H柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第八章1一、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、路面結(jié)構(gòu)層次的選擇和組合；2、各結(jié)構(gòu)層厚度的確定；3、各結(jié)構(gòu)層的材料組成。二、設(shè)計(jì)方法：有經(jīng)驗(yàn)法（試驗(yàn)）和理論法（力學(xué)分析）1、力學(xué)模型：1）彈性半空間體；2）彈性層狀體系；（AC路面）3）粘彈性層狀體系；4）彈性地基上的板。（CC路面）2、理論解：1）層狀體系：①雙層彈性體系（有單圓式、雙圓式）②三層彈性體系（有單圓式、雙圓式）③多層體系2）彈性地基上的板：②彈性半無(wú)限地基上的板——E地基三、我國(guó)現(xiàn)行柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范：采用雙圓均布荷載作用下彈性層狀體系理論①Winkler地基上的板——K地基28.1柔性路面的損壞模式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)路面設(shè)計(jì)目標(biāo)：在使用年限內(nèi)，路面結(jié)構(gòu)性能不惡化到某一程度（大修）路面損壞三大類型：1.裂縫類（縱向、橫向、網(wǎng)狀、塊狀）2.變形類（凹、凸、車轍、搓板、推擠、擁包）3.表面缺損類（露骨、松散、剝落、坑槽、泛油）一、瀝青路面的主要損壞模式：1.沉陷：大變形。原因?yàn)槁坊臈l件差，過(guò)于濕軟，產(chǎn)生大的豎直變形。2.車轍：縱向變形。原因?yàn)楹奢d重復(fù)作用，永久變形積累，尤其是高溫下。3.推移：沿行車方向發(fā)生剪切和拉裂現(xiàn)象。原因?yàn)樗胶奢d引起。4.開(kāi)裂：疲勞變形。原因?yàn)檐囕v荷載反復(fù)作用，使瀝青結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于疲勞強(qiáng)度，加上水的影響。5.低溫縮裂和反射裂縫：沿路面縱向隔一定距離出現(xiàn)。6.松散和坑槽：大路表面集料的松動(dòng)、離散現(xiàn)象。原因?yàn)槊鎸硬牧险辰Y(jié)力不足或結(jié)合料含量少，汽車后輪的真空吸力及風(fēng)雨帶離形成坑槽。最主要的破壞模式為疲勞開(kāi)裂、低溫縮裂和車轍。3二、設(shè)計(jì)指標(biāo)：1、疲勞開(kāi)裂：以疲勞開(kāi)裂作為臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)，選擇層底拉應(yīng)力（拉應(yīng)變）作為指標(biāo)。以最大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）小于容許拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）。疲勞壽命定義：出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂前路面材料所能經(jīng)受的荷載重復(fù)作用次數(shù)。對(duì)水泥（或石灰等）穩(wěn)定類基層，其底面的最大拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）小于容許拉應(yīng)力（或拉應(yīng)變）。2、車轍（永久變形）：以車轍為臨界狀態(tài)設(shè)計(jì)方法1）采用荷載作用下路基路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)永久變形的總和小于等于永久變形量。2）或以路基頂面的豎向壓縮應(yīng)變作為指標(biāo)。3、路表回彈彎沉：路表面在荷載作用下的回彈彎沉量反映了路基路面結(jié)構(gòu)的整體剛度。試驗(yàn)表明，它同路面使用狀態(tài)間存在一定關(guān)系，回彈彎沉大，相應(yīng)的塑性變形量也大，出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂的機(jī)率高。根據(jù)路面使用狀態(tài)和使用年限要求，可以確定一次標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的路面的容許回彈彎沉量。路面以回彈彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)：上述三項(xiàng)為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)任一柔性路面都要滿足。除此之外，還有三項(xiàng)次要指標(biāo)，在特定的荷載、溫度場(chǎng)合使用，指導(dǎo)面層材料的設(shè)計(jì)。44、面層剪切：在豎直、水平荷載共同作用下，面層結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的5、面層斷裂：受緊急制動(dòng)產(chǎn)生的水平力作用時(shí)，產(chǎn)生很大的徑向拉應(yīng)力和水平向位移（推移）。6、低溫縮裂：對(duì)寒冷地區(qū)低溫時(shí)，面層材料收縮受阻產(chǎn)生的溫度應(yīng)力小于等于該溫度時(shí)材料的抗拉強(qiáng)度。8.2彈性層狀體系的應(yīng)力和位移計(jì)算一、一般概念：1、力學(xué)圖式：rzh1E1

