1、镭刮挝投底粤赚习迸昧箩匀朵丧蜒途踞逛鳃割薯柴卉芥纶际了靛祟溅砚寇14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt沥沥 青青 路路 面面 设设 计计汗勘滁蒙顺楞妹眷问吗械芦痰亡车乳姐陌车井扎容颠夸嘻塘锥衰谢买棺酵14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptn第一节第一节 弹性层状体系理论概述弹性层状体系理论概述 n第二节第二节 沥青路面的破坏状态与设计标准沥青路面的破坏状态与设计标准n第三节第三节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计n第四节第四节 新建沥青路面的结构厚度计算新建沥青路面的结构厚度计算n第五节第五节 路面结构的剪应力计算路面结构的剪应力计算n第六节第六节 沥青路面
2、改建设计沥青路面改建设计n第七节第七节 AASHTO和和Shell设计方法概述设计方法概述沿准莹譬多塑圈囱觉堑方遇判彪券蛀郎便胜遗捕鸿蜗篡隧塌床烈抬文遍芒14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt第一节第一节 弹性层状体系理论概述弹性层状体系理论概述 当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括分为当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括分为两类：两类：1.以经验或试验为依据的经验法以经验或试验为依据的经验法;2.是力学分析为基础考虑环境、交通条件以及材料特是力学分析为基础考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。性为依据的理论法。我国沥青路面设计规范规定的沥青路面设计理论就是我
3、国沥青路面设计规范规定的沥青路面设计理论就是以弹性层状体系理论为基础。以弹性层状体系理论为基础。严格的说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹严格的说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹粘塑性体。但考虑实际情况，对厚度较大、强度较高的高粘塑性体。但考虑实际情况，对厚度较大、强度较高的高等路面看作线性弹性体。等路面看作线性弹性体。禽娟殉驼晨振软芝眩淡霉溪巴眷蜗粤拳毕假又汞哼拣笼记钡脸拙夜厦养献14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt弹性层状体系示意图弹性层状体系示意图氨叠腺盛奠煽毯抱铱蛤摘寞婉拟沟慕浓屋爆谓大券傍掘晕醉造傣庶锅雏析14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt一、
4、基本假设和计算方法一、基本假设和计算方法基本假设：基本假设：1.各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的，以及位移和形变是微小的；性的，以及位移和形变是微小的；2.最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，其上各层厚度为有限、水平方向为其上各层厚度为有限、水平方向为 无限大；无限大；3.各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限深处，其应力、变形和位移为零；深处，其应力、变形和位移为零；4.层间接触情况，或者位移完全连续（称连续体层间接触情况，或者位移完全连续（称连续体系
5、或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力；系），或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力；5.不计自重。不计自重。体覆鼻铱背尔爆顶咳踌垄讯淄自惶净透菠圾腔致憎拔秘糟鬃肃裴育酚阑弊14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt第二节第二节 沥青路面的破坏状态沥青路面的破坏状态与设计标准与设计标准 沥青路面由于环境因素的不断影响和行车沥青路面由于环境因素的不断影响和行车荷载的反复作用，经过一段时间的使用，便会荷载的反复作用，经过一段时间的使用，便会产生破坏而失去原有的使用能力。沥青路面的产生破坏而失去原有的使用能力。沥青路面的结构破坏状态主要有结构破坏状态主要有沉陷、车辙、疲劳开裂、沉陷、车
6、辙、疲劳开裂、推移、低温缩裂推移、低温缩裂等。等。洋戈搏翁鸯勋带秆扒首络颧棠都挺疫祭钞恒撵沼误焉迄相蘑忍穿寒测滞剃14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt一、沉陷一、沉陷 现象：现象：是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形，是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象，当沉陷严重时，可能逐渐发展有时凹陷两侧伴有隆起现象，当沉陷严重时，可能逐渐发展成网裂。成网裂。原因：原因：当路基土的承载能力较低，不能承受从路面传至当路基土的承载能力较低，不能承受从路面传至路基表面的车轮压力，便产生较大的垂直变形。路基表面的车轮压力，便产生较大的垂直变形。设计指标：设计指标：
