瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容（96頁(yè)）

1、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容12.1 概 述結(jié)構(gòu)、材料、荷載、環(huán)境、經(jīng)濟(jì) 瀝青路面設(shè)計(jì)包括交通量實(shí)測(cè)、分析與預(yù)測(cè)，材料選擇，混合料配合比設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試與確定，路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)與厚度計(jì)算，路面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和其他路面工程設(shè)計(jì)等。并進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，提出推薦方案。12.1.1 瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容 12.1.2 瀝青路面設(shè)計(jì)原則 綜合設(shè)計(jì) 、因地制宜、合理選材、節(jié)約資源的原則，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、方便施工的路面結(jié)構(gòu)方案。結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，積極、慎重地推廣新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，并認(rèn)真鋪筑試驗(yàn)路段，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善，逐步推廣。12.1.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方

2、法經(jīng)驗(yàn)法從理論法向經(jīng)驗(yàn)法、再?gòu)慕?jīng)驗(yàn)法向理論法轉(zhuǎn)變的曲折過(guò)程 1901年，美國(guó)麻省出現(xiàn)了第一個(gè)路面設(shè)計(jì)方法的公式 1929年，開(kāi)創(chuàng)加州承載比（CBR）的相對(duì)強(qiáng)度試驗(yàn)法，1942年，通過(guò)十余年的路面調(diào)查，把土的CBR與路面的經(jīng)驗(yàn)厚度建立了關(guān)系，得出圖解，提出了CBR方法 1956年，美國(guó)AASHO試驗(yàn)路 70年代，美國(guó)的AI法和Shell設(shè)計(jì)法 1987年，美國(guó)啟動(dòng)了歷時(shí)5年、投資1.5億美元的SHRP計(jì)劃，重要的成果之一即為SUPERPAVETM (Superior Performing Asphalt Pavement)高性能瀝青路面設(shè)計(jì)和分析系統(tǒng)。 力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法12.1.4瀝青路面損壞形式及控

3、制指標(biāo)1路面結(jié)構(gòu)的損壞形式（1）橫向裂縫 圖12.1 收縮裂縫 圖12.2 基層引起的反射裂縫（2）縱向裂縫（3）網(wǎng)裂及龜裂 （4）沉陷與坑槽（5）車(chē)轍、波浪與擁包（6）其他病害2. 設(shè)計(jì)的控制標(biāo)準(zhǔn)（1）控制路基路面沉陷指標(biāo)。（2）控制疲勞開(kāi)裂指標(biāo)（3）控制車(chē)轍指標(biāo)（4）控制低溫縮裂指標(biāo)（5）控制面層的剪切推移指標(biāo) 瀝青路面在力學(xué)性質(zhì)上屬于非線性的粘彈塑性體，但是考慮到行駛車(chē)輪作用的瞬時(shí)性，在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生粘塑性變形數(shù)量較少，對(duì)于厚度較大、強(qiáng)度較高的高等級(jí)路面，將其視作線性彈性體，并應(yīng)用彈性層狀體系理論進(jìn)行分析計(jì)算將是合適的。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)12.2彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介及應(yīng)力分析嚴(yán)格地說(shuō)，瀝青

4、路面在力學(xué)性質(zhì)上屬于非線性的彈一粘一塑性體。但 12.2.1 基本假設(shè)假設(shè)： 1）各結(jié)構(gòu)層是完全彈性的線變形體。 2）各結(jié)構(gòu)層內(nèi)部連續(xù)。 3）材料均質(zhì)，各向同性 4）路基路面體系的位移微小。 5）結(jié)構(gòu)物在受車(chē)輪荷載作用以前，初應(yīng)力為零。 6）在結(jié)構(gòu)物表面作用有限尺寸的荷載，荷載作用范圍以外無(wú)其他荷載作用。 7）接觸條件。 12.2.2 解題方法設(shè)計(jì)任務(wù)：確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)，使之能承受交通荷載與環(huán)境因素的作用。并在預(yù)定的使用期限內(nèi)處于設(shè)計(jì)狀態(tài)。 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、材料組成設(shè)計(jì)、厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)方案比選、路肩構(gòu)造設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)二、設(shè)計(jì)原則三、設(shè)計(jì)理論與

5、方法（一）經(jīng)驗(yàn)法CBR法、AASHTO法為代表（二）力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法Shell法、AI法、前蘇聯(lián)運(yùn)輸工程部方法以及我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法為代表上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定瀝青路面設(shè)計(jì)理論為彈性層狀體系理論。 彈性層狀體系是由若干個(gè)彈性層組成，上面各層具有一定厚度，最下一層為彈性半空間體 設(shè)計(jì)方法概述力學(xué)模型雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系 路面整體剛度設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)彎沉值 路面抗彎拉驗(yàn)算指標(biāo)層底容許拉應(yīng)力 路面抗剪驗(yàn)算指標(biāo)面層容許剪應(yīng)力 四、交通等級(jí)1.路面設(shè)計(jì)年限公路等級(jí)及其功能設(shè)計(jì)年限高速公路一級(jí)公路（干線功能）20一級(jí)公路（集散功能）二級(jí)公路15三、四級(jí)公路1