μ1hiEi

μihnEn

μnh2E2

μ2pδδ將路基路面看作彈性層狀體系。因?yàn)閷訝铙w系和豎直荷載都對(duì)稱于荷載軸z，可以采用圓柱坐標(biāo)來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。zzdzrσzσrτzθσθτθrτrθτzrτθzτrzθdθr5在圓柱坐標(biāo)中，體系的微分單元上作用有三個(gè)法向應(yīng)力σr(徑向）、σθ（切向）、σz（豎向）及三對(duì)剪應(yīng)力τrz=τzr，τrθ=τθr，τzθ=τθz。此外，單元體還有三個(gè)位移分量：U(徑向）、V（切向）、

W（豎向）。當(dāng)作用在層狀體系表面上的荷載為軸對(duì)稱荷載時(shí)，各應(yīng)力、應(yīng)變和位移分量也對(duì)稱于對(duì)稱軸，即它們僅是r和z的函數(shù)，因而，τrθ=τθr=0，τzθ=τθz=0，三對(duì)剪應(yīng)力簡(jiǎn)化為一對(duì)；同理，切向位移V=0。2、基本假定：1）多層的，每層均質(zhì)，各向同性，無(wú)重量的線彈性材料組成。Ei,μi表示；2）最下層水平、豎向都是無(wú)限延伸的，其上各層在水平向無(wú)限，但厚度有限，為hi；3）各層分界上的應(yīng)力和位移完全連續(xù)，層間的摩阻力為零（稱滑動(dòng)體系）；4）最下層無(wú)限深處的應(yīng)力和位移均為零。當(dāng)r→∞,z→∞時(shí)，σ、ε→∞。3、應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系式：物理方程：6體系內(nèi)任一點(diǎn)的主應(yīng)力可解下列一元三次方程求得：其中：I1為第一應(yīng)力狀態(tài)不變量；I1=σr+σθ+σzI2為第二應(yīng)力狀態(tài)不變量；I3為第三應(yīng)力狀態(tài)不變量；解出三個(gè)實(shí)根σ1、σ2、σ3；且σ1>σ2>σ3，σ1為最大主應(yīng)力，σ3為最小主應(yīng)力；并按右式確定最大剪應(yīng)力：至于水平荷載作用下，屬非對(duì)稱問(wèn)題，求解更復(fù)雜，但現(xiàn)國(guó)內(nèi)外都已求得其解，且求得了在豎向、水平荷載共同作用下的解。二、彈性雙層體系解—彈性層狀體系中最簡(jiǎn)單的情況將路基看成彈性將路基看成彈性半無(wú)限體，路面結(jié)構(gòu)看成E、μ不同于路基的均質(zhì)彈性層。1、單圓圖式：zpE1、μ1E0、μ0δδr7當(dāng)求算路表面荷載中心處的彎沉W0時(shí)，r/δ=z/δ=0，彎沉系數(shù)可利用電子計(jì)算機(jī)求得μ0=0.35，μ1=0.25時(shí)的值，并繪制成諾謨圖，以便使用。2、雙圓圖式：zpE1、μ1E0、μ0δδδehr實(shí)用上已繪出μ0=0.35，μ1=0.25時(shí)的二、彈性三層體系解—彈將路基分為面層、基層和路基三個(gè)層次1、單圓圖式：zpE1、μ1E0、μ0δδrE2、μ2hHABC82、雙圓圖式：zpE1、μ1E0、μ0δδrE2、μ2hHABCδD在豎向荷載作用下：在豎向、水平荷載綜合作用下：四、應(yīng)力和位移狀況分析：2、路表彎沉：豎向應(yīng)變的總和，70~90%系由路基提供。當(dāng)各層E定時(shí)，H、h>2δ時(shí)，厚度增加對(duì)彎沉無(wú)顯著影響。一般，基層厚度對(duì)彎沉的影響比面層大，E0影響比E2大得多，E0增大20%相當(dāng)于E2增大100%的效果。1、路基應(yīng)力：路基頂面的豎向應(yīng)力σz受路面面層和基層厚度、模量的影響。增加基層的厚度或模量（特別是模量），收效比增加面層的為大?？蓞⒁?jiàn)P152圖8-18。所以要彎沉減少，提高E0為宜，其次才是E2和H。93、面層底面拉應(yīng)力σｒ1：E2對(duì)其影響極大，E2↑，σｒ1↓，H/δ↑，σｒ1↓

