《路基路面工程》 课件 张军辉 第8、9章 沥青路面设计、水泥混凝土路面设计

第八章

沥青路面设计11主要内容2第一节

概述31、沥青路面的基本特性42、对沥青路面的基本要求53、沥青路面设计的内容64、沥青路面设计方法7第二节

沥青路面的分类与特性81、沥青路面的分类91、沥青路面的分类10111213142、沥青混合料的力学强度特性152、沥青混合料的力学强度特性162、沥青混合料的力学强度特性172、沥青混合料的力学强度特性183、沥青混合料的变形特性

193、沥青混合料的变形特性

203、沥青混合料的变形特性

214、沥青混合料的强度特性

224、沥青混合料的强度特性

234、沥青混合料的强度特性

244、沥青混合料的强度特性

25第三节

沥青路面使用性能和分区26第三节

沥青路面使用性能和分区27第三节

沥青路面使用性能和分区28车辙深度75mm29第三节

沥青路面使用性能和分区3031第三节

沥青路面使用性能和分区32第三节

沥青路面使用性能和分区33第三节

沥青路面使用性能和分区34第三节

沥青路面使用性能和分区35第三节

沥青路面使用性能和分区36第三节

沥青路面使用性能和分区37第三节

沥青路面使用性能和分区38第三节

沥青路面使用性能和分区394041第三节

沥青路面使用性能和分区42第三节

沥青路面使用性能和分区43第三节

沥青路面使用性能和分区4445第三节

沥青路面使用性能和分区46第三节

沥青路面使用性能和分区47第三节

沥青路面使用性能和分区4849第三节

沥青路面使用性能和分区50第三节

沥青路面使用性能和分区51第三节

沥青路面使用性能和分区52第三节

沥青路面使用性能和分区53第三节

沥青路面使用性能和分区54第三节

沥青路面使用性能和分区55第三节

沥青路面使用性能和分区56第三节

沥青路面使用性能和分区57三、沥青路面的水稳定性第三节

沥青路面使用性能和分区58第三节

沥青路面使用性能和分区59第三节

沥青路面使用性能和分区60第三节

沥青路面使用性能和分区6162第三节

沥青路面使用性能和分区63第三节

沥青路面使用性能和分区64第三节

沥青路面使用性能和分区65第三节

沥青路面使用性能和分区66第三节

沥青路面使用性能和分区676869第三节

沥青路面使用性能和分区70第三节

沥青路面使用性能和分区71第三节

沥青路面使用性能和分区72第三节

沥青路面使用性能和分区73第三节

沥青路面使用性能和分区74第三节

沥青路面使用性能和分区75第三节

沥青路面使用性能和分区76第三节

沥青路面使用性能和分区77第三节

沥青路面使用性能和分区78第三节

沥青路面使用性能和分区79第三节

沥青路面使用性能和分区80第三节

沥青路面使用性能和分区81828384第三节

沥青路面使用性能和分区8586第三节

沥青路面使用性能和分区8788第四节沥青路面设计理论与设计指标8990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176v177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209侧向应力σ3（MPa）0.050.100.150.200.30极限竖向应力σ1（MPa）1.261.511.872.172.721.沥青路面是如何定义的？有哪些优缺点？2.简述沥青路面主要损坏类型及其成因？3.沥青路面设计的内容包括哪些？4.沥青混合料的典型组成结构有哪几类？各有何特点？5.沥青路面有哪些分类方法？各是如何划分的？6.沥青混合料的力学强度主要取决于什么？影响因素主要有哪些？7.某沥青混合料在60℃条件下做三轴试验，试验结果如下表所示。