道路工程路面設計

道路工程主講老師xxxx工業(yè)大學土水學院2023/3/23道路工程2第六章路面設計與施工§6-1概述§6-2瀝青路面設計§6-3水泥路面設計§6-4路面施工技術2023/3/23道路工程3一.路面結構組成面層面層是直接同行車和大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷載的垂直力、水平力荷沖擊力的作用，同時還受到水分的侵蝕荷氣溫變化的影響。材料?；鶎游挥诿鎸右韵录奥坊陨希饕惺苡擅鎸觽鱽淼能囕v的垂直荷載，并將其擴散到下面的墊層和土基中去。墊層介于土基和基層之間，用來改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層及基層強度、剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫變化的不良影響。材料?！?-1概述2023/3/23道路工程4二.路基路面應具備基本性能：

一.承載能力

二.穩(wěn)定性

三.耐久性

四.表面平整度

五.表面抗滑性能工程特點§6-1概述2023/3/23道路工程5三.路面及面層類型：

按材料分類

按力學特性瀝青路面水泥路面粒料路面塊料路面復合路面柔性路面剛性路面半剛性路面§6-1概述2023/3/23道路工程6瀝青路面設計的任務：根據(jù)公路使用要求以及水文、地質(zhì)、氣候等自然條件，交通條件，當?shù)刂凡牧霞笆┕l件，設計確定技術經(jīng)濟合理的路面結構。以保證路面在預定的使用期限內(nèi)，既能適應當?shù)刈匀画h(huán)境條件，又能滿足行車的使用要求。路面設計內(nèi)容：選擇適當?shù)穆访娌牧?，進行材料配合比設計并確定設計參數(shù)，路面結構組合設計，路面厚度計算以及不同路面結構方案的比選。路面設計方法的發(fā)展：第一代古典理論設計法——唐氏公式第二代以土基強度為基礎的經(jīng)驗設計法——CBR法第三代以路用性能為基礎的經(jīng)驗設計法——AASHTO法第四代力學-經(jīng)驗設計法——SHELL法、AI法§6-2瀝青路面設計2023/3/23道路工程7

一.基本假設與解題方法假定:1.各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性，且為小應變。2.最下層在水平方向和垂直方向為無限大，其上各層厚度為有限厚、水平方向為無限大。3.各層在水平方向無限遠處以及最下層無限深處，其應力應變和位移為零4.層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱連續(xù)體系），或者層間僅豎向應力和豎向位移連續(xù)且無摩阻力（滑動體系）5.不計自重§6-2瀝青路面設計2023/3/23道路工程8二.路面結構層組合設計1．適應行車荷載作用的要求各結構層應按強度和剛度自上而下遞減的規(guī)律安排，以使各結構層材料的效能得到充分發(fā)揮?；鶎优c面層的模量比應不小于0.3，土基與基層或底基層的模量比宜為0.08-0.40。2．在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好基層一般應選擇水穩(wěn)性好的材料。在季節(jié)性冰凍地區(qū)，設置防止凍脹和翻漿的墊層。路面總厚度滿足防凍厚度的要求。3.考慮結構層的特點面層耐久、基層堅實、土基穩(wěn)定的要求，因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護。2023/3/23道路工程9三.瀝青路面厚度設計

1.按彎沉為控制指標計算圖式·δ2δ2δrh1h2hn-1E1E2En-1En=E0·§6-2瀝青路面設計2023/3/23道路工程10

理論值由于計算模型等幅面大原因與實際值存在差異，由實測資料建立兩者之間的關系：Ls=1000·αc·F2pδE0表達式：Ls=F×L其中：F=1.63（Ls/2000δ）0.38（E0/P)0.36三.瀝青路面厚度設計2023/3/16道路工程程112.按拉應力力為控制制指標計算模式式如下：：δ2δ2δrh1h2hn-1E1E2En-1En=E0········三.瀝青路面厚度設計計2023/3/16道路工程12瀝青路面除以彎沉沉為控制指標外，，還要驗算路面面結構層的拉應力力：σm≤σR結構層材料容許拉拉應力σR是最大疲勞應力其中：（1）關于σR的計算σR=σsp/KsσR----結構層材料容許拉拉應力σsp----結構層材料的極限限抗拉強度Ks-----抗拉強度結結構系數(shù)2023/3/16道路工程13Ks的計算：（1）對瀝青混混凝土Ks=0.09AaNe0.2/Ac（2）對無機結結合料穩(wěn)定定集料類Ks=0.35Ne-0.2/Ac（3）對無機結合料料穩(wěn)定土類Ks=0.45Ne-0.2/Ac（4）對貧混凝土Ks=0.51Ne-0.07/Ac其中：Aa----瀝青混合料級配配系數(shù)Ac----公路等級系數(shù)（2）關于σm=pσm2023/3/16道路工程143.軸載換算（1）以容許彎沉為為設計標準（a）以彎沉為設計計指標，驗算瀝瀝青層層底拉應應力的軸載換算算式：（b）驗算半剛性基基層層底拉應力力的軸載換算式式N=∑C’1C’2ni（Pi/P）8N=∑C1C2ni（Pi/P）4.352023/3/16道路工程154.設計年限累