路面工程施工王霞江西交通课件

路面工程施工主讲老师：王霞江西交通职业技术学院沥青路面设计依据、方法理论沥青路面概述1沥青路面设计依据2沥青路面设计方法理论3目录沥青路面概述1.沥青路面概念：用沥青作为结合料铺筑面层的路面结构的总称。属于柔性路面，抗弯拉强度较低，其承载力与稳定性很大程度上取决于土基和基层的特性。沥青路面概述2.沥青路面分类（图1-1）图1-1沥青路面分类沥青路面概述3.沥青路面特点优点有良好的力学性能，无施工缝和伸缩缝。01有较好的抗滑性；黑色路面日照下无强烈反光，行车比较安全；路面有弹性，能减震降噪，行车较为舒适。02维修方便，开放交通早。03经济耐久，可分期和再生利用。04沥青路面概述3.沥青路面特点缺点造价高于水泥路面。01沥青易老化。路表面易松散、整体性降低。02温度敏感性较差。高温沥青易流淌，高温稳定性差；低温易发脆，抗裂性能差。03沥青路面概述4.沥青路面性能要求沥青路面性能要求高温稳定性水稳性耐久性抗滑性透水性或防渗性图1-2沥青路面性能要求沥青路面概述5.沥青路面破坏类型图1-3沥青路面破坏类型沥青路面概述5.沥青路面破坏类型裂缝类横裂纵裂龟裂不规则裂缝沥青路面概述5.沥青路面破坏类型松散类啃边脱皮坑槽麻面沥青路面概述5.沥青路面破坏类型变形类沉陷车辙拥包波浪沥青路面概述5.沥青路面破坏类型其他类翻浆泛油沥青路面设计依据图1-4沥青路面设计依据沥青路面设计依据1、安全等级和可靠度表1-1设计安全等级、可靠度和可靠度指标公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计安全等级一级二级三级可靠度（%）9590858070可靠度指标β1.641.281.040.840.52沥青路面设计依据2、路面结构的设计期表1-2各级新建路面结构的设计期公路等级设计期（年）公路等级设计期（年）高速公路、一级公路15三级公路8二级公路12四级公路6沥青路面设计依据3、设计轴载、轴载换算表1-3设计轴载的参数设计轴载（kN）轮胎接地压强（MPa）单轮接地当量圆直径（mm）两轮中心距（mm）1000.70213319.5采用单轴-双轮组100kN作为设计轴载，其计算参数如表1-3所示。沥青路面设计依据4、交通荷载分级表1-4交通荷载分级交通荷载等级极重特重重中等轻设计车道累计货车交通量（×106）≥2020~99~55~1.5<1.5路面所承受的交通荷载作用，按设计期内设计车道所承担的累计货车交通量分为5个等级，分级范围参照表1-4。其中极重交通主要适用于以集装箱车辆为主的货运干线公路，以及运送大宗散装货物为主的货运专用公路。沥青路面设计依据5、路面性能设计指标图1-5沥青路面性能指标路面性能设计指标无机结合料层疲劳开裂路基永久变形沥青层容许永久变形抗滑性能平整度沥青层疲劳开裂沥青路面设计依据5、路面性能设计指标沥青层疲劳开裂：沥青层疲劳寿命Nf1不小于按照沥青层疲劳等效换算得到的设计车道累计当量轴载作用次数Ne1。换成

Nf1>Ne1无机结合料层疲劳开裂：无机结合料层疲劳寿命Nf2不小于按照无机结合料层疲劳等效换算得到的设计车道累计当量轴载作用次数Ne2。换成Nf2>Ne2

路基永久变形：路基顶面的最大竖向压应变应不大于容许压应变值εz。换成

εz

<[εz

]沥青路面设计依据5、路面性能设计指标沥青层容许永久变形：Ra

<[Ra]低温开裂：CI<[CI]对于高速公路和一级公路，裂缝指数I宜不大于3.0。沥青路面的车辙深度宜符合表1-5的要求。表1-5各等级公路路面容许车辙深度公路等级高速、一级公路二级公路三级、四级公路容许车辙深度（mm）≤152025沥青路面设计依据5、路面性能设计指标抗滑性能：抗滑性能以横向力系数SFC60和宏观构造深度TD为主要指标。高速公路、一级公路路面在交工验收时，其抗滑技术指标宜符合表1-6的技术要求。二级及以下等级公路可参照执行。平整度：高速、一级公路，国际平整度指数IRI≤2.0m/kmσ≤1.0mm。沥青路面设计依据5、路面性能设计指标表1-6沥青路面抗滑技术指标年平均降雨量(mm)交工检测指标值横向力系数SFC60构造深度TD(mm)>1000≥54≥0.55500~1000≥50≥0.50250~500≥45≥0.45沥青路面设计依据6、设计流程图1-6沥青路面设计流程沥青路面设计方法理论设计方法经验，半经验法——使用经验或试验路结果为依据。01理论法——以弹性理论为基础，并由试验确定计算参数的力学方法，综合考虑了车辆荷载，交通量，环境因素以及材料特性影响。02我国沥青路面设计采用第2种方法。沥青路面设计方法理论设计理论把路面结构简化为承受双圆均布竖向荷载作用的多层体系，采用层间连续接触的弹性层状体系理论分析各特征计算点的力学响应量。多层弹性体系计算图式如图1-7所示。双圆均布垂直荷载作用图式如图1-8所示。沥青路面设计方法理论设计理论1-7多层弹性体系计算图式1-8双圆均布垂直荷载作用图式沥青路面设计方法理论设计理论多层弹性连续体系理论基本假定：各层是连续的，完全弹性的，各向同性的，而变形和位移是微小的。01最底层厚度在水平方向和垂直方向为无限大，其上各层厚度为有限，水平方向为无限大。02层间接触情况：接触面假定为完全连续的。04假定路面表面受垂直荷载作用，接触面形状为圆形，压力呈均匀分布。03沥青路面设计方法理论设计理论设计轴载的双圆荷载参数见表1-3。不同设计指标对应的力学指标及其竖向位置如表1-7所示。水平方向计算点为单圆中心点、单圆边缘点、双圆中心距中点以及后两点的中点，如图1-9所示：（A、B、C、D点，取四个点计算的最大的力学响应量进行路面结构分析。受力分析时，沥青层取20℃时的回弹模量值）。1-9路面受力计算分析点平面图示沥青路面设计方法理论设计理论表1-7路面设计指标对应力学指标及竖向位置设计指标力学指标竖向位置沥青层疲劳水平向拉应变沥青层层底无机结合料层疲劳水平向拉应力