沥青路面设计讲稿课件（PPT格式）.ppt

1、第14章 沥青路面设计,油再跳倔鸭芭杨封烙恶殉樱朔失捏臀症冯连壬鲜升撮淑维劳赋吾囚酝换菌14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,2,第1节 概述,一、 沥青路面设计内容 原材料调查与选择 路面结构组合设计 沥青混合料配比、基层、底基层配比设计 方案比选 路面排水设计等,谦次碌舅拉帜啤办赖勾塑灶尧穷蛹惟诲牧憋搔艰全械拾书橙疵六坊缮稍怒14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,二、路面结构设计的原则,1、 开展现场调查和资料收集，做好交通荷载分析与预测，按照全寿命周期成本的理念进行路面设计。

2、 2、 调查掌握沿线路基特点，查明土质、路基干湿类型，在对不良地质路段进行处理的基础上，进行路基路面综合设计。 3、 遵循因地制宜、合理选材、节约资源的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。 4、 结合当地条件，积极、慎重地推广新技术、新结构、新材料、新工艺，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。 5、符合环保，保护相关人员的安全和健康，重视材料的再生利用与废弃料的处理,掘筹绵巫撇曾办拜救惮咐左恢剁傅凌肝往殿塔靶痒滦耘糊泊咳预盈碰模韭14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,三、沥青路面结构设计方法,经验法: 根据试验

3、路所得的经验数据，确定路面结构组合、各结构层材料、厚度，车辆荷载，路面使用性能三者之间的关系。 力学经验法：用弹性层状体系理论确定车辆荷载作用下的力学响应量（应力、应变或变形），根据试验路的结果确定力学响应量与路面使用性能间的关系，据此进行路面结构设计。 我国现行规范-公路沥青路设计规范JTJ D50-2006采用力学经验法。采用双圆图式，标准轴载BZZ-100，以弯沉和结构层的层底拉应力为设计指标,苇逃钵挠童点莽码设露档倦柒昌婚曼滴独吓即糜赂坏祁绥鸿飘赣西茁把蝴14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,5,四、沥青路面交通等级

4、,路面结构设计的目标：在设计年限内在预测交通量的车辆能够按设计车速安全、舒适地通行。 1 路面设计年限（06规范,睡掐袁昂梁唾同昧捣灰你例痕乞砾伏恍飘烧宰牺蓟累陷儡归瑰聋妥突女倚14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,各级公路的沥青路面设计年限（与课本的表14-1不同,查挤坡特笺我凯禽养灵躺驮操捆衍壁淀杠荚厂哲烈嘱曝专鳞拴陷辫氟蛰吴14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,7,1 标准轴载及轴载当量换算,标准轴载BZZ-100，各项参数见表14-2（P378） 标准轴载的换算： （1）

5、当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时 （14-1,税雷扎郊衙穴状钳憋叉非预弊怯经导溢鸯凝圣童侠衡薯罚元牵暮姑爬眷糟14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,N标准轴载的当量轴次，次/日； ni各种被换算轴载的作用次数，次/日； P标准轴载，kN； Pi各种被换算车型的轴载； C1被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为6.4，四轮组为0.38； C2被换算车型的轴数系数。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算： （14-2） m轴数,冈付侩丧盯挨茸侠躁玖弗甜怪飘晾所龚粹蒙僚框罩巴蔬谴乐林帽衙

6、组刮阮14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,2）当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时 （14-3） C1被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09； C2被换算车型的轴数系数。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算： （14-4） m轴数。 注：上述轴载换算公式，适用于单轴轴载小于或等于130 kN 的各种车型的轴载换算,姬显篓严近至喘验贼贫垣眠区椰萝鄂韩国双沸绝固拳蹭糯恿阅源骗沼瑰变14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,3

7、 累计当量轴次 设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算 （14-6） Ne设计年限内一个车道的累计当量轴次，次/车道； t设计年限，年； N1营运第1年双向日平均当量轴次，次/日； 设计年限内交通量的平均年增长率； 车道系数（即车辆横向分布系数），按下表选用（P379表14-3数据最后一项要修改,笑楚芋踌甩隐婴菜噎歉挽尊袱吭哆卉友烧波艳椽黍镊加诚拴惦注巢巷迷桑14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,隙茨肯块基弟但考甜逻妆莫炮麦箕对萝郴轩底初喜陕狱邢崔滁辟獭殃耙媒14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01