6、0上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)2.標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載BZZ100 標(biāo)準(zhǔn)軸載P（kN）100 輪胎接地壓強(qiáng)p（MPa）0.70 單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d（cm）21.30 兩輪中心距（cm）1.5d上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)瀝青路面設(shè)計(jì)的荷載換算方程1）當(dāng)以彎沉進(jìn)行厚度設(shè)計(jì)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)式中：N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日；n1被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)，次/日；PS標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN； Pi被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載，KN；k被換算車(chē)輛的類(lèi)型數(shù)；C1軸載系數(shù)， C1=1+1.2(m-1),m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大于3米時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，當(dāng)間距小于3米時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算。C2

7、輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。不計(jì)40KN以下軸載換算原則：等效疲勞：作用在同一結(jié)構(gòu)上的A荷載使其破壞的次數(shù)為a； B荷載使其破壞的次數(shù)為b，則（A-a）等效（B-b）上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)2）當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)輪組系數(shù)，單輪組為1.85，雙輪組為1.0，四輪組為0.09軸載系數(shù)， C1=1+2（m-1),m是軸數(shù)不計(jì)40KN以下軸載上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)3.設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量或車(chē)道系數(shù)雙向單車(chē)道1.0雙向六車(chē)道0.30.4雙向雙車(chē)道0.60.7雙向八車(chē)道0.2-0.3雙向四車(chē)道0.40.5公路無(wú)分隔時(shí)，路面窄取高值，路面寬取低值4.交通等級(jí)我國(guó)瀝青路面按其承擔(dān)的

8、交通荷載輕重劃分為四個(gè)交通等級(jí)，即：輕、中等、重、特重。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)12.3 路面結(jié)構(gòu)層與組合設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)即根據(jù)公路所在區(qū)域的水文地質(zhì)、氣候特點(diǎn)、公路等級(jí)、使用要求，交通量及其交通組成等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇適宜的路面結(jié)構(gòu)組合形式（面層、基層類(lèi)型、層數(shù)、材料等，層間聯(lián)結(jié)和封層），擬定瀝青層厚度。瀝青路面結(jié)構(gòu)層的選擇和層次的合理安排，是整個(gè)路面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 原則： （1）保證路面表面使用品質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。（2）路面各結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、抗變形能力與各層次的力學(xué)響應(yīng)相匹配。（3）直接經(jīng)受溫度、濕度等自然因素變化的結(jié)構(gòu)層次應(yīng)提高其抵御能力。 （4）充分利用當(dāng)?shù)夭牧希?jié)約外運(yùn)材料，做好優(yōu)化選擇，

9、降低 建設(shè)與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用面層：?jiǎn)螌?、雙層或三層瀝青面層基層：柔性、半剛性、剛性或組合式墊層：排水、防凍、防水、防污等粒料或穩(wěn)定土土基：密實(shí)、堅(jiān)固、不透水層間結(jié)合：牢固瀝青路面結(jié)構(gòu)組合14-3 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)P385-389 上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)公 路 等 級(jí)瀝青層推薦厚度（cm）公 路 等 級(jí)瀝青層推薦厚度（cm）高速公路12-18三級(jí)公路2-4一級(jí)公路10-15四級(jí)公路1-2.5二級(jí)公路5-10結(jié)構(gòu)層類(lèi)型施工最小厚度（cm）結(jié)構(gòu)層的適宜厚度（cm）瀝青混凝土熱拌瀝青碎石粗 粒 式5.06-8中 粒 式4.04-6細(xì) 粒 式2.52.5-4瀝青石屑1.51.5-2.5瀝青砂1.01.0-1.5瀝

10、青貫入式4.04-8瀝青上拌下貫式6.06-10瀝青表面處治1.0層鋪1-3，拌和2-4水泥穩(wěn)定類(lèi)15.016-20石灰穩(wěn)定類(lèi)15.016-20石灰工業(yè)廢渣類(lèi)15.016-20級(jí)配碎、礫石810-15泥結(jié)碎石810-15填隙碎石1010-1212.3.1 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)1.面層一般為雙層，也可為單層或三層。 表面層也是磨耗層，應(yīng)具有平整密實(shí)、抗滑耐磨、抗老化、抗低溫開(kāi)裂的功能；中、下面層應(yīng)具有高溫抗車(chē)轍、抗剪切、密實(shí)、基本不透水的性能；下面層應(yīng)具有抗疲勞開(kāi)裂的力學(xué)性能。熱拌瀝青混凝土可用于各級(jí)公路的面層；貫入式瀝青碎石和上拌下貫式瀝青碎石可用于三、四級(jí)公路的面層；瀝青表面處治和稀漿封層可用于三

11、、四級(jí)公路的面層；冷拌瀝青混合料可用于交通量小的三、四級(jí)公路面層。瀝青層的厚度應(yīng)根據(jù)級(jí)配類(lèi)型、結(jié)構(gòu)組合及施工條件等確定 。壓實(shí)最小厚度不宜小于混合料公稱(chēng)最大粒徑的2.53倍 面層類(lèi)型應(yīng)與公路等級(jí)、使用要求、交通等級(jí)相適應(yīng)。瀝青混合料類(lèi)型最大粒徑（mm）公稱(chēng)最大粒徑（mm）符號(hào)壓實(shí)最小厚度（mm）適宜厚度（mm）密級(jí)配青混合料（AC）砂粒式9.54.75AC-5151530細(xì)粒式13.29.5AC-102025401613.2AC-13354060中粒式1916AC-1640508026.519AC-205060100粗粒式31.526.5AC-257080120AC瀝青混合料的壓實(shí)最小厚度與適