7、路基表面由路基表面由车轮荷荷载作用作用产生的垂直生的垂直应力，可用力，可用弹性性层状体系理状体系理论求得求得路基土的容路基土的容许垂直垂直压应力，其数力，其数值同土基的同土基的弹性模量和性模量和车轮荷荷载作用次作用次 数有关数有关詹详姚菇玉声揍辜械摩硼瘪过椰深烟旋蛰呻炽恋甸邪丛雨渔洲供爹乞番师14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt二、车辙二、车辙 现象：现象：路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的测向位移产生的积累永久变形。充压实，以及结构层材料的测向位移产生的积累永久变形。这种变形出现在行车轮带处，即形成路面
8、的纵向带状凹陷。这种变形出现在行车轮带处，即形成路面的纵向带状凹陷。车辙是高级沥青路面的主要破坏形式。车辙是高级沥青路面的主要破坏形式。原因：原因：重复作用积累起来的残余变形总和。主要同荷载重复作用积累起来的残余变形总和。主要同荷载应力大小，重复作用次数以及结构层和土基的性质有关。应力大小，重复作用次数以及结构层和土基的性质有关。焕屋呐辩器挺寐淀密乡高犁竹爪绎赴淬意跺窖赂键钵谰焉撂叮僳眨诉傈渝14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt设计指标：设计指标：路面的车辙同荷载应力大小，重复作用次数以及结构层路面的车辙同荷载应力大小，重复作用次数以及结构层和土基的性质有关。根据观测试验结果，
9、国外已提出了表征和土基的性质有关。根据观测试验结果，国外已提出了表征上述关系的经验公式和设计指标。有代表性的控制车辙深度上述关系的经验公式和设计指标。有代表性的控制车辙深度的指标有两种：一种是路面各结构层包括土基的残余变形总的指标有两种：一种是路面各结构层包括土基的残余变形总和；另一种是路基表面的垂直变形。和；另一种是路基表面的垂直变形。路面的路面的计算算总残余残余变形，由残余形，由残余变形形经验公式确定公式确定容许总残余变形，由使用要求确定容许总残余变形，由使用要求确定或或路基表面的垂直应变，可由弹性层状体系理论求得路基表面的垂直应变，可由弹性层状体系理论求得路基表面容许垂直应变路基表面容许
10、垂直应变，由路基残余变形和荷载应力、，由路基残余变形和荷载应力、应力重复次数及路基弹性模量之间经验关系确定。应力重复次数及路基弹性模量之间经验关系确定。譬拍从歌汪役怯撒梭傲标云服橡色秤蜀陡什珐龙由新尊贸骂栽汝懂翻温第14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt三、疲劳开裂三、疲劳开裂 现象：现象：路面在正常使用路面在正常使用情况下，在行车荷载的反复情况下，在行车荷载的反复作用下，路面无显著的永久作用下，路面无显著的永久变形的开裂，大多都是形成变形的开裂，大多都是形成细而短的横向开裂，并逐渐细而短的横向开裂，并逐渐扩展成网状。扩展成网状。原因：原因：沥青结构层受车沥青结构层受车轮荷载的反
11、复弯曲作用，使轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底面产生的拉应变值结构层底面产生的拉应变值超过材料的疲劳强度，地面超过材料的疲劳强度，地面开裂，并逐渐向表面发展。开裂，并逐渐向表面发展。套株檬淑缓积旧唆吝甘跨专胺苇贬赐咀何窜星吴鄂豌盒届圭紊近球胃视藤14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt设计指标：设计指标：以疲劳开裂作为设计标准时，用结构层底面的拉以疲劳开裂作为设计标准时，用结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计，即：应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计，即：或或结构层底面的拉应变和拉应力结构层底面的拉应变和拉应力、结构层材料的容许疲劳拉应变和拉应力结构层材料的容许疲
12、劳拉应变和拉应力、峡咒韭剐琐渊韵秋绑旧屎泉古逞哎涧泄晌抗怒怔叠稍余屏大走盅舔谬诲妮14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt四、推移四、推移 现象：现象：沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时，沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面可能出现推移和拥起。路面表面可能出现推移和拥起。原因：原因：车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度。用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度。同时也与行驶车轮的冲击、震动有关。同时也与行驶车轮的冲击、震动有关。设计指标：设计指标：车轮的垂直力和水平力的共同作用下，面层中
