瀝青路面設(shè)計課件

第七章瀝青路面設(shè)計第一節(jié)瀝青路面設(shè)計理論簡介當(dāng)路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能囕唹毫?，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。引起路面沉陷的主要原因是路基土的壓縮。1、沉陷（一）表現(xiàn)在車輪作用下表面產(chǎn)生的較大凹陷變形，有時凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象（二）起因一、瀝青路面結(jié)構(gòu)的破損模式2、車轍（一）表現(xiàn)（二）起因路面的縱向帶狀凹陷，是高級瀝青路面的主要破壞型式是路面的結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補充壓實，以及結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形，同荷載應(yīng)力大小，重復(fù)作用次數(shù)以及結(jié)構(gòu)層和土基的性質(zhì)有關(guān)。3、疲勞開裂（一）表現(xiàn)（二）起因路面無顯著的永久變形，最初在荷載作用部位形成細而短的橫向開裂，繼而逐漸擴展成網(wǎng)狀較厚的瀝青結(jié)構(gòu)層受車輪荷載的反復(fù)彎曲作用，使結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）值超過材料的疲勞強度，底面便開裂，并逐漸向表面發(fā)展。穩(wěn)定類整體性基層也會產(chǎn)生出疲勞開裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。與重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）大小和路面的環(huán)境因素有關(guān)。彎拉疲勞剪切疲勞4、推移（一）表現(xiàn)（二）起因車輪荷載引起的垂直力和水平力的綜合作用，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過材料的抗剪強度。同時也與行駛車輪的沖擊、振動有關(guān)。受到較大的車輪水平荷載作用時，路面表面出現(xiàn)推移和擁起

5、低溫縮裂（一）表現(xiàn)（二）起因橫向間隔性的裂縫，嚴重時發(fā)展為縱向裂縫路面結(jié)構(gòu)中某些整體性結(jié)構(gòu)層在低溫（通常為負溫度）時由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)它超過材料相應(yīng)條件下的抗拉強度時便產(chǎn)生開裂瀝青路面低溫抗裂性引起的破壞

美國瀝青路面修補二公路瀝青路面設(shè)計理論簡介1、各層連續(xù)、彎曲彈性、均勻、各向同性，位移、形變微??；2、最下一層（土基）在水平方向和垂直方向無限大，其上各層厚度有限，水平方向無限大；3、各層在水平方向無限遠處，及最下層向下無限深處，應(yīng)力、形變、位移為零；4、層間接觸情況，或者完全連續(xù)（連續(xù)體系）或?qū)娱g僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)而無摩阻力（滑動體系）；5、不計自重一、基本假設(shè)二、解題方法ph1hiEiμiE1

μ1Enμn彈性層狀體系示意圖

三、瀝青路面設(shè)計的控制指標(biāo)結(jié)論高速公路、一級公路、二級公路的路面結(jié)構(gòu)，以路表面回彈彎沉值、瀝青混凝土層的層底拉應(yīng)力及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)。三級公路、四級公路的路面結(jié)構(gòu)以路表面設(shè)計彎沉值為設(shè)計指標(biāo)。有條件時，對重載交通路面宜檢驗瀝青混合料的抗剪切強度?，F(xiàn)行的《城市道路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：

（1）除交通量小的支路上鋪筑瀝青混凝土面層時可僅用設(shè)計彎沉值指標(biāo)設(shè)計外，在其他道路上鋪筑瀝青混凝土面層應(yīng)采用設(shè)計彎沉值、層底拉應(yīng)力、面層剪切應(yīng)力三項指標(biāo)設(shè)計。（2）對瀝青碎石面層采用設(shè)計彎沉值和剪切應(yīng)力兩項指標(biāo)設(shè)計，對瀝青貫入式、瀝青表面處治和粒料路面，只用設(shè)計彎沉值指標(biāo)設(shè)計。（3）采用半剛性基層時，應(yīng)對基層按拉應(yīng)力指標(biāo)設(shè)計。2.

標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載當(dāng)量換算我國路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。1.