12、宜厚度 2.基層 主要承重層，應(yīng)具有穩(wěn)定、耐久、較高的承載能力 可為單層或雙層（基層、底基層）?；鶎涌蛇x用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)或?yàn)r青處治粒料、粒料、貧混凝土等材料，底基層應(yīng)充分利用沿線地方材料，可采用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)或粒料類(lèi)等。 瀝青混合料、粒料類(lèi)柔性基層，半剛性基層,剛性基層 基層、底基層厚度應(yīng)根據(jù)交通量大小、材料力學(xué)性能和擴(kuò)散應(yīng)力的效果，充分發(fā)揮壓實(shí)機(jī)具的功能，以及有利于施工等因素選擇各結(jié)構(gòu)層的厚度。 半剛性材料基層、底基層的一層壓實(shí)厚度宜為180200mm，并不得設(shè)計(jì)小于150mm的薄層，對(duì)半剛性材料的上基層厚度不宜小于180mm。表12.4 結(jié)構(gòu)層最小施工厚度與適宜厚度結(jié) 構(gòu) 層

13、 類(lèi) 型最小施工厚度（mm）適宜厚度（mm）級(jí)配碎石80100200水泥穩(wěn)定類(lèi)150180200石灰穩(wěn)定類(lèi)150180200石灰粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)150180200貧混凝土150180240級(jí)配礫石80100200泥結(jié)碎石80100150填隙碎石1001001203.墊層排水、隔水、防凍、防污 材料主要為透水性的砂礫、煤渣等。墊層由于不參與瀝青路面設(shè)計(jì)計(jì)算，其厚度主要由最小填土高度、最小防凍厚度等綜合確定。瀝青混合料類(lèi)型公稱(chēng)最大粒徑（mm）最小壓實(shí)厚度（mm）適宜厚度（mm）砂粒式瀝青砼4.75101525細(xì)粒式瀝青砼9.5202025細(xì)粒式瀝青砼13.2303040中粒式瀝青砼16404060中粒

14、式瀝青砼19506080粗粒式瀝青砼26.56070100粗粒式大粒徑瀝青碎石26.57080120粗粒式大粒徑瀝青碎石31.590100150特粗式大粒徑瀝青碎石37.510012015012.3.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)（1）基層與瀝青面層的模量比宜在1.53之間；基層一與底基層的模量比不宜大于3.0；底基層與土基模量比宜在2.512.5之間。（2）為防止雨水、雪水滲入路面結(jié)構(gòu)層、土基，瀝青面層應(yīng)選用密級(jí)配瀝青混合料。當(dāng)采用排水基層時(shí)，其下應(yīng)設(shè)防水層，并設(shè)置結(jié)構(gòu)內(nèi)部的排水系統(tǒng)，將水排出路基。（3）剛性基層瀝青路面應(yīng)采取措施加強(qiáng)瀝青層與剛性基層間的結(jié)合，并提高瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取下

15、列技術(shù)措施，加強(qiáng)路面各結(jié)構(gòu)層之間的結(jié)合，提高路面結(jié)構(gòu)的整體性，避免產(chǎn)生層間滑移。1)瀝青層之間應(yīng)設(shè)粘層。粘層瀝青可用乳化瀝青、改性乳化瀝青或熱瀝青，灑布數(shù)量宜為0.30.6kg/m2。2)各種基層上宜設(shè)置透層瀝青。透層瀝青應(yīng)具有良好的滲透性能，可用液體瀝青(稀釋瀝青)、乳化瀝青等。3)在半剛性基層上應(yīng)設(shè)下封層。下封層可用瀝青單層表面處治或砂粒式、細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混合料，稀漿封層等。其材料規(guī)格與要求宜符合本規(guī)范有關(guān)規(guī)定。4)新、舊瀝青層之間，瀝青層與舊水泥混凝土板之間應(yīng)灑布粘層瀝青，宜用熱瀝青或改性乳化瀝青、改性瀝青。5)拓寬路面時(shí)，新、舊路面接茬處，宜噴涂粘結(jié)瀝青。6)雙層式半剛性材料基層宜采

16、取連續(xù)攤鋪、碾壓工藝，增強(qiáng)層間結(jié)合，以形成整層結(jié) 構(gòu) 層 類(lèi) 型最小壓實(shí)厚度（mm）適宜厚度（mm）上拌下貫瀝青碎石6060100瀝 青 貫入式碎石404080瀝青表處101030水泥穩(wěn)定類(lèi)150*180200石灰穩(wěn)定類(lèi)150*180200石灰粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)150*180200貧混凝土150180240級(jí)配碎、礫石80100200泥 結(jié) 碎 石80100150填 隙 碎 石100100120結(jié)構(gòu)類(lèi)型最小厚度/cm結(jié)構(gòu)層適宜厚度/cm柔性基層瀝青穩(wěn)定碎石無(wú)結(jié)合料級(jí)配碎石101510-2015-25半剛性基層水泥穩(wěn)定類(lèi)石灰粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)綜合穩(wěn)定類(lèi)20202020-3020-3020-30剛性基層不配筋

17、混凝土配筋混凝土連續(xù)配筋混凝土22222222-2422-2422-24我國(guó)瀝青路面典型結(jié)構(gòu)組合示例1.東部溫潤(rùn)季凍區(qū)(1、2、3區(qū)）結(jié)構(gòu)層次設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次（萬(wàn)次）400-800800-12001200厚度(cm)結(jié)構(gòu)厚度(cm)結(jié)構(gòu)厚度(cm)結(jié)構(gòu)表面層4AC-13(16)或SMA-13(16)4AC-13(16)或SMA-13(16)4AC-13(16)或SMA-13(16)中、下面層6AC-206AC-207AC-2068AC-20或AC-2569AC-20或AC-2579AC-20或AC-25基層10LSM-25(30)12LSM-25(30)15LSM-25(3

