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1、路基路面工程路基路面工程 Subgrade and Pavement Engineering第十四章第十四章 瀝青路面設(shè)計(jì)瀝青路面設(shè)計(jì)r第一節(jié)第一節(jié) 概述概述r第二節(jié)第二節(jié) 彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論r第三節(jié)第三節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)r第四節(jié)第四節(jié) 瀝青路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)r第五節(jié)第五節(jié) 我國瀝青路面設(shè)計(jì)方法我國瀝青路面設(shè)計(jì)方法r第六節(jié)第六節(jié) 國外瀝青路面設(shè)計(jì)方法簡介國外瀝青路面設(shè)計(jì)方法簡介第一節(jié)第一節(jié) 概述概述r 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)r 材料組成設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)r 厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算r 結(jié)構(gòu)方案比選結(jié)構(gòu)方案比選r 路肩構(gòu)造設(shè)計(jì)路肩

2、構(gòu)造設(shè)計(jì)r 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 瀝青路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容瀝青路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容r路基路面整體綜合設(shè)計(jì)原則路基路面整體綜合設(shè)計(jì)原則r密切結(jié)合自然條件及實(shí)踐基礎(chǔ)原則密切結(jié)合自然條件及實(shí)踐基礎(chǔ)原則r滿足交通與使用要求原則滿足交通與使用要求原則r因地制宜、合理選材原則因地制宜、合理選材原則r保護(hù)自然生態(tài)與沿線環(huán)境原則保護(hù)自然生態(tài)與沿線環(huán)境原則r工廠及機(jī)械化施工、方便施工原則工廠及機(jī)械化施工、方便施工原則r技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性并重原則技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性并重原則r分期修建、方便養(yǎng)護(hù)原則分期修建、方便養(yǎng)護(hù)原則1.2 瀝青路面設(shè)計(jì)的原則瀝青路面設(shè)計(jì)的原則r經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法：AASHTO法；法；CBR法法。通過村試驗(yàn)路或使用道

3、路的實(shí)驗(yàn)觀測，建立路面結(jié)構(gòu)通過村試驗(yàn)路或使用道路的實(shí)驗(yàn)觀測，建立路面結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)層組合、厚結(jié)構(gòu)層組合、厚度和材料性質(zhì)度和材料性質(zhì))、車輛荷載、車輛荷載(軸載大小和作用次數(shù)軸載大小和作用次數(shù))和路面使用性能三考之間的和路面使用性能三考之間的關(guān)系，其特點(diǎn)是符合試驗(yàn)地的實(shí)際，但是不能結(jié)合不同地方的實(shí)際。關(guān)系，其特點(diǎn)是符合試驗(yàn)地的實(shí)際，但是不能結(jié)合不同地方的實(shí)際。r力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法（力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法（M-E）：）：AI法；法；SHELL法；我國設(shè)計(jì)方法。法；我國設(shè)計(jì)方法。主要力學(xué)主要力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法應(yīng)用力學(xué)原理分析路面結(jié)構(gòu)在荷載與環(huán)境作用下的力經(jīng)驗(yàn)法應(yīng)用力學(xué)原理分析路面結(jié)構(gòu)在荷載與環(huán)境作用下的力學(xué)響應(yīng)量學(xué)響應(yīng)量(應(yīng)力、

4、應(yīng)變、位移應(yīng)力、應(yīng)變、位移)，建立力學(xué)響應(yīng)量與路面使用性能之間的關(guān)系，建立力學(xué)響應(yīng)量與路面使用性能之間的關(guān)系模型、路面設(shè)計(jì)按使用要求，運(yùn)用關(guān)系模型完成結(jié)構(gòu)設(shè)汁，是目前設(shè)計(jì)方法模型、路面設(shè)計(jì)按使用要求，運(yùn)用關(guān)系模型完成結(jié)構(gòu)設(shè)汁，是目前設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢。發(fā)展的總趨勢。r我國現(xiàn)行的我國現(xiàn)行的公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用采用彈性層狀體系彈性層狀體系作力學(xué)分析基礎(chǔ)理作力學(xué)分析基礎(chǔ)理淪，以雙圓垂直均布荷載作用下的路面整體沉降淪，以雙圓垂直均布荷載作用下的路面整體沉降(彎沉彎沉)和結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)和結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，以疲勞效應(yīng)為基礎(chǔ)，處理軸載標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與軸載多次重復(fù)力作為設(shè)

