典型路面結(jié)構(gòu)設計-講座(同名199)

1、典型路面結(jié)構(gòu)設計湖南大學土木工程學院黃立葵2019.10.251主要內(nèi)容瀝青路面設計混凝土路面設計瀝青路面典型結(jié)構(gòu)混凝土路面典型結(jié)構(gòu)長壽命路面概念2瀝青路面設計理論341 彈性層狀體系力學模型瀝青路面設計理論5瀝青路面設計理論6瀝青路面設計理論7891011121314瀝青路面設計理論15瀝青路面設計理論1617瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設計18瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設計19瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設計20瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設計21瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設計22新建瀝青路面設計方法23新建瀝青路面設計方法24新建瀝青路面設計方法2526新建瀝青路面設計方法27新建瀝青路面設計方法2829新建瀝青路面設計方法3031 32 3

2、3新建瀝青路面設計方法34新建瀝青路面設計方法35新建瀝青路面設計方法36新建瀝青路面設計方法37新建瀝青路面設計方法38國外瀝青路面設計方法經(jīng)驗法CBR、AASHTO等理論法(力學經(jīng)驗法)SHELL、AI等39CBR設計法 解：（1）基層CBR=80，查圖知h1=10cm； （2）下基層CBR=20，查圖知h1+h2=20cm，因此h2=10cm； （3）土基CBR=5，查圖知h1+h2+h3=43cm，因此h3=23cm。40AASHTO設計法 4142SHELL設計法 設計標準：1路基頂面豎向壓應變控制路基的永久變形2瀝青面層水平拉應變控制面層的開裂3整體性材料（水泥穩(wěn)定）基層拉應力4路

3、面表面永久變形（車轍深度） 高速公路 一般公路 43中國瀝青路面主要結(jié)構(gòu)形式 我國高速公路中，瀝青路面占90以上，水泥混凝土路面占10以下；瀝青面層厚度1520cm，半剛性基層厚度3540cm，底基層20cm左右；瀝青路面設計年限15年。普通公路中，瀝青路面在有鋪面道路中只占少數(shù)，混凝土路面占大多數(shù)；瀝青面層厚度10cm以下，半剛性基層厚度2040cm，底基層1520cm左右；瀝青路面設計年限12年以下。 44半剛性基層瀝青路面早期損壞問題 1瀝青路面初期損壞嚴重，通車后不利季節(jié)開始（使用半年1年），主要表現(xiàn)形式為坑槽和車轍，多數(shù)屬于水損害。直接原因是施工質(zhì)量不到位，也有路面結(jié)構(gòu)組合不合理的因

4、素。2瀝青路面早期損壞指開放交通35年，長一些的78年發(fā)生嚴重的損壞，主要表現(xiàn)為大面積的開裂，但出現(xiàn)典型疲勞損壞的情況少見。主要原因是結(jié)構(gòu)設計不合理、超載嚴重等。45重荷載問題我國設計（限載）標準為：單軸100kN，雙軸180kN，三軸220kN。貨車超載現(xiàn)象普遍，超載車的比例在50以上；超載率最大可達300400。最大單軸軸載465kN，雙軸軸載785kN（文獻）。我省實測最大單軸荷載350kN，雙軸荷載接近600kN。治理超載的難度極大。 46結(jié)構(gòu)設計問題瀝青路面設計采用彈性層狀體系理論，認為各層次之間完全連續(xù)，以路面結(jié)構(gòu)彎沉值、整體性材料層底部拉應力為控制指標。層間完全連續(xù)的假設不符合實

5、際情況，且隨著使用年限的延長，層間結(jié)合狀況肯定會惡化。缺乏控制瀝青面層剪切破壞的指標。缺乏一次性大荷載控制指標。 47路面結(jié)構(gòu)組合幾乎所有的路面均采用半剛性基層，主要為水泥穩(wěn)定碎石和石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石。這類材料剛度較大，極易產(chǎn)生干縮、溫縮裂縫，引起瀝青面層的反射裂縫；滲水性很差或基本不透水，易造成沖刷；基層逐步開裂，變成小塊、碎塊，承載力（剛度）降低；半剛性基層損壞后無法自愈；因剛度較大，對超載很敏感。48水損害問題1.提高瀝青面層/基層的抗沖刷能力 合格的瀝青； 干凈的集料； 摻加熟石灰改善瀝青與集料的粘附性。2.控制瀝青混合料的空隙率（防止離析）3.改善路面結(jié)構(gòu)排水4950515253M

6、TV (Material Transfer Vehicle)54瀝青路面攤鋪5556漂亮的路面57改善路面結(jié)構(gòu)的受力性能1.加強層間結(jié)合 瀝青層之間：粘層油 瀝青面層/基層之間：透層、封層 半剛性基層/底基層之間：水泥漿2.合理的路面結(jié)構(gòu)組合 與路面結(jié)構(gòu)受力特性一致 合理的排水特性組合3.設計中考慮大荷載的作用 路面結(jié)構(gòu)極限承載力58粘層油5960直接在基層上鋪瀝青面層61級配碎石基層62水泥混凝土路面設計63彈性地基板體系理論簡介646566彈性地基板體系理論簡介67彈性地基板體系理論簡介68水泥混凝土路面荷載應力分析 1 Winkler地基無限大板解6970水泥混凝土路面荷載應力分析 71

7、72水泥混凝土路面荷載應力分析 73水泥混凝土路面荷載應力分析 7475水泥混凝土路面荷載應力分析 7677水泥混凝土路面荷載應力分析 7879水泥混凝土路面荷載應力分析 808182水泥混凝土路面溫度應力分析83水泥混凝土路面溫度應力分析84水泥混凝土路面溫度應力分析85水泥混凝土路面溫度應力分析8687水泥混凝土路面溫度應力分析8889新建水泥混凝土路面設計方法90新建水泥混凝土路面設計方法91新建水泥混凝土路面設計方法92新建水泥混凝土路面設計方法93新建水泥混凝土路面設計方法94新建水泥混凝土路面設計方法95新建水泥混凝土路面設計方法96新建水泥混凝土路面設計方法97新建水泥混凝土路面設計方法98新建水泥混凝土路面設計方法99國外混凝土路面設計方法簡介100國外混凝土路面設計方法簡介101國外混凝土路面設計方法簡介102103國外混凝土路面設計方法簡介104國外混凝土路面設計方法簡介105瀝青路面典型結(jié)構(gòu)106瀝青路面典型結(jié)構(gòu)107瀝青路面典型結(jié)構(gòu)108瀝青路面典型結(jié)構(gòu)109瀝青路面典型結(jié)構(gòu)110瀝青路面典型結(jié)構(gòu)111瀝青路面典型結(jié)構(gòu)112水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)113水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)114水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)115水