试求该混合料的黏结力c和内摩阻角φ。（将强度包络线近似看成直线）8.何为沥青路面高温稳定性？如何评价沥青混合料的高温稳定性？如何提高沥青混和料的高温稳定性？9.什么是车辙？有哪些类型？失稳型车辙是如何形成的？10.什么是动稳定度？如何计算？11.沥青路面低温缩裂分哪两种？其影响因素有哪些？如何评价沥青混合料的低温抗裂性能？减少低温开裂的措施有哪些？思考与练习210思考与练习12. 沥青路面水损坏是如何形成的？沥青路面水稳定性评价方法有哪些？提高沥青路稳定性的措施有哪些？13. 何为疲劳？其产生的原因是什么？何为疲劳破坏、疲劳强度、疲劳极限、疲劳寿命？14. 什么是沥青混合料疲劳试验的控制应力法与控制应变法？它们所测得的疲劳寿命有何差别？路面设计时如何选择控制方式？15. 沥青路面的老化分为哪些阶段？老化对沥青路面有何影响？如何评价沥青和沥青混合料抗老化性能？16. 沥青路面使用性能分区有何意义？沥青路面使用性能气候分区中，如何确定其高温指标、低温指标和雨量指标？17. 为什么可以将沥青路面结构简化为线性弹性体？18. 弹性层状体系的基本假设包括哪些？19. 沥青路面结构破坏状态有哪些？分别用什么指标进行控制？20. 简述我国沥青路面设计方法？21. 简述沥青路面结构组合设计方法？22. 路面结构验算后，路基验收弯沉、路表竣工验收弯沉和代表弯沉如何确定？23. 沥青路面补强设计工作包括哪些内容？24. 既有路面调查与分析的目的是什么？主要内容包括哪些？25. 如何确定沥青路面改建方案？26. 试简述既有路面破损状况不同时，改建路面结构验算如何考虑？211第九章水泥混凝土路面设计212主要内容第一节概述第二节水泥混凝土路面的分类、构造及设计内容第三节水泥混凝土路面荷载应力分析第四节水泥混凝土路面温度应力分析第五节混凝土路面的破坏及设计指标与标准第六节路面结构设计的可靠度理论第七节水泥混凝土路面结构组合设计第八节水泥混凝土路面厚度设计第九节特殊水泥混凝土路面设计2131）水泥混凝土路面的定义是指由水泥混凝土面板和基层或底基层所组成的路面，也称刚性路面，包括普通混凝土路面（JPCP）、钢筋混凝土路面（JRCP）、连续配筋混凝土路面（CRCP）、钢纤维混凝土路面（SFCP）、预应力混凝土路面、装配式混凝土路面等。2）普通水泥混凝土路面由普通混凝土面层板和基层或底基层所组成的路面，是除接缝区和局部范围（边缘及角隅）外，不配置钢筋的混凝土路面。有时也被称为白色路面。第一节概述214第一节概述TheAutobahn1930sFromDHChenFromDHChen2153）普通混凝土路面的优点（1）强度高（抗压强度、抗弯拉强度）（2）稳定性好（3）耐久性好（疲劳性能使用20～40年或更长）（4）夜间行车效果好（5）使用初期养护费用少（但是后期可能比较高）第一节概述2164）普通混凝土路面的缺点（1）对水泥和水需求量大，总体污染（水泥生产）；（2）有接缝（受力薄弱、行车舒适性差、易进水）；（3）修筑周期长，开放交通迟（维修交通影响大）；（4）修复困难；（5）对路基支承均匀性要求高。第一节概述217第二节水泥混凝土路面的分类、构造及设计内容核心内容水泥混凝土路面分类水泥混凝土路面构造水泥混凝土路面设计内容2181、水泥混凝土路面分类种类普通混凝土（JPCP）钢筋混凝土（JRCP）连续配筋混凝土（CRCP）钢纤维混凝土

预应力维混凝土

碾压混凝土

混凝土预制块

复合式路面219（1）路基性能要求：路基的支承要求主要是保证基层的稳定性（尤其是水稳定性和路基稳定性），特别是不出现不均匀的支承，从而保证水泥混凝土板处于均匀面支承的受力状态。路基要求密实、稳定和均匀，路基处于干燥或中湿状态，沉降稳定（尽可能少的不均匀沉降）。1）路基2、水泥混凝土路面构造220（2）引起路基不均匀支承的可能原因