5、計(jì)指標(biāo)，以疲勞效應(yīng)為基礎(chǔ)，處理軸載標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與軸載多次重復(fù)作用效應(yīng)。作用效應(yīng)。1.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法種類瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法種類r我國瀝青路面交通輕重的等級劃分我國瀝青路面交通輕重的等級劃分 我國瀝青路面按其承擔(dān)的交通荷載輕重劃分為四個(gè)交我國瀝青路面按其承擔(dān)的交通荷載輕重劃分為四個(gè)交通等級，即：輕、中等、重、特重，具體以兩種劃分方法通等級，即：輕、中等、重、特重，具體以兩種劃分方法進(jìn)行計(jì)算后取較高等級進(jìn)行定級。進(jìn)行計(jì)算后取較高等級進(jìn)行定級。1.4 瀝青路面的交通等級瀝青路面的交通等級第二節(jié)第二節(jié) 彈性層狀體系理論簡介彈性層狀體系理論簡介r瀝青路面設(shè)計(jì)基本理論彈性層狀體系理論瀝青路面設(shè)計(jì)基

6、本理論彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論的圖式彈性層狀體系理論的圖式2.1 彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論1）各層連續(xù)、彎曲彈性、均勻、各向同性，位移、形變微?。唬└鲗舆B續(xù)、彎曲彈性、均勻、各向同性，位移、形變微??；2）最下一層（路基）在水平方向和垂直方向無限大，其上各層厚度有）最下一層（路基）在水平方向和垂直方向無限大，其上各層厚度有限，水平方向無限；限，水平方向無限；3）各層在水平方向無限遠(yuǎn)處，及最下層向下無限深處，應(yīng)力、形變、）各層在水平方向無限遠(yuǎn)處，及最下層向下無限深處，應(yīng)力、形變、位移為零；位移為零；4）層間接觸情況，或完全連續(xù)（連續(xù)體系）或僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)）層間接觸情況，或完全

7、連續(xù)（連續(xù)體系）或僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)而無摩阻力（滑動體系）；而無摩阻力（滑動體系）；5）不計(jì)自重。）不計(jì)自重。2.2 彈性層狀體系理論的假設(shè)彈性層狀體系理論的假設(shè)r彈性層狀體系理論的求解過程彈性層狀體系理論的求解過程 軸對稱，將車輪荷載簡化為圓形均布荷載，利用平衡方程、物理方程、軸對稱，將車輪荷載簡化為圓形均布荷載，利用平衡方程、物理方程、幾何方程、邊界條件求得幾何方程、邊界條件求得彎沉和主應(yīng)力彎沉和主應(yīng)力的表達(dá)式。的表達(dá)式。平衡方程平衡方程 物理方程物理方程 幾何方程幾何方程00rrzrzrrzrzzrzrrzrzrrzzrzzrrEEEE)1(2111zurzrururzzrzr;2.3

8、 彈性層狀體系理論的求解彈性層狀體系理論的求解第三節(jié)第三節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)q總原則：總原則：面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定q具體要求：具體要求：適應(yīng)行車荷載作用的要求適應(yīng)行車荷載作用的要求 從上至下，從薄到厚，從強(qiáng)到弱，表層抗滑、抗磨耗從上至下，從薄到厚，從強(qiáng)到弱，表層抗滑、抗磨耗在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好 具有很好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性具有很好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性考慮結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn) 上下層匹配，總體上強(qiáng)度足夠而不過多浪費(fèi)上下層匹配，總體上強(qiáng)度足夠而不過多浪費(fèi)考慮防凍、防水要求考慮防凍、防水要求3

