第十三章柔性路面设计D

1、1 六、结构层材料的容许拉应力六、结构层材料的容许拉应力 我国沥青路面设计，除了以路面设计弯沉为我国沥青路面设计，除了以路面设计弯沉为设计指标之外，对高等级道路路面还要验算设计指标之外，对高等级道路路面还要验算沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力。要求结构层底面的最大拉应力不大于结构层要求结构层底面的最大拉应力不大于结构层材料的容许拉应力，在路面设计中通常表示材料的容许拉应力，在路面设计中通常表示为：为： Rm2六、结构层材料的容许拉应力六、结构层材料的容许拉应力 结构层材料的容许拉应力是路面承受行车荷载反结构层材料的容许拉应力是路面承受行车荷载反复作用

2、达到临界破坏状态时的最大疲劳应力。复作用达到临界破坏状态时的最大疲劳应力。这一应力较一次荷载作用的这一应力较一次荷载作用的抗拉强度抗拉强度小，减小的小，减小的程度同重复荷载次数及路面结构层材料的性质有程度同重复荷载次数及路面结构层材料的性质有关。关。这种关系可用下式表示：这种关系可用下式表示： 3sspRK R结构层材料的容许拉应力，结构层材料的容许拉应力，MPa； sp结构层材料的，极限抗拉应力，结构层材料的，极限抗拉应力，Mpa； K s抗拉强度结构系数。抗拉强度结构系数。结构层材料的极限抗拉强度我国现行规范规定用结构层材料的极限抗拉强度我国现行规范规定用 劈裂试验测定劈裂试验测定。4ce

3、asANAK/09. 022. 0对无机结合料稳定集料类：对无机结合料稳定集料类：对沥青混凝土面层：对沥青混凝土面层：cesANK/35. 011. 0对无机结合料稳定土类：对无机结合料稳定土类：cesANK/45. 011. 0Aa沥青混合料级配的系数；细、中粒式沥青混凝土为沥青混合料级配的系数；细、中粒式沥青混凝土为1.0，粗粒式沥青混凝土为粗粒式沥青混凝土为1.1。 Ac公路等级系数。公路等级系数。 5七、计算弯沉和结构层底拉应力七、计算弯沉和结构层底拉应力 双层体系理论弯沉双层体系理论弯沉的计算公式为：的计算公式为：LEpl02L理论弯沉系数。理论弯沉系数。6七、计算弯沉和结构层底拉应

4、力七、计算弯沉和结构层底拉应力在双圆均布垂直荷载作用下，拉应力计算图示。在双圆均布垂直荷载作用下，拉应力计算图示。最大弯拉应力最大弯拉应力通常发生在面层底面一个圆形荷载通常发生在面层底面一个圆形荷载中心轴上。中心轴上。其表达式为：其表达式为： mmp78七、计算弯沉和结构层底拉应力七、计算弯沉和结构层底拉应力 三层体系三层体系理论弯沉的计算公式为：理论弯沉的计算公式为：LEpl12最大弯拉应力所示，其表达式为：最大弯拉应力所示，其表达式为： mmp9防冻厚度验算：防冻厚度验算：在季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段要验算。在季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段要验算。fabchd道路冻深： a、b b、c

5、 c分别分别路面结构材料的热物性系数、路面横断面填路面结构材料的热物性系数、路面横断面填挖系数和路基潮湿类型系数。挖系数和路基潮湿类型系数。f f为为最近最近1010年冻结指数平均值，即冬季负温度累积值，由气年冻结指数平均值，即冬季负温度累积值，由气象资料定。象资料定。若结构层总厚度小于最小防冻厚度，应增加防冻垫层若结构层总厚度小于最小防冻厚度，应增加防冻垫层。10八、多层路面的等效换算八、多层路面的等效换算 当采用前述的简化方法进行计算时，需要将当采用前述的简化方法进行计算时，需要将多层路面结构多层路面结构按照弯沉或结构层底部拉应力按照弯沉或结构层底部拉应力等效的原则换算等效的原则换算为双层

