第十三章柔性路面設(shè)計D

1、1 六、結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力六、結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力 我國瀝青路面設(shè)計，除了以路面設(shè)計彎沉為我國瀝青路面設(shè)計，除了以路面設(shè)計彎沉為設(shè)計指標之外，對高等級道路路面還要驗算設(shè)計指標之外，對高等級道路路面還要驗算瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力瀝青混凝土面層和整體性材料基層的拉應(yīng)力。要求結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)力不大于結(jié)構(gòu)層要求結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)力不大于結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力，在路面設(shè)計中通常表示材料的容許拉應(yīng)力，在路面設(shè)計中通常表示為：為： Rm2六、結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力六、結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力 結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力是路面承受行車荷載反結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力是路面承受行車荷載反復(fù)作用

2、達到臨界破壞狀態(tài)時的最大疲勞應(yīng)力。復(fù)作用達到臨界破壞狀態(tài)時的最大疲勞應(yīng)力。這一應(yīng)力較一次荷載作用的這一應(yīng)力較一次荷載作用的抗拉強度抗拉強度小，減小的小，減小的程度同重復(fù)荷載次數(shù)及路面結(jié)構(gòu)層材料的性質(zhì)有程度同重復(fù)荷載次數(shù)及路面結(jié)構(gòu)層材料的性質(zhì)有關(guān)。關(guān)。這種關(guān)系可用下式表示：這種關(guān)系可用下式表示： 3sspRK R結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力，MPa； sp結(jié)構(gòu)層材料的，極限抗拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)層材料的，極限抗拉應(yīng)力，Mpa； K s抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)?？估瓘姸冉Y(jié)構(gòu)系數(shù)。結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強度我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定用結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強度我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定用 劈裂試驗測定劈裂試驗測定。4ce

3、asANAK/09. 022. 0對無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類：對無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類：對瀝青混凝土面層：對瀝青混凝土面層：cesANK/35. 011. 0對無機結(jié)合料穩(wěn)定土類：對無機結(jié)合料穩(wěn)定土類：cesANK/45. 011. 0Aa瀝青混合料級配的系數(shù)；細、中粒式瀝青混凝土為瀝青混合料級配的系數(shù)；細、中粒式瀝青混凝土為1.0，粗粒式瀝青混凝土為粗粒式瀝青混凝土為1.1。 Ac公路等級系數(shù)。公路等級系數(shù)。 5七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力 雙層體系理論彎沉雙層體系理論彎沉的計算公式為：的計算公式為：LEpl02L理論彎沉系數(shù)。理論彎沉系數(shù)。6七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)

4、力七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力在雙圓均布垂直荷載作用下，拉應(yīng)力計算圖示。在雙圓均布垂直荷載作用下，拉應(yīng)力計算圖示。最大彎拉應(yīng)力最大彎拉應(yīng)力通常發(fā)生在面層底面一個圓形荷載通常發(fā)生在面層底面一個圓形荷載中心軸上。中心軸上。其表達式為：其表達式為： mmp78七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力七、計算彎沉和結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力 三層體系三層體系理論彎沉的計算公式為：理論彎沉的計算公式為：LEpl12最大彎拉應(yīng)力所示，其表達式為：最大彎拉應(yīng)力所示，其表達式為： mmp9防凍厚度驗算：防凍厚度驗算：在季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段要驗算。在季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段要驗算。fabchd道路凍深： a、b b、c

5、 c分別分別路面結(jié)構(gòu)材料的熱物性系數(shù)、路面橫斷面填路面結(jié)構(gòu)材料的熱物性系數(shù)、路面橫斷面填挖系數(shù)和路基潮濕類型系數(shù)。挖系數(shù)和路基潮濕類型系數(shù)。f f為為最近最近1010年凍結(jié)指數(shù)平均值，即冬季負溫度累積值，由氣年凍結(jié)指數(shù)平均值，即冬季負溫度累積值，由氣象資料定。象資料定。若結(jié)構(gòu)層總厚度小于最小防凍厚度，應(yīng)增加防凍墊層若結(jié)構(gòu)層總厚度小于最小防凍厚度，應(yīng)增加防凍墊層。10八、多層路面的等效換算八、多層路面的等效換算 當采用前述的簡化方法進行計算時，需要將當采用前述的簡化方法進行計算時，需要將多層路面結(jié)構(gòu)多層路面結(jié)構(gòu)按照彎沉或結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力按照彎沉或結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力等效的原則換算等效的原則換算為雙層