9、.1瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則q詳細(xì)組合原則：詳細(xì)組合原則：根據(jù)瀝青路面的工作特性，各結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡量按根據(jù)瀝青路面的工作特性，各結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡量按強(qiáng)度和剛度自上而下逐層遞減的規(guī)強(qiáng)度和剛度自上而下逐層遞減的規(guī)律律安排；安排；必須考慮材料特點(diǎn)和施工工藝以及強(qiáng)度和造價(jià)等方面考慮；必須考慮材料特點(diǎn)和施工工藝以及強(qiáng)度和造價(jià)等方面考慮；各結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有適宜的厚度，不宜使各結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有適宜的厚度，不宜使層數(shù)過多而厚度過小層數(shù)過多而厚度過??；應(yīng)合理選擇相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量比（基層應(yīng)合理選擇相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量比（基層:面層（面層（E2E1）宜在）宜在1.53，基層，基層:底基層（底基

10、層（E2E3）宜不大于）宜不大于3，底基層底基層:土基（土基（E3E0）宜在）宜在2.512.5）；）；對于低溫地區(qū)，應(yīng)考慮收縮裂縫，進(jìn)行合理的防止反射裂縫組合，并保證有適宜對于低溫地區(qū)，應(yīng)考慮收縮裂縫，進(jìn)行合理的防止反射裂縫組合，并保證有適宜的瀝青面層厚度；的瀝青面層厚度；對于潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)，應(yīng)考慮水穩(wěn)定性，選擇水穩(wěn)定性好的基層及盡量考慮對于潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)，應(yīng)考慮水穩(wěn)定性，選擇水穩(wěn)定性好的基層及盡量考慮不透水的面層；不透水的面層；路面還應(yīng)滿足防凍厚度的要求；路面還應(yīng)滿足防凍厚度的要求；應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合性。應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合性。3.1瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則瀝青路面結(jié)構(gòu)組合

11、設(shè)計(jì)的基本原則r瀝青路面結(jié)構(gòu)組合瀝青路面結(jié)構(gòu)組合面層（小于面層（小于20cm）：單層、雙層或三層瀝青面層；高速及一級公路）：單層、雙層或三層瀝青面層；高速及一級公路宜選用宜選用密實(shí)型中粒式或細(xì)粒式瀝青混凝土混合料做表面層；密實(shí)型中密實(shí)型中粒式或細(xì)粒式瀝青混凝土混合料做表面層；密實(shí)型中粒式和粗粒式混合料做中面層和下面層粒式和粗粒式混合料做中面層和下面層?；鶎樱ɑ鶎樱?040cm或更厚）：柔性（采用或更厚）：柔性（采用瀝青處治的級配碎石和無結(jié)瀝青處治的級配碎石和無結(jié)合料的級配碎石合料的級配碎石）、半剛性（）、半剛性（水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定碎石定碎石）

12、、剛性（）、剛性（低強(qiáng)度等級混凝土低強(qiáng)度等級混凝土）或組合式）或組合式墊層：排水、防凍、防水、防污等粒料（墊層：排水、防凍、防水、防污等粒料（粗砂、砂礫、礦渣等粗砂、砂礫、礦渣等）或穩(wěn)）或穩(wěn)定土定土層間結(jié)合：牢固（層間結(jié)合：牢固（透層瀝青、粘層瀝青透層瀝青、粘層瀝青）3.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)r瀝青層最小厚度要求瀝青層最小厚度要求3.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)r基層最小厚度和適宜厚度要求基層最小厚度和適宜厚度要求3.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 我國瀝青路面設(shè)計(jì)方法我國瀝青路面設(shè)計(jì)方法r 我國瀝青路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求我國瀝青路