1）不均匀沉陷：压实不均匀、填挖结合处理不佳、地基未充分固结（施工期沉降不稳定）；

2）不均匀冻胀：含水量在等温面分布不均匀、土质不均匀；

特殊土质：膨胀土、湿陷性黄土等，加上含水量变化。（3）处治方法

土质掺配均匀、控制压实含水量、排水加固及设垫层2、水泥混凝土路面构造221（1）需设置垫层的情况①季节性冰冻地区，路面结构百度小于最小防冻厚度要求时（防冻垫层）②水文地质条件不良的土质路堑，路基土湿度较大时（排水垫层）2）垫层2222、水泥混凝土路面构造（1）基层的要求①足够的抗冲刷能力、适当的厚度防止冲刷、唧泥、板底脱空和错台等病害②提高基层的刚度，有利于改善接缝的传荷能力基层未受冲刷前提下才能得到保证，效果不如传力杆可能增加翘曲应力（不一定能减薄面层厚度）3）基层2232、水泥混凝土路面构造2、水泥混凝土路面构造1、有接缝的普通混凝土路面有或无传力杆的横缝有或无传力杆的横缝有拉杆的纵缝2、有接缝的钢筋混凝土路面钢丝网连续配筋3、连续配筋混凝土路面4、预应力混凝土路面钢筋丝（1）面层的几种类型4）水泥混凝土面层2242、水泥混凝土路面构造FromDHChen2252、水泥混凝土路面构造（2）水泥混凝土路面的形状要求普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交

,纵缝两侧的横缝不得相互错位。（3）水泥混凝土路面的材料要求新拌混凝土的施工和易性-易于施工操作的性能→质量均匀、密实成型硬化后混凝土的强度-抗压强度和抗弯拉强度、模量混凝土的变形特性-弹性变形、徐变变形、温度变形、干燥收缩变形耐久性-混凝土抵抗环境介质作用而保持其形状、质量和适用性的能力

226设置目的①水泥混凝土硬化过程中的收缩；②施工过程应设置横向工作缝和纵向工作缝；③混凝土面板的热胀冷缩温度均匀变化时：水平拉伸或水平压缩温度不均匀变化时：白天，板表面温度高于板底温度，水泥砼板中部有向上隆起的趋势，受阻后，顶面受压、板底受拉；夜晚相反，板边有翘起趋势，顶面受拉、板底受压2、水泥混凝土路面构造5）接缝的构造与布置227垂直于行车方向的接缝：

包括缩缝、胀缝和工作缝①缩缝：保证板因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面缩裂，从而避免产生不规则的裂缝。②胀缝：保证板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，同时胀缝也能起到缩缝的作用。③施工缝：因施工不连续，暂时停止施工时要设置施工缝。常设置在缩缝、胀缝位置处，必须添加传力钢筋，保证纵向整体性。2、水泥混凝土路面构造（1）横向接缝228

①胀缝的构造

胀缝是贯通接缝、缝宽达到20mm左右、虽然设置传力杆，但是由于不断的伸长与收缩，再加上荷载的作用，是水泥混凝土最薄弱的环节。目前只在结构物位置设置胀逢，设置胀逢的数量与水泥混凝土路面长度没有关系。2、水泥混凝土路面构造（2）横缝的构造与设置229缩缝间距一般4～6m，同板长，根据气温状况、地质水文情况选择。如：5m×4m的板块，按5m固定间距设置缩缝。2、水泥混凝土路面构造