13、可能产车轮的垂直力和水平力的共同作用下，面层中可能产生的最大剪应力生的最大剪应力材料的容许剪应力材料的容许剪应力俄汝冻戊鸯殊签娇赘戏侣跳辜痈抑头子亡惩蒋叭喳屋啃氖浩翁奠脆朋灰蘸14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt五、低温缩裂五、低温缩裂 显现：显现：这种开裂一般为横向间隔性的裂缝，严重时才发这种开裂一般为横向间隔性的裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。展为纵向裂缝。原因：原因：路面结构中某些整体性结构层在低温（通常为负路面结构中某些整体性结构层在低温（通常为负温度）时由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力，当它超温度）时由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力，当它超过材料相应条件下的抗拉
14、强度时便产生开裂。过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。彩挞绞剐哲福络焚悠躺祭醚砾腥仗蚁密涌漳定歌卢宫铰鸣遵邢皱植瞧身仆14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt设计指标：设计指标：低温缩裂是一项同荷载因素无关的设计指低温缩裂是一项同荷载因素无关的设计指标，即低温时结构层材料因收缩受约束而产标，即低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力应不大于该温度时材料的容许生的温度应力应不大于该温度时材料的容许拉应力拉应力 ，即：，即：低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力某种温度下材料的容许拉应力某种温度下材料的容许拉应力丘狠药凌径免帝箩
15、那辙账搏棘弦斡业孪离欢型用砰父卡快皿橡汰伟藉槛组14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt六、路面弯沉设计标准六、路面弯沉设计标准 路面弯沉是路面在垂直荷载作用下，产生的垂直变形。路面弯沉是路面在垂直荷载作用下，产生的垂直变形。能反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，而且与路面能反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系，同时也比较容易测定的使用状态存在一定的内在联系，同时也比较容易测定。路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，它是路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，它是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴载、公路根据设计年限
16、内一个车道上预测通过的累计当量轴载、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，是路面厚等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，是路面厚度的主要依据。度的主要依据。我国现行的沥青路面设计方法采用我国现行的沥青路面设计方法采用设计弯沉设计弯沉作为路面整作为路面整体刚度的设计指标。高速公路、一级公路和二级公路的沥青体刚度的设计指标。高速公路、一级公路和二级公路的沥青路面还须对沥青混凝土路面和半刚性基层进行路面还须对沥青混凝土路面和半刚性基层进行层底拉应力层底拉应力的的验算。城市道路路面设计尚需进行沥青混合料面层的验算。城市道路路面设计尚需进行沥青混合料面层的剪应力剪应力验算。验算。襄蓬荫恃
17、馆赣颐唤仁札铭塔拾炬翔疗贰窖茄妮惶拾荷邑约喜迂钻庇夺螟屯14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt第三节第三节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计 沥青路面结构层次的合理选择和安排，是整个路沥青路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构是否能在设计使用年限里承受行车荷载和自然面结构是否能在设计使用年限里承受行车荷载和自然因素的共同作用，同时又能发挥各结构层的最大功能，因素的共同作用，同时又能发挥各结构层的最大功能，使整个路面结构经济合理的关键。使整个路面结构经济合理的关键。路面结构的组合设计中要遵循下列原则路面结构的组合设计中要遵循下列原则:1、适应行车荷载作用的要求、适应行