，當(dāng)H/δ<2時(shí)，σｒ1變化較大。4、基層底面拉應(yīng)力σｒ2：隨E2↑而增大，隨E0增大而減小，在h/δ大約0.5時(shí)，σｒ2達(dá)最大。所以面層不宜h↑=0.5δ(4-6cm）。5、路面表面最大剪應(yīng)力τmax：與面層、基層、路基模量比和厚度比有關(guān)，但影響不大，應(yīng)主要提高面層抗剪能力，或采用

E2較大的基層。8.3路面結(jié)構(gòu)層次的組合一、組合的原則和方法：不同的路面結(jié)構(gòu)組合會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)上和使用性能上的都不同的效果。層次多、厚度大的使用效果不一定就好，有時(shí)恰恰相反，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析，結(jié)構(gòu)層次的組合宜遵循下述幾方面原則：1、一般考慮：3）方便施工、便于養(yǎng)護(hù)；1）路線、路基和路面要作總體設(shè)計(jì)；要求：路基穩(wěn)定、基層堅(jiān)實(shí)、面層耐用。2）因地制宜、合理選材；4）分期修建、逐步提高；5）注意與排水設(shè)計(jì)相結(jié)合。102、按各結(jié)構(gòu)構(gòu)層的功能選選擇結(jié)構(gòu)層次次：3、按各結(jié)構(gòu)構(gòu)層的應(yīng)力分分布特性：面層：高強(qiáng)、耐磨、、熱穩(wěn)定性好好、不透水去去選擇粘結(jié)力力強(qiáng)的結(jié)合料料和高強(qiáng)集料料?；鶎樱撼兄貙?，要有有足夠強(qiáng)度、、一定剛度和和水穩(wěn)定性，，現(xiàn)在水泥或或石灰、粉煤煤灰。路基：土基回彈模量量>30MPa（高速公公路），其他他公路〉25MPa,城城市道路>20MPa穩(wěn)定路基最經(jīng)經(jīng)濟(jì)、最易辦辦到，也是最最主要的方法法是：加強(qiáng)排水和和達(dá)到要求的的壓實(shí)度。輪載作用于路路面表面，其其豎向應(yīng)力和和應(yīng)變隨深度度而遞減，所所以各層材料料的強(qiáng)度和剛剛度要求也相相應(yīng)降低。路路面各結(jié)構(gòu)層層按自上而下下，強(qiáng)度、剛剛度遞減的方方式組合。以以充分利用材材料，降低造造價(jià)。強(qiáng)度、剛度按按深度遞減時(shí)時(shí)注意各結(jié)構(gòu)構(gòu)層之間的E不能相差太太大，否則上上層底面將出出現(xiàn)較大拉應(yīng)應(yīng)力，引起開(kāi)開(kāi)裂?；鶎油鎸拥幕貜棌椖Ａ勘炔粦?yīng)應(yīng)小于0.3，土基與基基層的模量比比應(yīng)為0.08~0.4。4、要顧及各各結(jié)構(gòu)層本身身的結(jié)構(gòu)特性性及與相鄰層層次的互相影影響：保持層間結(jié)合合緊密，避免免產(chǎn)生滑移。。以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體性和和應(yīng)力分布的的連續(xù)性。5、考慮水溫溫狀況的影響響：選基層材料要要慎重，在潮潮濕和中濕路路段，應(yīng)選水水溫穩(wěn)定性好好的材料，在在冰凍地區(qū)還還有防凍要求求，對(duì)路面有有最小防凍厚厚度要求，見(jiàn)見(jiàn)P159表表8-2。