13、面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求我國公路瀝青路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下我國公路瀝青路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論，以的多層彈性層狀體系理論，以設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對瀝青混凝土面層和整體性材料的剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對瀝青混凝土面層和整體性材料的基層、底基層應(yīng)進(jìn)行基層、底基層應(yīng)進(jìn)行層底拉應(yīng)力層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算，城市道路尚的驗(yàn)算，城市道路尚須進(jìn)行瀝青面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。須進(jìn)行瀝青面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。設(shè)計(jì)指標(biāo)及驗(yàn)算指標(biāo)必須小于其極限標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)指標(biāo)及驗(yàn)算指標(biāo)必須小于其極限標(biāo)準(zhǔn)。4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)理論-層狀體系理論層狀體

14、系理論r2、設(shè)計(jì)指標(biāo)和要求：、設(shè)計(jì)指標(biāo)和要求：輪隙中間路表面（輪隙中間路表面（A點(diǎn)）計(jì)算彎沉值點(diǎn)）計(jì)算彎沉值ls小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值ld輪隙中心下（輪隙中心下（C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（點(diǎn)）或單圓荷載中心處（B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力m應(yīng)小于應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力或等于容許拉應(yīng)力R4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r以彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的原因以彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的原因路面總變形表征路面各結(jié)構(gòu)層的變形與路基頂面變形之和，反映了路面總變形表征路面各結(jié)構(gòu)層的變形與路基頂面變形之和，反映了路面整體剛度的強(qiáng)弱。當(dāng)路面在車輛荷載反復(fù)作用下不斷地彎曲使路面整體剛度的強(qiáng)弱。當(dāng)路

15、面在車輛荷載反復(fù)作用下不斷地彎曲使變形積累、增大到某種程度時(shí)，路面結(jié)構(gòu)即產(chǎn)生疲勞開裂，從而可變形積累、增大到某種程度時(shí)，路面結(jié)構(gòu)即產(chǎn)生疲勞開裂，從而可在一定程度上建立起路面損壞與彎沉、彎沉與軸載作用次數(shù)間的關(guān)在一定程度上建立起路面損壞與彎沉、彎沉與軸載作用次數(shù)間的關(guān)系。系。路表彎沉值可以簡單地量測，操作簡便；壓應(yīng)變、拉應(yīng)變指標(biāo)測試路表彎沉值可以簡單地量測，操作簡便；壓應(yīng)變、拉應(yīng)變指標(biāo)測試較困難。彎沉指標(biāo)既可作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，又可以作為質(zhì)量檢驗(yàn)、路面較困難。彎沉指標(biāo)既可作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，又可以作為質(zhì)量檢驗(yàn)、路面養(yǎng)護(hù)的評價(jià)手段。養(yǎng)護(hù)的評價(jià)手段。4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r彎沉概念彎沉概念

16、 回彈彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形，卸載后能回彈彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形，卸載后能恢復(fù)的那一部分變形。恢復(fù)的那一部分變形。殘余彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復(fù)的殘余彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復(fù)的那一部分垂直變形。那一部分垂直變形?？倧澇粒郝坊蚵访嬖谝?guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形（回彈彎總彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形（回彈彎沉沉+殘余彎沉）。殘余彎沉）。容許彎沉：路面設(shè)計(jì)使用期末不利季節(jié)容許彎沉：路面設(shè)計(jì)使用期末不利季節(jié),標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值

17、。間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值。設(shè)計(jì)彎沉：是指路面交工驗(yàn)收時(shí)、不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下設(shè)計(jì)彎沉：是指路面交工驗(yàn)收時(shí)、不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值。準(zhǔn)軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值。4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r彎沉測定彎沉測定 貝克曼法：傳統(tǒng)檢測方法，速度慢，靜態(tài)測試，試驗(yàn)方法成熟，目貝克曼法：傳統(tǒng)檢測方法，速度慢，靜態(tài)測試，試驗(yàn)方法成熟，目前為規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。前為規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。自動彎沉儀法：利用貝克曼法原理快速連續(xù)測定，屬于試驗(yàn)范疇，自動彎沉儀法：利用貝克曼法原理快速連續(xù)測定，屬于試驗(yàn)范疇，但測定的是總彎沉，因此使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)