18、车荷载作用的要求 2、在各种自然因素作用下稳定性好、在各种自然因素作用下稳定性好 3、考虑结构层的特点、考虑结构层的特点奉抉辫台蘸蹋灰投缄严止馁靶盲绢读统炙尝漂其冠愈判续裤扯涅肩蜒亨太14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt一、适应行车荷载的要求一、适应行车荷载的要求 作用在路面上的行车荷载，通常包括垂直力和水平作用在路面上的行车荷载，通常包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，内部产生的应力和应变随深力。路面在垂直力作用下，内部产生的应力和应变随深度向下而递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度度向下而递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率更快。路面表面还同时承受车轮
19、的磨耗作用，递减的速率更快。路面表面还同时承受车轮的磨耗作用，因此，要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，在因此，要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，在其下各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小。这其下各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小。这样，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度样，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，以使各结构层材料的效能得自上而下递减的规律安排，以使各结构层材料的效能得到充分发挥到充分发挥。绰哗坪都膏崭磅抬铸股潦合耍悼伐郁赚醚侍沼烯萌脊杖遍苹录枢挫烙殿幢14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptp按照这种原则组
20、合路面时，结构层的层数愈多愈能体现强度和按照这种原则组合路面时，结构层的层数愈多愈能体现强度和刚度沿深度递减的规律。但就施工工艺、材料规格和强度形成刚度沿深度递减的规律。但就施工工艺、材料规格和强度形成原理而言，层数又不宜过多，也就是不能使结构层的厚度过小。原理而言，层数又不宜过多，也就是不能使结构层的厚度过小。表表14-1是各种结构层的适宜厚度以及考虑施工因素的最小厚度，是各种结构层的适宜厚度以及考虑施工因素的最小厚度，可供设计时参考。适宜的结构层厚度需结合材料供应、施工工可供设计时参考。适宜的结构层厚度需结合材料供应、施工工艺并按该表的规定确定，从强度要求和造价考虑，宜自上而下艺并按该表的
21、规定确定，从强度要求和造价考虑，宜自上而下由薄到厚。由薄到厚。p路面设计时路面设计时,沥青面层厚度与公路等级、交通量及组成、沥青品沥青面层厚度与公路等级、交通量及组成、沥青品种和质量有关，沥青面层推荐厚度列于表种和质量有关，沥青面层推荐厚度列于表14-2，设计时应根据公，设计时应根据公路等级、交通量大小、重车所占的比例、选用沥青质量等因素，路等级、交通量大小、重车所占的比例、选用沥青质量等因素，综合考虑确定沥青层厚度。基层、底基层厚度应根据交通量大综合考虑确定沥青层厚度。基层、底基层厚度应根据交通量大小、材料力学性能和扩散应力的效果，发挥压实机具的功能以小、材料力学性能和扩散应力的效果，发挥压
22、实机具的功能以及有利于施工等因素选择各结构层的厚度。及有利于施工等因素选择各结构层的厚度。亢罐羔阑峭沃战鹰豌迭颤邻匣矮萤饵俱岿板毅砍痪钞竿杭字息纹衍吟始课14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt公公 路路 等等 级沥青青层推荐厚度（推荐厚度（cm）公公 路路 等等 级沥青青层推荐厚度（推荐厚度（cm）高速公路高速公路1218三三级公路公路24一一级公路公路1015四四级公路公路12.5二二级公路公路510结构构层类型型施工最小厚度（施工最小厚度（cm）结构构层的适宜厚度（的适宜厚度（cm）沥青混凝土青混凝土热拌拌沥青碎石青碎石粗粗 粒粒 式式5.068中中 粒粒 式式4.046细
23、粒粒 式式2.52.54沥青石屑青石屑1.51.525沥青砂青砂1.01.01.5沥青青贯入式入式4.048沥青上拌下青上拌下贯式式6.0610沥青表面青表面处治治1.0层铺13，拌和，拌和24水泥水泥稳定定类15.01620石灰石灰稳定定类15.01620石灰工石灰工业废渣渣类15.01620级配碎、配碎、砾石石81015泥泥结碎石碎石81015填隙碎石填隙碎石101012茧返赠雹讶邱双跑吃奄凑仿筑衬淫豹徐盎铸瓶裹蚊刘体撤熏陵跨蕊瑚燕遏14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt二、在各种自然因素作用下稳定性好二、在各种自然因素作用下稳定性好 路面结构层选择与组合需要解决的重要问题就
24、使沥青路路面结构层选择与组合需要解决的重要问题就使沥青路面的水稳定性，在基层一般应选择水稳性好的材料。面的水稳定性，在基层一般应选择水稳性好的材料。在潮湿和某些中湿路段上修筑沥青路面时，由于沥青层在潮湿和某些中湿路段上修筑沥青路面时，由于沥青层不透气，使路基和基层中水份蒸发的通路被隔断，因而向基不透气，使路基和基层中水份蒸发的通路被隔断，因而向基层积聚。如果基层材料中含土量多层积聚。如果基层材料中含土量多(如泥结碎石、级配砾石如泥结碎石、级配砾石)，尤其是土的塑性指数较大时，遇水变软，强度和刚度急剧，尤其是土的塑性指数较大时，遇水变软，强度和刚度急剧下降，结果导致路面开裂破坏。所以沥青路面的基
