路面设计讲座.ppt

1、1,典型路面结构设计,湖南大学土木工程学院 黄立葵 2011.10.25,2,主要内容,沥青路面设计 混凝土路面设计 沥青路面典型结构 混凝土路面典型结构 长寿命路面概念,3,沥青路面设计理论,4,5,1 弹性层状体系力学模型,沥青路面设计理论,6,沥青路面设计理论,7,沥青路面设计理论,8,9,10,11,12,13,14,15,沥青路面设计理论,16,沥青路面设计理论,17,18,沥青路面结构组合设计,19,沥青路面结构组合设计,20,沥青路面结构组合设计,21,沥青路面结构组合设计,22,沥青路面结构组合设计,23,新建沥青路面设计方法,24,新建沥青路面设计方法,25,新建沥青路面设计

2、方法,26,27,新建沥青路面设计方法,28,新建沥青路面设计方法,29,30,新建沥青路面设计方法,31,32,33,34,新建沥青路面设计方法,35,新建沥青路面设计方法,36,新建沥青路面设计方法,37,新建沥青路面设计方法,38,新建沥青路面设计方法,39,国外沥青路面设计方法,40,CBR设计法,解：（1）基层CBR=80，查图知h1=10cm； （2）下基层CBR=20，查图知h1+h2=20cm，因此h2=10cm； （3）土基CBR=5，查图知h1+h2+h3=43cm，因此h3=23cm。,41,AASHTO设计法,42,43,SHELL设计法,设计标准： 1路基顶面竖向压应

3、变控制路基的永久变形 2沥青面层水平拉应变控制面层的开裂 3整体性材料（水泥稳定）基层拉应力 4路面表面永久变形（车辙深度） 高速公路 一般公路,44,中国沥青路面主要结构形式,我国高速公路中，沥青路面占90以上，水泥混凝土路面占10以下；沥青面层厚度1520cm，半刚性基层厚度3540cm，底基层20cm左右；沥青路面设计年限15年。 普通公路中，沥青路面在有铺面道路中只占少数，混凝土路面占大多数；沥青面层厚度10cm以下，半刚性基层厚度2040cm，底基层1520cm左右；沥青路面设计年限12年以下。,45,半刚性基层沥青路面早期损坏问题,1沥青路面初期损坏严重，通车后不利季节开始（使用半

4、年1年），主要表现形式为坑槽和车辙，多数属于水损害。直接原因是施工质量不到位，也有路面结构组合不合理的因素。 2沥青路面早期损坏指开放交通35年，长一些的78年发生严重的损坏，主要表现为大面积的开裂，但出现典型疲劳损坏的情况少见。主要原因是结构设计不合理、超载严重等。,46,重荷载问题,我国设计（限载）标准为：单轴100kN，双轴180kN，三轴220kN。 货车超载现象普遍，超载车的比例在50以上；超载率最大可达300400。 最大单轴轴载465kN，双轴轴载785kN（文献）。我省实测最大单轴荷载350kN，双轴荷载接近600kN。 治理超载的难度极大。,47,结构设计问题,沥青路面设计采

5、用弹性层状体系理论，认为各层次之间完全连续，以路面结构弯沉值、整体性材料层底部拉应力为控制指标。 层间完全连续的假设不符合实际情况，且随着使用年限的延长，层间结合状况肯定会恶化。 缺乏控制沥青面层剪切破坏的指标。 缺乏一次性大荷载控制指标。,48,路面结构组合,几乎所有的路面均采用半刚性基层，主要为水泥稳定碎石和石灰、粉煤灰稳定碎石。 这类材料刚度较大，极易产生干缩、温缩裂缝，引起沥青面层的反射裂缝； 渗水性很差或基本不透水，易造成冲刷； 基层逐步开裂，变成小块、碎块，承载力（刚度）降低； 半刚性基层损坏后无法自愈； 因刚度较大，对超载很敏感。,49,水损害问题,1.提高沥青面层/基层的抗冲刷

6、能力 合格的沥青； 干净的集料； 掺加熟石灰改善沥青与集料的粘附性。 2.控制沥青混合料的空隙率（防止离析） 3.改善路面结构排水,50,51,52,53,54,MTV (Material Transfer Vehicle),55,沥青路面摊铺,56,57,漂亮的路面,58,改善路面结构的受力性能,1.加强层间结合 沥青层之间：粘层油 沥青面层/基层之间：透层、封层 半刚性基层/底基层之间：水泥浆 2.合理的路面结构组合 与路面结构受力特性一致 合理的排水特性组合 3.设计中考虑大荷载的作用 路面结构极限承载力,59,粘层油,60,61,直接在基层上铺沥青面层,62,级配碎石基层,63,水泥混

7、凝土路面设计,64,弹性地基板体系理论简介,65,66,67,弹性地基板体系理论简介,68,弹性地基板体系理论简介,69,水泥混凝土路面荷载应力分析,1 Winkler地基无限大板解,70,71,水泥混凝土路面荷载应力分析,72,73,水泥混凝土路面荷载应力分析,74,水泥混凝土路面荷载应力分析,75,76,水泥混凝土路面荷载应力分析,77,78,水泥混凝土路面荷载应力分析,79,80,水泥混凝土路面荷载应力分析,81,82,83,水泥混凝土路面温度应力分析,84,水泥混凝土路面温度应力分析,85,水泥混凝土路面温度应力分析,86,水泥混凝土路面温度应力分析,87,88,水泥混凝土路面温度应力

8、分析,89,90,新建水泥混凝土路面设计方法,91,新建水泥混凝土路面设计方法,92,新建水泥混凝土路面设计方法,93,新建水泥混凝土路面设计方法,94,新建水泥混凝土路面设计方法,95,新建水泥混凝土路面设计方法,96,新建水泥混凝土路面设计方法,97,新建水泥混凝土路面设计方法,98,新建水泥混凝土路面设计方法,99,新建水泥混凝土路面设计方法,100,国外混凝土路面设计方法简介,101,国外混凝土路面设计方法简介,102,国外混凝土路面设计方法简介,103,104,国外混凝土路面设计方法简介,105,国外混凝土路面设计方法简介,106,沥青路面典型结构,107,沥青路面典型结构,108,沥青路面典型结构,109,沥青路面典型结构,110,沥青路面典型结构,111,沥青路面典型结构,112,沥青路面典型结构,113,水泥混凝土路面典型结构,114,水泥混凝土路面典型结构,115,水泥混凝土路面典型结构,116,水泥混凝土路面典