18、定換算。但測定的是總彎沉，因此使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。落錘彎沉儀法：利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷測定彎沉，落錘彎沉儀法：利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷測定彎沉，屬于動態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈量，快速連續(xù)測定，使用時(shí)應(yīng)用屬于動態(tài)彎沉，并能反算路面的回彈量，快速連續(xù)測定，使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r 設(shè)計(jì)彎沉值設(shè)計(jì)彎沉值 設(shè)計(jì)彎沉值是路面峻工驗(yàn)收時(shí)、最不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作設(shè)計(jì)彎沉值是路面峻工驗(yàn)收時(shí)、最不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下測得的最大用下測得的最大(代表代表)回彈彎沉值。可根椐設(shè)計(jì)年限內(nèi)每個(gè)車道通

19、過的回彈彎沉值?？筛гO(shè)計(jì)年限內(nèi)每個(gè)車道通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級、面層和基層類型確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級、面層和基層類型確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。l d 設(shè)計(jì)彎沉值（設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）；）；Ne 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次；設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次；Ac 公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為公路等級系數(shù)，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為，二級公路為1.1，三、四級公路為三、四級公路為1.2；As 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路 面、瀝青表

20、面處治為面、瀝青表面處治為1.1。AB 基層類型系數(shù)，半剛性基層取基層類型系數(shù)，半剛性基層取1.0，柔性基層取，柔性基層取1.64.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r容許彎拉應(yīng)力容許彎拉應(yīng)力R 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa);SP 瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度(MPa)；對瀝青混凝土的極限劈裂強(qiáng)度，；對瀝青混凝土的極限劈裂強(qiáng)度，系指系指15時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；對水泥穩(wěn)定類材料齡期為時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；對水泥穩(wěn)定類材料齡期為90d的極限劈裂強(qiáng)度的極限劈裂強(qiáng)度(MPa)；對二灰；對二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料系指齡期為穩(wěn)

21、定類、石灰穩(wěn)定類材料系指齡期為180d的極限劈裂強(qiáng)度的極限劈裂強(qiáng)度(MPa)，水泥粉煤灰穩(wěn)定類，水泥粉煤灰穩(wěn)定類120d的極限劈裂強(qiáng)度的極限劈裂強(qiáng)度(MPa)。KS 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)?？估瓘?qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類：無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類：4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn)r路面結(jié)構(gòu)的彎沉計(jì)算路面結(jié)構(gòu)的彎沉計(jì)算彈性層狀理論是在一定假設(shè)條件下（半無限空間體、材料各向同性、均彈性層狀理論是在一定假設(shè)條件下（半無限空間體、材料各向同性、均質(zhì)體且不計(jì)自重）經(jīng)過復(fù)雜的力學(xué)、數(shù)學(xué)推

22、演的理論體系，假設(shè)條件與質(zhì)體且不計(jì)自重）經(jīng)過復(fù)雜的力學(xué)、數(shù)學(xué)推演的理論體系，假設(shè)條件與路面實(shí)際不完全相符合，這是導(dǎo)致理論與實(shí)際不一致的原因。因此引入路面實(shí)際不完全相符合，這是導(dǎo)致理論與實(shí)際不一致的原因。因此引入彎沉修正系數(shù)彎沉修正系數(shù)F，將理論彎沉值進(jìn)行修正，使計(jì)算彎沉與實(shí)測彎沉值趨，將理論彎沉值進(jìn)行修正，使計(jì)算彎沉與實(shí)測彎沉值趨于接近。于接近。彎沉修正系數(shù)彎沉修正系數(shù)4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)方程式與設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)方程式與設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)r路面結(jié)構(gòu)的彎拉應(yīng)力計(jì)算路面結(jié)構(gòu)的彎拉應(yīng)力計(jì)算理論最大拉應(yīng)力系數(shù)：理論最大拉應(yīng)力系數(shù)：實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，該值通過程序計(jì)算得到實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，該值通過程序計(jì)算得到。4.