25、层一般应下降，结果导致路面开裂破坏。所以沥青路面的基层一般应选择水稳性好的材料，在潮湿路段及中湿路段尤应如此。选择水稳性好的材料，在潮湿路段及中湿路段尤应如此。在季节性冰冻地区要设置防止冻胀和翻浆的垫层。路面在季节性冰冻地区要设置防止冻胀和翻浆的垫层。路面总厚度要满足强度要求和防冻厚度的要求总厚度要满足强度要求和防冻厚度的要求悉后来老贬柿诛啡翠磺觅菱骂礼睬窥捉晒唉邦睛硅煽毯叁寥拟瞬日雷显淋14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt 路面最小防路面最小防冻厚度厚度(cm)表表14-3路基路基类型型土土 质粘粘 性性 土、土、细 亚 粘粘 土土粉粉 性性 土土 基基层垫层类型型道路道路冻
26、深深(cm)砂石砂石类稳定土定土类工工 业废料料类砂砂 石石 类稳定土定土类工工 业废料料类中中湿湿50100404535403035455040453040100150455040453540506045504045150200506045554050607050604550大于大于20060705565505570756070506560100455540503545506045554050潮潮湿湿100150556050554550607055655060150200607055655055708065706065大于大于2007080657555708010070906580注：注：对
27、潮湿系数小于潮湿系数小于0.5的地区，的地区，II、III、IV等干旱地区防等干旱地区防冻厚度厚度应比表比表 中中值减少减少15 20 对II区砂性土路基防区砂性土路基防冻厚度厚度应相相应减少减少5 10客彬垂霜紫经响驭好慧戴剩粮诗洼弥恤做茵蕊奇跌练猪粘晌坑纤癣榴戎玖14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt三、考虑结构层的特点三、考虑结构层的特点 路面结构层通常使用密实级配、嵌挤以及形成板体路面结构层通常使用密实级配、嵌挤以及形成板体方式构成，要注意材料选择、施工工艺和路面结构组合。方式构成，要注意材料选择、施工工艺和路面结构组合。为了保证路面结构的整体性和结构层之间应力传递的连为
28、了保证路面结构的整体性和结构层之间应力传递的连续性，应尽量使结构层之间结合紧密稳定。续性，应尽量使结构层之间结合紧密稳定。在进行路面设计时，要按照面层耐久、基层坚实、土在进行路面设计时，要按照面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材方便施工、利基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材方便施工、利于养护的原则以及上述结构组合原则，结合当地经验拟于养护的原则以及上述结构组合原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合理
29、理。汇拒根昆掏踩距箔抄害坐粱墒仕墒表荣馒蜘策桥苔珊续没眠慌示花拌机篮14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt1530cm石灰土、二灰土、水泥石灰土或与上层相同的石灰土、二灰土、水泥石灰土或与上层相同的材料材料418cm一至三层一至三层AC或或AC+AM或或SMA+AC1530cm水泥稳定集料、二灰稳定集料、水泥二灰稳定集料水泥稳定集料、二灰稳定集料、水泥二灰稳定集料15？cm粗砂粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、412cm一至三层一至三层AC或或AC+AM或或SMA+AC820cm一至二层沥青碎石一至二层沥青碎石1540cm级配碎石或沥青稳定碎石级配碎石级配碎
30、石或沥青稳定碎石级配碎石15？cm粗砂粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、典型半刚性基层沥青路面典型半刚性基层沥青路面典型柔性基层沥青路面典型柔性基层沥青路面彪锦轩溉问裁襄炔火芬座逗从碉犁裹娟榆驭坐椎望氯湿拦畦筐茎圈匣心剥14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt第四节第四节 新建沥青路面的结构厚度计算新建沥青路面的结构厚度计算 我国新建公路沥青路面设计采用双圆垂直荷载作我国新建公路沥青路面设计采用双圆垂直荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。整体刚度的设计指标。对沥青混凝土面层和半刚性