②缩缝的构造假缝型假缝+传力杆230

施工缝一般尽量选择在胀缝、缩缝处设置，构造与重交通的缩缝构造（b）相似。2、水泥混凝土路面构造

③施工缝的构造浅槽构造图-施工缝与缩缝2312、水泥混凝土路面构造（3）横向接缝的间距按面层类型和厚度选定普通混凝土面层一般4-6m，面板的长宽比不宜超过1.30，平面尺寸不宜大于25m2；碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般6-10m；钢筋混凝土面层一般6-15m2321）纵缝的构造与设置纵缝：平行于行车方向的接缝，用来控制路面板因翘曲应力与荷载应力共同作用下产生不规则的纵向裂缝。原因：①混凝土摊铺机仅能摊铺一个车道宽度，纵缝做成真缝形式（平头缝）②混凝土摊铺机全路幅摊铺，摊铺宽度两侧做成真缝；摊铺宽度范围内按照车道宽度设置纵缝，做成假缝或者企口缝；2、水泥混凝土路面构造（4）水泥混凝土路面的纵向接缝233①根据路面设计宽度，按3～4.5m设置，一般等间距。②一般选择在车道标线处；靠近中央分隔带的内侧车道，路缘带与车道间不另设纵缝；外侧车道，纵缝外移路缘带宽度；①拉杆：指用于纵缝，以保证板块间沿道路横向的联系为主要目的设置的钢筋。一般采用长度50-70cm、直径18-20mm、间距1.0-1.5m螺纹筋。②拉杆设置要求：一般纵缝应设拉杆。2、水泥混凝土路面构造2）纵缝的位置3）拉杆的设置234分别是什么缝？？？2、水泥混凝土路面构造bac2352、水泥混凝土路面构造①交角：纵缝与横缝一般垂直正交，纵缝两旁的横缝一般成一条直线。在交叉口、匝道位置处，尽量使得纵横缝的夹角为钝角；②横缝间距：4-6m（缩缝），我国缩缝间距一般5m；③纵缝间距：3-4.5m，我国车道宽3.25~3.75m；4）纵横缝的布置2366）边缘钢筋一般设置在纵向，横向只在胀缝两侧或起终点处设置。采用两根直径12-16mm的钢筋，用直径6mm的钢筋固定，端部应弯起，放置在板厚下1/4-1/3处，并保证离板边缘5cm的净距。2、水泥混凝土路面构造2377）角隅钢筋

设置在胀缝两侧板的角隅处，采用两根直径12-14mm，长度2.4m的螺纹钢筋，设在板的上部，并离板顶留有5cm以上净距，距板纵、横边缘各10cm。当交叉口或斜桥处，出现板块锐角时，应增加双层补强钢筋网，以直径6mm钢筋，10cm间距斜交平行排列，设在距板顶、底5-7cm处。2、水泥混凝土路面构造为什么设在上部？238①一般桥梁

设置桥头搭板，一端放置于桥台上，设置防滑锚固钢筋。②斜交桥梁

设置渐变板，斜角大于70o设置一块，45o-70o设置两块，小于45o设置至少三块，并要求渐变板短边不小于5m。长边不大于10m。角隅处要设置钢筋网补强。③渐变板和搭板均应按计算配筋量设置钢筋。2、水泥混凝土路面构造8）砼路面与桥梁相接的处理2392、水泥混凝土路面构造③渐变板和搭板2402、水泥混凝土路面构造9）水泥砼路面沥青路面相接时的处理水泥混凝土路面与沥青混凝土路面相接时的处理2411）结构组合设计

2）平面尺寸、接缝及路肩设计

3）配筋设计（如果需要）

4）材料组成设计

5）路面厚度设计6）排水设计3、水泥混凝土路面设计内容242第三节水泥混凝土路面荷载应力分析核心内容弹性地基板理论简介温克勒地基板的荷载应力分析弹性半空间地基板的荷载应力分析弹性半空间地基双层板混凝土路面荷载应力分析2431）弹性地基上的小挠度薄板模型

弹性地基：因为混凝土板下的基层与土基的作用的应力应变很小，不超过材料的弹性区域小挠度弹性薄板：板模量大，抗压强度高（30-40Mpa），一般受荷载应力（0.4-1.0Mpa）相比较小，不超过弹性比例极限，属于弹性板；同时板的挠度较小，与板厚相比很小。水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论1、弹性地基板体系理论简介2441、弹性地基板体系理论简介245完全接触假设：始终接触吻合，且可自由滑动（是在刚度差异大、板平面变形微小情况下的近似），即接触面不脱空且剪应力视为零。没有摩擦假设：板和地基之间没有摩擦，可以自由活动。◆2）板与地基接触的假设

