力 此時(shí)即為計(jì)算路基之上的N-1層的彎拉應(yīng)力，就是中層為H=hn-1 而上層則為n-2層以上各層換算為摸量EN-2的換算厚度，換算公式為 九 新建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟1根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)和面層類型、計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值。2按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段(在一般情況下路段長度不宜小于500m，若為大規(guī)模機(jī)械化施

35、工，不宜小于1km)，確定各路段土基回彈模量值。3可參考附錄A推薦結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。4根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值讓算路面厚度。對(duì)高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗(yàn)算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算上述計(jì)算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計(jì)程序進(jìn)行對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)的高級(jí)和次高級(jí)路面，尚應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。 第五節(jié) 改建路面設(shè)計(jì)80. 1

36、 改建設(shè)計(jì)原則1當(dāng)原有路面需要提高等級(jí)時(shí)，對(duì)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的路段，應(yīng)先進(jìn)行線形改善，使其符合交通部頒發(fā)的(公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))（JTJ 01)的規(guī)定。2改線路段應(yīng)按新建路面設(shè)計(jì)。加寬路面、提高路基、調(diào)整縱坡的路段應(yīng)視具體情況按新建或改建路面設(shè)計(jì)。在原有路面上補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，按改建路面設(shè)計(jì)。802 中、低級(jí)路面改建為瀝青路面1原路面的水穩(wěn)性不良時(shí)，不宜直接加鋪瀝青面層，而應(yīng)將原路面翻松，摻入石灰或增加粒料以改善其水穩(wěn)性，并做好排水設(shè)計(jì)。2原路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性基本符合要求時(shí)，可視表面狀況選用以下方法改善：1）路拱不符合要求或嚴(yán)重松散、坑槽和搓板的路段，可將原有路面翻松或加鋪整平層，調(diào)整路拱。2）路拱基本符合

37、要求，路面局部有坑槽或松散的路段，可作局部處理。3）原有路面的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、路拱、平整度均符合要求時(shí)，可直接鋪筑瀝青路面。803 瀝青路面的改建1瀝青路面因整體強(qiáng)度不足需加鋪補(bǔ)強(qiáng)層時(shí)，原有瀝青面層除回收再生利用外，一般可不鏟除，但應(yīng)對(duì)局部的松散、坑槽進(jìn)行修補(bǔ)，裂縫嚴(yán)重的路段應(yīng)在采取防止反射裂縫產(chǎn)生的措施后，再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 2瀝青路面的整體強(qiáng)度符合要求，但平整度差，或路面產(chǎn)生車轍，或?yàn)r青老化開裂等可進(jìn)行瀝青罩面；當(dāng)路面光滑屬交通事故多發(fā)路段，可通過加鋪抗滑表層等措施，恢復(fù)和改善路面的使用性能 804 原有路面加寬 鋪筑路面以前應(yīng)檢查加寬部分路基土的密實(shí)度，并視情況采取措施，使加寬部分的整體強(qiáng)度與原

38、有路面的整體強(qiáng)度相同，然后再進(jìn)行全幅補(bǔ)強(qiáng)。 805 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟1對(duì)原有公路進(jìn)行技術(shù)調(diào)查，掌握設(shè)計(jì)資料。2按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求或調(diào)查交通量的有關(guān)資料，確定公路等級(jí)、面層與基層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值與各補(bǔ)強(qiáng)層的容許拉應(yīng)力。3按本規(guī)范8010條規(guī)定的方法確定改建路段中原路面的當(dāng)量回彈模量。4擬定幾種可能的結(jié)構(gòu)組合與設(shè)計(jì)層，并確定各補(bǔ)強(qiáng)層的材料參數(shù)。5根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度。對(duì)季節(jié)性冰凍地區(qū)的潮濕、過濕路段還應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度。6根據(jù)各方案的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用的補(bǔ)強(qiáng)方案。806 原有公路的路況調(diào)查 原路面的改建工程，除按公路路線勘測規(guī)程(JTJ 061)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)查外，還應(yīng)

39、補(bǔ)充下列內(nèi)容；1年平均雙向日交通量，交通組成與交通量增長率等。2公路新建和養(yǎng)護(hù)的有關(guān)技術(shù)資料、現(xiàn)有路況、病害種類與程度、排水與積水狀況以及有無積雪、積沙等。3路面結(jié)構(gòu)、寬度、各層厚度。對(duì)瀝青混合料和基層、底基層應(yīng)按層取樣試驗(yàn)，判斷其結(jié)構(gòu)層或材料是否可以利用。4路床范圍內(nèi)路基土的壓實(shí)度、分層含水量與土質(zhì)類型等807原路面的分段在確定原路面的計(jì)算彎沉值時(shí)，應(yīng)將全線分段。分段時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：1同一路段路基的干濕類型與土質(zhì)基本相同。2在同一路段內(nèi)，各測點(diǎn)的彎沉值比較接近。若局部路段彎沉值很大，應(yīng)先進(jìn)行修補(bǔ)處理，再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。3各路段的最小長度應(yīng)與施工方法相適應(yīng)，除改建路面外，一般不應(yīng)小于500m，機(jī)