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文档简介

道路工程徐家钰程家驹同济大学出版社

通过该次课的学习,学生应重点掌握:柔性路面常见的损坏现象。熟悉柔性路面的设计指标。了解柔性路面主要损坏形式产生的原因。本次授课的重点:柔性路面常见的损坏现象,柔性路面的主要设计指标。难点:柔性路面的设计指标目的要求重点与难点第二篇道路路基路面结构第3章柔性路面(1-2节)第3章柔性路面

路面:是用各种筑路材料,按一定厚度与宽度、分层铺筑在路基顶面上,直接承受车辆荷载和外界自然因素作用的层状构造物。

柔性路面:是用各种基层(水泥混凝土除外)和各类沥青面层、碎(砾)石面层、块料面层等组成的路面结构。

路面设计:就是根据道路的使用任务、性质、交通量和交通组成,结合当地的材料、自然条件和地质条件,并考虑路基状况而进行的一项综合性结构设计。

柔性路面设计的内容包括:路面结构层次的选择与组合、各结构层厚度的确定和结构层材料组成设计等。基本概念§3-1柔性路面常见的损坏现象

柔性路面的力学特点:各结构层具有一定的塑性、弯沉变形较大;抗弯拉强度较小,主要依靠抗压、抗剪强度来抵抗车辆荷载的作用。柔性路面的破坏主要取决于荷载作用下的垂直位移和水平拉应变(力)。同时,土基的刚度和稳定性对路面结构的整体强度和刚度也有较大的影响。柔性路面常见的损坏形式有:

1、裂缝

2、沉陷和车辙

3、推移

4、坑槽

5、泛油1.裂缝:是路面上较普遍的损坏现象,常表现为纵向裂缝、横向裂缝,以及纵横交错的龟裂等形态,有时还伴随着其它损坏现象。2.裂缝产生的原因:(1)基层软弱,使面层由于变形过大而出现网裂;(2)在行车荷载的重复作用下,面层产生疲劳开裂;(3)面层材料过脆,或面层和基层的刚度相差悬殊,以及面层底部由行车荷载作用产生的拉应力过大,使面层拉裂;(4)因半刚性基层的收缩而引起的反射裂缝;(5)因沥青面层低温收缩而产生的横向裂缝;(6)由于沥青材料老化等原因而产生的裂缝。二、沉陷和车辙1.沉陷:是指路面出现局部下凹的现象。沉陷产生的原因:土基局部湿软、路面强度不足或路面厚度过薄,以及由路面传到土基的压力超过了土基的承载力时,由于土基产生过大的垂直变形,而导致路面沉陷。2.车辙