路面設(shè)計年限第二節(jié)瀝青路面設(shè)計的基本依據(jù)1)當(dāng)以彎沉進行厚度設(shè)計及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時式中：N——標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日；ni——被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；P——標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN；Pi——被換算車輛的各級軸載，KN；k——被換算車輛的類型數(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，按單獨的一個軸載計算，當(dāng)間距小于3米時，按雙軸或多軸計算。C2——輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。不計25KN以下軸載2)當(dāng)進行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算時不計小于50KN的軸載式中：C1′──軸數(shù)系數(shù)；當(dāng)間距小于3米時，按雙軸或多軸計算C1′=1+2(m-1),m是軸數(shù)。

C2′──輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為18.5，四輪組為0.09。上述軸載換算公式，適用于單軸軸載小于或等于130kN的各種車型的軸載換算。換算原則：第一，換算以達到相同的臨界狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，即對同一種路面結(jié)構(gòu)，甲軸載作用N1次后路面達到預(yù)定的臨界狀態(tài)，乙軸載作用使路面達到相同臨界狀態(tài)的作用次數(shù)為N2，此時甲乙兩種軸載作用是等效的；第二，對某一種交通組成，不論以哪種軸載的標(biāo)準(zhǔn)進行軸載換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計算的路面厚度是相同的。3.

設(shè)計年限累計當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)

設(shè)計年限（t）內(nèi)一個車道通過的累計標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次Ne，可通過路面營運第一年雙向日平均當(dāng)量軸次N1和設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率γ，按下式計算：4.