◆地基模型假定弹性半空间地基假定；文克勒地基假设。

2、温克勒地基板的荷载应力分析246一个方程，两个未知数，要求解方程，必须建立地基反力与薄板挠度间的关系，因此，必须对地基变形进行假设。砼路面薄板的弹性曲面微分方程◆3）弹性曲面的微分方程

写出z方向的力的平衡方程，简化以后，略去微量，得到：

2、温克勒地基板的荷载应力分析247①文克勒地基以反应模量K表征的弹性地基，它假设地基上任一点的反力仅同该点的挠度成正比，而与其他点无关，即地基相当于由互不相联系的弹簧组成，它因首先由捷克工程师文克勒提出而得名，也称为K地基、弹簧地基。

◆4）文克勒地基板荷载应力分析（威氏公式）＊＊了解2、温克勒地基板的荷载应力分析248②三个车轮荷位③最大弯拉应力位置

荷载中心处板底；荷位下板底；板表面距板角点x1的分角线上2、温克勒地基板的荷载应力分析249①板中荷位：②板边荷位③板角荷位当荷载圆半径较小，与板厚相差不大时，板受力接近厚板，需修正，即：R<0.5h时，用当量计算半径b代替R，

④威斯特卡德早期应力计算公式2、温克勒地基板的荷载应力分析250①角隅修正

威氏公式是理论推导得来的，与实际情况有出入。美国1930年在阿灵顿进行了试验路，对公式进行了修正。板体与地基紧密接触时，不修正，理论值近似于实测值；板底脱空时，实测比计算大30%~50%，需修正，Kelly提出板角修正式:②板边修正板与地基保持接触时，不修正；而与地基脱空时，Kelly修正式：⑤威斯特卡德公式的试验修正公式2、温克勒地基板的荷载应力分析251③板中修正实测板中应力小于理论值，说明地基不完全符合文克勒地基的假定；文克勒地基计算结果与地基的承载能力的取值有关④应力表达通式2、温克勒地基板的荷载应力分析252水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析特点2温克勒地基板的荷载应力分析◆水泥路面板的荷载应力有限元分析①可以按板块的实际大小求解有限尺寸板，从而消除无限大半的假设所带来的误差；②可以考虑各种荷载状况（包括荷载组合和荷载位置）；③可以考虑板的实际边界条件，如接缝的传荷能力、板和地基的脱空。④可以得到整个板体的应力和位移场，从而了解板的受力。2532温克勒地基板的荷载应力分析水泥混凝土路面荷载应力的有限元分析结果254弹性半空间地基是以弹性模量和泊松比表征的弹性地基，假设地基为一各向同性的弹性半无限体，在荷载作用下其顶面上任一点的挠度不仅同该点的压力有关，也同其它各点的压力有关。根据Hogg理论：无限大圆板上作用轴对称竖向荷载q(r)时，竖向位移表达式：

3弹性半空间地基板的荷载应力分析255①上下层完全分离②上下层完全结合4弹性半空间地基双层板混凝土路面荷载应力分析256第四节水泥混凝土路面的温度应力分析核心内容胀缩应力翘曲应力257（1）胀缩应力：温度均匀变化时产生-胀缝、缩缝来解决（2）无限大板的翘曲应力板内任一点在温差影响下的应变：板中部受到地基摩阻力作用，板中心点不产生平面位移，εx=εy=0，因此：

板纵向边缘中部或窄长板，εx=0，σy=0，因此

：第四节水泥混凝土路面温度应力分析258当气温变化较快时，由于混凝土板导热性能差，在板内产生温度差，当气温升高时板中部有隆起趋势，当气温降低时板边缘和角隅有翘起趋势。由板内温度差产生的翘曲趋势在自重、地基反力和相邻板的约束作用下，使部分或全部翘曲变形受阻，使板内产生应力，这种应力即称为水泥混凝土板的翘曲应力。威斯特卡德对文克勒地基的作进一步假定来计算温度应力：1)温度沿板断面呈线性变化；2）板与地基始终保持接触；3）不计板自重。有限尺寸板，沿板长和板宽方向上的翘曲应力解答（板长L，板宽B）：（3）有限尺寸板的翘曲应力第四节水泥混凝土路面的温度应力分析259板边中点：弹性半空间体地基时：（4）温度线性分布时的翘曲应力温度沿板断面呈线性变化第四节水泥混凝土路面的温度应力分析260

