道路路面结构设计讲义

路面结构设计主要参考书：1.邓学钧等.路面设计原理与方法2.张起森.高等路面结构设计理论与方法3.朱照宏等.路面力学计算4.张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用5.交通部有关技术标准

授课内容Chp1概论Chp2车辆与交通Chp3气候与环境Chp6沥青路面应力分析Chp7水泥混凝土路面应力分析Chp11公路沥青路面设计方法Chp12公路水泥混凝土路面设计方法Chp1概论§1我国干线公路及高速公路的发展

国家干线公路网（1979年）国道主干线（1992年）西部开发公路建设规划（1999年）国家重点公路（2001年）国家高速公路网（2004年）规划方案：五纵七横

共12条线路总里程：约3.5万公里实施年限：技术标准：以汽车专用公路为主几个五年计划时间国道主干线规划方案国家高速公路网规划2004年底完成的“7918”国家高速公路网规划，总规模达8.5万公里，覆盖10多亿人口，连接所有20万以上人口的城市。各个省（区、市）在国家高速公路网规划框架下编制地方高速公路网规划。未来中国的高速公路将由国家高速公路网和地方高速公路网组成，总里程将达12～13万公里。全国公路网结构图§2路面类型与结构分层一、路面分类1.路面分类体系框架柔性基层沥青路面半刚性基层沥青路面刚性基层沥青路面组合式基层沥青路面沥青路面分类2.路面等级、适用类型与道路等级路面等级面层类型设计年限（年）公路等级城市道路等级高级路面沥青混凝土15高速公路一级公路城市快速路主干路水泥混凝土20-30高级路面沥青混凝土12二级公路次高级路面热拌沥青碎石混合料沥青贯入式10城市主干路次干路次高级路面乳化沥青碎石混合料沥青表面处治8三级公路中级路面水（泥）结碎石级配碎（砾）石半整齐石块路面5四级公路城市支路低级路面粒料改善土5沥青路面适应的累计当量轴次高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路等外公路3.公路等级根据交通部《公路工程技术标准》二、路面结构分层路缘石面层硬路肩土路肩拦水带基层垫层纵向排水渗沟路缘带路基槽式全铺式二、路面结构分层路缘石面层硬路肩土路肩拦水带基层垫层纵向排水渗沟路缘带路基路床——路面结构层以下80cm的路基部分，0～30cm为上路床，30～80cm为下路床上路堤——距路面底部80～150cm的填方部分，以下的填方部分为下路堤路面虽结构晚层次霉划分§3路面的妻使用性胁能一、亭结构址性能1.承载取能力2.稳定性3.耐久性二、功叠能性能1.平整晴舒适蒸性能2.抗滑性洗能三、环浩保性能路面表昼面不平粥整与轮把胎或车奸辆性状致的相互骂作用路面功由能性损叙坏和结谣构性损皱坏结构租性损蛮坏：麦路面翠的整胞体、群一个伍或几伯个组疗成部舅分的稀破坏浙。功能拐性损请坏：施由于俗路面悔的不勤平整漆或太赖光滑劝，使帜其不减再具昌有预想期的矿功能冲。路面结飞构在使营用过程窑中，在队荷载和诞自然因纹素多种物循环重熄复作用鹿而出现土的使用贵品质的台逐渐破扁坏，功负能性损诊坏发展聚到一定珠程度就唉成为结汇构性损宇坏。沥青膊路面敏疲劳钟开裂沥青路弟面永久糠变形裂缝底产生挨与发轿展示私意图半刚稿性基乓层反效射裂导缝南非半录刚性路秤面三阶糕段松散的杯半刚性辣基层半刚性针基层沥其青路面毁结构破括坏机理行车粘道下凶基层金开裂基层价内水贤可以歼积聚路面撞唧浆美国全蜂厚式沥叛青路面赔结构广深高音速公路换路面结签构路面开联裂率随虏沥青层遭总厚度新变化情怒况法国孩国家贴公路计网路注面结估构形君式英国长财寿命沥处青路面挺典型结邪构刚性基落层耐久韵性沥青抹路面结佣构§4路面设缎计的任效务、内像容与方恒法一、绕路面适设计捏的任峰务以最低的群寿命周暮期费用，提灾供一羊种在设计使遮用期内满足歉预定使骗用性能循要求的金路面结熔构。1.路面设绞计任务2.设计使纯用期设计童使用捎期是河指新建或凑改建的胳路面从剥开始使滚用到使使用性能殃衰变到击预定的顿最低标薪准时的倡时段。使用期倍末，路雅面不一薯定损坏斥到无法正使用的朝程度，抬而是必每须采取重大的趴措施恢复丽其使背用性绕能，艰使之去达到抖要求矩的水泼平。水泥垄混凝恢土路饥面使皂用性倡能衰也变曲拒线二、路泥面设计里内容（1）路面题结构组糊合设计（2）各结衡构层材垒料组成捡设计（3）路味面厚况度计毒算（4）路篇面排肆水设岁计（5）技忌术经比济分刑析三、铃路面渠设计微方法欧尔德孝和哥尔箱德贝克市首先提窑出以悬妨臂变截闷面梁体竟系的抗世弯强度缝为控制蚂指标设肺计水泥书混凝土孔板的厚语度。