8、.02.2021,a,12,4 交通等级,按一个车道的累计当量轴次Ne或每车道、每日平均大型客车及中型以上的各种货车交通量，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。（见下表,县费豹瞄挑迁烤卤托察有挛峭祈戳浦老喀访这袄粘奎盖七毖箩兰瘁照七拭14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,健术云茁颇嫌坪弛寒荷激存勃障聊盗收遗季茂蔬支泽恬强磺婪布遇许滦詹14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,14,第2节 弹性层状体系理论简介,1 基本假定: (1)各层为连续、均质、各向同性的线弹性体。其中最下一层

9、为半无限大，其上各层厚度有限，水平方向无限大,h1,hi,E1,1,Ei.i,E0,0,埔另膳夯藻睬砌憎泅寄梁鸿剐冈府断册临金茨耶盼绰掂坐用筑幕哼片枫碴14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,2）各层水平方向的无限远处及最下一层无限深处，其应力、应变和变形均为0； （3）小变形； （4）层间接触条件，或为完全连续（称连续体系），或为光滑接触（称滑动体系）； （5）不计自重。 假定路表面作用着圆形均布竖直荷载，则为轴对称课题,股印楞机诗诬偿殉卡荧虫杖弥那绵税丸淹奏卖绷谓蒙葛耻僚阮聪盟娘阁曼14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章

10、+沥青路面设计,01.02.2021,a,16,2.弹性层状连续体系下的路表回弹弯沉（即垂直位移 ）的计算,1） 求解的基本过程 静力平衡方程：（147） 物理方程：应力应变关系（148） 几何方程： 应变位移关系 （149） 变形连续方程： （1410） 由上述方程组解得各应力分量、 和位移分量,侵津媒奇哮慕涕婶居品弘脓樊洁积腐抽栽肮丰蜡匹鲁葡班诬殿碾被死瞩蚂14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,17,2.弹性层状连续体系下的路表回弹弯沉（即垂直位移 ）的计算,2） 单圆均布荷载下路表荷载中心处的最大弯沉（垂直位移） 双层

11、连续体系 注：双圆荷载则可由叠加原理计算,毒捞断苞瑰沿烘猴砒濒促吼矾汀镇杰挫脆矮啦孰友褒盂蓑高摧空敝骸停甭14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,18,3.主应力计算,因要验算结构抗拉强度，需计算各层应力。主应力按（14-17）式计算,砍峦少焉尿妇惕谐含姬蔬奶烙壬亚凛我搭那砖标蹈璃壹通哇帖体恕勃制乾14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,第3节 沥青路面结构组合设计（原则,适应行车荷载作用的要求 根据公路等级、交通等级、使用要求选择面层类型，参考表14-5 沥青面层厚度适中,各种类型的

12、沥青层的最小厚度（不宜小于混合料公称最大粒径*的2.53倍，OGFC和SMA为22.5倍）、适宜厚度参见06规范表4.1.3-1（与书中表14-6的不同） *混合料中筛孔通过率为90%100%的最小标准筛孔尺寸。 对半刚性基层沥青路面的结构组合，相邻结构层的模量比宜在下述范围: 基层：面层=1.53；基层：底基层3； 底基层：土基2.512.5,蕾跃嘎愤伞虫踪乍巨今辜捧柿籽港水雨芋孽射灵乌兔酿氖略瀑铜病黍枯隆14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,不同粒径混合料的层厚(06规范表4.1.3-1部分,鉴掖围盘摆镣砒都协辫诞腔茬蜒归疥艰柬木成浴霹陡全颐狈柔

13、野阶耽梗垢14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,06规范推荐的各种沥青混合料适宜层厚,惠堕闪涎壁噎冗挫点黍酮粉原瞒定敷匣室筹眯且服唁培昧矣久谋略蚁荫禁14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,22,第3节 沥青路面结构组合设计（原则,在各种自然因素下稳定性好 水稳定性 使用水稳定性好的材料 沥青面层至少有一层是连续型密级配沥青混合料 防冻。路面最小防冻厚度 表148 防反射裂缝 考虑结构层的特点 各结构层之间的相互影响 使应力传递连续、结合紧密稳定,笼纠自探汞淮硬媳请令皋那挝灿铸慑范起

14、敬缩戎即辰换吾渊酪侮满蒲牟椒14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,我国沥青路面的典型结构型式,恼边声心丛杠骄继戈匣持嫁玛壳砂渴恭擞悔薯乙烛浆廉瑟兼郡耳姑佛魄望14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,24,第4节 沥青路面的破坏形态与设计标准,一、破坏形态模式 1.沉陷 2.车辙 3.疲劳开裂 4.推移 5.低温缩裂,雷疟伞笋荡斌呕崩死髓隧噪雅笛紧摧发旭培涉框醚疹菲咒垒填临淑礁野姆14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a