6、適當(dāng)?shù)膶訉訑?shù)和厚度：：層數(shù)多能充分分利用材料，，但可能引起起施工及材料料制備困難，，所以不能過(guò)過(guò)多；層厚，，除考慮受力力外，有總厚厚度要求，層層厚過(guò)大時(shí)，，應(yīng)分層施工工，自上而下下，宜由薄到到厚。11二、路面結(jié)構(gòu)構(gòu)組合示例：：公路名稱沈大高速公路滬寧高速公路廣佛高速公路累計(jì)軸次（萬(wàn)次）180028001900面層（cm）5中粒+5粗粒+5瀝碎4中粒+6粗粒+6瀝碎4中粒+5粗粒+6瀝碎基層（cm）20水泥砂礫（礦渣）30二灰碎石25水泥碎石底基層（cm）15~39砂礫（礦渣)30二灰土28水泥土8.4以以彎沉為設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)的路面面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)計(jì)算方法我國(guó)現(xiàn)行柔性性路面設(shè)計(jì)方方法是以雙圓圓豎向均布荷荷載作用下的的彈性層狀體體系理論，以以路表彎沉值值作為路面整整體剛度的控控制指標(biāo)。對(duì)對(duì)高等級(jí)路面面（瀝青混凝凝土面層、半半剛性材料基基層和底基層層）要驗(yàn)算層層底拉應(yīng)力；；對(duì)常受水平平荷載作用的的停車站、交交叉口等路段段還要驗(yàn)算剪剪應(yīng)力。一、設(shè)計(jì)彎沉沉值的確定：：輪載作用下雙雙輪輪隙中心心e處的路表表回彈彎沉值值大小，反映映了路基路面面結(jié)構(gòu)的整體體承載能力。?；貜棌澇林抵档拇笮⊥撛撀访娼Y(jié)構(gòu)的的累計(jì)荷載重重復(fù)作用次數(shù)數(shù)（即使用壽壽命）成反比比。為此，需需要了解路面面結(jié)構(gòu)在使用用期內(nèi)的彎沉沉變化規(guī)律及及其與路面結(jié)結(jié)構(gòu)損壞狀態(tài)態(tài)的關(guān)系。121、路表彎沉沉的變化規(guī)律律：P161圖8-29表明明路表面竣工工后彎沉變化化曲線，l0為竣工后第一一年最不利季季節(jié)彎沉，從從圖看出，路路表面的彎沉沉變化過(guò)程分分三個(gè)階段：：第一階段：路面竣工后一一、二年。由由于交通的荷荷載的壓密作作用以及半剛剛性基層材料料的強(qiáng)度增長(zhǎng)長(zhǎng)，路表彎沉沉逐漸減小，，大致在竣工工后第二年達(dá)達(dá)最小值。第二階段：路面竣工后兩兩至四年。由由于在交通荷荷載的充分作作用、水溫狀狀況變化以及及材料不均等等因素影響下下，路面結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)部的微觀觀缺陷因局部部范圍的應(yīng)力力集中而擴(kuò)展展，形成小范范圍的局部破破損，使結(jié)構(gòu)構(gòu)整體剛度下下降、彎沉增增加。此階段段以彎沉不斷斷增大為主要要特征。第三階段：路面竣工后三三、四年至路路面達(dá)極限破破壞狀態(tài)。由由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部部缺陷附近局局部區(qū)域積蓄蓄的高密度能能量，已通過(guò)過(guò)前階段缺陷陷的擴(kuò)展而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移，形成新新的能量平衡衡，路面結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體剛度度達(dá)成較低水水平的新的相相對(duì)穩(wěn)定，路路表彎沉進(jìn)入入一個(gè)比較穩(wěn)穩(wěn)定的緩慢變變化階段，即即結(jié)構(gòu)疲勞破破壞的穩(wěn)定發(fā)發(fā)展階段，一一直延續(xù)至結(jié)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞勞破壞。