路基路面工程 Subgrade and Pavement Engineering 第十四章 瀝青路面設(shè)計(jì)r 第 一 節(jié) 概 述r 第 二 節(jié) 彈 性 層 狀 體 系 理 論r 第 三 節(jié) 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 組 合 設(shè) 計(jì)r 第 四 節(jié) 瀝 青 路 面 的 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 與 標(biāo) 準(zhǔn)r 第 五 節(jié) 我 國(guó) 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 方 法r 第 六 節(jié) 國(guó) 外 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 方 法 簡(jiǎn) 介 第一節(jié) 概述 r 結(jié) 構(gòu) 組 合 設(shè) 計(jì)r 材 料 組 成 設(shè) 計(jì)r 厚 度 設(shè) 計(jì) 驗(yàn) 算r 結(jié) 構(gòu) 方 案 比 選r 路 肩 構(gòu) 造 設(shè) 計(jì)r 排 水 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)1.1 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r 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r 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r 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r 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 r 經(jīng) 驗(yàn) 法 ： AASHTO法 ； CBR法 。 通 過 村 試 驗(yàn) 路 或 使 用 道 路 的 實(shí) 驗(yàn) 觀 測(cè) ， 建 立 路 面 結(jié) 構(gòu) (結(jié) 構(gòu) 層 組 合 、 厚度 和 材 料 性 質(zhì) )、 車 輛 荷 載 (軸 載 大 小 和 作 用 次 數(shù) )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 。r 力 學(xué) 經(jīng) 驗(yàn) 法 （ M-E） ： AI法 ； SHELL法 ； 我 國(guó) 設(shè) 計(jì) 方 法 。 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 力學(xué) 響 應(yīng) 量 (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(shì) 。 r 我 國(guó) 現(xiàn) 行 的 公 路 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 采 用 彈 性 層 狀 體 系 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 (彎 沉 )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)作 用 效 應(yīng) 。1.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法種類 r 我 國(guó) 瀝 青 路 面 交 通 輕 重 的 等 級(jí) 劃 分 我 國(guó) 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(jí) ， 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(jí) 進(jìn) 行 定 級(jí) 。1.4 瀝青路面的交通等級(jí) 第二節(jié) 彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介 r 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 基 本 理 論 彈 性 層 狀 體 系 理 論 彈 性 層 狀 體 系 理 論 的 圖 式2.1 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 小 ；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 、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)而 無 摩 阻 力 （ 滑 動(dòng) 體 系 ） ；5） 不 計(jì) 自 重 。2.2 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 軸 對(duì) 稱 ， 將 車 輪 荷 載 簡(jiǎn) 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 彎 沉 和 主 應(yīng) 力 的 表 達(dá) 式 。平 衡 方 程 物 理 方 程 幾 何 方 程 0 0rrz rzr rzrzz rzrr zrzr rzz rz zrr EEEE )1(2111 zurzruru rzzrzr ; 2.3 彈性層狀體系理論的求解 第三節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) q 總 原 則 ： 面 層 耐 久 、 基 層 堅(jiān) 實(shí) 、 土 基 穩(wěn) 定q 具 體 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 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 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) 考 慮 防 凍 、 防 水 要 求3.1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 ： 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)律 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 ； 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 ； 應(yīng) 合 理 選 擇 相 鄰 結(jié) 構(gòu) 層 之 間 的 模 量 比 （ 基 層 :面 層 （ E2 E1） 宜 在 1.5 3， 基 層 :底 基 層 （ E2 E3） 宜 不 大 于 3， 底 基 層 :土 基 （ E3 E0） 宜 在 2.5 12.5） ； 對(duì) 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 ； 對(duì) 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 ； 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 。 