若整个路段土基或基层强度不足,路面就会沿道路纵向、在行车轮迹集中处产生带状凹陷——车辙。另外,在高温季节,沥青面层在车辆荷载的重复作用下,由永久变形积累也能形成车辙。三、推移面层材料沿行车方向产生推挤、隆起,甚至形成波浪的现象称为推移。形成原因:在行车荷载的水平力、垂直力和撞击力的共同作用下,使面层材料产生剪切破坏。在交叉口、公共汽车停靠站、收费站的前后经常发生此类破坏。若沿路面的纵向形成连续的、波长和波峰大致相同的“波浪现象”称为搓板,搓板是推移的一种特例。行车方向四、坑槽由于面层材料粘结力不足或在较大的行车荷载作用下,面层材料被磨损、碾碎,而产生细集料流失、粗骨料外露,进而失去联结作用而出现的成片散开的现象称为松散;松散的材料流失后就形成了坑槽。五、泛油油油石比过过高的路段上上,在高温季季节,因为沥沥青路面面软化,,而在其其表面出出现一层层黑亮沥沥青的现现象称为为泛油。泛油发发生后,,面层材材料的粘粘结力下下降,沥沥青容易易被车轮轮粘着带带走而形形成坑槽,而在沥沥青材料料落下处处则形成成了油包。形成原因因:沥青青的热稳稳定性不不好,混混合料组组成中沥沥青用量量偏高。。综合上述述,可以以看出柔柔性路面面产生损损坏的原原因是多种多样样的。所以以,在路路面设计计中,不不仅要考考虑路面面各层次次的必要厚度度,还要重重视路面结构构的组合合,同时注注意施工质量量和路面面养护。以保证证路面的的使用品品质。§3-2柔性路面面的设计计指标一、柔性性路面的的设计指指标的类类型(一)弯弯沉指标标弯沉:是在一一定的荷荷载作用用下,路路表面的的竖向变形形。它是反反映路面面整体承承载能力力高低和和使用状状况好坏坏的最直直观、最最简单的的指标。。路表弯沉沉值是路路面各结结构层变变形的总和,对于沥沥青路面面,我国国现行““沥规””规定::以双轮轮组车轮轮荷载作作用下,,在路表面面轮隙中中心处的的弯沉作为路面面整体抗抗变形能能力的指指标。根据要求求,路面面设计的的控制方方程应满满足下式式:式中:ls——沥青路面面计算的的最大弯弯沉值((1/100mm),一般般指位于于双轮轮轮隙中心心处的弯弯沉值。。ld——沥青路面面设计弯弯沉值((1/100mm)。(二)抗抗拉指标标经验证明明:只用路面面竖向变变形作为为路面的的控制条条件往往往是不够够的,难难以解决决当竖向向变形尚尚在容许许范围的的路面开裂裂、推移移等问题。。沥青路面面在行车车荷载的的多次重复复作用下下,由于疲劳现象象而使其抗抗拉强度度降低,,从而出出现了拉裂破坏。为为此,必必须验算算其抗拉拉能力。。验算时时,按“弹性层层状体系系”理论计算算路面结结构层内内的最大大的拉应应力或拉拉应变,,并使其其满足::式中:、——分别为路面结构层底面的最大拉应力和最大拉应变,位于双轮轮隙中心处,(图2-3-2b))中的C点;、——路面结构层材料的容许拉应力和容许拉应变。(三)抗抗剪指标标沥青混合合料的抗抗剪强度度主要来来源于颗颗粒间的的摩阻力和结合料料的粘聚力,在车轮轮荷载的的作用下下,当路路面结构构内某点点的剪应应力超过过材料的的抗剪强强度时,,路面便便会产生生剪切破破坏。必必要时,,应验算算其抗剪剪强度。。式中:

——路面结构层内剪切截面上的剪应力;

——路面结构层材料的容许剪应力。二、设计弯沉值

在车辆荷荷载的作作用下,,路面表表面的垂直变形形称为路表表总弯沉沉lz。路表总弯弯沉值包包括可恢恢复的垂垂直变形形(回弹弯弯沉)l和不可可恢复的的垂直变变形(残余弯弯沉)lp两部分。。即:处于或接接近弹性状况况的路面,,其残余余弯沉很很小。所所以,我我国现行行“沥规规”采用用路面的的回弹弯沉沉来表示路路面的抗抗变形能能力。路面设计计弯沉值值:是根据设设计年限限内一个个车道上上预测通通过的累累积当量量轴次、、道路等等级、面面层和路路面结构构类型而而确定的的弯沉设设计值。。路面设计计弯沉值值的大小小随公路路等级、、交通量量、轴型型、面层层和基层层类型等等因素而而异。一般认为为:在一一定轴型型的荷载载作用下下,路面面的变形形越大,,达到某某一破坏坏状态时时的容许许通过轴轴次就越越少;反反之则越越多。根据“沥沥规”的的规定,,路面设设计弯沉沉值ld(1/100mm)可按下式式确定:式中:AC——公路等级级系数。。高速公公路、一一级公路路为1.0;二级公公路为1.1;三、四四级公路路为1.2;AS——面层类型型系数。。沥青混混凝土面面层为1.0;热拌和和冷拌沥沥青碎石石、沥青青贯入式式路面、、沥青表表面处治治为1.1;Ab——路面结构构类型系系数。半半刚性基基层沥青青路面,,Ab=1.0;柔性基基层沥青青路面,,Ab=1.6。——设计年限内一个车道上的累计当量轴次。

其中:

N1——路面竣工通车后第一年双向日平均当量轴次(次/日)

——设计年限内交通量的年平均增长率(%)

η——车道系数,见表2-3-1

T——设计年限,按表2-3-2确定。

标准轴载BZZ-100

标准轴载BZZ-100

标准轴载P(KN)100单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30轮胎接地压强p(MPa)0.70