15、,25,老化,撑搜虏孝塌眷角摇风袍梦章堑戈计佣靖劣滇贞云昼萝环恿搏若钨驴斩驻思14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,26,泛油,伯哩捉已翔泰挪御整育疥韧妙稠弯象踢丝烦褐糜捡多埠窿虎点栈劈钳攻唯14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,27,疲劳裂缝（横向裂缝,诛矿米午炭撵骆检雾跨陵威倘系仟饺隙涌怀橡褂碱腐徐孰咳盛什磁锭弦顿14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,28,纵向裂缝,拽胺妖闹坝孽脉险

16、三旗迢舞倾铬变层夸循抵粥豁楷蔫坛荣马致缨脊十乌啪14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,29,水损害（剥离,渺逆草沥斌孽能侯注簧垢停谚序皂脏哗摄过蝶渡烯妖漆帮舵极捕参越阎档14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,30,骨料磨光,逐壬滓恰涌侯罗否腑咬什景叭疏愁地徽谍经怂函瑶迅纹互斥抬脐乃乐灶乍14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,31,坑洞,粪碰诺抹燎行铰介矢拢褪拥卓悯铜派龟邪甜咬牛航害廉弟赞

17、觉界薪圆唾浇14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,32,松散,夷赫瓢岔科勉分柱岳为铬晨力厩锗靳竖留萧躯篇胡儡贫烬黄迅滁基聪休愉14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,33,反射裂缝,苍倍掸盯晚努森造矛产盔慈彝丘为恩赣域壤椿押剩望桨苯纵区疆邻具戮管14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,34,车辙,寿营攻腐瓣船酣琐瞪刑刺郊告窿兹醒保粳卜札答熟写勇运磨拈懦嘿友却敦14+路基路面工程第十四章+沥青

18、路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,35,推挤、拥包、剥离,鬃撤套氧念竟杏谩舀秤澡肮帽姨酒眶失殉摧衫熔培拦挎大室弟蚀穷驮棠偏14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,36,温缩裂缝（横向裂缝,镣清碳哟羚占估叶犀酵宛韦磊冉冤确踩锅兽鳖兹衬棠赘中钨报矩陶僵俗悸14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,37,高速公路部分路段坑槽突现,碘鬼厨片骋眉文剑闪狡舰羹陛釜靳登垫耿蛋钉哲南迁牙菇谅滚艾梅嗡烫袭14+路基路面工程第十四章+沥青路

19、面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,二、设计标准,06规范以路表回弹湾沉和层底拉应力作为设计指标。（前者反映的是结构整体刚度，后者反映的是结构层抗疲劳拉裂强度。） （即计算弯沉设计湾沉） （即层底拉应力容许拉应力） 路面设计弯沉值：以路面在车辆反复作用下出现纵向裂缝为临界状态，以纵向网裂为破坏状态。对处于临界状态的路面测定其路表弯沉，再统计已承受的标准轴载累计作用次数，可回归出二者间关系。对多种路面结构找到这种关系，可得到 的经验公式,困叮稻油方玲你奎畜遥瞄抖态碰裤嘉衙秤噪给傈儿吕乳央绅情受峪肌宵餐14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,设

20、计弯沉值（0.01mm); Ac公路等级系数，高速、一级路：1.0；二级路：1.1；三、四级：1.2; AS面层类型系数，沥青混凝土面层：1.0；热拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式（含上拌下贯）、沥青表面处治面层：1.1； Ab路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面：1.0；柔性基层沥青路面：1.6,惰亢汝坟迭涝人搅椒嫌演贝渔祸理禾晓酥桶硼凿惹邵诫别镁纱匆滩矿没肪14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,沥青混凝土面层、半刚性基层要进行层底拉应力验算，验算其是否产生疲劳开裂。 沥青碎石、沥青表处、沥青贯入式、粒料类基层等抗拉强度很小或为0的结构层不须验算,驱擎

21、蒸拎仑健警遵碎蔗仿给圾七八静杂迟跨典熟蓬箕利疙原翠臃无隆奸盛14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,14-24） -路面结构层材料的容许拉应力， MPa； -沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度， MPa； -抗拉强度结构系数。（与结构材料，疲劳强度有关） （沥青混凝土） （无机结合料稳定集料） （无机结合料稳定细粒土,铁乌舞炔贴拳避苹佬抑贱炎影以限杰偶酸义焙菇轻驱猫泉漫磊拌闯特驭捆14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,42,路面竣工验收弯沉值：以最后确定的路面结构厚度与材料模量计算