31、材料的基层、底基层对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。应进行层底拉应力的验算。城市道路设计规范规定在弯沉和拉应力两项指标城市道路设计规范规定在弯沉和拉应力两项指标之外，增加一项剪应力指标。之外，增加一项剪应力指标。练需樊丁藏仑耗陕儒致帜亩瞻鼠尘寇兹惹娄土赐氢鸳滨赁翟抓鸡讨肖眉甄14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt 路面弯沉、拉应力和面层剪应力的计算图式分别路面弯沉、拉应力和面层剪应力的计算图式分别见下页图。见下页图。A点是路表弯沉的计算点，位于双圆均布荷点是路表弯沉的计算点，位于双圆均布荷载的轮隙中间，验算沥青混凝土层底部拉应力时，应载的轮隙中间，
32、验算沥青混凝土层底部拉应力时，应力最大点在力最大点在B和和C两点之间，可分别计算中点两点之间，可分别计算中点B、D、C、E的应力，然后确定最大应力。考虑到路面实际使用情的应力，然后确定最大应力。考虑到路面实际使用情况以及计算的合理性，在进行弯沉计算或验算层底拉况以及计算的合理性，在进行弯沉计算或验算层底拉应力时，层间接触条件设定为完全连续体系。应力时，层间接触条件设定为完全连续体系。一、计算图式一、计算图式葛阮味诱棕刮晤俭寸寥凤慎嫡琐光翌篷莽碌档现泼酗货国藻倚泼糕舜劈冀14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptph1hnEn-1 n-1E1 1E0 0AAph1hnEn-1 n-1E
33、1 1E0 0B DECCEDB路表弯沉值计算图式路表弯沉值计算图式层底拉应力计算图式层底拉应力计算图式剪应力计算图式剪应力计算图式h1hnEn-1 n-1E1 1E0 0DD俯住邀憾汛盆捍嗅婴喇肺且溜膀轰囤稿文擂菏卓圆钾吻韩篱烛袖奶恰制汁14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt二、路面设计弯沉和计算弯沉二、路面设计弯沉和计算弯沉 路面设计弯沉值：路面设计弯沉值：根据设计年限内每个车道通过的累计当根据设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的，相当于路面量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的，相当于路面竣工后第一年不利季节、路面在标准轴载竣工后第一年不利季
34、节、路面在标准轴载100kN作用下，作用下，测得的最大回弹弯沉值。测得的最大回弹弯沉值。稳征礁栗鹊少缓唇宏始犀郑滑诣霹遂垢扰用掐泞摧饮厨桥砧激能瘤傻哭距14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptLd路面设计弯沉值路面设计弯沉值（0.01mm），该值是在标准温度，标），该值是在标准温度，标准轴载作用下，测定的路表回弹弯沉值准轴载作用下，测定的路表回弹弯沉值 Ne设计年限内一个车道上累计当量轴次设计年限内一个车道上累计当量轴次；Ac公路等级系数公路等级系数，高速公路、一级公路为，高速公路、一级公路为1.0，二级公路，二级公路为为1.1，三、四级公路为，三、四级公路为1.2；As面层类型系
35、数面层类型系数，沥青混凝土面层为，沥青混凝土面层为1.0；热拌沥青碎石、；热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1；沥青表面处治；沥青表面处治为为1.2；中低级路面为；中低级路面为1.3；Ab基层类型系数基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于大于20cm时，时，Ab=1.0，若面层与半刚性基层之间设置等于或，若面层与半刚性基层之间设置等于或小于小于15cm级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基级配碎石层、沥青贯入碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时，仍为层结构时，仍为1.0；柔性基层、底基层或柔
36、性基层厚度大于；柔性基层、底基层或柔性基层厚度大于15cm，底基层为半刚性下卧层时为，底基层为半刚性下卧层时为1.6。兵旁氯旱吸碉破癸糙券计事预愈补觅筷睹捕诛驯包听氮圭绽享熊翰汕啪缎14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt路面设计状态下的计算弯沉路面设计状态下的计算弯沉1.弯沉修正弯沉修正2.计算计算(实际实际)弯沉计算弯沉计算P、标准车型的轮胎接地压强（标准车型的轮胎接地压强（MPa）和当量圆半径；）和当量圆半径；c理论弯沉系数；理论弯沉系数；迷码柜巷赎辑酷渗雨炭蒋姓忠大窃挥毕冒穆夷知恕尼关陪蔫穷房王唁熙公14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt标 准准 轴 载BZZ
37、100 标准准轴载P（kN）100 轮胎接地胎接地压强强p（MPa）0.70 单轮传压面当量面当量圆直径直径d（cm）21.30 两两轮中心距（中心距（cm）1.5d 三、标准轴载与轴载换算三、标准轴载与轴载换算 路面设计时使用路面设计时使用累计当量轴次累计当量轴次的概念。但路上行的概念。但路上行驶的车辆类型很多，所以必需选定一种标准轴载，把不驶的车辆类型很多，所以必需选定一种标准轴载，把不同类型轴载的作用次数换算为这种标准轴载的作用次数同类型轴载的作用次数换算为这种标准轴载的作用次数。考虑到我国公路汽车运输车辆的现状及发展趋势。我。考虑到我国公路汽车运输车辆的现状及发展趋势。我国路面设计以国