两轮中心距离(cm)1.5d在计算Ne时,必须须将不同同轴载的的作用次次数换算算为同一标准准轴的当当量作用用次数。路面设设计中采采用双轮组单单轴载100KN作为标准准轴载,,以BZZ-100表示。其计算参参数见表表2-3-3。1.当以设计弯弯沉值为指标标和进行沥青青层层底拉应应力验算时将各级轴载按按下式换算成成标准轴载P的当量轴次N。式中:N——标准轴载的当当量轴次(次次/d)ni——被换算车型的的各级轴载作作用次数(次次/d)P——标准轴载(KN)。Pi——被换算车型的的各级轴载((KN)C1——轴数系数:当轴间距大于于3m时,应按单独的的一个轴载计计算,此时轴轴数系数C1=m(轴数);当轴间距小于于3m时,应按双轴或或多轴计算,,轴数系数按按式C1=1+1.2(m-1)计算。C2——轮组系数:双双轮组为1,单轮组为6.4,四轮组为0.38。2.当进行半刚刚性基层层底底拉应力验算算时各级轴载均应应按下式换算算成标准轴载载P的当量轴次。。式中:C1´——轴数系数。当轴间距大于于3m时,应按单独独的一个轴载载计算,此时时轴数系数C1´=m(轴数);当当轴间距小于于3m时,应按双轴轴或多轴计算算,轴数系数数按式C1´=1+2(m-1)计算。C2´——轮组系数:双双轮组为1,单轮组为18.5,四轮组为0.09。[例2-3-1]:已知某载货车车为双后轴((轴距<3m)双轮组,每每一后轴重均均为80KN,前轴重30KN。试求该货车车通过1次相当于标准准轴BZZ—100作用几次?解:1.当以设计弯弯沉值为指标标和进行沥青青层层底拉应应力验算时由于双后轴轴轴距<3m将各级轴载换换算成标准轴轴载2.当进行半刚刚性基层层底底拉应力验算算时由于双后轴轴轴距<3m将各级轴载换换算成标准轴轴载[例2-3-2]:某双车道二级公路竣工通车第一年的交通量及相关资料(双向)如下表所示,其面层材料为沥青混凝土,基层为半刚性材料,路面的设计使用年限为12年,交通量年增长率为11%,并已知:Ac=1.1,As=1.0,Ab=1.0,=0.5。试按上述条件计算路面的设计弯沉值。序号汽车车型前轴重单后轴重后轴数后轮组数后轴距作用次数次/日1尼桑CWA5274.0KN75.0KN22<3m2102东风EQ14023.0KN84.0KN22>3m80解:(1)计算路面竣竣工通车第一一年的双向日日平均当量轴轴次:①尼桑CWA52:由于后轴轴轴距<3m,所以②东风EQ140:由于后轴轴轴距>3m,所以所以,N1=494.89+75.80=570.69(次/日)(2)计算设计年年限内一个车车道上的累计计当量轴次(3)计算沥青路路面的设计弯弯沉值:三、容许拉应应力路面结构层的的容许拉应力力:是指路面面结构在行车车荷载的反复作用下,达到临界破破坏状态时所所容许的最大大拉应力。该应力值较之之一次荷载作用用下的抗拉强度要要小,减小的的程度与重复复荷载作用的的次数及路面面结构层材料料的性质有关关,容许拉应应力的计算公公式为:式中:——容许拉应力(MPa)。

