第十四章 沥青路面设计.ppt

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1、第十四章沥青路面设计第一节概述一、沥青路面设计的内容包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选等。二、路面结构设计的原则1、根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，将路基路面作为一个整体考虑，进行综合设计；2、在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资”的原则第十四章沥青路面设计进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进，经济合

2、理，安全可靠的方案。3、应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术。4、路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。5、为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。6、对于地处不良地基的路段，为适应路基沉降、稳定周期较长的特点，路面结构可以遵循“一次设计，分期修建”的方案。第十四章沥青路面设计三、沥青路面结构设计理论与方法可分为经验法和力学—经验法两大类。经验法主要通过对试验路或使用道

3、路的实验观测，建立路面结构、车辆荷载和路面使用性能三者之间的关系。力学—经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量，建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型，路面设计按使用要求，运用关系模型完成结构设计。我国现行的规范采用弹性层状体系作为力学分析基础理论，以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体沉降和结构层的层底拉应力作为设计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。第十四章沥青路面设计四、沥青路面交通等级1、路面设计年限—见表14-1规定；2、标准轴载及轴载当量

4、换算—各个国家都有根据本国国情确定的标准轴载。我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。行驶的车辆型号多样，由于不同力学参数的疲劳效应不同，我国规定，当量轴载换算分以下三种情况进行：A、当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，按式（14-1）来换算；B、当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，按式（14-3）完成轴载当量换算；C、对于贫混凝土基层以底拉应力为设计指标时，按式第十四章沥青路面设计（14-5）来完成。3、设计年限累计当量标准轴载数设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数按

5、式（14-6）来计算。4、交通等级路面结构在设计年限内承担交通荷载的繁重程度以交通等级来划分。我国沥青路面按承担交通荷载的轻重划分为轻交通、中等交通、重交通和特重交通四级。我国沥青路面交通等级的划分按两种方法进行：一是以设计年限内一个车道通过的标准当量轴次进行划分；二是以营运车辆中的大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等车型在一个车道上的日平均车数进行划分。第十四章沥青路面设计第二节弹性层状体系理论简介一、基本假设与解题方法通常将路面结构视为弹性半空间地基上由若干个具有一定厚度材料组成的弹性层状体系，并

6、假设：1、各层由均质、连续、均匀、各向同性的线弹性材料组成，用弹性模量和泊松比表征其弹性参数；2、最下一层为水平方向和竖直向下方向无限延伸的半无限体；3、各层在水平方向无限远处及最下层无限深处的应力、变形和位移为零；4、各层分界面上的应力和位移完全连续，或者仅竖向应力和位移连续，而层间无摩擦；5、不计各层材料自重第十四章沥青路面设计根据相关理论，得到计算公式（14-16），该式为双层弹性体系计算公式。弹性三层体系由两个弹性层以及弹性半空间体组成。第十四章沥青路面设计第三节沥青路面结构组合设计沥青路面通

7、常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。沥青路面结构组合设计应遵循以下原则：1、保证路面表面使用品质长期稳定。2、路面各结构层的强度、抗变形能力与各层次的力学响应相匹配。3、直接经受温度、湿度等自然因素变化而造成强度、稳定性下降的结构层次应提高其抵抗能力。4、充分利用当地材料，节约外运材料，做好优化选择，降低建设与养护费用。第十四章沥青路面设计一、沥青面层结构沥青面层可分为单层、双层、三层。双层结构分为表面层、下面层；三层结构分为表面层、中间层、下面层。表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、稳定耐久

8、等服务功能，同时应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化等品质。中、下面层应具有一定的密水性、抗剥离性，高温或重载条件下，沥青混合料具有较高的抗剪强度；下面层应具有良好的抗疲劳裂缝的性能和兼顾其他性能要求。高速公路、一级公路一般选用三层沥青面层结构，二级、三级以下等级公路一般采用双层式沥青面层，三级、四级公路一般可采用双层沥青表面处治结构。第十四章沥青路面设计二、沥青路面基层结构基层结构是承上启下保证路面结构耐久、稳定的承重结构层，因此要求基层具有较高的强度