对于较厚的板，采用温度沿板断面呈直线分布的假设，即按板顶和板底的温度差确定的温度梯度计算的温度翘曲应力，会得到偏大的温度翘曲应力值。为此，应考虑由于温度的非线性分布而引起的内应力。我国规范的温度应力计算：（5）温度非线性分布时翘曲应力计算第四节水泥混凝土路面的温度应力分析261Cx和Bx关系曲线节尾第四节水泥混凝土路面的温度应力分析262第五节混凝土路面的破坏及设计指标与标准核心内容水泥混凝土路面的破坏状态设计指标设计准则2631）挤碎：出现于横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内，表现为板的伸长受阻，板发生剪切挤碎。2）拱起：混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板向上拱起，表现为纵向压曲失稳。3）错台：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。4）唧泥：汽车行经接缝时，由缝内喷溅出稀泥浆的现象。

1、水泥混凝土路面的破坏状态（1）接缝破坏错台示意图唧泥示意图264（2）面板破坏（断裂）

表现为面板的断裂和裂缝，主要是面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现的横向或纵向以及板角的断裂和裂缝。断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。（3）表面损坏1、水泥混凝土路面的破坏状态包括起皮、磨损、露骨、磨光等265唧泥2661、水泥混凝土路面的破坏状态板块断裂、破碎2671、水泥混凝土路面的破坏状态1、水泥混凝土路面的破坏状态拱起FromDHChen268裂缝挤碎2691、水泥混凝土路面的破坏状态表面剥落2701、水泥混凝土路面的破坏状态1、水泥混凝土路面的破坏状态横向裂缝局部沉陷局部修补2711、水泥混凝土路面的破坏状态FromDHChen2721、水泥混凝土路面的破坏状态错台FaultingFromDHChen2731、水泥混凝土路面的破坏状态错台FaultingFromDHChen2741、水泥混凝土路面的破坏状态FromDHChen路面错台Faulting2754-in.CoreLane2Lane3Broken#4TieBarBasepumped,formingvoid3inchesdeepby5incheswideYellowrepresentslayerofcleancoarseaggregateleftbehindafterpumpingFaultedasmuchas2inchesDetailatFaultedJoint5in.3in.FromDHChen接缝传力杆破坏示意图2761、水泥混凝土路面的破坏状态2、设计指标参数（1）可靠度相关指标（2）材料强度与模量（3）交通量（4）气候相关指标277公路技术等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路安全等级一级二级三级设计基准期（年）30201510目标可靠度（％）9590858070目标可靠指标1.641.281.040.840.52

