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1、第五章 沥青路面结构设计一、章节内容分析 本章涉及的内容有沥青路面设计的任务、程序与原则，标准轴载与转次换算，沥青路面设计指标，沥青路面结构设计，其中沥青路面结构设计这节内容难度较大，注意授课方式。标准轴载与轴次转换作为重点讲解。二、教学目的在实验条件允许的情况下学生能够单独进行沥青路面结构设计三、教学原则教师为主导，学生为主体，循序渐进四、教学方法 讨论法，讲授法，理论联系实际法五、教学结构重点：1、 标准轴载与轴次换算。2、 路面设计弯沉值，结构层材料的容许拉应力。3、 沥青路面结构组合设计。难点：1. 标准轴载与轴次换算。2.路面设计弯沉值，结构层材料的容许拉应力。3.沥青路面的等级的确
2、定及各结构层的选择。授课时数：6课时第一节沥青路面设计的任务、程序与原则（一） 设计任务1. 工程地质和水文地质的调查；2. 天然土湿度和水文资料调查；3. 气象资料调查；4. 路面材料产地和供应情况调查；5. 对当地路面使用情况和其他方面的调查；6. 交通量及交通组成情况调查；7. 投资情况调查；8. 施工单位的技术力量，机具设备，劳动力组成情况调查；9. 原有路基路面情况调查。（二）设计程序（三）设计原则1应根据使用要求和当地的自然条件在充分掌握基本资料的基础上按面层耐久，基层 坚实，土基稳定的要求进行综合设计；2. 彻因地制宜，合理选材的原则，结合当地的经验拟订几种路面结构方案，进行分析
3、比较，并优先选择便于机械化和工厂化施工，并利于养护的方案；3. 技术经济上论证是否有必要考虑分期修建；4. 极采用并推广新技术、新材料、新工艺、新设备。第二节 标准轴载与轴次换算（一） 标准轴载在路沥青路面设计规范规定：路面设计中以双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载计算参数标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ-100标准轴载P（KN）100单轮传压面当量圆半径d/2(cm)10.65轮胎接地压强P（KN）0.70两轮中心距(cm)6 d单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30（二） 轴次换算1. 轴载大于25KN的各级轴载P的作用次数均按下式换算成标准轴载P的当
4、量作用次数：0=C1 C2(P/p)4.350:标准轴载的当量轴次，次/日；：被换算车型的各级轴载作用次数，次/日；P：标准轴载，KN；P：被换算车型的各级轴载，KN；C1：轴数系数； C2：轮组系数，双轮组是1，单轮组6.4，四轮组0.38。2. 当进行半刚性基层层底拉应力计算时，凡轴载大于50KN的各级轴载按下式进行换算：0 = C1 C2(P/p)4.35C1 ：轴数系数，当轴距小于3米时，C1 =1+2（m-1）;C2：轮组系数，双轮组是1，单轮组18.5，四轮组0.09。（三） 累计当量轴次计算将道路上的所有年平均日混合交通量换算成日标准轴载N1=C1 C2(P/p)4.35或N1=
5、C1 C2(P/p)8N1：路面竣工后第一年整个道路断面上的日平均当量轴次，次/日。沥青路面使用年限末的远景交通量是由有关部门根据国民经济的发展规划给定，或根据交通部门的调查统计资料进行预算和推算而得，根据我国有关交通量的调查统计资料表明，交通量的增长符合级数提增规律：N=N1（1+）-1N:设计年限末年的日平均当量轴次,次/日N1第一年的日平均当量轴次,次/日;:设计年限内交通量的年平均增长率,%,根据调查预测分析确定.:设计年限,年.设计年限内一个车道上的累计当量轴次:Ne=365N1（1+）-1/Ne：设计年限内一个车道上的累计当量轴次，次；：车道系数，见下表车道系数（车辆横向分布系数）
6、车道特征单车道1.0双车道有分隔0.5无分隔0.6-0.7四车道0.4-0.5六车道0.3-0.4第三节 沥青路面设计指标（一） 路面 结构的破坏模式与设计标准1沉陷 沉陷是路面在车轮荷载作用下，其表面产生较大的凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象。2 车辙 路面在车轮荷载重复作用下，沿行车轮迹产生的纵向带状凹陷，也常伴有以纵向为主的裂缝，3 疲劳开裂发生疲劳开裂的原因：在车轮荷载反复作用下，沥青结构层底面产生的拉应力超过材料的疲劳强度，底面遍发生开裂，并逐渐扩展延伸到表面。4 推移沥青路面材料沿行车方向发生剪切或拉裂破坏而出现推挤或壅起现象。5 路表弯沉路表弯沉不仅能反映路面各结构层及土基的整
7、体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系，同时弯沉值的测定也很方便，因此许多国家都采用路表实测弯沉值不大于路表设计弯沉值作为设计控制指标。（二） 路面设计弯沉值定义：所谓弯沉，就是在车轮荷载作用下路面产生的垂直位移，分类：弹性弯沉总弯沉残余弯沉第四节 沥青路面结构组合设计（一） 沥青路面设计的一般原则：1. 因地制宜，合理选材2. 方便施工，便于养护3. 分期修建 逐步提高4. 整体考虑，综合设计5. 考虑气候因素和水温状况的影响（二） 沥青路面等级的确定及各结构层的选择1. 路面等级确定路面等级在一般情况下应与公路等级和交通量相适应，公路等级越高，则路面登等级也越高。2. 面层类
8、型选择路面面层因直接承受行车荷载和自然因素的反复作用，要求强度高，耐磨耗、热稳定性好和不透水，因而常选用粘结力较强的结合料和强度高的结合料作为面层材料。3. 基层类型选择目前常用的基层材料有沥青、水泥及工业废渣稳定类、碎石嵌锁和土、石级配类。（三） 柔性路面结构组合设计结构组合设计原则：1. 根据各结构层功能组合遵循路面耐久、基层坚实、土基稳定的原则、结合各结构层功能正确合理选择面层、基层、和垫层是组合设计的前提条件。2. 强度组合轮载作用与路面表面，其竖向应力和应变随深度而递减，因而对各结构层材料的强度要求，随深度而相应减小。3. 合理的层间组合各结构层材料具有不同的特性，在组合时，应注意相
9、邻层次的相互影响，采取措施限制或消除所产生的不利影响。4. 考虑水温状况的影响水温状况对沥青路面的影响很大,在季节性冰冻地区，特别要考虑冻胀与翻浆的危害。路面结构除了要保证力学强度的要求外，其总厚度还要满足防冻总厚度的要求，以免导致路面的不均匀冻胀。5. 考虑适当的层数和层厚各层层厚应适当的考虑材料的性能，应力传布的效果和压实机具的效能等因素。为保证形成稳定的结构层次，各结构层按所用材料的规格和施工工艺的要求，规范规定了一个最小厚度，见下表结构层类型施工最小厚度沥青混凝土热拌沥青碎石粗粒式5.0中粒式4.0细粒式2.0冷拌沥青碎石4.0沥青石屑1.5沥青砂1.0沥青贯入式4.0沥青上拌下贯式6.0沥青表面处置1.0水泥稳定类15.0石灰稳定类15.0石灰工业废渣类15.0级配碎砾石8.0泥结碎石8.0填隙碎石8.0