2、使用期末末不利季節(jié)的的路表回彈彎彎沉：將使用期末不不利季節(jié)，在在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸軸載作用下容容許出現(xiàn)的最最大回彈彎沉沉值定義為容容許彎沉值lR。3、設(shè)計(jì)彎沉沉值：由于竣工后第第一年最不利利季節(jié)的彎沉沉值與最大剛剛度狀態(tài)所對(duì)對(duì)應(yīng)的彎沉值值較接近，故故將l0作為路面設(shè)計(jì)計(jì)彎沉ld。即:ld=l0=lR/ATAT為相對(duì)彎沉變變化系數(shù)，AT≈1.2013根據(jù)多年觀測(cè)測(cè)調(diào)查資料的的分析綜合，，可由容許彎彎沉值與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載累計(jì)作作用次數(shù)的關(guān)關(guān)系式，進(jìn)一一步推得不同同公路等級(jí)、、不同面層和和基層類型時(shí)時(shí)設(shè)計(jì)彎沉的的計(jì)算公式：：式中：ld路面設(shè)計(jì)彎沉沉值（0.01mm）；；Ne：設(shè)計(jì)年限內(nèi)內(nèi)一個(gè)車道上上累計(jì)當(dāng)量軸軸次；Ac：公路等級(jí)系系數(shù)，高速公公路、一級(jí)公公路為1.0，二級(jí)公路路為1.1，，三、四級(jí)公公路為1.2；As：面層類型系系數(shù)，瀝青混混凝土面層為為1.0，熱熱拌瀝青碎石石、上拌下貫貫或貫入式路路面為1.1，瀝青表面面處治為1.2，中、低低級(jí)路面為1.3；Ab：基層類型系系數(shù)，對(duì)半剛剛性基層、底底基層總厚度度等于或大于于20cm時(shí)時(shí)為1.0，若為面層層與半剛性基基層間設(shè)置等等于或小于15cm級(jí)配碎石層、、瀝青貫入碎碎石或?yàn)r青碎碎石的半剛性基層時(shí)時(shí)，可取1.0，柔性基基層、底基層層時(shí)取1.6，當(dāng)柔性基基層厚度大于于15cm、、底基層為半半剛性下臥層層時(shí)，可取1.6。二、軸載換算算：車輛的類型不不同，它們的的軸載也不相相同，在計(jì)算算累計(jì)當(dāng)量軸軸次時(shí)，需將將各級(jí)軸載換換算成標(biāo)準(zhǔn)軸軸載。1、當(dāng)計(jì)算路路表彎沉和驗(yàn)驗(yàn)算瀝青層層層底拉應(yīng)力時(shí)時(shí)：Pi：被換算車型的的各級(jí)（單根根）軸載（KN）；從大大于25KN計(jì)起。14N：標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)當(dāng)量軸次（次次/天）；P：標(biāo)準(zhǔn)軸載（KN）；ni：被換算車型的的各級(jí)軸載作作用次數(shù)（次次/天）；C1,i：被換算車型各各級(jí)軸載的軸軸數(shù)系數(shù)。當(dāng)當(dāng)軸間距大于于3m時(shí)，按按單獨(dú)的一個(gè)個(gè)軸計(jì)算，軸軸數(shù)系數(shù)即為為軸數(shù)m；當(dāng)當(dāng)軸間距小于于3m時(shí)，按按雙軸或多軸軸計(jì)算，軸數(shù)數(shù)系數(shù)為C1,i=1+1.2(m-1);C2,i：被換算軸載的的輪組系數(shù)。。