3.1瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的基本原則 r 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 組 合 面 層 （ 小 于 20cm） ： 單 層 、 雙 層 或 三 層 瀝 青 面 層 ； 高 速 及 一 級(jí) 公 路宜 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 中粒 式 和 粗 粒 式 混 合 料 做 中 面 層 和 下 面 層 。 基 層 （ 2040cm或 更 厚 ） ： 柔 性 （ 采 用 瀝 青 處 治 的 級(jí) 配 碎 石 和 無 結(jié)合 料 的 級(jí) 配 碎 石 ） 、 半 剛 性 （ 水 泥 、 石 灰 或 工 業(yè) 廢 渣 等 無 機(jī) 結(jié) 合 料 穩(wěn)定 碎 石 ） 、 剛 性 （ 低 強(qiáng) 度 等 級(jí) 混 凝 土 ） 或 組 合 式 墊 層 ： 排 水 、 防 凍 、 防 水 、 防 污 等 粒 料 （ 粗 砂 、 砂 礫 、 礦 渣 等 ） 或 穩(wěn)定 土 層 間 結(jié) 合 ： 牢 固 （ 透 層 瀝 青 、 粘 層 瀝 青 ）3.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) r 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) r 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) 第四節(jié) 我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法 r 我 國(guó) 瀝 青 路 面 的 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 與 要 求 我 國(guó) 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 設(shè) 計(jì) 彎 沉 值 為 路 面 整 體剛 度 的 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 。 對(duì) 瀝 青 混 凝 土 面 層 和 整 體 性 材 料 的基 層 、 底 基 層 應(yīng) 進(jìn) 行 層 底 拉 應(yīng) 力 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 。 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) r 設(shè) 計(jì) 理 論 -層 狀 體 系 理 論r 2、 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 和 要 求 ： 輪 隙 中 間 路 表 面 （ A點(diǎn) ） 計(jì) 算 彎 沉 值 l s小 于 或 等 于 設(shè) 計(jì) 彎 沉 值 ld 輪 隙 中 心 下 （ C點(diǎn) ） 或 單 圓 荷 載 中 心 處 （ B點(diǎn) ） 的 層 底 拉 應(yīng) 力 m應(yīng) 小 于或 等 于 容 許 拉 應(yīng) 力 R 4.1 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 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)系 。 路 表 彎 沉 值 可 以 簡(jiǎn) 單 地 量 測(cè) ， 操 作 簡(jiǎn) 便 ； 壓 應(yīng) 變 、 拉 應(yīng) 變 指 標(biāo) 測(cè) 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 面養(yǎng) 護(hù) 的 評(píng) 價(jià) 手 段 。4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn) r 彎 沉 概 念 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 。 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 。 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 +殘 余 彎 沉 ） 。 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 ,標(biāo)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) r 彎 沉 測(cè) 定 貝 克 曼 法 ： 傳 統(tǒng) 檢 測(cè) 方 法 ， 速 度 慢 ， 靜 態(tài) 測(cè) 試 ， 試 驗(yàn) 方 法 成 熟 ， 目前 為 規(guī) 范 規(guī) 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 方 法 。 自 動(dòng) 彎 沉 儀 法 ： 利 用 貝 克 曼 法 原 理 快 速 連 續(xù) 測(cè) 定 ， 屬 于 試 驗(yàn) 范 疇 ，但 測(cè) 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(cè) 定 彎 沉 ，屬 于 動(dòng) 態(tài) 彎 沉 ， 并 能 反 算 路 面 的 回 彈 量 ， 快 速 連 續(xù) 測(cè) 定 ， 使 用 時(shí) 應(yīng) 用貝 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) r 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 作用 下 測(cè) 得 的 最 大 (代 表 )回 彈 彎 沉 值 。 可 根 椐 設(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(jí) 、 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 （ 0.01mm） ；Ne 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(jí) 系 數(shù) ， 高 速 公 路 、 一 級(jí) 公 路 為 1.0， 二 級(jí) 公 路 為 1.1， 三 、 四 級(jí) 公 路 為 1.2；As 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 面 、 瀝 青 表 面 處 治 為 1.1。