交通等級交通等級BZZ-100累計當(dāng)量軸次Ne（次/車道）大型客車及中型以上的各種貨車交通量（輛/d.車道）輕＜3×10e6＜600中等交通3×10e6～1.2×10e7600～1500重交通1.2×10e7～2.5×10e71500～3000特重交通＞2.5×10e7＞3000交通分級第三節(jié)路基與路面材料強度指標(biāo)一、路基受立與工作區(qū)1、路基受力狀況：自重、車輛荷載P—車輪荷載換算的均布荷載KN/㎡D—圓形均布荷載作用面積的直徑。Z—應(yīng)力作用點深度。γ—土的容重。2、路柄基的吼工作尊區(qū)：1）定鋪義：在路擾基某盈一深容度Za處，乓當(dāng)車惡輪荷獨載產(chǎn)插生的瞞應(yīng)力爭與路學(xué)基土悶自重洽引起盞的應(yīng)炕力相旅比所鄙占比晌例很犬小，苗僅為1/穿5~蟲1/午10時，勺在此破深度慕以下貢，車昌輪荷撕載對貝土基饑的作衫用影炎響很偉小，從可略貍?cè)ゲ徽捎?，痰該深逐度范寺圍?nèi)撿的路編基稱爭為路議基工帽作區(qū)神。2）計算夫：3、正確嚷的設(shè)計似：應(yīng)使調(diào)路基所狠受的力嚷在路基惑彈性限擦度范圍糧內(nèi)，即臣當(dāng)車輛繳駛過后晃，路基紹能恢復(fù)沖變形。導(dǎo)保證路惕基相對會穩(wěn)定，脂路面不疫致引起猾破壞。4、要劉求：1）對工耗作區(qū)深破度范圍跡內(nèi)的土草質(zhì)選擇迎、含水平量、路爪基壓實犧度提出籮較高要共求。2）當(dāng)工梁作區(qū)深昌度大于撫填土高身度時，鞭荷載不朽僅施加勇于路堤想而且施呆加于天劫然地基候上，所統(tǒng)以天然叨地基也蛛應(yīng)充分誕壓實。二、土地基的強猜度和剛劇度指標(biāo)妙：回彈倍模量回彈是模量燒：反伍映路黑基或蘆路面盛材料凱所具抵有的紙彈性帖性質(zhì)哪。確定辱方法細：1.現(xiàn)場牙實測院法：1）大型屑承載板絲式法：測膨定土基餓在0—0.5輝mm的各級默壓力和淘對應(yīng)的對回彈變腿形值，2）彎治沉儀類法：用貝克法曼梁彎茶沉儀實象測各點塵彎沉值晚，并計叉算代表毛彎沉值嚇，2.室內(nèi)鹽實驗炒法：取代慘表性悅土樣鑰，在絕室內(nèi)救按最蛾佳含歪水量沿制備插三組餃試件持，分錄別擊丙實不蒙同的丙次數(shù)燦，測窩得不悲同壓微實度躍下的句相對買應(yīng)的名回彈宗模量膏值，格繪制鏈壓實才度與腸回彈賊模量俊曲線可，查還圖求跳得標(biāo)溉準(zhǔn)壓籍實度委條件陸下土煉的回肝彈模蹄量值茶。3.換算跨法：利用E0忠~L遵0、E0~孟K、E0~價CBR的換循算關(guān)尺系式嚴，確亭定回事彈模角量值打。4.查表法斥：無實輩測條陣件時盛采用臂。三、繩路面聞材料來強度擱設(shè)計答參數(shù)掏的確敘定方棗法以設(shè)計堆彎沉值堵計算路富面厚度檔并對結(jié)殃構(gòu)層進糞行層底鴿拉應(yīng)力寺驗算時免，各層鏡材料的模量均采毫用抗壓回矛彈模量，瀝添青混粗凝土渠和半渣剛性餃材料賀的抗拉烘強度采用劈燦裂試驗奸測得劈裂則強度釘。28第四節(jié)勤設(shè)計矛彎沉值滑與容許晝拉應(yīng)力規(guī)計算一、議設(shè)計貿(mào)彎沉并值計挽算1.設(shè)計盡彎沉廟值的士含義糟：根據(jù)設(shè)夸計年限剪內(nèi)一個里車道上陵預(yù)測通兩過的累我計當(dāng)量槐軸次、助公路等肢級、路鞠面結(jié)構(gòu)收類型而帝確定的鹿路表彎泳沉設(shè)計慌值。2.路面流外觀轉(zhuǎn)狀態(tài)禿的類吧型：分為五辭個類型侮，并將依第四類捧外觀狀蟻態(tài)定為票路面的說臨界狀氏態(tài)，在林此狀態(tài)披下測定逝的回彈固彎沉值料的低限型作為路嫂面設(shè)計擋彎沉值扭界限的姐依據(jù)。293.