18、0)或1530CGA或LFGA或1534CGA或LFGA或1538CGA或LFGA底基層?LFS或CLS或GA?LFS或CLS或GA?LFS或CLS或GA表5 高速公路、一級(jí)公路推薦結(jié)構(gòu)表12.6 二級(jí)、三級(jí)公路推薦結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層次設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次（萬(wàn)次）100100-200200-400厚度(cm)結(jié)構(gòu)厚度(cm)結(jié)構(gòu)厚度(cm)結(jié)構(gòu)表面層34AC-13(16)34AC-13(16)34AC-13(16)或SMA-13(16)面層57AC-20或AM-2058AC-20或AM-2069AC-20或AM-20基層-6LSM-208LSM-20（25）18CGA或LFGA18CG

19、A或LFGA1830CGA或LFGA底基層?LFS或CLS或GA?LFS或CLS或GA?LFS或CLS或GA12.4 我國(guó)新建瀝青路面設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)規(guī)范：1958年版、1966年版、1978年版、1987年版、1997年版和2006版 12.4.1 軸載換算 彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)的換算公式：被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）,適宜25130KN 軸數(shù)系數(shù)；當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于等于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： 輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為，四輪組為0.38。 半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)的換算公式： 標(biāo)準(zhǔn)

20、軸載的當(dāng)量軸次(次/日) 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）,適宜50130KN 軸數(shù)系數(shù)；當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；當(dāng)軸間距小于等于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： 輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為，四輪組為0.09。 2）設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次： 1）瀝青路面的設(shè)計(jì)年限：至少公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限（年）公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限（年）高速、一級(jí)15三級(jí)公路8二級(jí)公路12四級(jí)公路6設(shè)計(jì)年限與累計(jì)當(dāng)量軸次 我國(guó)瀝青路面按其承擔(dān)的交通荷載輕重劃分為四個(gè)交通等級(jí)，即：輕、中等、重、特重，具體以兩種劃分方法進(jìn)行計(jì)算后取較高等級(jí)進(jìn)行定級(jí)。交通等級(jí)BZZ-10

21、0KN累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne(萬(wàn)次/車(chē)道)中型以上貨車(chē)及大客車(chē)（輛/日.車(chē)道）輕交通30025003000我國(guó)瀝青路面交通輕重的等級(jí)劃分瀝青路面的交通等級(jí)12.4.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)我國(guó)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D50-2006）中規(guī)定：高速、一級(jí)、 二級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)以路表面回彈彎沉值、瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力(或拉應(yīng)變)及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)。三級(jí)、四級(jí)公路以路表面設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)。有條件時(shí)，對(duì)重載交通路面宜檢驗(yàn)瀝青混合料的抗剪切強(qiáng)度。1.計(jì)算圖示上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)ph1hnEn-1 n-1E1 1E0 0AA路表彎沉值計(jì)算圖式ph1hnEn-1 n-1E1 1E0 0BDE

22、CCEDB層底拉應(yīng)力計(jì)算圖式h1hnEn-1 n-1E1 1E0 0DD剪應(yīng)力計(jì)算圖式2.設(shè)計(jì)指標(biāo)（1）設(shè)計(jì)彎沉彎沉為荷載以下路面結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生的豎向總位移，單位為0.01mm。 彎沉值可以表征路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，彎沉值越小，強(qiáng)度越高。貝克曼梁法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 路表設(shè)計(jì)彎沉，即根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、面層和基層類(lèi)型而確定，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。 路面設(shè)計(jì)彎沉值可以作為路面竣工后第一年不利季節(jié)、路面溫度為20時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)軸載l00kN作用下，竣工驗(yàn)收的最大回彈彎沉值，它與交通量、公路等級(jí)、面層和基層類(lèi)型有關(guān)。一、設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)彎沉測(cè)定：貝克曼法：傳統(tǒng)檢測(cè)方法，速度慢，

23、靜態(tài)測(cè)試，試驗(yàn)方法成熟，目前為規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。自動(dòng)彎沉儀法：利用貝克曼法原理快速連續(xù)測(cè)定，屬于試驗(yàn)范疇，但測(cè)定的是總彎沉，因此使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。落錘彎沉儀法：利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷測(cè)定彎沉，屬于動(dòng)態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈量，快速連續(xù)測(cè)定，使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)設(shè)計(jì)彎沉上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)設(shè)計(jì)彎沉值 ：是路面峻工驗(yàn)收時(shí)、最不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下測(cè)得的最大(代表)回彈彎沉值。根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、面層和基層類(lèi)型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。l d設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）；N e設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次

24、；A c公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)公路為1.2；A s面層類(lèi)型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1。A p基層類(lèi)型系數(shù)，半剛性基層取1.0，柔性基層取1.6 用路表彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)能夠從總體結(jié)構(gòu)與宏觀性能方面控制路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)年限內(nèi)正常工作，但是彎沉指標(biāo)卻不能夠表征路面結(jié)構(gòu)內(nèi)個(gè)別結(jié)構(gòu)層的某一個(gè)指標(biāo)是否出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)。此外，由于路表實(shí)測(cè)彎沉值隨氣候和水溫環(huán)境發(fā)生變化，有時(shí)候難以確定彎沉與路面結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的絕對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，規(guī)范規(guī)定，以瀝青面層和基層層底拉應(yīng)力作為瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第二項(xiàng)設(shè)計(jì)控制指

