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路基路面工程 第十四章 沥青路面设计 主 要 内 容 六、路面弯沉设计标准 路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，它是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，是路面厚度计算的主要依据。 路面设计弯沉值可以作为路面竣工后第一年不利季节、路面温度为20℃时在标准轴载l00kN作用下，竣工验收的最大回弹弯沉值，它与交通量、公路等级、面层和基层类型有关。 总结：理论分析法实质上就是把路面看成是一个工程结构物，据行车荷载作用下，在路面中所产生的应力、应变和位移量不超过路面任一结构层中材料的容许应力、应变和位移量来选择和确定路面结构层的组成和厚度，并以此来防止或减少各种路面破坏现象的发生，控制或限制路面的结构特性和使用品质在预定的设计使用年限内不恶化到某一规定的程度。 目前，在我国路面设计中，视路面结构类型不同，分别采用如下设计指标： 1.为了控制路基路面的总变形，防止网裂、沉陷、车辙，使路面具有足够的整体刚度和强度，采用路面设计弯沉值Ld作为路面整体刚度和强度的控制指标。即路面设计弯沉值Ld应大于或等于路表实际可能产生的回弹弯沉值Ls，即Ls≤Ld。 2.为了防止沥青混凝土面层和半刚性基层（底基层）的疲劳开裂，采用了沥青混凝土面层和半刚性基层（底基层）底面的容许拉应力σR作为验算指标，此值应大于或等于路面相应结构层底面实际可能产生的最大弯拉应力σm，即σR ≤ σm。 3.为了防止高温季节道路交叉口、停车厂等汽车经常启动、制动地方沥青面层产生推挤和拥包等破坏现象，采用了沥青面材料的容许剪应力τR作为验算指标，其值应大于或等于面层破裂面上实际可能产生的剪应力τα，即： τR ≤τα 三、路面容许弯沉和设计弯沉值 1.路面容许弯沉 现有路面回弹弯沉值是用杠杆式弯沉仪和具有标准轴载的规定汽车按前进卸荷法测定的。 弯沉值的大小反映了路基路面的强弱，在相同车轮荷载下，路面的弯沉值愈大，则路面抵抗垂直变形的能力愈弱，反之则强。 在达到相同程度的破坏时，回弹弯沉大小同该路面的使用寿命即轮载累计重复作用次数成反比关系。 定义：路面在使用期末的不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。 路面达到某种临界状态时，累计交通量同容许弯沉值之间存在良好的双对数关系。 LR=650Ne (r=0.77，n=50) 路面设计弯沉值是根据设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的，相当于路面工后第一年不利季节、路面在标准轴载100kN作用下，测得的最大回弹弯沉值。 路面厚度是根据弹性多层体系理论、层间接触状态为完全连续，在以双圆均布荷载作用下，轮隙中心实测路表弯沉值Ls等于设计弯沉值Ld的原则进行计算，即Ls=Ld，由于力学计算模型，土基模量、材料特性和参数等方面在理论假设和实际状态之间存在一定的差异，理论弯沉值和实测弯沉值之间存在一定误差，因此需要对理论弯沉值进行修正。 式中：Ls—路面实测弯沉值，0.01mm； p、δ—标准车型的轮胎接地压强(MPa)和 当量圆半径； F—弯沉综合修正系数； αc—理论弯沉系数； 四、结构层材料的容许拉应力 要求结构层底面的最大拉应力不大于结构层材料的容许拉应力，在路面设计中通常表示为： σm≤σR 结构层材料的容许拉应力是路面承受行车荷载反复作用达到临界破坏状态时的最大疲劳应力。 可用下式计算： 抗拉强度结构系数：表征结构层材料的抗拉强度因疲劳而降低的，根据荷载应力与达到疲劳临界状态的荷载作用次数之间关系的疲劳方程可表示如下： 对沥青混凝土面层： 对无机结合料稳定集料类： 对无机结合料稳定土类： 式中：Aa—沥青混合料级配类型的系数；细、中粒式沥青混凝土为 1.0，粗粒式沥青混凝土为1.1 Ac—公路等级系数。 五、查图法计算弯沉和结构层层底拉应力 查图法：在不具备电算条件时，可以通过查弯沉和弯拉应力诺模图的方法进行路表弯沉和结构层底部拉应力的计算。 双层体系双圆荷载轮隙弯沉(见上图)的理论弯沉系数αL诺模图如图所示。计算时取μ1=0.25，μ0=0.35。 理论弯沉的计算公式为： 式中αL为理论弯沉系数 当计算体系为弹性三层体系时，理论弯沉的表达式为： 式中理论弯沉系数αL由弹性三层体系理论计算求得。将三层连续体系的电算结果绘成诺模图。计算时取泊松比μ1=μ2=0.25，μ0