公式物：根據(jù)多巾年觀測膝調(diào)查資唇料的分若析綜合湊，可由萬標(biāo)準(zhǔn)軸斗載累計吐作用次女?dāng)?shù)與設(shè)華計彎沉結(jié)值的關(guān)糕系，進獨一步推身得不同療公路等潔級、不鍋同面層梳和基層矛類型時垂設(shè)計彎進沉的計勢算公式襪：式中堆：Ld路面設(shè)歇計彎沉秘值（0.0增1mm）；Ne：設(shè)計破年限內(nèi)總一個車車道上累境計當(dāng)量貢軸次；A戒c：公路燭等級系予數(shù)，高頁速公路揪、一級祥公路為1.0，二淋級公杠路為1.1，三躁、四岸級公加路為1.2；A茅s：面揚層類儲型系炮數(shù)，談瀝青泄混凝村土為1.佳0，瀝青箱碎石、袖瀝青貫躺入式、材瀝青表褲處為1.1；Ab：基層煮類型系擱數(shù)，半截剛性基塊層為1.0；柔精性基梨層取1.6。30二、結(jié)阻構(gòu)層材按料的容苗許應(yīng)力σR計算：結(jié)構(gòu)惑層材姨料的鳳容許序應(yīng)力σR是路牌面承車受行上車荷抱載反雨復(fù)作云用達躍到臨百界破饞壞狀兇態(tài)時斑的最的大疲撕勞拉念應(yīng)力絮。進行結(jié)遷構(gòu)層拉倒應(yīng)力驗駐算時，己各層?；炝烤膳萦每箟汉没貜椖Ｈチ?。對加于瀝青咳混凝土艱，應(yīng)為15溫o時的庸抗壓禿回彈炭模量欄和劈渴裂強另度，荷水泥某穩(wěn)定類類材時料，剖為齡衣期90天的特劈裂糾強度革，對辭于二秩灰穩(wěn)姓定類僵和石征灰穩(wěn)藍定類剪材料該，為本齡期18耕0天的垃劈裂上強度守。Ks為抗倆拉強松度結(jié)諷構(gòu)系虜數(shù)。31第五節(jié)哀瀝伴青路蒙面結(jié)構(gòu)坐組合設(shè)名計一、贊瀝青井路面嘆設(shè)計抄內(nèi)容1.交通胸量實尺測、乓分析赴、預(yù)揭測；2.路面結(jié)值構(gòu)層原畏材料的定選擇；3.混合爪料配深合比軟設(shè)計音；4.設(shè)計參揀數(shù)的測屑試與確威定；5.路面肌結(jié)構(gòu)李組合陳設(shè)計溫與厚績度計銀算；6.路面排哲水系統(tǒng)霉設(shè)計和企其他路基面工程眾設(shè)計等卵；7.路面結(jié)付構(gòu)方案神的技術(shù)輝經(jīng)濟綜全合比選員，提出賊推薦方違案。32二、結(jié)鼓構(gòu)設(shè)計吵遵循的汗原則：1）路吐線、育路基華和路嘉面要伍開展農(nóng)現(xiàn)場揀資料打調(diào)查帽和收胳集工殲作，尖做好鏟交通剃荷載泄的分檢析與鞠預(yù)測坑，按翠照全壽命逼周期成祥本的理念浴進行路術(shù)面設(shè)計檔；2）調(diào)查街掌握沿嶼線路基踐特點，旋按面層兵耐久呆、基蒙層堅惰實、醒土基穩(wěn)定棚進行覆綜合蜘設(shè)計惱；3）因蕩地制避宜、跳合理羨選材紐奉，選污擇技具術(shù)先德進、眼經(jīng)濟果合理斑、安墓全可私靠、幼方便肢施工鍬的路面結(jié)您構(gòu)方案朋；4）結(jié)形合當(dāng)嗚地條匹件，噸積極亮、慎制重地胳推廣焦新技挨術(shù)、挑新結(jié)身構(gòu)、腿新材配料、懶新工桃藝，弟并認搬真鋪識筑試洽驗路放段，覆總結(jié)政經(jīng)驗喊，不箱斷完泉善，梁逐步呢推廣霧；5）符乞合環(huán)箭保規(guī)則定，餃保護趨人員兩的安品全和旗健康財，重奏視材吩料的妙再生印利用約與廢咽棄料汗的處汽理；6）高速已公路、奔一級公腸路不宜盞分期修盲建；對可土能產(chǎn)商生較寒大沉賊降的徑路段揪，以虛及初棉期交竭通量廟較小惰的公搖路可責(zé)以一巡壽次設(shè)繼計、革分期糟修建鍵、逐偉步提炭高；三、結(jié)蠶構(gòu)層類秩型選擇攻：1.面層品類型迎：選擇瞎面層晨時還君應(yīng)考俘慮當(dāng)化地氣肝候條梁件，聞如：臣高溫件地區(qū)旗、多酷雨地西區(qū)、腰干旱擱地區(qū)狂、寒得冷地毫區(qū)、壩以及沖強度回、抗歪滑性災(zāi)能等帖。瀝青端混凝況土、裙瀝青名瑪蹄望脂碎撐石可拌用于顫各級夫公路旬；瀝青里碎石戚、瀝藏青貫具入式盲、瀝裂青表滾面處暢治、低瀝青音稀漿布封層支、可吉用于啟三級濫、四叔級公搏路面剩層；冷拌另瀝青丑混合慣料可聽用于倚交通奮量小弦的三炸級、傭四級厘公路些面層素。2.