23、2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)方程式與設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)方程式與設(shè)計(jì)參數(shù)參數(shù)r路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)需要得到的設(shè)計(jì)參數(shù)：需要得到的設(shè)計(jì)參數(shù)：其中：其中：Ne標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；E0土基的回彈模量；土基的回彈模量；0泊松比，一般可取為泊松比，一般可取為0.250.35（強(qiáng)度高時(shí)取小值）；（強(qiáng)度高時(shí)取小值）；規(guī)范要求：規(guī)范要求：4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)r土基回彈模量取值方法土基回彈模量取值方法 現(xiàn)場測試法：現(xiàn)場測試法：承載板測試法：采用直徑承載板測試法：采用直徑30cm的剛性承載板，在現(xiàn)場土基表面，通過的剛性承載板，在現(xiàn)場土基表面，

24、通過承載板對土基逐級加載、卸載的方法，測出每級荷載下相應(yīng)的土基回承載板對土基逐級加載、卸載的方法，測出每級荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值，采用彈變形值，采用1mm線性歸納法按下式計(jì)算測點(diǎn)處路基回彈模量值：線性歸納法按下式計(jì)算測點(diǎn)處路基回彈模量值：承載板測試法：承載板測試法：回彈彎沉測試：回彈彎沉測試：落錘式彎沉儀：落錘式彎沉儀：4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)r土基回彈模量取值方法土基回彈模量取值方法 查表法：查表法：1 1）確定臨界高度（根據(jù)自然區(qū)劃、土質(zhì)）；）確定臨界高度（根據(jù)自然區(qū)劃、土質(zhì)）；2 2）擬定土的平均稠度（根據(jù)路基設(shè)計(jì)高度與臨界高度的關(guān)系，確定路基頂）

25、擬定土的平均稠度（根據(jù)路基設(shè)計(jì)高度與臨界高度的關(guān)系，確定路基頂面以下面以下80cm80cm范圍內(nèi)不同深度的含水量，計(jì)算平均稠度；范圍內(nèi)不同深度的含水量，計(jì)算平均稠度；3 3）預(yù)測土基回彈模量（根據(jù)平均稠度、土質(zhì)、自然區(qū)劃查表）預(yù)測土基回彈模量（根據(jù)平均稠度、土質(zhì)、自然區(qū)劃查表）室內(nèi)試驗(yàn)法：室內(nèi)試驗(yàn)法：根據(jù)室內(nèi)小承載板測得回彈模量，乘以折減系數(shù)。根據(jù)室內(nèi)小承載板測得回彈模量，乘以折減系數(shù)。換算法：換算法：通過回歸分析，確定特定地區(qū)、土質(zhì)的通過回歸分析，確定特定地區(qū)、土質(zhì)的CBRCBR等現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)與回彈模量的關(guān)等現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)與回彈模量的關(guān)系；系；4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)

26、與設(shè)計(jì)參數(shù)r土基回彈模量的參數(shù)土基回彈模量的參數(shù)4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)r結(jié)構(gòu)層的回彈模量的要求結(jié)構(gòu)層的回彈模量的要求以路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量（瀝青混凝土試驗(yàn)以路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量（瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為溫度為20）。以彎拉應(yīng)力（應(yīng)變）為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，擬驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)層采用抗壓回彈模量（瀝以彎拉應(yīng)力（應(yīng)變）為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，擬驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)層采用抗壓回彈模量（瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為青混凝土試驗(yàn)溫度為15）。考慮到模量取值的不利組合，回彈模量的設(shè)計(jì)值取值：考慮到模量取值的不利組合，回彈模量的設(shè)計(jì)值取值：1）計(jì)算路表彎沉值時(shí)，

