路基路面工程第14章课件.ppt

《路基路面工程第14章课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一节弹性层状体系理论概述第二节沥青路面的破坏状态与设计标准第三节沥青路面结构组合设计第四节新建沥青路面的结构厚度计算第五节路面结构剪应力计算第六节沥青路面改建设计第十四章沥青路面设计内容：（1）材料选择（2）配合比设计（3）结构组合设计（4）厚度验算（5）方案比选（6）其他路面构造的设计力学模型：（1）弹性半空间体系（2）弹性层状体系（3）粘弹性层状体系（4）弹性地基板（5）弹性地基有限元（6）非线弹性层状体系荷载形式层次结构计算机程序人物§14.1弹性层状体系理论概述一、基本图式与基本假定力学模型：弹性层状体系基本假定（1）各

2、层都是由均质，各向同性的弹性材料组成，位移、变形微小，这种材料的力学性能服从胡克定律（2）土基在水平方向和向下深度方向均为无限，其上各层厚度均为有限，但水平方向仍为无限（3）土层表面作用着轴对称圆形均布荷载（可以是垂直均布荷载，也可以是一般圆形荷载）同时在下层无限深处及水平无限远处应力、应变、位移都是零（4）层间接触面满足一定的条件，可以是假定完全连续，完全光滑，也可介于两者之间（5）不计自重2、基本原理（解题方法）简化荷载：圆形均布荷载（垂直，水平）圆柱坐标（γ，θ，Z）三个法向分力：三对剪应力：轴对称荷载：由弹性理论：力平衡方

3、程：①物理方程（应力应变关系）②其中，G为剪切模量几何方程（位移连续）③①~③式中，共有十个变量（再加上U(r),W(z)），十个方程式，理论上结合边界条件即可解出未知值，但是实际解法相当困难，一般采用应力函数求解微分单元体相邻单元变形是协调的，物体在变形前后是一个连续体，消去位移分量，可得变形连续方程：④单圆垂直均布荷载双层连续体系:表面荷载作用轴线上的垂直位移（即弯沉）为：称为垂直位移系数（查诺谟图）二、主应力计算（强度验算）弹性体内任意点的三个主应力，由下式确定⑨解得⑨式三个实根，即三个主应力解得⑨式三个实根，即三个主应力§

4、14.2沥青路面的破坏状态与设计标准一、破坏模式1、裂缝类——路面结构的整体性受到破坏2、变形类——路面的表面形状发生改变3、表层损坏类——路面表层局部受到破坏二、破坏状态（一）沉陷：车轮作用下表面产生局部凹陷变形产生原因：路基土承载不足，形成压缩与变形设计标准：路基土的垂直应力，（二）车辙：车轮重复作用导致塑性变形的积累。行车轮带处形成纵向带状凹陷产生原因：车轮重复作用导致塑性变形的积累设计标准：（三）疲劳开裂：路面在无显著永久变形下，形成短而细的横向裂缝，并逐渐扩展成网状，开裂宽度范围不断增大。产生原因：车轮反复作用，结构层底

5、面拉应变超过材料的疲劳强度，底面看先开裂并向表面发展设计标准：（四）推移：路面表面在较大水平荷载作用下出现推移与拥包鼓起现象产生原因：结构层内剪应力超过材料的抗剪强度设计标准：面层中可能最大剪应力适于：停车站、交叉口、紧急制动路段（五）低温缩裂：低温时材料收缩受限产生较大拉应力，当它超过材料当时的抗拉强度时便产生开裂设计标准：低温收缩受约束产生的温度应力（六）路面弯沉：垂直荷载作用下，产生的垂直变形产生原因：整体刚度不足设计标准：实测路面弯沉值小于设计弯沉值§14.3沥青路面结构组合设计一、适应行车荷载的要求１、按交通要求选择面层

6、等级和类型２、按各结构层的功能选择结构层次３、按各结构层的应力分布特性确定材料和厚度，相邻结构层之间相对刚度比不宜过大。一般，基层与面层模量比不小于0.3，土基与基层或底层的模量比宜为0.08~0.4二、在各种自然因素作用下稳定性好三、考虑各结构层本身的特点层次组合合理适当的层厚和层数四、路面结构组合示例高速公路、一级公路：细粒或中粒沥青混凝土中粒或粗粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土或沥青碎石水泥稳定类碎石或二灰稳定类碎石二灰土或水泥土土基细粒或中粒沥青混凝土中粒或粗粒式沥青混凝土水泥（二灰）稳定类碎石级配碎（砾）石或砂砾土基二级、

7、三级公路：沥青混凝土沥青碎石水泥或二灰稳定类碎石二灰（石灰）土或级配碎砾石土基沥青表面处治或乳化沥青碎石水泥（二灰）稳定类碎石级配碎（砾）石或砂砾土基沥青贯入式或沥青碎石水泥（二灰）稳定类碎石二灰（石灰）土级配碎砾石土基§14-4新建沥青路面的结构厚度计算采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论方法：以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层弯拉应力、半刚性材料层弯拉应力为设计指标进行路面结构厚度设计设计完后，路面结构的路表弯沉与结构层的弯拉应力均应满足设计指标的极限标准。一、计算图式１、路面弯沉值计算图示２、沥青面层与半刚性材料层的底

8、层拉应力计算图示３、三层弹性体系剪应力计算图示二、路面容许弯沉和设计弯沉值１、容许弯沉值:路面在试用期末得罪不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值临界破坏状态：外观等级五级以第四级弯沉值的底限为临界状态２、路面设计弯沉值：由设计年限