單輪組為6.4，雙輪輪組為1.0，四輪組為為0.38。。2、當(dāng)進(jìn)行半半剛性基層層層底拉應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)：C1,i'：被換算車型各各級(jí)軸載的軸軸數(shù)系數(shù)。當(dāng)當(dāng)軸間距大于于3m時(shí)，按按單獨(dú)的一個(gè)個(gè)軸計(jì)算，軸軸數(shù)系數(shù)即為為軸數(shù)m；當(dāng)當(dāng)軸間距小于于3m時(shí)，按按雙軸或多軸軸計(jì)算，軸數(shù)數(shù)系數(shù)為C1,i'=1+2(m-1);C2,i'：被換算軸載的的輪組系數(shù)。。單輪組為18.5，雙雙輪組為1.0，四輪組組為0.09。上述軸載換算公式僅適用于單軸軸載小小于130KN的軸載換換算。見(jiàn)P164例例題8.3。。15由于車道數(shù)和和車道寬度不不同，車輪輪輪跡在橫向分分布的頻率也也不同，即路路面橫向各點(diǎn)點(diǎn)實(shí)際所受軸軸載重復(fù)作用用次數(shù)也隨車車道數(shù)、車道道寬度增加而而減少，所以以引人車道系系數(shù)η來(lái)考慮這一影影響。η值可查P164表8-5。所以，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)一一個(gè)車道上累累計(jì)當(dāng)量軸次次Ne可參照下式計(jì)計(jì)算：Ne：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一一個(gè)車道上累累計(jì)當(dāng)量軸次次（次）；t：設(shè)計(jì)年限(a),參見(jiàn)見(jiàn)表8-1；；N1：路面竣工后第第一年的平均均日當(dāng)量軸次次（次/d））；Nt：設(shè)計(jì)年限最后后一年的平均均日當(dāng)量軸次次（次/d））；γ：設(shè)計(jì)年限內(nèi)交交通量的平均均年增長(zhǎng)率（（以小數(shù)計(jì)））；η：車道系數(shù)，參參見(jiàn)表8-5。三、綜合修正正系數(shù)：通常理論計(jì)算算值與實(shí)測(cè)彎彎沉值之間存存在一定的偏偏差。原因?yàn)闉槁访娌牧喜⒉⒎蔷€彈性體體，為此引入入一修正系數(shù)數(shù)F:16由大量試驗(yàn)得得綜合修正系系數(shù)F同路面面實(shí)際彎沉值值、土基回彈彈模量值及輪輪載參數(shù)（p、δ）有關(guān)。由此，彈性三三層體系表面面的回彈彎沉沉為：由于上兩式中中包含了F，，而F又含有有l(wèi)s，故計(jì)算時(shí)時(shí)需用試算法法。先定一個(gè)個(gè)ls′,算出F，再再按上式求出出l，如ls′與ls相差較大，，則重新假定定ls′反復(fù)計(jì)算，直直到兩者相近近為止。當(dāng)然然也可將F代代入上式，直直接解出ls:例題：已知p=0.7MPa,δ=10.65cm,E1=1500MPa,E2=700MPa,E0=45MPa,h1=10cm,lR=0.072cm,求求h2。解：17四、多層路面面換算：對(duì)于多層體系系可用電子計(jì)計(jì)算機(jī)求解，，當(dāng)條件不具具備時(shí)，可換換算為三層（（或雙層）體體系計(jì)算。進(jìn)進(jìn)行等效換算算。1、等效路表表回彈彎沉的的結(jié)構(gòu)層換算算：E0HE2h1E1h2E2