——沥青混凝土或半刚性材料在规定温度或龄期的极限劈裂强度(MPa)。

沥青混凝土面层取15℃时的极限劈裂强度;水泥稳定类材料取龄期90d的极限劈裂强度;二灰稳定类、石灰稳定类材料取龄期180d的极限劈裂强度;水泥粉煤灰稳定类材料取龄期120d的极限劈裂强度。Ks——抗拉强度结构构系数,它是是反映材料疲疲劳强度性能能的系数。抗拉强度结构构系数Ks的计算公式如如下:(1)对于沥青混混凝土面层::其中:Ac——公路等级系数数。高速公路路、一级公路路为1.0;二级公路为为1.1;三、四级公公路为1.2。Ne——设计年限内一一个车道上的的累计当量轴轴次。(2)对于无机结结合料稳定集集料类:(3)对于无机结结合料稳定细细粒土类:四、容许剪应应力城市道路设计计中还要求验验算沥青面层层的抗剪能力力,为此需要要计算容许剪剪应力,具体体见城市道路路设计规范。。五、沥青路面面抗滑标准除了上述力学学指标外,尚尚应控制路面面的抗滑能力力。我国沥青路面面的抗滑标准准见表2-3-4。[例2-3-3]:已知在长清与与平阴之间计计划修建一条条四车道的一一级公路,预预测该路竣工工后第一年的的交通组成如如下表所示,,在使用期内内交通量的年年平均增长率率为10%。该路段路基处于Ⅱ5区,为粉质土土。面层采用三层式沥沥青面层,上上面层采用细细粒式抗滑表表层(厚度4cm),中面层采用用中粒式密级级配沥青混凝凝土(厚度5cm),下面层采用用粗粒式密级级配沥青混凝凝土(厚度6cm)。基层采用水泥稳定定碎石(厚度取20cm),底基层采用石灰土(含灰量为12%,厚度待定)。试进行轴载换换算与累计当量轴次次计算、设计弯沉值值计算和路面面结构层各层层底容许拉应应力计算。前轴重(KN)单后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距交通量(次/日)三菱T653B29.348.01双轮组-300黄河JN16358.6114.01双轮组-400江淮HF15045.1101.51双轮组-400解放SP920031.378.03双轮组4m300东风EQ15526.556.72双轮组2m400交通组成表解:(1)轴载换算与累计当量轴次次计算路面设计以双双轮组单轴载载100KN为标准轴载。。1)以设计弯沉值值为指标及验验算沥青层层层底拉应力时时①轴载换算采用的计算公公式:式中:N——标准轴载的当当量轴次(次次/d)ni——被换算车型的的各级轴载作作用次数(次次/d)P——标准轴载(KN)。Pi——被换算车型的的各级轴载((KN)C1——轴数系数:当轴间距大于于3m时,应按单独的的一个轴载计计算,此时轴轴数系数C1=m(轴数);当轴间距小于于3m时,应按双轴或或多轴计算,,轴数系数按按式C1=1+1.2(m-1)计算。C2——轮组系数:双双轮组为1,单轮组为6.4,四轮组为0.38。车型PiC1C2ni三菱T653B前轴29.316.43009.2后轴48.01130012.3黄河JN163前轴58.616.4400250.4后轴114.011400707.3江淮HF150前轴45.116.440080.2后轴101.511400426.8解放SP9200前轴31.316.430012.3后轴78.031300305.4东风EQ155前轴26.516.44007.9后轴56.72.2140074.6当量轴载累计1886.4轴载换算结果果(弯沉)根据设计规范范,一级公路路沥青路面的的设计年限取取15年,四车道的的车道系数是是0.4~0.5,在此取0.45。②累计当量轴次次计算(次)①轴载换算轴载换算公式式为:2)验算半刚性基基层层底拉应应力时式中:C1´——轴数系数。当轴间距大于于3m时,应按单独独的一个轴载载计算,此时时轴数系数C1´=m(轴数);当当轴间距小于于3m时,应按双轴轴或多轴计算算,轴数系数数按式C1´=1+2(m-1)计算。C2´——轮组系数:双双轮组为1,单轮组为18.5,四轮组为0.09。轴载换算结果果表(半刚性基层层层底拉应力)车型Pi(KN)C1´C2´ni三菱T653B前轴29.3118.53000.30后轴48.0113000.85黄河JN163前轴58.6118.5400102.90后轴114.0114001141.03江淮HF150前轴45.1118.540012.67后轴101.511400450.60解放SP9200前轴31.3118.53000.51后轴78.031300123.31东风EQ155前轴26.5118.54000.18后轴56.73140012.82当量轴载累计1845.17

