7-路面结构载及材料.ppt

第八章 ;主要内容;第一节 路面结构及其分类;第一节 路面结构及其分类;第一节 路面结构及其分类; 由于行车荷载、自然因素等对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱，路面的强度、抗变形能力和稳定性也应随深度而逐渐降低要求，因此，路面的结构应分层铺筑、分为若干层次结构，并按各结构层次的特定状况进行相应的材料要求。; 路面结构按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同分成若干层次，通常按照各个层位功能的不同划分为面层、基层和路基三个层次，基层中包括底基层在内。 面 层： 直接同行车荷载、大气接触，承受较大的行车荷载作用（包括冲击），同时受到降水、气温等的影响。与其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应耐磨、不透水、抗滑、平整（另外还应能适应基层开裂对其影响或旧路面病害的反映）。材料的使用应能适应此功能要求。; 基 层：主要承受由面层传来的车辆荷载作用力并将其扩散到下面的土基（或垫层），是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功能层（对于水泥砼路面），因此，它也应具有一定的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地下水影响，也可受温度影响变形，因此仍应具有足够的水温稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。 路基垫层：根据需要设置在基层和土基之间，垫层可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。一般垫层修于特定状况道路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土保温隔温等。; 面层： 用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。 基层（包括底基层）： 材料主要有各种结合料稳定土或稳定碎石、贫水泥砼、天然砂砾、碎石/块石/片石/砾石、工业废渣结合混合料等。当用不同材料修筑基层时，最???层的统一材料层称为底基层，它可就近使用当地的材料或土。 路基垫层： 材料主要有松散粒料类透水层或稳定土等稳定隔离层。;路面等级; 路面类型可从不同角度来进行划分，一般常按照面层所用的材料来进行区分，如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等等。但在工程设计中，则主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。; 柔性路面 总体结构刚度较小，荷载作用下的弯沉变形较大，抗弯拉强度较低，传递给土基的单位压力也较大，它主要包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。 刚性路面 主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构，其强度高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给基础的单位压力小。 半刚性路面 通过改善沥青混凝土性能使其呈半刚性特性，其刚度介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。;第二节 环境因素对道路的影响; 温度;图2-11 沥青面层温度日变化曲线;图2-15 沥青面层月平均温度的年变化曲线;图2-12 水泥混凝土面层温度日变化曲线;第二节 环境因素对道路的影响;第二节 环境因素对道路的影响;湿度对路基的影响：湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施，并控制路基的干湿类型 湿度对路面的影响：水分积蓄于路基路面体内，降低路基路面的强度与刚度，造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性 ; 湿度;第三节 交通荷载参数;第三节 交通荷载参数;第三节 交通荷载参数;第三节 交通荷载参数;第三节 交通荷载参数;第三节 交通荷载参数;图2-2 车轮荷载计算图式 a)单圆图式；b)双圆图式;对于双轮组车轴，可以按双圆考虑，也可以按单圆对待，其当量圆的直径计算如下： a)双圆荷载的当量圆半径δ： b)单圆荷载的当量圆直径D：;5、运动车辆对道路的动态影响 道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平力和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复性。; 1）水平力： 行车安全要求 qmax≤ p?? ，其中? 为路表与车轮的附着系数，它同路面类型与湿度以及行车速度有关。路表层水平力过大易导致推挤、拥包、波浪及车辙等病害。 2）振动力： 振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计路面时，应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。 3）瞬时作用及重复： 路面点的车轮作用时间约为0.01~0.10s，结构变形来不及呈现，瞬时作用利于结构，但多次重复作用又易使其疲劳。;路面状况;6、标准轴载 Standard Axle Load 作用在路面的设计荷载千变