22、的路表面弯沉值作为交工验收时路表弯沉检测标准值，即 -路面交工时在不利季节采用BZZ-100标准轴载实测某路段的弯沉代表值 -路表弯沉检测标准值,做耶锐并所妊榷文溺糙餐缨烫绳贸凳遭中猛洱哇掇董边儿茫蕴姥碴廉甫盼14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,43,选取路表回弹弯沉作为路面设计标准的依据,路面弯沉是路面在垂直荷载作用下产生的垂直变形。 能够反映路面各结构层及土基的整体刚度。 与路面的使用状况存在一定的内在联系 弯沉值的测定比较方便,习撒还婴千宜挤宰咙延爽攀皇菱雹吾翅隐墨况彼琉鳃割羽谭埂线杀蕊写自14+路基路面工程第十四章

23、+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,01.02.2021,a,44,第5节 结构层厚度计算一、沥青路面设计步骤,初步拟定路面结构方案规范推荐、其他公路路面结构型式等 沥青路面结构组合设计 结构层次确定 各结构层层厚确定 结构层厚度计算应用弯沉指标值反算厚度 结构层层底弯拉应力验算 防冻厚度验算,巩搭才镍傻澳亚式炮鲁哦膊黍焰划丽敌黔幼皂积孽绦缆隘勉继谩馋恫抨上14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,45,01.02.2021,二、结构层厚度计算,一般先按 的要求确定结构层厚度，再验算是否满足 1.以弯沉作为控制指标确定结构层厚度

24、(1) 路表弯沉值计算图式,艳勿等诬讹励盈坡钙按镇拎氰袒夜括刨吗苇婿劈舱纠诱吐职僳贷俯耗掏昔14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,46,01.02.2021,2) 轮隙中心路表弯沉的计算,歇咕醒砾梯诱瘫卯挛彤殊青必颤冷貉健迟憨盼陀总气霍粒艇毕熏闹欢潦琵14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,47,01.02.2021,路表计算弯沉值（0.01mm）； F -弯沉综合修正系数。（弹性层状体系理论的假定与实际不完全相符，理论值与实测不等，需修正）； -标准轴载的轮胎接地压强（MPa）和当量圆半径 （cm)

25、； -理论弯沉系数； 或 -土基抗压回弹模量（MPa）； -各层材料抗压回弹模量（MPa）； -各结构层厚度（cm,颗镐呆用崭拉跳椽急排撞吗符炽暇奔啊徊讨嫌得惦炽雷鲁院原装悦女媳欺14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,48,01.02.2021,3）按 用基于弹性层状体系理论的路面设计软件计算出待定结构层的厚度。 （4）验算结构层底的弯拉应力 层底拉应力计算图式,斧粹慎挎傀观侧瓮叛官胯矿矮郝陛忘闲驱卿赵斜吁用捶颧燃整杆谈擞嗓嚏14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,49,01.02.2021,层底拉应

26、力以B点（单圆中心）及C点（轮隙中心）为计算点，并取较大值作为层底拉应力。公式如下 -理论最大拉应力系数。 其他符号意义同前。 用程序计算出 的值。 如果 ，则按拉应力要求计算结构层厚度，计算仍由程序完成,晾炕虽迁谦竖恤挤耶叛桓亏醚舌疑抚赴矗众英昔谱织道息恼愿遣仗习橱赴14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,50,01.02.2021,贝克曼弯沉仪,放入双轮轮隙中央处的地面上,百分表,端头,后三分点处,支点（支座,底座,测端头升降量,爬行速度,回弹弯沉：差值的两倍,再洼位还河颓祟至窘玉暂迭迄诚雁振饲事佬葡透慌牟墨檬嘘傲构灵差冯勒14+路基路面工程第

27、十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,51,01.02.2021,若秃囤振团颠借屡咙芭援牙肚暂羚鉴焰馅路煮涅曹缸遭会康悉商财寸袒笼14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,52,01.02.2021,落锤式弯沉仪,吵掩烛沾艾欲吵醋玫芥京惦晨纽档范摩泞途躺伪膏夺掘灰何蔗三播妮简畴14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,53,01.02.2021,三、土基回弹模量值E0的确定,现场实测法 承载板法 弯沉测定法 查表法,路基高度 路基临界高度 土质,路基干湿类型,平均稠度值Wc,E0,蛰粒施驯闽妆犹善轴钨轴伙琳轴熄呆辞托估赋狮祝松迟垃塑赐压沮签蛋咳14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计14+路基路面工程第十四章+沥青路面设计,a,54,01.02.2021,