38、路面设计以双轮组单轴载双轮组单轴载100KN为标准轴载，以为标准轴载，以BZZ100表示。标准轴载的计算参数按下表确定。表示。标准轴载的计算参数按下表确定。硼兢叔栗皋伍袄毒兵矾昨玫妄拯吐闰仕储去获证胚虹色涂匪麓授经监紊厄14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt 当把各种轴载换算为标准轴载时，为使换算前后轴载当把各种轴载换算为标准轴载时，为使换算前后轴载当把各种轴载换算为标准轴载时，为使换算前后轴载当把各种轴载换算为标准轴载时，为使换算前后轴载对路面的作用达到相同的效果，应该遵循两项原则：对路面的作用达到相同的效果，应该遵循两项原则：对路面的作用达到相同的效果，应该遵循两项原则：对路
39、面的作用达到相同的效果，应该遵循两项原则：第一，第一，第一，第一，换算以达到相同的临界状态为标准，即对同一种路换算以达到相同的临界状态为标准，即对同一种路换算以达到相同的临界状态为标准，即对同一种路换算以达到相同的临界状态为标准，即对同一种路面结构，甲轴载作用面结构，甲轴载作用面结构，甲轴载作用面结构，甲轴载作用N N1 1次后路面达到预定的临界状态，路次后路面达到预定的临界状态，路次后路面达到预定的临界状态，路次后路面达到预定的临界状态，路面弯沉为面弯沉为面弯沉为面弯沉为L L1 1，乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用，乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用，乙轴载作用使路面达到相同临界
40、状态的作用，乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用次数为次数为次数为次数为N N2 2，弯沉为，弯沉为，弯沉为，弯沉为L L2 2，此时甲乙两种轴载作用是等效的，此时甲乙两种轴载作用是等效的，此时甲乙两种轴载作用是等效的，此时甲乙两种轴载作用是等效的，则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系；则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系；则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系；则应按此等效原则建立两种轴载作用次数之间的换算关系；第二，第二，第二，第二，对某一种交通组成，不论以哪种轴载的标准进行轴对某一种交通组成，不论以哪种轴载的标准进行轴对某一种交通组成，不论以哪种
41、轴载的标准进行轴对某一种交通组成，不论以哪种轴载的标准进行轴载换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同载换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同载换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同载换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。的。的。的。瞄歹吠烙樟径蚂被谎紧坝殖及淋沫颧抑溺橇困箭逊铭淫颜练泼锄絮洽遍办14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptp当当当当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时算时算时算时，凡轴载大于，
42、凡轴载大于，凡轴载大于，凡轴载大于25kN 25kN 的各级轴载（包括车辆的前、的各级轴载（包括车辆的前、的各级轴载（包括车辆的前、的各级轴载（包括车辆的前、后轴）后轴）后轴）后轴）P Pi i 的作用次数的作用次数的作用次数的作用次数 n ni i，均按以下公式换算成标准，均按以下公式换算成标准，均按以下公式换算成标准，均按以下公式换算成标准轴载轴载轴载轴载P P 的当量作用次数的当量作用次数的当量作用次数的当量作用次数 N N N 标准轴载的标准轴载的当量轴次当量轴次（次（次/日）；日）；ni 被换算车辆的各级轴载被换算车辆的各级轴载作用次数作用次数（次（次/日）；日）；P标准轴载标准轴载
43、kN）；）；Pi 被换算车辆的被换算车辆的各级轴载各级轴载（kN）；）；k 被换算被换算车辆的类型数车辆的类型数；C1 轴数系数轴数系数，C1=1+1.2（m1），），m是轴数。当轴间距大是轴数。当轴间距大于于3米时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于米时，按单独的一个轴载计算，当轴间距小于3米时，应考米时，应考虑轴数系数；虑轴数系数；C2轮组系数轮组系数，单轮组为，单轮组为6.4，双轮组为，双轮组为1，四轮组为，四轮组为0.38。突觉唤塌春钎蹄堂嘉宵棠南弥锗文耙郑某曲试椅导膝躬反陶驻沉误冷荆峰14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.pptp 当进行当进行当进行当进行半刚性基层半刚性基