AB 基 層 類 型 系 數(shù) ， 半 剛 性 基 層 取 1.0， 柔 性 基 層 取 1.6 4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)與極限標(biāo)準(zhǔn) r 容 許 彎 拉 應(yīng) 力R 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 (MPa)； 對(duì) 瀝 青 混 凝 土 的 極 限 劈 裂 強(qiáng) 度 ，系 指 15 時(shí) 的 極 限 劈 裂 強(qiáng) 度 ； 對(duì) 水 泥 穩(wěn) 定 類 材 料 齡 期 為 90d的 極 限 劈 裂 強(qiáng) 度 (MPa)； 對(duì) 二 灰穩(wěn) 定 類 、 石 灰 穩(wěn) 定 類 材 料 系 指 齡 期 為 180d的 極 限 劈 裂 強(qiáng) 度 (MPa)， 水 泥 粉 煤 灰 穩(wěn) 定 類 120d的 極 限 劈 裂 強(qiáng) 度 (MPa)。 K S 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 細(xì) 粒 土 類 ： 4.1 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 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(cè) 彎 沉 值 趨于 接 近 。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)參數(shù) r 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) ：實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 該 值 通 過 程 序 計(jì) 算 得 到 。4.2 路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)方程式與設(shè)計(jì)參數(shù) r 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) ：其 中 ： Ne標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 累 計(jì) 作 用 次 數(shù) ； E0土 基 的 回 彈 模 量 ； 0泊 松 比 ， 一 般 可 取 為 0.25 0.35（ 強(qiáng) 度 高 時(shí) 取 小 值 ） ； 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) r 土 基 回 彈 模 量 取 值 方 法 現(xiàn) 場(chǎng) 測(cè) 試 法 ： 承 載 板 測(cè) 試 法 ： 采 用 直 徑 30cm的 剛 性 承 載 板 ， 在 現(xiàn) 場(chǎng) 土 基 表 面 ， 通 過承 載 板 對(duì) 土 基 逐 級(jí) 加 載 、 卸 載 的 方 法 ， 測(cè) 出 每 級(jí) 荷 載 下 相 應(yīng) 的 土 基 回彈 變 形 值 ， 采 用 1mm線 性 歸 納 法 按 下 式 計(jì) 算 測(cè) 點(diǎn) 處 路 基 回 彈 模 量 值 ：承 載 板 測(cè) 試 法 ：回 彈 彎 沉 測(cè) 試 ：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) r 土 基 回 彈 模 量 取 值 方 法 查 表 法 ： 1） 確 定 臨 界 高 度 （ 根 據(jù) 自 然 區(qū) 劃 、 土 質(zhì) ） ； 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 頂面 以 下 80cm范 圍 內(nèi) 不 同 深 度 的 含 水 量 ， 計(jì) 算 平 均 稠 度 ； 3） 預(yù) 測(cè) 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 ： 根 據(jù) 室 內(nèi) 小 承 載 板 測(cè) 得 回 彈 模 量 ， 乘 以 折 減 系 數(shù) 。 換 算 法 ： 通 過 回 歸 分 析 ， 確 定 特 定 地 區(qū) 、 土 質(zhì) 的 CBR等 現(xiàn) 場(chǎng) 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 與 回 彈 模 量 的 關(guān)系 ；4.2 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 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) r 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)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 ： 1 ） 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 （ 1） 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 （ 2） 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) r 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) r 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) r 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)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 ： 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(cè) 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 ； 4） 通 過 彎 拉 應(yīng) 力 驗(yàn) 算 ； 5） 抗 凍 層 厚 度 驗(yàn) 算 6） 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 比 較4.3 新建路面厚度設(shè)計(jì) r 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) 甲 乙 兩 地 之 間 計(jì) 劃 修 建 一 條 四 車 道 的 一 級(jí) 公 路 ， 在 使 用 期內(nèi) 交 通 量 的 年 平 均 增 長(zhǎng) 率 為 10%。 該 路 段 處 于 IV7區(qū) ， 為 粉 質(zhì)土 ， 稠 度 為 1.0， 沿 途 有 大 量 碎 石 集 料 ， 并 有 石 灰 供 給 。 