27、抗壓回彈模量應(yīng)按下式計(jì)算其設(shè)計(jì)值：）計(jì)算路表彎沉值時(shí)，抗壓回彈模量應(yīng)按下式計(jì)算其設(shè)計(jì)值：2）計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用式（計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用式（1）計(jì)算其設(shè)計(jì)值；）計(jì)算其設(shè)計(jì)值；計(jì)算層及以上各層模量應(yīng)采用式（計(jì)算層及以上各層模量應(yīng)采用式（2）計(jì)算其設(shè)計(jì)值：）計(jì)算其設(shè)計(jì)值：4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)r瀝青結(jié)構(gòu)層的回彈模量參數(shù)瀝青結(jié)構(gòu)層的回彈模量參數(shù)4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)r 半剛性基層結(jié)構(gòu)層的回彈模量參數(shù)半剛性基層結(jié)構(gòu)層的回彈模量參數(shù)4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)

28、與設(shè)計(jì)參數(shù)r新建路面的厚度設(shè)計(jì)新建路面的厚度設(shè)計(jì) 交通量已知，各層材料模量、泊松比、抗拉應(yīng)力已知，除待設(shè)計(jì)交通量已知，各層材料模量、泊松比、抗拉應(yīng)力已知，除待設(shè)計(jì)層外各層厚度已知，需計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：層外各層厚度已知，需計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：r設(shè)計(jì)過程：設(shè)計(jì)過程：1）根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)層材料，確定設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算公式中各參數(shù)，計(jì)算）根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)層材料，確定設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算公式中各參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值；設(shè)計(jì)彎沉值；2）目標(biāo)：交工驗(yàn)收時(shí)輪隙中心實(shí)測路表彎沉小于等于設(shè)計(jì)彎沉；）目標(biāo)：交工驗(yàn)收時(shí)輪隙中心實(shí)測路表彎沉小于等于設(shè)計(jì)彎沉；3）通過諾模圖或電算程序，查圖或電算求出待設(shè)計(jì)層的厚度；）通過諾模圖或電算程序，查圖或電

29、算求出待設(shè)計(jì)層的厚度；4）通過彎拉應(yīng)力驗(yàn)算；）通過彎拉應(yīng)力驗(yàn)算；5）抗凍層厚度驗(yàn)算）抗凍層厚度驗(yàn)算 6）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較4.3 新建路面厚度設(shè)計(jì)新建路面厚度設(shè)計(jì)r新建路面的厚度設(shè)計(jì)程序新建路面的厚度設(shè)計(jì)程序4.3 新建路面厚度設(shè)計(jì)新建路面厚度設(shè)計(jì) 甲乙兩地之間計(jì)劃修建一條四車道的一級公路，在使用期甲乙兩地之間計(jì)劃修建一條四車道的一級公路，在使用期內(nèi)交通量的年平均增長率為內(nèi)交通量的年平均增長率為10%。該路段處于。該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為土，稠度為1.0，沿途有大量碎石集料，并有石灰供給。預(yù)測該，沿途有大量碎石集料，并有石灰供給。預(yù)測該路竣工后第一年的交通組成如表

30、所示，試進(jìn)行路面設(shè)計(jì)路竣工后第一年的交通組成如表所示，試進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例1、交通分析、交通分析 1）軸載換算（彎沉及瀝青層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）軸載換算（彎沉及瀝青層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例2）軸載換算（半剛性層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）軸載換算（半剛性層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）注：軸載小于50KN50KN的軸載作用可以不計(jì)。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例1 1、交通分析交通分析3）累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)（累計(jì)當(dāng)量軸次）累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)（累計(jì)當(dāng)量軸次）作彎沉計(jì)算及瀝青層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)作彎沉計(jì)算及瀝青

31、層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí) 作半剛性基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)作半剛性基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)71511009.145.020911.0365 1)1.01(365 1)1(NrrNte4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例6151109.945.018971.0365 1)1.01(365 1)1(NrrNte2、初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取、初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取1）設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為九百萬次左右。根據(jù)規(guī)范）設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為九百萬次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，

32、路面結(jié)構(gòu)面層采用層采用瀝青混凝土瀝青混凝土(18cm)，基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度取基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度取20cm），），底基層采用石灰土（厚度待定）底基層采用石灰土（厚度待定）。2）采用三層式瀝青面層，表面層采用）采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級配瀝青混凝土細(xì)粒式密級配瀝青混凝土(厚度厚度4cm)，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土，中面層采用中粒式密級配瀝青混凝土(厚度厚度6cm)，下面層采用，下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土粗粒式密級配瀝青混凝土(厚度厚度8cm)。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例3、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)