25、標(biāo)。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè) 材料的容許拉應(yīng)力： 上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)式中： 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力（Mpa）; 材料的極限抗拉強(qiáng)度（Mpa）； 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 對(duì)瀝青混凝土面層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，宜下式計(jì)算： 對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)： 對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)： 對(duì)貧混凝土： 1.擬定結(jié)構(gòu)的路表計(jì)算彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值。 上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)2.擬定結(jié)構(gòu)的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力。 二、極限標(biāo)準(zhǔn)三、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)1.計(jì)算彎沉2.彎沉綜合修正系數(shù) 上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)彎沉綜合修正系數(shù)：彈性層狀理論是在一定假設(shè)條件下（半無(wú)限空間體、材料各向同性、均質(zhì)體且不計(jì)自重）經(jīng)過(guò)復(fù)雜的力

26、學(xué)、數(shù)學(xué)推演的理論體系，假設(shè)條件與路面實(shí)際不完全相符合，這是導(dǎo)致理論與實(shí)際不一致的原因。因此引入彎沉修正系數(shù)F，將理論彎沉值進(jìn)行修正，使計(jì)算彎沉與實(shí)測(cè)彎沉值趨于接近。上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)3.層底拉應(yīng)力 理論最大拉應(yīng)力系數(shù)實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，該值通過(guò)程序計(jì)算得到4.路基回彈模量上級(jí) 上頁(yè) 下頁(yè)1. 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法 1）剛性承載板測(cè)定2）由回彈彎沉測(cè)定EoL某點(diǎn)土基回彈模量；Eos某路段土基回彈模量設(shè)計(jì)值； 、 S分別為該路段實(shí)測(cè)土基回彈模量平均值與標(biāo)準(zhǔn)差；Za保證率系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為2，二三級(jí)公路為1.648，四級(jí)公路為1.5；K1不利季節(jié)影響系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選用。設(shè)計(jì)彎沉值 （2）層底容許拉應(yīng)力控

27、制裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展 極限抗拉強(qiáng)度 對(duì)瀝青混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，系指15時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為90d的極限抗拉強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類(lèi)、石灰穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為180d的極限抗拉強(qiáng)度；對(duì)水泥粉煤灰穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為120d的極限抗拉強(qiáng)度。 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)12.4.3 路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算方程式與設(shè)計(jì)參數(shù)瀝青路面設(shè)計(jì)步驟：首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)（即結(jié)構(gòu)層材料選擇、層位、厚度初步選定等），然后進(jìn)行荷載換算、設(shè)計(jì)參數(shù)的試驗(yàn)和選取，最后通過(guò)設(shè)計(jì)彎沉和層底容許拉應(yīng)力進(jìn)行厚度計(jì)算。路面厚度計(jì)算即瀝青路面設(shè)計(jì)圖示，采用多層彈性層狀體系，通過(guò)電算方式 計(jì)算出路表彎沉值 和個(gè)結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力 應(yīng)滿

28、足下面二式。 單圓中心 (B點(diǎn))及雙圓輪隙中心 (C點(diǎn))為計(jì)算點(diǎn)，并取二者大值 3. 結(jié)構(gòu)層材料參數(shù)高速公路、一級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選取工程用路面材料實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)；各級(jí)公路采用新材料時(shí)，也必須實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)。高速公路、一級(jí)公路的初步設(shè)計(jì)或二級(jí)以下公路設(shè)計(jì)時(shí)可借鑒本地區(qū)已有的試驗(yàn)資料或工程經(jīng)驗(yàn)確定?？尚行匝芯侩A段可參考表確定。間接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)（劈裂強(qiáng)度）無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)法確定回彈模量設(shè)計(jì)值時(shí)有兩種試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算方法。 表12.13 瀝青混合料設(shè)計(jì)參數(shù)參考值 材 料 名 稱(chēng)抗壓模量 (MPa)15劈裂強(qiáng)度備注2015(MPa)細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土密級(jí)配12001600180022001.21.

29、6AC-10,AC-13開(kāi)級(jí)配7001000100014000.61.0OGFC瀝青馬蹄脂碎石12001600160020001.41.9SMA中粒式瀝青混凝土10001400160020000.81.2AC-16，AC-20密級(jí)配粗粒式瀝青混凝土8001200100014000.61.0AC-25瀝青碎石基層密級(jí)配10001400120016000.61.0ATB-25, ATB -35半開(kāi)級(jí)配600800AM-25, AM-40瀝青貫入式400600 表12.14 基層材料設(shè)計(jì)參數(shù) 材 料 名 稱(chēng)配合比或規(guī)格要求抗壓模量（MPa）（彎沉計(jì)算用）抗壓模量（MPa）（拉應(yīng)力計(jì)算用）劈裂強(qiáng)度 （

30、MPa）水泥砂礫4%6%11001500300042000.40.6水泥碎石4%6%13001700300042000.40.6二灰砂礫7：13：8011001500300042000.60.8二灰碎石8：17：8013001700300042000.50.8石灰水泥粉煤灰砂礫6：3：16：7512001600270037000.40.55水泥粉煤灰碎石4：16：8013001700240030000.40.55石灰土碎石粒料60%7001100160024000.30.4碎石灰土粒料40%50%600900120018000.250.35水泥石灰砂礫土4：3：25：6880012001500