預(yù) 測(cè) 該路 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 1、 交 通 分 析 1） 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 2） 軸 載 換 算 （ 半 剛 性 層 彎 拉 應(yīng) 力 分 析 時(shí) ）注 ： 軸 載 小 于 50KN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 1、 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 ） 作 彎 沉 計(jì) 算 及 瀝 青 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) 7151 1009.145.020911.0 3651)1.01(3651)1( NrrN te 4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例 6151 109.945.018971.0 3651)1.01(3651)1( NrrN te 2、 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) 面層 采 用 瀝 青 混 凝 土 (18cm)， 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 ） 。2） 采 用 三 層 式 瀝 青 面 層 ， 表 面 層 采 用 細(xì) 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 (厚 度4cm)， 中 面 層 采 用 中 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 (厚 度 6cm)， 下 面 層 采 用粗 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 (厚 度 8cm)。4.4 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1） 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) ） ： 細(xì) 粒 式 密 級(jí) 配瀝 青 混 凝 土 為 1400MPa， 中 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 為 1200MPa， 粗 粒 式 密 級(jí)配 瀝 青 混 凝 土 為 1000MPa， 水 泥 碎 石 為 500MPa， 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) ） ： 彎 拉 回 彈 模 量和 彎 拉 強(qiáng) 度 瀝 青 層 取 15 的 值 ， 分 別 為 2000MPa、 1800MPa、 1200MPa、3550MPa、 1480MPa 各 層 材 料 的 劈 裂 強(qiáng) 度 ： 細(xì) 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 為 1.4MPa， 中 粒 式 密 級(jí)配 瀝 青 混 凝 土 為 1.0MPa， 粗 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 為 0.8MPa， 水 泥 碎 石 為0.5MPa， 石 灰 土 0.225MPa。4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例 4、 土 基 回 彈 模 量 的 確 定 該 路 段 處 于 IV7區(qū) ， 為 粉 質(zhì) 土 ， 稠 度 為 1.0， 查 表 “ 二 級(jí) 自 然 區(qū)劃 各 土 組 土 基 回 彈 模 量 參 考 值 (MPa)”得 土 基 回 彈 模 量 為 40MPa。5、 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 的 確 定 計(jì) 算 設(shè) 計(jì) 彎 沉 值 本 公 路 為 一 級(jí) 公 路 ， 公 路 等 級(jí) 系 數(shù) AC取 1.0， 面 層 是 瀝 青 混 凝 土 ，面 層 類 型 系 數(shù) AS取 1.0， 半 剛 性 基 層 ， 路 面 結(jié) 構(gòu) 類 型 系 數(shù) AB取 1.0。 設(shè) 計(jì) 彎 沉 值 為 ：4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例cmAAANl Bsced 0235.00.10.10.1)1009.1(600600 2.072.0 6、 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 的 確 定 -容 許 拉 應(yīng) 力1） 細(xì) 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 的 容 許 拉 應(yīng) 力 ；2） 中 粒 式 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 的 容 許 拉 應(yīng) 力 ；3） 粗 粒 式 密 級(jí) 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 ； 5） 石 灰 土 的 容 許 拉 應(yīng) 力 ； MpaANK CesspR 3144.00.1/)109.9(09.0 0.1/09.0 0.1 22.0622.0 4.4 新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例MpaANK CesspR 2515.00.1/)109.9(09.0 8.0/09.0 8.0 22.0622.0 MpaANK CesspR 4402.00.1/)109.9(09.0 4.1/09.0 4.1 22.0622.0 MpaANK CesspR 0850.00.1/)109.9(35.0 225.0/35.0 225.0 11.0611.0 MpaANK CesspR 2429.00.1/)109.9(35.0 5.0/35.0 5.0 11.0611.0 7、 設(shè) 計(jì) 資 料 匯 總 設(shè) 計(jì) 彎 沉 值 為 23.5（ 0.01m m ）8、 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 40.29cm， 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 0.2429MPa， 石 灰 土 層 底最 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 40cm。4.4 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