可靠度设计指标变异水平等级低中高水泥混凝土弯拉强度0.05

Cv

0.100.10<Cv

0.150.15<Cv

0.20基层顶面当量回弹模量0.15

Cv<0.250.25<Cv

0.350.35<Cv

0.55水泥混凝土面层厚度0.02

Cv<0.040.04<Cv

0.060.06<Cv

0.08变异系数CV的变化范围3、设计准则极限状态：

①板在重复荷载（以100kN为标准换算的累计标准轴次）作用下产生疲劳断裂；②板在单次最重荷载（一次性作用，大于100kN）作用下产生突然断裂。278第六节路面结构设计的可靠度理论核心内容水泥混凝土路面结构极限状态函数可靠度系数与可靠度指标水泥混凝土路面结构的目标可靠度路面结构的可靠性设计步骤279第六节路面结构设计的可靠度理论1、结构可靠性的含义结构可靠度是结构在规定时间(设计基准期)内、规定条件(正常设计、正常施工、正常使用和维护)完成预定功能的能力。其功能要求为:(1)安全性；(2)适用性；(3)耐久性。当结构或构件超过承载能力极限状态，就可能产生以下后果（1）由于材料强度不够而破坏，或因疲劳而破坏；（2）产生过大的塑性变形而不能继续承载，结构或构件丧失稳定；（3）结构转变为机动体系。超过这一极限状态，结构或其构件就不能满足其预定的安全性要求。280第六节路面结构设计的可靠度理论1、结构可靠性的一些概念设计基准期：为了确定可变作用（荷载）、与时间有关的材料性能取值（模量、强度）而选用的时间参数，它不等同于建筑结构的设计适用年限，也不等同于建筑物的使用寿命。设计基准期是一个基准参数，它的确定不仅涉及到可变作用（荷载），还涉及到材料的性能，是在对大量实测数据进行统计分析的基础上提出来的，一般情况下不能随便改。安全等级：根据路面结构的重要性和破坏可能产生的后果严重程度而划分的设计等级。281第六节路面结构设计的可靠度理论2、正态分布概率密度曲线有三个数字特征1）平均值和标准差2）变异系数2823）正态分布的概念正态分布的概率密度函数：σ

越大，曲线越扁平，随机变量分布越分散。第六节路面结构设计的可靠度理论2833、结构可靠性失效概率（用表示）

引入结构的功能函数

则也服从正态分布，并有以下计算式子成立：第六节路面结构设计的可靠度理论284

可靠指标β与失效概率pf的对应关系β2.73.23.74.2Pf3.47×10-36.87×10-41.08×10-51.33×10-6第六节路面结构设计的可靠度理论β是失效概率和可靠概率的度量，β与Pf或Pr具有一一对应关系，β越大，则失效概率Pf越小（即阴影面积越小），可靠概率越大。285设计年限内累计当量标准轴载路面结构的疲劳寿命第六节路面结构设计的可靠度理论◆4、水泥混凝土路面可靠度的概念节尾286第七节水泥混凝土路面结构组合设计核心内容水泥混凝土路面板水泥混凝土路面基层和底基层水泥混凝土路面的垫层和路基水泥混凝土路面的路肩2871）面板要求2881、水泥混凝土路面板2）厚度要求2891、水泥混凝土路面板3）面板构造深度要求纵向刻槽斜向刻槽刻槽刻槽2901、水泥混凝土路面板1）基层要求：