基層伸類型膠選擇電：首先考往慮充分澇利用當(dāng)掃地材料籌；并重否視基層懲水穩(wěn)性偽?；鶎涌蓛?yōu)選瀝青培混合料丘類、半姿剛性類泥、粒料拼類、貧裙混凝土塵；底基系層可風(fēng)選半寶剛性儀類、糊粒料蟻類等壺。四、檢組合槐設(shè)計慌：1.按各結(jié)壞構(gòu)層的白強度組悼合設(shè)計敢：1）輪載松作用于灘路面表刺面，其盟豎向應(yīng)圣力和應(yīng)刪變隨深屋度而遞改減，所悶以各層峰材料的邊強度和田剛度要朝求也相罰應(yīng)降低厘。路面挑各結(jié)構(gòu)宿層一般朵應(yīng)按自專上而下蠻，強度戲、剛度寒遞減的唯方式組脾合。以放充分利跳用材料講，降低膽造價。2）強度嶄、剛度些按深度阻遞減時改注意各絨結(jié)構(gòu)層歷之間的E不能相禁差太大哀，否則惠上層底年面將出甜現(xiàn)較大闊拉應(yīng)力埋，引起鋤開裂。妥基層同嫂面層的穩(wěn)回彈模斃量比在1.渠5~蠅3.甲0之間蜓；基寨層與致底基柏層的稻模量跪比不姥宜大扎于3.0；底基浩層與土蘋基的模座量比宜吃在2.拼5~悟12瞞.5之間天。2.結(jié)構(gòu)褲層的意層數(shù)駛和厚政度組現(xiàn)合設(shè)授計：適當(dāng)?shù)膶淤I數(shù)和臺厚度禾：層珍數(shù)多有能充屋分利航用材導(dǎo)料，毅但可德能引妥起施臺工及蛋材料疏制備包困難翠，所禿以不救能過前多。1）結(jié)構(gòu)絮層的造棵價：面于層厚度去較小，肥基層、夾墊層較遵厚；2）各結(jié)遇構(gòu)層擴奪散應(yīng)力鍵的效果克：基層柿厚度為15~龜25c紗m時，增相大基層猜厚度對突減小路宴面表面芒彎沉和諸減小面銜層底面小拉應(yīng)力虜有明顯救效果；3）壓援實機象具的僑能力異：瀝燙青面傲層每議層的跌壓實斤厚度腰最大梅為6~8拼cm，基勇層每薦層的素壓實昂厚度慚為15閘~2百0c猶m；各次層厚賓度應(yīng)甜盡量僑與壓績實機譽具相嘉適應(yīng)抬；4）瀝煤青面瘋層厚鋸度應(yīng)善與混催合料晃的公紹稱最璃大?；蛷狡ネ概?。3.各結(jié)構(gòu)俱層的層尋間組合健設(shè)計：1）半胳剛性凡基層序瀝青及路面態(tài)宜采霧用以怖下措兇施減達小收愿縮開途裂和適反射廚裂縫呈：A選用翼骨架欄密實弱型半敘剛性債基層道，嚴嚴格控經(jīng)制細步料含霞量、敏結(jié)合豬料劑魂量、某含水陪量及輸養(yǎng)生鄭時間情；B適當(dāng)會加大壺瀝青桿面層請的厚殘度，包在半挎剛性腿結(jié)構(gòu)偶層上雙設(shè)置壘瀝青惡碎石催或級誰配碎展石等絨柔性勉基層魄；C在半鴉剛性茶結(jié)構(gòu)伴層上濤設(shè)置鮮改性雹瀝青銷應(yīng)力男吸收鄰層或室應(yīng)力找吸收板膜或呈鋪設(shè)璃實踐簡證明幅有效乳的耐注高溫近的土遮工合臟成材橡料等眨。2）應(yīng)捕采取偽層間紋結(jié)合渴緊密蓬的技獵術(shù)措下施，撞避免朗滑移：A瀝青層較之間設(shè)培置粘層賣，瀝青勁用乳化派瀝青回、改問性乳鍬化瀝之青、粘熱瀝詢青；B各種打基層甘上設(shè)異置透午層瀝盛青，細可用似液體甚瀝青封、乳子化瀝毫青；C在半剛子性基層車上設(shè)置鮮下封層稅；可用垂瀝青單勝層表面戶處治，宣砂粒式寸、細粒槽式密級箭配瀝青偽混和料講，稀漿司封層等濕；D新、償舊瀝梯青層捆之間穗，應(yīng)鬼灑布洞粘層惕瀝青仇，舊劍混凝低土板灘上宜束用熱毛瀝青摧、改助性乳艘化瀝乓青或醉改性蜂瀝青妥；E拓寬路報面時，鵲新、舊唇路面接冰茬處宜滅噴涂粘貪層瀝青產(chǎn)；F雙層檢式半葡剛性段基層瞎宜采冊用連勞續(xù)攤娛鋪、撓碾壓判工藝消，增懷強層扮間結(jié)增合，檔以形掛成整處層。4.考慮水緞、溫狀泥況的影兵響設(shè)置葬墊層及籮抗凍層快：在潮煮濕和羽過濕仁路段批及軟腿弱地萬基時延，可上采取細設(shè)置寒墊層遺，或妥換填公砂礫洽等透社水材盞料，花或摻仁入無榆機結(jié)近合料污等處其理地申基。在冰挑凍地托區(qū)的室中濕暗和潮友濕路趁段，松路面蘆總厚呼度還紗應(yīng)滿襯足最遣小防劫凍厚相度要生求，肯以免寬