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1、第七章第七章 沥青路面结构沥青路面结构设计设计一、引言一、引言n n理解设计方法理解设计方法n n目前设计方法的分类目前设计方法的分类n n另一种更科学的设计方法分类另一种更科学的设计方法分类二、路面损坏分析与设计考虑二、路面损坏分析与设计考虑1、路面损坏分析泛油泛油坑槽坑槽松散松散沉陷沉陷车辙车辙低温裂缝低温裂缝反射裂缝反射裂缝疲劳裂缝疲劳裂缝 疲劳裂缝疲劳裂缝反射裂缝反射裂缝 低温开裂低温开裂 沉陷沉陷 车辙车辙 波浪、拥包波浪、拥包坑坑 槽槽松散松散泛油泛油7.3 7.3 路面结构组合设计路面结构组合设计轻交通中交通时的结构组合设计原则轻交通中交通时的结构组合设计原则重交通时的结构组合设
2、计原则重交通时的结构组合设计原则结构组合示例结构组合示例 轻交通轻交通 中交通结构组合设计中交通结构组合设计原则原则n按照道路等级和交通要求选择面层等级和按照道路等级和交通要求选择面层等级和类型类型n按各结构层的功能选择结构层次按各结构层的功能选择结构层次n按各结构层的应力分布特性按各结构层的应力分布特性n顾及各结构层次本身的特性顾及各结构层次本身的特性n考虑环境状况的不利影响考虑环境状况的不利影响n适当的层数和厚度适当的层数和厚度重交通时结构组合设计原则重交通时结构组合设计原则n n正确认识各结构层的作用，考虑各结构层对路面正确认识各结构层的作用，考虑各结构层对路面正确认识各结构层的作用，考
3、虑各结构层对路面正确认识各结构层的作用，考虑各结构层对路面长期使用性能的影响长期使用性能的影响长期使用性能的影响长期使用性能的影响n n沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层的厚度应越大的厚度应越大的厚度应越大的厚度应越大n n沥青层材料设计沥青层材料设计沥青层材料设计沥青层材料设计n n基层模量应具有适当的模量基层模量应具有适当的模量基层模量应具有适当的模量基层模量应具有适当的模量n n当采用半刚性材料作为基层或垫层时，应作适当当采用半刚性材料作为基层或垫层时，应
4、作适当当采用半刚性材料作为基层或垫层时，应作适当当采用半刚性材料作为基层或垫层时，应作适当的处理的处理的处理的处理n n十分重视路面排水系统的设计十分重视路面排水系统的设计十分重视路面排水系统的设计十分重视路面排水系统的设计四、我国现行沥青路面四、我国现行沥青路面 设计方法设计方法n设计指标和计算图式设计指标和计算图式n弯沉计算弯沉计算n应力计算应力计算n轴载换算轴载换算n材料参数（模量和强度）材料参数（模量和强度）路面表面回弹弯沉路面表面回弹弯沉 沥青混凝土面层底面弯拉应力沥青混凝土面层底面弯拉应力 整体性基层底面弯拉应力整体性基层底面弯拉应力设计指标设计指标计算弯沉计算弯沉设计弯沉设计弯沉
5、基层考虑基层考虑关于新规范的说明关于新规范的说明弯沉计算弯沉计算n n路面理论弯沉 n n理论弯沉需要修正，修正系数F为： n n计算弯沉为n n容许弯沉n n设计弯沉 容许弯沉为使用年限末的弯沉，路面设计容许弯沉为使用年限末的弯沉，路面设计需要使用年限初的弯沉，所以应该将容许弯沉换需要使用年限初的弯沉，所以应该将容许弯沉换算为设计弯沉。容许弯沉比设计弯沉大算为设计弯沉。容许弯沉比设计弯沉大1.21.2倍倍 n n上式建立的年代比较久远，只适用于碎砾石柔性上式建立的年代比较久远，只适用于碎砾石柔性基层，对半刚性基层，上式应该除以基层，对半刚性基层，上式应该除以1.61.6的系数。的系数。 n
6、nAbAb为基层类型系数。为基层类型系数。 半刚性基层时，半刚性基层时，Ab=1Ab=1； 柔性基层时，柔性基层时，Ab=1.6Ab=1.6。 Ac Ac对高速公路和一级公路都为对高速公路和一级公路都为1 1。 n n按照P141、142的图10-8、10-9计算。n n材料的弯拉疲劳方程可以写成 fr fr为弯拉强度。我国采用劈裂强度代替弯拉为弯拉强度。我国采用劈裂强度代替弯拉强度强度 应力计算应力计算n n不同材料的容许弯拉应力 沥青材料：沥青材料： 无机结合料稳定粒料：无机结合料稳定粒料： 无机结合料稳定土：无机结合料稳定土： 式中各系数见交通部公路沥青路面式中各系数见交通部公路沥青路面
7、设计规范（设计规范（JTJ014-97JTJ014-97），人民交通出版社。），人民交通出版社。 n n两种轴载作用于同一路面结构上，所造成的疲劳两种轴载作用于同一路面结构上，所造成的疲劳损耗相同，则称两种荷载的作用次数等效损耗相同，则称两种荷载的作用次数等效 n n假设甲乙两种荷载作用在路面结构上次，则其疲假设甲乙两种荷载作用在路面结构上次，则其疲劳消耗为：劳消耗为：轴载换算轴载换算和和n n令D1=D2，则n n根据大量的弯沉实测结果，可知 n n代入上式，可得：n n式中，式中，C1C1为轴型系数，为轴型系数，C1=1+1.2(m-1), mC1=1+1.2(m-1), m为轴数为轴数
8、C2 C2为轮组系数，单轮组时为轮组系数，单轮组时C2C26.46.4，双轮组时，双轮组时C2C21.01.0。 或或n n推导过程与上面的过程类似，要用到的关系式是： n n可得： C3 C3为轴型系数，为轴型系数，C3=1C3=12 2（m-1m-1） C4 C4为轮型系数，单轮组时为轮型系数，单轮组时C4=18.5C4=18.5，双轮组时，双轮组时C4=1.0C4=1.0。 n nP186-187，请自己学习。原则上应该做试验测定。 获得模量、强度的方法有那些方法，它们与我们获得模量、强度的方法有那些方法，它们与我们前面讲述的方法有什么不同？在选择材料的参数时，前面讲述的方法有什么不同？在选择材料的参数时，应考虑那些方面的因素？应考虑那些方面的因素？ 材料参数材料参数思思 考考 题题五、国外解析类方法五、国外解析类方法设计指标设计指标沥青层底面的弯拉疲劳应变沥青层底面的弯拉疲劳应变路基顶面的压应变（考虑荷载重复作用）路基顶面的压应变（考虑荷载重复作用）验算指标验算指标车辙深度车辙深度其它整体性材料底面的弯拉疲劳应变其它整体性材料底面的弯拉疲劳应变