根据设计规范范,一级公路路沥青路面的的设计年限取取15年,四车道的的车道系数是是0.4~0.5,在此取0.45。(次)②累计当量轴次次计算式中:AC——公路等级系数数。高速公路路、一级公路路为1.0;二级公路为为1.1;三、四级公公路为1.2;AS——面层类型系数数。沥青混凝凝土面层为1.0;热拌和冷拌拌沥青碎石、、沥青贯入式式路面、沥青青表面处治为为1.1;Ab——路面结构类型系数数。半刚性基层沥沥青路面,Ab=1.0;柔性基层沥青路路面,Ab=1.6。(2)设计弯沉值计算算根据已知条件:该公路为一级公路路,公路等级系数数取1.0,面层是沥青混凝土土,面层类型系数数取1.0,半刚性基层,基层层类型系数取1.0。(3)路面结构层各层层底容许拉应力计算①沥青层层底拉应应力查表2-3-9a得上面层细粒式抗滑表层(MPa)中面层中粒式密级配沥青混凝土(MPa)下面层粗粒式密级配沥青混凝土(MPa)上面层层底拉应力力下面层层底拉应力力(MPa)中面层层底拉应力力(MPa)(MPa)②水泥稳定碎石基层层层底拉应力查表2-3-9b得水泥稳定碎石(MPa)(MPa)③石灰土底基层层底底拉应力查表2-3-9b得石灰土(MPa)(MPa)通过该次课的学习习,学生应重点掌掌握:柔性路面的的结构组合设计应应遵循的原则,新新建柔性路面的设设计步骤;熟悉新新建柔性路面厚度度的确定方法;了了解各级公路柔性性路面常见的组合合结构形式,改建建柔性路面的设计计。本次授课的重点::柔性路面的结构构组合设计应遵循循的原则,新建柔柔性路面的设计步步骤及厚度计算方方法。难点:新建柔性路路面厚度计算方法法。目的要求重点与难点第二篇道路路基基路面结构第3章柔性路面(3-5节)§3-3柔性路面的结构组组合路面结构设计包括:路面各分层的结构设计计和结构层组合设计。各分层的结构设计计:是按照层位的作作用,选择结构层层的类型和确定材料组成,并提出相应的施工要求等。结构层组合设计:是按行车和自然然因素对不同层位位的要求,结合各各类结构层本身的的性能,进行合理理的层位安排。一、柔性路面的结结构组合设计应遵遵循的原则(一)路线、路基基、路面要作通盘盘考虑,总体设计计1.在进行路线设计计时,应充分考虑虑线位对路基的强度和稳稳定性的影响,并并做好排水设计,为路面结构构提供良好的支承承条件;2.将路基、垫层、、基层和面层作为一个整体,进行路基路面的的综合设计,达到路基稳定、、基层坚实、面层层耐用。(二)根据各结构构层的功能和交通通特点,选择结构构层次1.面层直接承受自然因素素和行车荷载的作作用,要求高强、耐磨、热稳稳定性好和不透水水,因而通常选用粘粘结力强的结合料料和强度高的集料料作为面层材料。。2.基层(底基层))(1)基层作为主主要承重层,要求求其具有足够的强度、、一定的刚度和水水稳性。常用的基层类型有有:沥青稳定类、、半刚性基层和碎碎(砾)石混合料料。(2)底基层作为为次要承重层,应应充分利用当地材材料,可选用强度度和刚度较低的混混合料。3.路基要使路基具有足够的稳定性性,以保证路面的整整体强度,一般要要求土基回弹模量量不小于20MPa。为此,需要加强强排水和达到规定定的压实度。尤其其是当水文条件较较差时,应加设垫层。(三)适应行车荷荷载的作用,进行行强度和刚度的组组合1.车轮荷载在路面面内引起的应力和和应变是随深度而而递减的,图2-3-1。因此,各结构层的强度和和刚度应按应力、、应变的分布规律律设置,而不应出现倒装结构。2.相邻结构层之间的的刚度不能相差过大。否则,上层底面面将出现过大的拉拉应变(或拉应力力)。(四)注意各结构构层的自身特点,,作好层间结合层间结合是否紧密密,对上层底面拉拉应力的大小有很很大的影响,所以以,要求层间组合必须要紧紧密、稳定,避免产生滑移,,以保证路面结构的整体性性和应力传播的连续性性。例如:①面层与基层之间间洒布透层油——保证性质不同的两两层之间的连接;;②在块石基层上设设置碎石调平层——保证基层表面的平平整;③在半刚性基层上上设粒料类过渡层——减少基层裂缝对面面层的影响。