①刚度和稳定性；②厚度要求；③基顶当量回弹模量要求2）基层类型要求：2912、水泥混凝土路面基层（底基层）3）基层厚度要求2922、水泥混凝土路面基层（底基层）路基：1）干湿类型保证；2）填料；3）密实、稳定和均匀3、水泥混凝土的垫层与路基◆垫层◆路基2934.水泥混凝土路面的路肩高速公路和一级公路以及承受极重、特重和重交通荷载等级的公路，路肩铺面应采用与行车道路面相同的结构层组合和组成材料类型。其他等级公路，路肩铺面的基层和底基层应采用与行车道路面结构相同的材料类型和厚度。路肩面层可选用水泥混凝土或沥青类材料。路肩面层选用沥青类材料时，中等交通荷载以上等级公路，应采用热拌沥青混合料；低等级公路和轻交通荷载等级公路，可采用沥青表面处治。路肩基层为粒料类材料时，其细料（小于0.075mm）含量不应超过6%。路肩混凝土面层与行车道面层应设置拉杆相连，二者的横向缩缝应连通。行车道面层为连续配筋混凝土时，路肩混凝土面层的横向缩缝间距应为4.5m294第八节水泥混凝土路面厚度设计核心内容设计计算模型和设计流程弹性地基的综合回弹模量单层板模型的设计方法与实例分离式双层板模型设计方法与实例复合板模型设计方法2951、设计计算模型和设计流程296基本假定①基层板与面层板的平面尺寸可以不相等；②荷载应力应用有限元法求解，基层板与面层板采用立方体弹性单元，层间水平光滑、竖向受压连续但不承受拉力；③温度翘曲应力用近似解析法求解，基层板与面层板采用薄板假定，层间为竖向线性弹簧相连。1、设计计算模型和设计流程297路面结构分析力学模型①弹性地基单层板模型适用于粒料基层上混凝土面层，旧沥青路面加铺混凝土面层；面层板底面以下部分按弹性地基处理。②弹性地基双层板模型适用于无机结合料类基层或沥青类基层上混凝土面层，旧混凝土路面上加铺分离式混凝土面层。③复合板模型适用于两层不同性能材料组成的面层或基层复合板。1、设计计算模型和设计流程临界荷位定义：水泥混凝土应力分析中，最大荷载和温度梯度综合疲劳损坏最大的位置混凝土面层板的临界荷位为板纵缝边缘中部。2981、路面厚度设计流程2992、弹性地基的综合回弹模量1）综合模量的计算假定①单层水泥混凝土路面板下，以粒料类材料作基层时，将粒料层及其以下层看作地基，包含粒料层本身；②单层水泥混凝土路面板下，以非粒料层为基层时，将基层（不含基层本身）以下各层看作地基；③结合式双层板下，无论基层材料类型，将基层（包含基层本身）以下各层看作地基；④旧沥青路面加铺水泥混凝土路面板时，以旧路面顶测试的指标换算出当量回弹模量。3002、弹性地基的综合回弹模量2）综合模量Et的计算粒料基层单层板Et3012、弹性地基的综合回弹模量2）综合模量Et的计算旧沥青路面加铺的单层板Et3022、弹性地基的综合回弹模量3）路基和结构层参数3032、弹性地基的综合回弹模量3）路基和结构层参数3042、弹性地基的综合回弹模量3）路基和结构层参数3053、单层板模型的设计方法1）荷载应力3063、单层板模型的设计方法2）荷载疲劳应力3073、单层板模型的设计方法3）集中荷载下的最大荷载应力3083、单层板模型的设计方法4）面板临界荷位处的温度疲劳应力3094、分离式双层板模型的设计方法1）双层板的上层板的荷载应力3104、分离式双层板模型的设计方法2）双层板的上层板的极重荷载的荷载应力上面公式中荷载用极重值。3）双层板的下层板的荷载应力3114、分离式双层板模型的设计方法4）双层板的上层板的温度应力差异CL3125、复合板模型设计方法1）复合板的荷载应力（与前面相同）3135、复合板模型设计方法2）复合板的温度应力3145、复合板模型设计方法3）基层复合板的弯曲刚度315核心内容低噪音水泥混凝土路面高弯拉强度混凝土路面彩色水泥混凝土路面碾压混凝土路面连续配筋混凝土路面板设计

第九节特殊水泥混凝土路面设计316为了降低轮胎和路面之间摩擦产生的噪音，目前国内外采用了以下三种可减小噪音的混凝土路面：1.多孔水泥混凝土路面:多孔混凝土由最大粒径为8～10mm的间断级配碎石和1mm以下的砂组成，空隙率达20%~25%以上；通常还用在双层式混凝土面层的上层，厚度在4～5mm以上。2.露石混凝土路面:将面层随机凸起的粗集料外露所形成的非光滑表面的路面称为露石混凝土路面，也有消声水泥之称，近年来得到许多国家的认可，其技术也不断被完善。3.无细集料混凝土路面：该路面是用水泥和水作结合料，将单一粒径的粗集料粘结而形成混凝土。无细集料混凝土路面由开级配粗集料组成，它的结构不同于通常的密级配或半密级配水泥混凝土，而属于骨架空隙结构的开级配，具有低噪声、排水快的特点。1、低噪音水泥混凝土路面317高弯拉强度路面混凝土配合比设计在兼顾经济性的同时,应满足下列3项技术要求。

配合比设计方法2、高弯拉强度混凝土路面318

彩色水泥混凝土路面系由普通硅酸盐水泥或白色硅酸盐水泥+砂+碎石+颜料+外加剂（减水剂、分散剂）而形成的混合料，通过生产加工可制成色泽鲜艳、装饰性好的彩色水泥混凝土路面。3、彩色水泥混凝土路面3194、碾压混凝土路面

碾压混