31、22000.30.4二灰土10：30：60600900200028000.20.3石灰土8%12%400700120018000.20.25石灰土處理路基4%7%200350級(jí)配碎石基層連續(xù)級(jí)配型300350基層骨架密實(shí)型300500底基層、基層用200250填隙碎石底基層200280未篩分碎石底基層180220天然砂礫底基層150200中、粗砂墊層80100瀝青路面設(shè)計(jì)Design of Asphalt Pavement瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法種類(lèi) 經(jīng)驗(yàn)法：AASHTO法；CBR法。依據(jù)調(diào)查或大型試驗(yàn)總結(jié)得到的設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是符合試驗(yàn)地的實(shí)際，但是不能結(jié)合不同地方的實(shí)際。 力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法（M-E）

32、：AI法；SHELL法；我國(guó)設(shè)計(jì)方法。依據(jù)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行參數(shù)的確定，其特點(diǎn)是理論聯(lián)系實(shí)際，是目前設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)。 典型結(jié)構(gòu)法：法國(guó)方法；中國(guó)八五研究成果。通過(guò)調(diào)查，總結(jié)得到的與交通量等參數(shù)有關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，特點(diǎn)是減少了設(shè)計(jì)的隨意性，具有結(jié)構(gòu)使用性能明確，結(jié)構(gòu)圖統(tǒng)一。 優(yōu)化設(shè)計(jì)法通過(guò)目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化，使其具有性能與費(fèi)用的最優(yōu)性，但尚不成熟。ph1hnEn-1 n-1E1 1E0 0AA路表彎沉值計(jì)算圖式ph1hnEn-1 n-1E1 1E0 0BDECCEDB層底拉應(yīng)力計(jì)算圖式設(shè)計(jì)時(shí)，宜使路基處于干燥或中濕狀態(tài)，土基回彈模量值應(yīng)大于30MPa，對(duì)重交通、特重交通的土基回彈模量值

33、應(yīng)大于40MPa路基回彈模量設(shè)計(jì)值確定方針：新建公路路初步設(shè)計(jì)，可根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查法）、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿線不同路基狀況的路基回彈模量設(shè)計(jì)值；已建公路，可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定路基回彈模量（承載板法、貝克曼梁彎沉儀法）或室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定路基土回彈模量值與室內(nèi)路基土CBR值等資料，建立可靠的換算關(guān)系，利用換算關(guān)系估算現(xiàn)場(chǎng)路基回彈模量。（1）查表法根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或路基臨界高度，判斷各路段土基的干濕類(lèi)型，論證得到各路段土的平均稠度 2）擬定土的平均稠度根據(jù)土質(zhì)、氣候條件按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定 1）確定臨界高度（2）承載板實(shí)測(cè)法剛性承載板 3）預(yù)測(cè)土基回彈模量參考表預(yù)測(cè)土基回彈模量值。當(dāng)采用

34、重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15%30%。二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（MPa）區(qū)劃 稠度 c土組0.800.901.001.051.101.151.201.301.401.702.001粘質(zhì)土 粘質(zhì)土19.0 18.522.0 22.525.0 27.026.5 29.028.0 31.529.5 33.531.02粘質(zhì)土 粉質(zhì)土19.5 20.022.5 24.526.0 29.028.0 31.529.5 34.031.5 36.533.5（4）室內(nèi)試驗(yàn)法采用100mm直徑承載板進(jìn)行試驗(yàn) （3）貝克曼梁彎沉儀實(shí)測(cè)法可測(cè)定路基彎沉值，檢驗(yàn)路基設(shè)計(jì)回彈模量相對(duì)性的彎

35、沉值 （5）換算法承載板法貝克曼梁法新建瀝青路面的厚度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按彎沉或彎拉指標(biāo)計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次，確定設(shè)計(jì)交通量與交通等級(jí)，擬定面層、基層類(lèi)型，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值;按路基土類(lèi)與干濕類(lèi)型及路基橫斷面形式，將路基劃分為若干路段，確定各路段土基回彈模量設(shè)計(jì)值;參考本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)擬定幾種可行的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)工程選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)，測(cè)定或依據(jù)參考值選定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度等，確定各結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算容許拉應(yīng)力; 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)采用多層彈性體系理論設(shè)計(jì)程序計(jì)算或驗(yàn)算路面厚度; 對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)應(yīng)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求; 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確

36、定路面結(jié)構(gòu)方案。主要內(nèi)容和步驟： 搜集調(diào)查交通量并計(jì)算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次根據(jù)交通、道路設(shè)計(jì)等級(jí)等資料計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉氣象資料、材料調(diào)查及混合料試驗(yàn)確定土基干濕類(lèi)型、回彈模量擬 定 路 面 結(jié) 構(gòu) 方 案確定材料抗壓回彈模量按設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算路面厚度是否驗(yàn)算拉力確定路面材料抗拉強(qiáng)度確定容許疲勞拉應(yīng)力R計(jì)算層底拉應(yīng)力mmR？是否增加厚度是否調(diào)整材料是否驗(yàn)算防凍厚度是否有其他方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，確定采用的路面結(jié)構(gòu)總厚度防凍厚度？否否否驗(yàn)算合格不合格有不滿足滿足否是是路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算有兩種方法：（1）計(jì)算法（2）驗(yàn)算法通常采用計(jì)算法確定厚度，在構(gòu)組合設(shè)計(jì)過(guò)程，根據(jù)粒徑大小和施工厚度擬定瀝青面層各層厚度和基層厚度，而