6、或三層體系。為雙層或三層體系。1、彎沉等效換算法、彎沉等效換算法2、彎拉應(yīng)力等效換算法、彎拉應(yīng)力等效換算法11八、多層路面的等效換算八、多層路面的等效換算1、彎沉等效換算法、彎沉等效換算法 將多層體系按照彎沉相等的原則換算為將多層體系按照彎沉相等的原則換算為雙層體系的方法稱作等彎沉換算法。雙層體系的方法稱作等彎沉換算法。 換算原理見圖。換算原理見圖。12lbbEpl02laaEpl02令ball blla則如此進行，可將多層體系的面層以下各層逐次換算為模量如此進行，可將多層體系的面層以下各層逐次換算為模量與與其上層相同的層次其上層相同的層次，最終得到一等效的雙層體系。，最終得到一等效的雙層體系

7、。在彎沉系數(shù)相等的條件下，把一個模量在彎沉系數(shù)相等的條件下，把一個模量E1厚度厚度h1的面層換算的面層換算為另一個模量為另一個模量E1厚度厚度1的面層。的面層。13八、多層路面的等效換算八、多層路面的等效換算當采用三層體系為計算體系時，需將多層體系按照彎沉當采用三層體系為計算體系時，需將多層體系按照彎沉等效的原則換算為三層體系。等效的原則換算為三層體系。換算時換算時將多層體系的第一層作為上層，其厚度和模量保將多層體系的第一層作為上層，其厚度和模量保持不變，將第持不變，將第2至至n-1層作為中層并把它們換算為第層作為中層并把它們換算為第2層層模量的等效厚度，再加上模量不變的下層半空間體則得模量的

8、等效厚度，再加上模量不變的下層半空間體則得到一個彎沉等效的三層體系。到一個彎沉等效的三層體系。中層厚度的換算公式為：中層厚度的換算公式為： 4 . 22132.EEhhHKnkk14 等效路表彎沉的結(jié)構(gòu)層換算：等效路表彎沉的結(jié)構(gòu)層換算：E0H E2h1 E1h2 E2 2h1 E1 1Hn-1 En-1 n-1E0 04 . 22i1n2iiEEhH15 2、彎拉應(yīng)力等效換算法、彎拉應(yīng)力等效換算法計算上層底面彎拉應(yīng)力的換算方法計算上層底面彎拉應(yīng)力的換算方法 當采用三層體系計算多層路面的結(jié)構(gòu)層底部應(yīng)力時，需將多層路當采用三層體系計算多層路面的結(jié)構(gòu)層底部應(yīng)力時，需將多層路面按照拉應(yīng)力相等的原則換算

9、為含有上層、中層和下層半空間體的彈性面按照拉應(yīng)力相等的原則換算為含有上層、中層和下層半空間體的彈性三層體系。三層體系。這里的上層是換算為三層體系之后的上層，如下圖所示。當計算第這里的上層是換算為三層體系之后的上層，如下圖所示。當計算第i層底面的彎拉壓力時，需將層底面的彎拉壓力時，需將i層以上各層換算為模量層以上各層換算為模量 ，厚度，厚度h的一層即的一層即為上層，換算公式為：為上層，換算公式為：將將i+1層至層至n-1層換算為模量層換算為模量 ，厚度為，厚度為H的一層即為中層，換算公的一層即為中層，換算公式為：式為：EiEi+10.91ik1n1kiEEhHi16E0H2 Ei+1H1 EiH

10、n-1 En-1 n-1h2 E2 2h1 E1 1Hi+1 Ei+1 i+1E0 0H i E i i17九、新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟九、新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟 新建瀝青路面通常按以下步驟進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計：新建瀝青路面通常按以下步驟進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計：1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，確定路面等級和、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，確定路面等級和面層類型面層類型，計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當量軸次和設(shè)計彎沉值。計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當量軸次和設(shè)計彎沉值。2、按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段，確、按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段，確定各路段路基回彈模量值。定各路段路基回彈模量值。 18九、新

11、建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟九、新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟3、根據(jù)已有經(jīng)驗和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬定幾種、根據(jù)已有經(jīng)驗和規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)。強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)。4、根據(jù)設(shè)計彎沉值確定路面厚度。、根據(jù)設(shè)計彎沉值確定路面厚度。 上述計算應(yīng)采用彈性多層體系理論編制的程序進行。上述計算應(yīng)采用彈性多層體系理論編制的程序進行。191、簡述彎沉綜合修正系數(shù)。2、簡述確定新建瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度的設(shè)計步驟。201、簡述簡述彎沉綜合修正系數(shù)彎沉綜合修正系數(shù)。因理論假設(shè)與實際路面工作狀態(tài)的差異，而形成瀝青路面實測彎流值與理論計算值不等，而采用彎沉綜合修正系數(shù)予以修正，它是實測彎沉值與理論彎沉值之比。2、簡述確定新建瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度的設(shè)計步驟、簡述確定新建瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度的設(shè)計步驟。（1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要