33、度1）查表得到各層材料的抗壓回彈模量和劈裂強(qiáng)度。）查表得到各層材料的抗壓回彈模量和劈裂強(qiáng)度。20的抗壓回彈模量（以設(shè)計(jì)彎沉為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)）的抗壓回彈模量（以設(shè)計(jì)彎沉為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)）：細(xì)粒式密級配：細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級配瀝青混凝土為，中粒式密級配瀝青混凝土為1200MPa，粗粒式密級，粗粒式密級配瀝青混凝土為配瀝青混凝土為1000MPa，水泥碎石為，水泥碎石為500MPa，石灰土，石灰土550MPa。15的抗壓回彈模量（以層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)）的抗壓回彈模量（以層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)）：彎拉回彈模量：彎拉回彈模量和彎拉強(qiáng)度瀝青層取和彎拉強(qiáng)度

34、瀝青層取15的值，分別為的值，分別為2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa 各層材料的劈裂強(qiáng)度：各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為細(xì)粒式密級配瀝青混凝土為1.4MPa，中粒式密級，中粒式密級配瀝青混凝土為配瀝青混凝土為1.0MPa，粗粒式密級配瀝青混凝土為，粗粒式密級配瀝青混凝土為0.8MPa，水泥碎石為，水泥碎石為0.5MPa，石灰土，石灰土0.225MPa。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例4、土基回彈模量的確定、土基回彈模量的確定 該路段處于該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.0，查表，查表“二級

35、自然區(qū)二級自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值劃各土組土基回彈模量參考值(MPa)”得土基回彈模量為得土基回彈模量為40MPa。5、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值 本公路為一級公路，公路等級系數(shù)本公路為一級公路，公路等級系數(shù)AC取取1.0，面層是瀝青混凝土，面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)面層類型系數(shù)AS取取1.0，半剛性基層，路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)，半剛性基層，路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)AB取取1.0。設(shè)計(jì)彎沉值為：設(shè)計(jì)彎沉值為：4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例cmAAANlBsced0235.00.10.10.1)1009.1(6006002.072.06、設(shè)計(jì)指

36、標(biāo)的確定、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定-容許拉應(yīng)力容許拉應(yīng)力1）細(xì)粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力；細(xì)粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力；2）中粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力；）中粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力；3）粗粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力）粗粒式密級配瀝青混凝土的容許拉應(yīng)力；4）水泥碎石的容許拉應(yīng)力；）水泥碎石的容許拉應(yīng)力；5）石灰土的容許拉應(yīng)力；）石灰土的容許拉應(yīng)力；MpaANKCesspR3144.00.1/)109.9(09.00.1/09.00.122.0622.04.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例MpaANKCesspR2515.00.1/)109.9(09.08.

37、0/09.08.022.0622.0MpaANKCesspR4402.00.1/)109.9(09.04.1/09.04.122.0622.0MpaANKCesspR0850.00.1/)109.9(35.0225.0/35.0225.011.0611.0MpaANKCesspR2429.00.1/)109.9(35.05.0/35.05.011.0611.07、設(shè)計(jì)資料匯總 設(shè)計(jì)彎沉值為23.5（0.01mm）8、確定石灰土層厚度、確定石灰土層厚度 通過程序設(shè)計(jì)計(jì)算得到，石灰土的厚度為通過程序設(shè)計(jì)計(jì)算得到，石灰土的厚度為40.29cm，瀝青面層的層，瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，水泥碎石層底的最大拉應(yīng)力為底均受壓應(yīng)力，水泥碎石層底的最大拉應(yīng)力為0.2429MPa，石灰土層底，石灰土層底最大拉應(yīng)力最大拉應(yīng)力0.085MPa。上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足指標(biāo)要求，底基層厚度上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足指標(biāo)要求，底基層厚度40cm。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例