37、底基層厚度通過(guò)計(jì)算確定。新建路面的厚度設(shè)計(jì)示例路段所在地區(qū)基本資料：某新建高速公路地處2區(qū)，為雙向四車(chē)道，擬采用瀝青路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，沿線土質(zhì)為中液限粘性土，填方路基高1.8m，地下水位距路床2.4m；年降雨量為620mm/年，最高氣溫35，最低氣溫-31，平均凍結(jié)指數(shù)為882d，最大凍結(jié)指數(shù)為1225d。土基回彈模量的確定：設(shè)計(jì)路段路基處于中濕狀態(tài)，路基土為中液限粘質(zhì)土，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)法確定土基回彈模量設(shè)計(jì)值為36MPa。交通量調(diào)查資料:瀝青路面交通軸載分析年限為15年，預(yù)測(cè)交通量增長(zhǎng)率前五年為8.0% 、之后五年為7.0%，最后五年為5.0%。1. 基本資料車(chē)型分類(lèi)代表車(chē)型數(shù)量（輛/

38、日）小客車(chē)桑塔納20002280中客車(chē)江淮AL6600220大客車(chē)黃海DD680450輕型貨車(chē)北京BJ130260中型貨車(chē)東風(fēng)EQ140660重型貨車(chē)黃河JN163868鉸接掛車(chē)東風(fēng)SP9250330累計(jì)軸次計(jì)算結(jié)果如表所示，屬于重交通等級(jí)。2.設(shè)計(jì)軸載表 軸載換算與累計(jì)軸載汽車(chē)車(chē)型前軸重(KN)后軸重(KN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)日交通量(日/輛)北京BJ130型輕型貨車(chē)13.427.4120260東風(fēng)EQ140型23.669.3120660東風(fēng)SP9250型50.7113.3324330黃海DD680型長(zhǎng)途客車(chē)49.091.5120450黃河JN163型58.6114.0120868

39、江淮AL6600型17.026.5120220換算方法彎沉及瀝青層拉應(yīng)力指標(biāo)半剛性層拉應(yīng)力指標(biāo)累計(jì)交通軸次2098萬(wàn)次2673萬(wàn)次3.初擬路面結(jié)構(gòu)擬定采用兩種路面結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工機(jī)具的功能等因素，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合與各層厚度如下：結(jié)構(gòu)一: 4cm細(xì)粒式瀝青混凝土 + 6cm中粒式瀝青混凝土 + 8cm粗粒式瀝青混凝土 + 36cm水泥穩(wěn)定碎石基層+ ？二灰土底基層，以二灰土為設(shè)計(jì)層。結(jié)構(gòu)二: 4cm細(xì)粒式瀝青混凝土 + 6cm中粒式瀝青混凝土 + 18cmATB（大粒徑瀝青碎石）+ ？二灰穩(wěn)定砂礫+ 15cm天然砂礫墊層，以二灰穩(wěn)定砂礫為設(shè)計(jì)層。4.

40、路面材料配合比設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（1）試驗(yàn)材料的確定半剛性基層所用集料與結(jié)合料取自沿線料場(chǎng)，瀝青選用A級(jí)90#，上面層采用SBS改性瀝青，技術(shù)指標(biāo)均符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范相關(guān)規(guī)定。（2） 路面材料配合比設(shè)計(jì)（試驗(yàn)確定）（3） 路面材料抗壓回彈模量的確定 1）半剛性材料的抗壓回彈模量按照公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ057）中T0801-94規(guī)定的頂面法測(cè)定。水泥穩(wěn)定碎石試驗(yàn)均值為3188，方差為782；二灰土試驗(yàn)均值為2091，方差為688；二灰穩(wěn)定砂礫均值為3617，方差為634。 2 ）瀝青混合料的抗壓回彈模量參照T0801-94規(guī)定的方法進(jìn)行，測(cè)定20的抗壓回彈模量。

41、各種材料的試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表12.24和表12.25。表12.24 瀝青材料抗壓回彈模量測(cè)定與參數(shù)取值材料名稱(chēng)20抗壓模量（MPa）15抗壓回彈模量（MPa）Ep方差Ep-2Ep方差Ep-2Ep+2Ep代Ep代細(xì)粒式瀝青混凝土19912011589268034419923368中粒式瀝青混凝土14251051215217518718012549粗粒式瀝青混凝土9785586813206012001440大粒徑瀝青碎石LSM12481161016171515614032027表12.25 半剛性材料及其他材料抗壓回彈模量測(cè)定與參數(shù)取值材料名稱(chēng)抗壓模量（MPa）Ep方差Ep-2Ep+2Ep代水

42、泥穩(wěn)定碎石318878216244752二灰土20916887153467二灰穩(wěn)定砂礫261723421493085天然砂礫250（4） 路面材料劈裂強(qiáng)度根據(jù)當(dāng)?shù)匾延性囼?yàn)資料，結(jié)合相鄰公路的設(shè)計(jì)情況，強(qiáng)度選用經(jīng)驗(yàn)值材料名稱(chēng)細(xì)粒式瀝青混凝土中粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土大粒徑瀝青碎石水泥穩(wěn)定碎石二灰土二灰穩(wěn)定砂礫劈裂強(qiáng)度（MPa）1.21.00.80.60.60.30.5表12.26 路面材料強(qiáng)度5.路面厚度設(shè)計(jì)高速公路設(shè)計(jì)年限為15年，設(shè)計(jì)彎沉值為20.60 (0.01mm)。利用設(shè)計(jì)程序計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)要求的結(jié)構(gòu)層厚度為3.2cm； 滿足層底拉應(yīng)力要求的結(jié)構(gòu)層厚度為29.2cm。設(shè)計(jì)