6、或三层体系。为双层或三层体系。1、弯沉等效换算法、弯沉等效换算法2、弯拉应力等效换算法、弯拉应力等效换算法11八、多层路面的等效换算八、多层路面的等效换算1、弯沉等效换算法、弯沉等效换算法 将多层体系按照弯沉相等的原则换算为将多层体系按照弯沉相等的原则换算为双层体系的方法称作等弯沉换算法。双层体系的方法称作等弯沉换算法。 换算原理见图。换算原理见图。12lbbEpl02laaEpl02令ball blla则如此进行，可将多层体系的面层以下各层逐次换算为模量如此进行，可将多层体系的面层以下各层逐次换算为模量与与其上层相同的层次其上层相同的层次，最终得到一等效的双层体系。，最终得到一等效的双层体系

7、。在弯沉系数相等的条件下，把一个模量在弯沉系数相等的条件下，把一个模量E1厚度厚度h1的面层换算的面层换算为另一个模量为另一个模量E1厚度厚度1的面层。的面层。13八、多层路面的等效换算八、多层路面的等效换算当采用三层体系为计算体系时，需将多层体系按照弯沉当采用三层体系为计算体系时，需将多层体系按照弯沉等效的原则换算为三层体系。等效的原则换算为三层体系。换算时换算时将多层体系的第一层作为上层，其厚度和模量保将多层体系的第一层作为上层，其厚度和模量保持不变，将第持不变，将第2至至n-1层作为中层并把它们换算为第层作为中层并把它们换算为第2层层模量的等效厚度，再加上模量不变的下层半空间体则得模量的

8、等效厚度，再加上模量不变的下层半空间体则得到一个弯沉等效的三层体系。到一个弯沉等效的三层体系。中层厚度的换算公式为：中层厚度的换算公式为： 4 . 22132.EEhhHKnkk14 等效路表弯沉的结构层换算：等效路表弯沉的结构层换算：E0H E2h1 E1h2 E2 2h1 E1 1Hn-1 En-1 n-1E0 04 . 22i1n2iiEEhH15 2、弯拉应力等效换算法、弯拉应力等效换算法计算上层底面弯拉应力的换算方法计算上层底面弯拉应力的换算方法 当采用三层体系计算多层路面的结构层底部应力时，需将多层路当采用三层体系计算多层路面的结构层底部应力时，需将多层路面按照拉应力相等的原则换算

9、为含有上层、中层和下层半空间体的弹性面按照拉应力相等的原则换算为含有上层、中层和下层半空间体的弹性三层体系。三层体系。这里的上层是换算为三层体系之后的上层，如下图所示。当计算第这里的上层是换算为三层体系之后的上层，如下图所示。当计算第i层底面的弯拉压力时，需将层底面的弯拉压力时，需将i层以上各层换算为模量层以上各层换算为模量 ，厚度，厚度h的一层即的一层即为上层，换算公式为：为上层，换算公式为：将将i+1层至层至n-1层换算为模量层换算为模量 ，厚度为，厚度为H的一层即为中层，换算公的一层即为中层，换算公式为：式为：EiEi+10.91ik1n1kiEEhHi16E0H2 Ei+1H1 EiH

10、n-1 En-1 n-1h2 E2 2h1 E1 1Hi+1 Ei+1 i+1E0 0H i E i i17九、新建路面结构设计步骤九、新建路面结构设计步骤 新建沥青路面通常按以下步骤进行路面结构设计：新建沥青路面通常按以下步骤进行路面结构设计：1、根据设计任务书的要求，确定路面等级和、根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。2、按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段，确、按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段，确定各路段路基回弹模量值。定各路段路基回弹模量值。 18九、新

11、建路面结构设计步骤九、新建路面结构设计步骤3、根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种、根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。强度，确定各结构层材料设计参数。4、根据设计弯沉值确定路面厚度。、根据设计弯沉值确定路面厚度。 上述计算应采用弹性多层体系理论编制的程序进行。上述计算应采用弹性多层体系理论编制的程序进行。191、简述弯沉综合修正系数。2、简述确定新建沥青路面结构厚度的设计步骤。201、简述简述弯沉综合修正系数弯沉综合修正系数。因理论假设与实际路面工作状态的差异，而形成沥青路面实测弯流值与理论计算值不等，而采用弯沉综合修正系数予以修正，它是实测弯沉值与理论弯沉值之比。2、简述确定新建沥青路面结构厚度的设计步骤、简述确定新建沥青路面结构厚度的设计步骤。（1）根据设计任务书的要