《路面结构设计》PPT课件

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1、路面结构设计主要参考书：1.邓学钧等.路面设计原理与方法2.张起森.高等路面结构设计理论与方法3.朱照宏等.路面力学计算4.张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用5.交通部有关技术标准授课内容Chp1概论Chp2车辆与交通Chp3气候与环境Chp6沥青路面应力分析Chp7水泥混凝土路面应力分析Chp11公路沥青路面设计方法Chp12公路水泥混凝土路面设计方法Chp1概论§1我国干线公路及高速公路的发展国家干线公路网（1979年）国道主干线（1992年）西部开发公路建设规划（1999年）国家重点公路（2001年）国家高速公路网（2004年

2、）规划方案：五纵七横共12条线路总里程：约3.5万公里实施年限：技术标准：以汽车专用公路为主几个五年计划时间国道主干线规划方案国家高速公路网规划2004年底完成的“7918”国家高速公路网规划，总规模达8.5万公里，覆盖10多亿人口，连接所有20万以上人口的城市。各个省（区、市）在国家高速公路网规划框架下编制地方高速公路网规划。未来中国的高速公路将由国家高速公路网和地方高速公路网组成，总里程将达12～13万公里。全国公路网结构图§2路面类型与结构分层一、路面分类1.路面分类体系框架柔性基层沥青路面半刚性基层沥青路面刚性基层沥青路面组合式基层沥

3、青路面沥青路面分类2.路面等级、适用类型与道路等级路面等级面层类型设计年限（年）公路等级城市道路等级高级路面沥青混凝土15高速公路一级公路城市快速路主干路水泥混凝土20-30高级路面沥青混凝土12二级公路次高级路面热拌沥青碎石混合料沥青贯入式10城市主干路次干路次高级路面乳化沥青碎石混合料沥青表面处治8三级公路中级路面水（泥）结碎石级配碎（砾）石半整齐石块路面5四级公路城市支路低级路面粒料改善土5沥青路面适应的累计当量轴次高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路等外公路3.公路等级根据交通部《公路工程技术标准》二、路面结构分层路缘石面层硬路肩

4、土路肩拦水带基层垫层纵向排水渗沟路缘带路基槽式全铺式二、路面结构分层路缘石面层硬路肩土路肩拦水带基层垫层纵向排水渗沟路缘带路基路床——路面结构层以下80cm的路基部分，0～30cm为上路床，30～80cm为下路床上路堤——距路面底部80～150cm的填方部分，以下的填方部分为下路堤路面结构层次划分§3路面的使用性能一、结构性能1.承载能力2.稳定性3.耐久性二、功能性能1.平整舒适性能2.抗滑性能三、环保性能路面表面不平整与轮胎或车辆性状的相互作用路面功能性损坏和结构性损坏结构性损坏：路面的整体、一个或几个组成部分的破坏。功能性损坏：由于路面

5、的不平整或太光滑，使其不再具有预期的功能。路面结构在使用过程中，在荷载和自然因素多种循环重复作用而出现的使用品质的逐渐破坏，功能性损坏发展到一定程度就成为结构性损坏。沥青路面疲劳开裂沥青路面永久变形裂缝产生与发展示意图半刚性基层反射裂缝南非半刚性路面三阶段松散的半刚性基层半刚性基层沥青路面结构破坏机理行车道下基层开裂基层内水可以积聚路面唧浆美国全厚式沥青路面结构广深高速公路路面结构路面开裂率随沥青层总厚度变化情况法国国家公路网路面结构形式英国长寿命沥青路面典型结构刚性基层耐久性沥青路面结构§4路面设计的任务、内容与方法一、路面设计的任务以最低

6、的寿命周期费用，提供一种在设计使用期内满足预定使用性能要求的路面结构。1.路面设计任务2.设计使用期设计使用期是指新建或改建的路面从开始使用到使用性能衰变到预定的最低标准时的时段。使用期末，路面不一定损坏到无法使用的程度，而是必须采取重大的措施恢复其使用性能，使之达到要求的水平。水泥混凝土路面使用性能衰变曲线二、路面设计内容（1）路面结构组合设计（2）各结构层材料组成设计（3）路面厚度计算（4）路面排水设计（5）技术经济分析三、路面设计方法欧尔德和哥尔德贝克首先提出以悬臂变截面梁体系的抗弯强度为控制指标设计水泥混凝土板的厚度。1925年，美国

7、威斯特卡德首先提出了以弹性地基板的抗弯强度为控制指标设计水泥混凝土路面厚度的方法。1929年，太沙基等提出采用公路土分类确定路面厚度；美国加利福尼亚公路局提出通过压入试验测定土基承载比CBR值，从而确定路面厚度。1.路面结构设计经验法通过试验路长期观测或者通过重要工程长期观测积累的数据进行分析处理，建立起车辆荷载、通行次数、地基支承和路面结构厚度之间的统计数学关系式或者关系曲线，用于设计新建或改建公路路面结构的方法称为经验法。世界最著名、最有代表性的沥青路面经验设计法有美国CBR法、美国AASHTO法、加拿大运输部（CDOT）法等。（1）CB

8、R设计法1929年，美国加利福尼亚交通部提出CBR指标表征道路材料抗力，并根据调查结果提出CBR设计法，给出经验设计曲线，以控制路基的剪切破坏。美国陆军工程师兵团采