43、厚度取30 cm。（1）結(jié)構(gòu)1厚度計(jì)算表12.27 結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算結(jié)果序號(hào)結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)平均抗壓模量(Mpa)抗壓模量標(biāo)準(zhǔn)差(Mpa)平均彎拉模量(Mpa)彎拉模量標(biāo)準(zhǔn)差(Mpa)彎拉強(qiáng)度(Mpa)厚度(cm)層底拉應(yīng)力(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土199120126803441.24-0.210.462中粒式瀝青混凝土142510521751871.060.080.383粗粒式瀝青混凝土978551320600.88-0.020.314水泥碎石318878231887820.6360.170.265二灰土209168820916880.3300.10.16土基360-設(shè)計(jì)彎沉

44、值為22.66 (0.01mm)，利用設(shè)計(jì)程序計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)要求的結(jié)構(gòu)層厚度為16.2cm； 滿足層底拉應(yīng)力要求的結(jié)構(gòu)層厚度為33.8cm。設(shè)計(jì)厚度取34 cm。各結(jié)構(gòu)層的驗(yàn)算結(jié)果如表12.28所示。（2）結(jié)構(gòu)2厚度計(jì)算序號(hào)結(jié)構(gòu)層材料名稱(chēng)平均抗壓模量(Mpa)抗壓模量標(biāo)準(zhǔn)差(Mpa)平均彎拉模量(Mpa)彎拉模量標(biāo)準(zhǔn)差(Mpa)彎拉強(qiáng)度(Mpa)厚度(cm)層底拉應(yīng)力(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土199120126803441.24-0.230.462中粒式瀝青混凝土14251052175187160.020.383大粒徑瀝青碎石124811617151560.610

45、-0.010.234二灰穩(wěn)定砂礫261723426172340.5340.190.195天然砂礫2500-20-6土基360-6.驗(yàn)算防凍厚度例題甲乙兩地之間計(jì)劃修建一條四車(chē)道的一級(jí)公路，在使用期內(nèi)交通量的年平均增長(zhǎng)率為10%。該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供給。預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如下表14-14所示，試進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。預(yù)測(cè)交通組成表車(chē)型前軸重 (KN)后軸重 (KN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距交通量(次/日)三菱T653B29.348.01雙輪組300黃河JN16358.6114.01雙輪組400江淮HF15045.1101.51雙輪組4

46、00解放SP920031.378.03雙輪組3m300湘江HQP4023.173.22雙輪組3m400東風(fēng)EQ15526.556.72雙輪組3m400解 軸載分析路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。(1)以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次 a.軸載換算：計(jì)算結(jié)果如下表14-15：車(chē)型Pi(KN)C1C2ni(次/日) (次/日)三菱T653B前軸29.3113001.4后軸48.01130012.3黃河JN163前軸58.61140039.1后軸114.011400707.3江淮HF150前軸45.11140012.5后軸101.511400426.8解放SP92

47、00前軸31.3113001.9后軸78.031300305.4湘江HQP40后軸73.221400205.9東風(fēng)EQ155前軸26.5114001.2后軸56.72.2140074.61788.4 軸載換算結(jié)果表（彎沉） 解b.累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，一級(jí)公路瀝青路面的設(shè)計(jì)年限取15年，四車(chē)道的車(chē)道系數(shù)是0.40.5，取0.45，累計(jì)當(dāng)量軸次： =9332998次軸載分析(2)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次a.軸載換算：計(jì)算結(jié)果如下表：軸載換算結(jié)果表（半剛性基層層底拉應(yīng)力）車(chē)型黃河JN163前軸58.6114005.6后軸114.0114001141.0江淮HF150后軸101.

48、511400450.6解放SP9200后軸78.031300123.3湘江HQP40后軸73.22140065.9東風(fēng)EQ155后軸56.73140012.81799.2b.累計(jì)當(dāng)量軸次參數(shù)取值同上，設(shè)計(jì)年限是15年，車(chē)道系數(shù)取0.45。累計(jì)當(dāng)量軸次：=9389359次結(jié)構(gòu)組合與材料選取 由上面的計(jì)算得到設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為九百萬(wàn)次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土(15cm)，基層采用水泥碎石（取25cm），底基層采用石灰土（厚度待定）。規(guī)范規(guī)定高速公路、一級(jí)公路的面層由二層至三層組成。查規(guī)范中的第四節(jié)瀝青路面的4.2

49、 高級(jí)路面中的表4.2.1“瀝青混合料類(lèi)型的選擇(方孔篩)”，采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度4cm)，中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度5cm)，下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度6cm)。各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度查表14-12，14-13，得到各層材料的抗壓模量和劈裂強(qiáng)度。抗壓模量取20的模量，各值均取規(guī)范給定范圍的中值，因此得到20的抗壓模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1000MPa，水泥碎石為1500MPa，石灰土550MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.4MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.0MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為0.8MPa，水泥碎石為0.5MPa，石灰土0.225MPa。土基回彈模量的確定該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.00，查表14-9 “二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值（Mpa）”查得:土基回彈模量為40MPa。設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定對(duì)于一級(jí)公路，規(guī)范要求以設(shè)計(jì)彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力驗(yàn)算。（1）設(shè)計(jì)彎沉值本公路為一級(jí)公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類(lèi)型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大