μ2h1E1

μ1Hn-1En-1

μn-1E0

μ0……2、等效中層層底面彎拉應(yīng)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)層層換算：h2E2

μ2h1E1

μ1Hn-2En-2

μn-2E0

μ0……Hn-1En-1

μn-1E0Hn-1En-1H1En-2183、等效上層層底面彎拉應(yīng)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)層層換算：E0H2Ej+1H1EjHn-1En-1

μn-1h2E2

μ2h1E1

μ1Hj+1Ej+1

μj+1E0

μ0…………HjEj

μj例題：一五層層體系，請(qǐng)換換算成三層體體系,以便便計(jì)算路面彎彎沉值和第一一、第二、第第四層層底拉拉應(yīng)力，求h。層位五層體系表面彎沉第一層層底拉應(yīng)力第二層層底拉應(yīng)力第四層層底拉應(yīng)力E(MPa)h(cm)EhEhEhEh115006.515006.515006.5800?17.61500?29.8280010800?30.54800?21.42350010500?19.26425020250205353535353519五、路基土E0和路面材料Ei的回彈模量值值：常用承載板試試驗(yàn)和抗壓試試驗(yàn)得到的荷荷載—回彈變變形關(guān)系確定定。1、路基土回回彈模量值E0：除了受加荷荷方式和應(yīng)力力狀態(tài)等因素素影響外，主主要取決于土土的類型和性性質(zhì)以及土的的濕度和密實(shí)實(shí)度。路面設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在在最不利季節(jié)節(jié)通過(guò)實(shí)測(cè)確確定回彈模量量值，但在路路基尚未修建建的情況下，，只能通過(guò)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)估定。。2、路面材料料回彈模量值值Ei：受材料來(lái)源源及組成、施施工工藝、氣氣候和水文條條件等影響，，所以應(yīng)視現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的具體條條件測(cè)試確定定。對(duì)高等級(jí)道路路，在初設(shè)階階段，應(yīng)對(duì)擬擬選材料通過(guò)過(guò)試驗(yàn)確定；；而在工程可可行性研究和和其他等級(jí)道道路的初設(shè)階階段，可參見(jiàn)見(jiàn)P171表表8-8。進(jìn)行路面厚度度設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)對(duì)于瀝青混合合料應(yīng)采用20o時(shí)的抗壓回彈彈模量；對(duì)于于半剛性材料料中水泥穩(wěn)定定粒料或細(xì)粒粒料，采用齡齡期為三個(gè)月月的抗壓回彈彈模量；而對(duì)對(duì)于石灰粉煤煤灰穩(wěn)定粒料料或細(xì)粒料、、以及石灰穩(wěn)穩(wěn)定類材料，，則應(yīng)采用齡齡期為六個(gè)月月的抗壓回彈彈模量。20一、路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層的拉應(yīng)力力驗(yàn)算：結(jié)構(gòu)層最大的的拉應(yīng)力小于于等于結(jié)構(gòu)層層材料的容許許拉應(yīng)力。σｒ≤σR8.5路路面結(jié)構(gòu)層的的應(yīng)力驗(yàn)算及及防凍厚度檢檢驗(yàn)1、結(jié)構(gòu)層的的拉應(yīng)力計(jì)算算：2、多層路面面換算：見(jiàn)課件18-19頁(yè)。3、結(jié)構(gòu)層的的計(jì)算模量和和強(qiáng)度：進(jìn)行結(jié)構(gòu)層拉拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)時(shí)，各層模量量均采用抗壓壓回彈模量。。對(duì)于瀝青混混凝土，應(yīng)為為15o時(shí)的抗壓回彈彈模量和劈裂裂強(qiáng)度，水泥泥穩(wěn)定類材料料，為齡期90天的劈裂裂強(qiáng)度，對(duì)于于二灰穩(wěn)定類類和石灰穩(wěn)定定類材料，為為齡期180天的劈裂強(qiáng)強(qiáng)度。4、結(jié)構(gòu)層材材料的容許應(yīng)應(yīng)力σR：Ks為抗拉強(qiáng)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)數(shù)。根據(jù)室內(nèi)內(nèi)試驗(yàn)和路況況調(diào)查結(jié)果由由下列各式定定。Aα為瀝青混凝土土級(jí)配類型系系數(shù)。細(xì)、中中粒式為1.0，粗粒式式為1.1。。211、破壞面上上剪應(yīng)力和正正應(yīng)力計(jì)算：：由莫爾強(qiáng)度理理論定。二、路面結(jié)構(gòu)構(gòu)層的剪應(yīng)力力驗(yàn)算：在車輪垂直和和水平荷載共共同作用下，，破壞面上的的剪應(yīng)力小于于等于路面材材料的容許剪剪應(yīng)力。τα≤τRτm由諾謨圖圖求得Τm(0.3)。水平荷載q=fp,其中中f為摩擦系系數(shù)，對(duì)停車車場(chǎng)、交叉口口等緩慢制動(dòng)動(dòng)地點(diǎn)為0.2，對(duì)偶然然的緊急制動(dòng)動(dòng)為0.5；；此時(shí)f不等等于0.3；；所以須換算算：2、面層材料料的抗剪強(qiáng)度