192站5年，晓美国挪威斯蝇特卡粘德首夏先提召出了派以弹肌性地硬基板公的抗占弯强乏度为残控制第指标舌设计蒜水泥忠混凝耀土路虾面厚最度的骡方法抄。192树9年，彻太沙崇基等治提出幕采用鸦公路券土分激类确上定路逝面厚贷度；杂美国意加利染福尼薪亚公洁路局极提出喂通过性压入语试验扒测定侦土基话承载笛比CB摘R值，盗从而挠确定劣路面踢厚度抚。1.路面结斗构设计勉经验法通过试茂验路长陵期观测毯或者通译过重要傲工程长回期观测趣积累的碧数据进退行分析野处理，袍建立起车辆妨荷载牲、通臣行次何数、怎地基逮支承筑和路脸面结委构厚诵度之截间的差统计尤数学屯关系德式或统者关径系曲眉线，用于差设计新扶建或改宿建公路则路面结佣构的方遭法称为伯经验法深。世界最演著名、埋最有代其表性的羊沥青路冶面经验下设计法挑有美国CB姑R法、美国AAS贸HTO法、加免拿大茎运输化部（CD太OT）法等翅。（1）CBR设计法192钞9年，美讯国加利侦福尼亚纲交通部覆提出CBR指标句表征籍道路痛材料智抗力驰，并才根据扔调查辣结果称提出CB底R设计握法，圈给出好经验技设计价曲线问，以控制路芝基的剪借切破坏。美国陆刑军工程喷师兵团胳采用CB平R方法症，按窑照“等倾剪切具”的录原则将设依计标盗准外炎延到秧各类纵飞机延荷载体范围忆，19府56年提出厌路面厚球度与轮孙载、轮骡胎压力结的关系逮式，之堆后又多吴次修正础。CB他R设汁钱法是仰一种芹经验血性方没法，涉设计讽过程缓简单角、概那念明武确，适用于梳重载、荣低等级辱的路面坝设计，所提班出的CBR指标已得到低广泛应街用。（2）AAS辅HTO设计法产生于19盐58～19湿62年间的AA杂SH羽O道路试逼验，建森立了路面结捎构、轴遣载级位站和作用像次数与藏路面使跟用性能蒜之间的寻经验关臂系模型。（2）AAS档HTO设计法产生益于195笋8～196弃2年间翼的AAS臂HO道路宴试验护，建杏立了路面啄结构锅、轴懒载级蛾位和陕作用它次数鲁与路秘面使绿用性忘能之私间的锁经验素关系拿模型。首次提睡出了使立用性能麻概念，踢采用现时仓服务瘦能力错指数PS郊I评定闸路面求的服概务质铁量。AAS观HTO设计方疾法是以AAS修HO试验路识的试验赌结果为伍基础，以服吼务能涉力指加数PSI为设托计指竹标建立壮起来窄。AA掀SH虚O设计过害程《A仔AS竿HT弓O路面设扫计指南》已经过19墓86、199头3和20皮02年三举次修兔订。AA判SH原O设计伞方法渔的特败点（1）路赢面服孟务水鹿平提街出了确路面策耐用援性和摆工作讯状态桑的概妙念，友对路得面使责用状奇况提校出了旷评价探标准悬（PSI）（2）沥青赤路面设船计基本磨方程式文提出了指现时服盟务指数准－荷载插－路面谨各因素炭之间的位关系（3）路面渣结构数利与荷载恭作用次歪数的关洽系（4）基季于设诞计方叶程的捎车辆烈当量歌换算凤方法连，其使中包没括：亦单轴隔和双阅轴的年等效定关系（5）可景靠度竭概念狐考虑渴了路显面设臂计过大程的妄不确诉定性（6）排念水系糖数考托虑了慰水对限路面匀结构聚和材帽料的牛影响（3）LT舌PP研究美国在SHR鬼P后续研睁究中列梯入了路绳面长期惑使用性亮能观测校计划（LT性PP），兼对路帅面结跑构、块荷载铁和环谎境因激素作肠用与灭路面袖使用负性能虽之间危的关渡系，嘉进行厕了长眉期、恩系统痕的数妨据采恩集，册建立答了可淘靠的抬使用怜性能烫预估猎模型器。199兵4年开剪始，元美国订进行犹西部贝环道阅试验协（We稿st征ra萄ck），验证Su豆pe邪rp腾av嘴e沥青混堂合料设靠计方法唤的合理西性，并蛋为水书平2和水暖平3提供共模型急数据隆。2.路面酸结构妇设计扑力学勺－经洗验法首先合将行扩车荷葬载和屋环境御因素粘作用竞典型榨化，悠采用榆弹性削地基挂板或属弹性昨层状础体系雹等结断构分款析理对论和逮有效婚的计哀算方挺法，建立起劳荷载和谢环境的进作用与季路面结手构的应昂力和挠日度响应榆之间的流计算模颂型和公右式。再通过盏大量试独验测试鲜和室内丈的路面串材料力豪学性能笛试验，脸确定不政同材料悄、不同摩环境下价的设计文参数和刃对设计袄理论的队试验修权正。我国沥陷青路面管设计法、美国沥每青学会占法及She龄ll等沥青己路面设勿计方法负，和我国指水泥首混凝倡土路伐面设右计、美国送波特较兰水票泥协于会法及美国陆衫军机场怖刚性道气面设计条方法等水蹈泥混督凝土戴路面运结构杂设计纳方法痰，都粪是半漠经验跌半力瓜学分障析法萄。以多层呈弹性体惩系理论葵构建的工沥青路疯面结构躲模型力学－质经验法售设计沥暗青路面秋的基本旱过程3.路面典刃型结构碰设计方自法幅员夫不大赴的国犹家或瓜地区蒙，可以漏交通它特性颂和地义基支匠承特眉性为吹选择愁依据，采述用路轻面典绝型结己构设桂计法棋，德剧