(五)确定适当的的层数和厚度1.路面结构层数为了体现出路面材材料的强度、模量量及路面结构的荷荷载应力、应变沿沿深度而变化的规规律,结构层数越越多越好。但是,,如果层数过多,,将带来施工工艺艺以及材料制备上上的困难,所以层数应适当。2.路面结构层厚度度各层的厚度除了满满足受力上的要求求外,还应考虑施工工艺上的的要求,为了便于摊铺和和碾压,层厚不宜过大和过过小。(1)各类结构层按所所使用的材料规格格和施工工艺要求求,要满足最小施工厚度的要求。见表2-3-5。(2)结构层厚度的设设计,一般是先拟定面层的类型和厚度度,再计算和调整其下各层的厚度。。(六)考虑水温状状况的影响,保证证稳定性在进行结构组合设设计时,要使路面面结构整体在各种种自然因素影响下下,能够保持干湿、冷热的的稳定性。例如:①在干旱地区,应加强粒料嵌锁锁或粘结,以防止止松散、搓板;②在潮湿、多雨地区区,应采用水稳性好好的结构、加强排排水,以防渗、防防滑、防软化;③在冰冻地区,应注意验算防冻冻厚度或设置隔温温垫层,满足冻稳稳定性的要求。见见表2-3-6。二、路面结构的分分层和组合设计的的步骤1.根据道路等级,,确定路面等级。2.根据近期和远景景的交通情况,决定是否分期修建建。3.根据当地的自然然条件和路基的干干湿类型,决定土基是否需要要处理,以及应采取的处理的方式。4.按就地取材、因因材设计的原则,,根据材料的来源源、施工条件、环环境和交通因素,,选择结构层类型和和材料组成。5.按应力分布规律和和结构层性能的需需要,安排结构层的组合合。在进行路面结构组组合设计时,应结结合具体情况,分分清矛盾的主次,,合理运用结构组组合原则,以获得得符合当地交通、、环境、材料、施施工及养护等条件件的路面结构。三、沥青路面结构构组合示例§3-4新建柔性路面的厚厚度确定通过路面结构组合合,初步拟定了路路面结构方案,接接下来需要对该结结构在荷载作用下下的承载能力进行行验算,以判断所拟定结结构是否满足受力方面的要求。路面结构的承载力力与土基和各结构层材材料的回弹模量有关,同时与结构构层的厚度关系密切,在各结结构层材料选定((回弹模量为定值值)前提下,通过过计算和调整各结构构层的厚度来满足路面设计要要求。路面厚度的确定方方法有两种:经验法和理论法。经验法:以已有的经验和试试验为依据,确定定路面各结构层的的厚度;美国的加州承载比比法(CBR)美国各州工作者协协会法(AASHO)英、法等流行的““典型结构、经验验厚度法”理论法:以力学分析为基础础,并考虑环境、、交通条件及材料料特性等因素的影影响,确定路面各各结构层的厚度。。我国现行的沥青路路面设计方法采用用:以“双圆均布垂直荷载载作用下的弹性层层状体系理论”为基础,进行结结构分析和厚度计计算——理论法。一、计算图示将土基看作是均质质的弹性半无限体,其应力与应变呈呈直线关系,可以以用“弹性半无限限体理论”来求解解土基内的受力情情况。但是,当在在土基之上铺筑了了一层或几层路面面结构后,就变为为了多层体系。因此,需用“弹性层状体系理论论”来计算土基及路路面结构层中的应应力、应变和位移移。弹性层状体系理论论假设:①各路面结构层具有有一定的厚度,而而在水平方向上是无无限的;②路面材料的应力和应变之间呈呈直线关系;③土基和路面各结构构层的层面之间是是一种完全连续接触的;④将标准轴载一侧侧的双轮组荷载载简化成两个圆形形均布荷载,圆心距离为3倍的荷载当量圆圆半径。图2-3-2双圆均布垂直荷荷载作用下的计计算图式二、路表面的弯弯沉计算现行的沥青路面面设计规范是以设计弯沉值作为路面结构整整体刚度的设计计指标。为此,需要计算初拟路面结构的的路表弯沉值ls,使之与设计弯弯沉值ld相比较,以检验所拟定的路面结结构层的整体刚刚度是否满足设设计要求。路表弯沉计算点选在双圆均布荷荷载作用下的轮轮隙中心处——A点。该点的路表表弯沉值计算公公式:式中:

