路面設计原理手写讲义.doc

绪论 路面设计方法 理论（分析）法 经验法（半经验法） 典型结构法 二、道路损坏标准 标准 路基的永久变形 拉裂（整体基层和面层） 路表 综合弯沉 面层表面的剪切 面层的低温缩裂 面板疲劳开裂 三、影响设计的主要因素 交通 N 交通组成 交通量 γ η 当量 荷载图式 动荷、速度 环境因素 水 温度 高温 低温 设计方法的主要内容： 经验半经验法 确定路面设计指标（破坏标准） 车辆换算 确定土基和路面材料强度指标 建立土基强度、轴载与路面厚度间关系 2、理论法 ①建立模型 ②求解模型中关于关键点的应力、应变和位移 ③确定设计标准（强度标准） ④确定土基及各层计算参数 ⑤轴载换算 ⑥设计方法 第一篇柔性路面设计方法 解析法 §1-1 Shell 英荷Shell矿山公司所设研究所提出。理论较完善 78年Shell法 一、 路面模型 三层弹性体系 层间连接 多层 电算 BISTDR（1968年，垂直）及BISAR（1973年，n层垂直、水平荷载、层间三种情况）程序 单圆或双圆 二、 设计标准 1 路基表面压应变 双圆轴线处 2 沥青层内的水平拉应变 是否在层底，取决于系数 C≤133mm时，出现在层底 C133mm时，≤200mm，位于下半部（） 200mm，位于下半部 两项次要标准： 任何整体基层内容许拉应力（或应变） 路表总变形 其他次要标准： 基层或底基层无结合料材料最小模量 沥青层低温缩裂 三、 容许的设计标准值 1 (50℅保证率) AASHTO 实验结果 PS1=2.5 =0.35 如采用85℅ 2.8 改为2.1 95℅ 1.8 上式已考虑的影响（实际路实验含横向分布） 2 ——沥青层容许水平拉应变 随N、沥青模量及混合料类型而变 由室内小梁疲劳实验可得 当， 3 水泥稳定类 容许拉应力 ——极限强度 4 道路容许永久变形 车辙深度 高速路 10mm 一般路 30 取决于路基模量和粒料基层厚度h2 四、 考虑已设计因素 1 荷载 ① 80KN 单轴重20KN 接地压力P=0.6MPa 速度50～60㎞/h 加荷时间 0.02s ②轴载换算 拟换算轴载 2 环境 ① 温度 建立平均温度（年加权平均气温）与沥青层温度的关系 ②湿度 取最不利季节参数 3 材料特性 ①路基 ②松散材料 取决厚度和下面路基模量 以mm计 2 4 ③整体材料 ④沥青混合料 劲度模量 →沥青含量，沥青劲度及混合料空隙 ——混合料剥落空隙率 ——集料体积 ——沥青体积 五、 设计步骤 拟定厚度模量，计算所需值，进行比较 六、 车辙 1影响因素 沥青层厚度 沥青劲度中的粘滞度部分 交通量 沥青层平均压力 实验室得到 应用到路上 加入（动载修正系数） 2 轴载换算 A——比例系数，随及而变，查图 3沥青劲度中的粘滞度部分 ——见上 ——沥青粘滞度 ——车轮通过时间，取 4 沥青层各分层的平均应力 ——轮胎压力 ——第i层上、下面垂直位移差 ——第i层模量 5 车辙的计算 ——动态影响修正系数 因RD发生在高温季节 以代E --面层厚 总变形 七、 荷兰认为Shell法 §1-3 AI法 1981年第九版 Asphalt Institute AI 1955-1970 年 共8版 全厚式 LH路面属经验法 9版 一、 路面模型 多层 三、四层 单轴 80 KN (18KP) p=0.483MPa 二 、设计标准 1 沥青层底面拉应变 2 路基表面的垂直压应变 1、 N——路面开裂时的荷载作用次数 ——加荷时拉应变 a,b——系数，根据疲劳实验得出，修正后用于现场 AI法采用Finn 法 N——18KP作用时等效的单轴作用次数 ——沥青混合料的劲度模量S ——空隙率 ——沥青体积率 2、 l,m——系数，与设计方法有关 三 、设计考虑因素 1 轴载 采用结构系数 SN=5 耐用指数 Pt=2.5 时情况 Equivalent Axle load ESAL Single 计算或查表 4-40 2 环境条件 考虑沥青层内温度 月平均路面温度 z——路面深度（英寸） z=1/3沥青层厚 3 材料特性 ①LH动态模量 ——通过200号筛集料的概率，取5% f——加载频率 ——空隙率 ——华氏70时沥青粘度 T——温度 ——沥青用量 ② 乳化沥青 在温度T，硬化时间t时的模量 ③未处治粒料 劲度模量 ,——系数