xin2008§5-7 国外沥青路面设计方法简介.pptVIP

第五章 沥青路面结构设计 啊啊啊阿 世界上许多国家有自己的柔性路面设计方法，设计方法多达几十种，大体分为： 经验法—著名的美国加州 CBR 法和 AASHO 法 力学-经验法---美国沥青协会的AI法和壳牌的Shell法） 美国致力于将原AASHO法转变为力学-经验法（AASHO-2002） 美国各州公路工作者协会（AASHO American Association of State Highway Officials）于1961年完成了一项综合性的大型足尺道路试验（300多个试验段），建立了路面结构、荷载和路面使用性能三者间的关系，以此建立了完全经验性的设计方法。后经过不断的修正完善，趋向力学~经验方法。 * 路面结构（土基回弹模量、路面结构数） * 路面使用性能（路面的工作状态——PSI ） * 荷载（按等效损坏PSI进行轴载换算） 2、计算方法 对AASHO道路试验所得大量进行数理统计，建立路面耐用性的变化同荷载大小、荷载重复作用次数和路面厚度等的联系 ，即： 式中： G—表征任一指定时间的耐用性损失； C0 —初始耐用性指数，为4.2； N —考虑季节性加权数的轴载作用次数总和 ； ?、?—与荷载特性和路面结构特性(SN)有关的计算参数 。 其中： L1 、L2 —荷载、轴型变量； — 路面的结构数，可按下式计算： 壳牌（Shell）石油公司于1963年提出自己的柔性路面设计方法，1978年又进行了补充和完善，形成了具有很大实用价值的方法。 Shell法通过分析路面的损坏状态提出设计标准，建立路面模型并进行力学计算，通过实验获得路面材料参数，从而得出一种体系完整的设计方法。 (3) 整体性基层的拉应力 无机结合料稳定基层的弯拉应力应不超过某一容许值。该容许 值考虑了材料的疲劳特性。 ?r=?rl(1-0.075lgN） (4) 路面表面的永久变形 路面表面因行车的重复作用产生的永久变形应控制在容许值内。 2、路面模型和计算理论 (1) 计算模型 路面结构采用多层线性弹性材料体系，层间连续，单圆或多圆均布垂直荷载作用。 (2) 计算方法 弹性层状体系理论，可计算多层连续体系任一点的应力、应变和位移。 路面永久变形的车辙深度，按下式计算： 式中: Cm—动态荷载影响系数； h1—沥青层厚度； Sm—沥青混合料的劲度模量； ?av—用弹性层状体系理论方法计算的沥青层的平均正应力。 3、材料参数 路面结构层和土基的性质用动弹性模量表征。 (1) 路基 路基采用动弹模量，现场用动弯沉仪或测震仪测定，或室内用动三轴仪试验确定。当缺乏试验条件时，可通过实测路基土的CBR值，按下式近似求得： (2) 松散材料基层 松散材料基层模量受应力状态影响很大，材料的模量与该层的厚度及其下卧层的模量有关，有如下的经验关系： 其中 K2=0.2 h20.45。 (3) 整体性材料基层 现场切割小梁进行动弯曲试验，确定结构层材料的动弹性模量。 (4) 沥青混合料 按下式预估沥青混合料的劲度模量： 式中 Sb—沥青的劲度模量； Cv—矿质集料的体积含量； 4、荷载 标准轴载为80kN，轮胎接地压力为0.6Mpa。轮迹面积半径10.5cm。 不同轴载之间的换算采用下面的公式： 式中：P1，P2，n1，n2分别为轴载和轴载作用次数。 * * §5-6 国外沥青路面设计方法简介 一、AASHTO法 AASHO试验路的测试数据——为许多力学~经验法的设计指标和参数验证提供了丰富的经验。 1、路面耐用性指数 首次提出了路面耐用性的概念,并用路面耐用性指数（PSI Present Serviceability Index ）评价路面的使用性能（路面的工作状态）。 PSI由评分小组进行主观评定后处理得到的指标，它与路面实际状况（平整度、裂缝、车辙、修补）之间建立经验关系，它只反映路面的功能，不反映路面结构的损坏。 — 平整度的表征参数（平均坡度的变化）； — 严重网状裂缝的数量； — 路面的修补面积； — 两轮迹车辙平均深度。 其中： D1，D2，D3 — 分别为面层、基层、底基层厚度 a1，a2，a3 — 分别为面层、基层、底基层材料(的相对强度)系数。 试验确定。 M2 m3 — 基层和底基层材料的排水性系数。