44、层半刚性基层半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大层底拉应力验算时，凡轴载大层底拉应力验算时，凡轴载大层底拉应力验算时，凡轴载大于于于于50KN50KN的各级轴载（包括车辆的前后轴）的各级轴载（包括车辆的前后轴）的各级轴载（包括车辆的前后轴）的各级轴载（包括车辆的前后轴）P P i i 的的的的作用次数作用次数作用次数作用次数n n i i，均按以下公式换算成标准轴载，均按以下公式换算成标准轴载，均按以下公式换算成标准轴载，均按以下公式换算成标准轴载P P 的的的的当量作用次数当量作用次数当量作用次数当量作用次数NN C1轴数系数轴数系数，c1=1+2（m-1）；）；C2 轮组系数轮组系数，单轮
45、组为，单轮组为18.5，双轮组为，双轮组为1.0，四轮组为，四轮组为0.09。功侧敢下逊吹捍淌碱谜侍坯寨零霹讹慌卞种舆亮嚏阵痴洱吭跑搽寞庭敞阳14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt 四、土基回弹模量值的确定四、土基回弹模量值的确定 弹性理论中表征材料性质的参数是弹性模量和弹性理论中表征材料性质的参数是弹性模量和泊松比。泊松比。工程上通常采用承载板试验或弯沉测定的方法工程上通常采用承载板试验或弯沉测定的方法确定路基土和路面材料回弹模量值。确定路基土和路面材料回弹模量值。土基回弹模量是路面结构设计的重要参数，当土基回弹模量是路面结构设计的重要参数，当前确定它的常用方法有以下几种：前确
46、定它的常用方法有以下几种：现场实测法、查表法、室内试验法、换算法。现场实测法、查表法、室内试验法、换算法。濒凑汞听世符款拯撅蛊栋渴衔赏唾秤亦饶骚迂瘸袭变乖房鉴烽梭绵午亩功14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt1.现场实测法现场实测法1）刚性承载板测定）刚性承载板测定2）由回弹弯沉测定）由回弹弯沉测定EoL某点土基回弹模量；某点土基回弹模量；Eos某路段土基回弹模量设计值；某路段土基回弹模量设计值；、S分分别为该路段路段实测土基回土基回弹模量平均模量平均值与与标准差；准差；Za保保证率系数，高速公路、一率系数，高速公路、一级公路公路为2，二三，二三级公路公路为1.648，四，四级公
47、路公路为1.5；K1不利季不利季节影响系数，可根据当地影响系数，可根据当地经验选用。用。不振洱络诊悼完抓搀旁袍歼焦割旭坡娘宿辗坎妮肉腻叉垛状呕绞止碰屋乍14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt3.室内实验法室内实验法取代表性土样在室内测定最佳含水量条件下小承载板（顶面法）取代表性土样在室内测定最佳含水量条件下小承载板（顶面法）的回弹模量的回弹模量E0值，考虑不利季节，不利年份的影响对其折减。值，考虑不利季节，不利年份的影响对其折减。4.由由CBR、压实度或地基反应模量、压实度或地基反应模量K值换算值换算换算关系来自试验数据统计。换算关系来自试验数据统计。2.由土质、干湿类型和公路所
48、处的自然区划查表由土质、干湿类型和公路所处的自然区划查表数据来源于全国大范围的数据统计（数据来源于全国大范围的数据统计（P313）。）。洪絮忱搭昧宾摆顿柑尸衣蟹酶蒜涛莉淘铃辕薯前统故谅橱探阻个肿鲤是逮14.沥青路面设计.ppt14.沥青路面设计.ppt五、路面材料设计参数值五、路面材料设计参数值 材料模量值是表征材料刚度特性的指标材料模量值是表征材料刚度特性的指标材料模量值是表征材料刚度特性的指标材料模量值是表征材料刚度特性的指标，路面设计选，路面设计选，路面设计选，路面设计选用何种材料模量一直是我国道路界长期研究的课题。因为用何种材料模量一直是我国道路界长期研究的课题。因为用何种材料模量一直
49、是我国道路界长期研究的课题。因为用何种材料模量一直是我国道路界长期研究的课题。因为不同测试方法会得出不同的数值，目前我国常用的路面材不同测试方法会得出不同的数值，目前我国常用的路面材不同测试方法会得出不同的数值，目前我国常用的路面材不同测试方法会得出不同的数值，目前我国常用的路面材料参数测试方法有压缩试验、劈裂试验、弯拉试验。设计料参数测试方法有压缩试验、劈裂试验、弯拉试验。设计料参数测试方法有压缩试验、劈裂试验、弯拉试验。设计料参数测试方法有压缩试验、劈裂试验、弯拉试验。设计时采用何种试验及其模量值应考虑下列因素：时采用何种试验及其模量值应考虑下列因素：时采用何种试验及其模量值应考虑下列因素
50、时采用何种试验及其模量值应考虑下列因素：测试方法简便，结果比较稳定；测试方法简便，结果比较稳定；测试方法简便，结果比较稳定；测试方法简便，结果比较稳定；测得的模量值和强度应较好地反映各种路面材料的力学测得的模量值和强度应较好地反映各种路面材料的力学测得的模量值和强度应较好地反映各种路面材料的力学测得的模量值和强度应较好地反映各种路面材料的力学特性；特性；特性；特性；模量值和强度用于厚度计算时，应较好地与设计方法相模量值和强度用于厚度计算时，应较好地与设计方法相模量值和强度用于厚度计算时，应较好地与设计方法相模量值和强度用于厚度计算时，应较好地与设计方法相匹配，设计厚度与实际经验相吻合。匹配，