——路表计算弯沉值(0.01mm)、——标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径(cm)

——土基的回弹模量(MPa)

——理论弯沉系数——路面各结构层的抗压回弹模量

——路面各结构层的厚度。

F——弯沉综合修正系系数。三、结构层层底底拉应力为防止路面出现疲劳开裂,在以弯沉为指指标控制好路面面结构层的厚度度后,还要验算沥青混凝土面层层、以及基层的层底,在车辆荷载重重复作用下产生生的拉应力是否否超过容许值。。计算层层底的最最大拉应力计算算公式:式中:

——理论最大拉应力系数。

以单圆中心(B点)、单圆半径径二分之一处D、单圆内侧边缘缘点E及双圆轮隙中心心(C点)为计算点,,并取其较大值值作为层底拉应应力。四、防冻厚度的的验算在季节性冰冻地区区的中湿、潮湿路段,应对路面面结构进行防冻冻厚度验算。防冻厚度与当地地的冬季负温度度累计值、路面面结构层的热物物性、路基潮湿湿类型、路基土土类,以及道路路冻深有关。道路冻深的计算算公式:式中:hd——从路表面至道路路冻结线的深度度(cm);a——路面结构层材料料的热物性系数数,表2-3-10,P344。b——路基横断面填、、挖系数,表2-3-11,P345。c——路基潮湿类型系系数,表2-3-12,P344。f——最近10年的冻结指数平平均值。其中,,冻结指数是指指一年中平均负负温度的累计值值。注:若路面结构构层的总厚度小小于最小防冻厚厚度时,应增设设防冻垫层,使使路面的总厚度度满足最小防冻冻厚度的要求,,或者通过调整整路面结构材料料来满足防冻要要求。五、新建柔性路路面的设计步骤骤1.根据设计任务务书的要求,确确定公路等级和和面层类型,计计算设计年限内内一个车道的累累计当量轴次和和路表设计弯沉沉值。2.按路基的土类类与干湿类型,,将设计路段划划分为若干路段段(在一般情况下路路段长度不宜小小于500m),确定各路段土土基的回弹模量量。3.参考推荐结构构,拟定几种可可行的路面结构构组合与厚度方方案,确定各层层材料的回弹模模量等设计参数数。4.根据设计弯沉沉值确定路面设设计层的厚度,,并进行相应的的验算。对高速公路、一一级公路、二级级公路还应采用用专用的设计程程序验算其层底拉应力;对于季节性冰冰冻地区的高级级和次高级路面面,尚应验算防冻厚度是否符合要求。。有条件时,对对重载交通路面面宜检验沥青混混合料的抗剪强度。5.进行技术经济济比较,确定采采用的路面结构构方案。上述设计程序框框图如图2-3-3,P346。[例2-3-3]:已知在长清与平平阴之间计划修修建一条四车道道的一级公路,,预测该路竣工工后第一年的交交通组成如下表表所示,在使用用期内交通量的的年平均增长率率为10%。该路段路基处于Ⅱ5区,为粉质土。。面层采用三层式沥青青面层,上面层层采用细粒式抗抗滑表层(厚度4cm),中面层采用中中粒式密级配沥沥青混凝土(厚度5cm),下面层采用粗粗粒式密级配沥沥青混凝土(厚度6cm)。基层采用水泥稳定碎碎石(厚度取20cm),底基层采用石灰土(含灰量为12%,厚度待定)。试应用设计程序进行轴载换算与与累计当量轴次计计算、设计弯沉值计计算和路面结构构层隔层底拉应应力计算。前轴重(KN)单后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距交通量(次/日)三菱T653B29.348.01双轮组-300黄河JN16358.6114.01双轮组-400江淮HF15045.1101.51双轮组-400解放SP920031.378.03双轮组4m300东风EQ15526.556.72

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