道路结构设计原理解析.ppt

半柔性复合路面结构设计 设计标准 (1)为防止半柔性复合路面材料面层和半刚性基层、底基层的疲劳开裂，拉应力设计指标－半柔性复合路面材料面层或半刚性材料层层底计算点的拉应力σm应小于或等于该层材料的容许拉应力σr，即： σm ≤ σr 半柔性复合路面结构设计 (2)为控制路基土的压缩引起路面的沉陷，路基垂直压应变验算标准－路基表面由车轮荷载作用产生的垂直应变εz小于或等于路基的容许垂直压应变[εz] ，即: 半柔性复合路面结构设计 4.5半柔性复合路面结构组合特性研究 路面结构组合原则 路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构是否能在设计使用里承受行车荷载和自然因素的共同作用，同时又能发挥各结构层的最大效能，是整个路面结构经济合理的关键。 半柔性复合路面结构设计 根据理论分析和多年的使用经验，在路面结构组合设计中要遵循下列原则： 按公路等级和交通需求选择面层等级和类型； 适应行车荷载作用的要求； 在各种自然作用下稳定性好； 考虑结构层的特点。 半柔性复合路面结构设计 半柔性复合路面组合设计 路面设计的一般原则认为：劲度大的混合料越厚越好，劲度小的混合料越薄越好。在给定荷载下，混合料抗弯曲能力是劲度(E)和路面厚度(h)的函数。对于较厚的路面因其 h 大，高模量将会大幅度减小层底拉应变，因此，高模量混合料对厚层结构的疲劳寿命有利。依据该原则，半柔性复合路面材料面层材料具有较高的模量，劲度较大，若该层较厚，则有可能减少疲劳裂缝的出现。 半柔性复合路面结构设计 为了增加路面的使用寿命，路面结构组合设计应根据路面受力特性，对各结构层分层设计。 ①半柔性复合路面基层的主要作用 1)承受行车荷载的作用，它作为道路的主要承重层，与面层一起将行车荷载的反复作用传到底基层、垫层和路基。 2)半柔性复合路面材料具有柔中掺刚的特性，因此要求基层要起连续、均匀支承的作用，以使面层获得可靠的支持。 3)缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对面层的不利影响。 4)为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。 半柔性复合路面结构设计 ②半柔性复合路面基层的基本要求 1)有足够的强度和刚度。 2)有足够的水稳定性和抗冻性（冰冻地区）。 3)有足够的平整度。 4)基层应与面层结合良好。 ③半柔性复合路面的垫层 当处于地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段；季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段需设置垫层。垫层材料可选用天然砂或砂砾、碎石以及水泥或石灰粉煤灰稳定土等。为防止软弱路基污染粒料垫层，或为隔断地下水的影响，可在路基顶面设土工合成材料隔离层。 半柔性复合路面结构设计 ④半柔性复合路面的路基 路基应稳定、密实、均匀，对路面结构提供均匀的支承。由于半柔性复合路面有一定的刚性，对路基不均匀变形的适应能力较差，这种不均匀变形使面层难以跟随其变形而产生附加应力而加剧路面的破坏，因而要求半柔性复合路面结构下的土基必须密实、稳定和均匀。 Company Logo LOGO 半柔性复合路面设计 目录 半柔性复合路面的概念及特点 半柔性复合路面材料的试验研究 半柔性复合路面的破坏状态 半柔性复合路面结构设计 半柔性复合路面的概念及特点 半柔性复合路面的概念 半柔性复合路面是指在开级配的大孔隙基体沥青混合料中,灌入以水泥为主要成分的特殊浆体而复合形成的一种路面结构,它兼具有沥青路面与水泥混凝土路面的优点,具有优良的高温稳定性能和抗疲劳性能,具有较好的低温抗裂性能和水稳定性。 半柔性复合路面的概念及特点 　半柔性路面结构 图片上半部为半柔性路面结构 半柔性复合路面的概念及特点 半柔性复合路面的特点 半柔性复合路面在材料强度机理方面具有其特有的长处。与普通沥青混凝土路面不同,半柔性复合路面属于密实—骨架嵌挤型结构。 填充其空隙的水泥混合胶浆胶结后形成的强度和密实性与沥青混合料骨架结构共同抵抗汽车荷载的作用和防水。 高温稳定性能大大优于普通沥青混凝土路面,又由于以具有一定柔性的沥青混合料作为骨架结构,其低温抗裂性能也都优于普通水泥混凝土路面,而且可以不设或少设温度缝,行车平稳舒适。 具有耐油污,耐酸、可着色等特性,既具备沥青路面和水泥路面的优点又屏蔽了两者的缺点。 半柔性复合路面材料的试验研究 试验研究步骤： 试件成型及灌浆方法 间接拉伸动态劲度模量试验 劈裂强度试验 高温稳定性试验 半柔性复合路面材料的试验研究 1、试件成型及灌浆方法 半柔性复合路面混合料的马歇尔试件成型分三个步骤： （1）成型母体沥青混合料马歇尔试件； （2）灌浆水泥胶浆； （3）在标准养生室中养生。 半柔性复合路面材料的试验研究 灌浆前后的马歇尔试件 在振动台上马歇尔试件灌浆 拆模后刮去试件上多余水泥浆 半柔性复合路面材料的试