第十一章 沥青路面结构设计培训资料.ppt

第十一章 沥青路面结构设计;第十一章 沥青路面结构设计;第一节 概述;沥青路面技术指标 ;二、沥青路面结构设计的原则 ;三、沥青路面结构设计方法 沥青路面结构设计方法可分为经验和半经验法及解析（或理论）法两大类型。 （一）经验和半经验法 经验和半经验法是以已往的修建和使用经验为基础。 如果路面结构的材料、环境和受荷条件同经验和半经验法制定时所依据的相似，那么按此方法设计的路面结构可以得到满意的使用效果。 由于环境条件的差异、轴载和交通量的迅速增长、新材料的涌现，不断地提出把经验关系式外延的要求，经验和半经验法就不再适用。;（二）解析（或理论）法 解析法是以结构分析为基础，按设计荷载所产生的应力、应变和位移量不超过路面任意结构层中材料所容许的范围，来选择和确定铺面结构层的组合及其尺寸。 这类设计方法的特征是：①选择一个合适的力学模型来代替现实的路面结构，寻求此模型中应力、应变和位移方程的解；②表征各结构层中的材料在相应的环境和加载条件下的力学性质；③定义以基本的应力、应变和位移量表示的设计标准（或指标）；④用简便的方式表示设计体系和步骤。 我国的沥青路面结构设计是以解析法为的设计方法，然而，由于影响因素复杂、材料和结构性质的变异性大，对荷载和环境的影响认识得还不够充分，结构分析和使用性能之间尚未建立起定量的内在联系，采用解析法设计路面结构还存在着许多不足，需要依赖经验予以补充。;第二节 损坏形式与设计控制指标;（二）车辙 车辙是渠化交通的高等级道路沥青路面的主要损坏形式之一。在正常情况下，沥青路面的车辙有三种类型（或三种机理）。 （1）第一种类型是由路面基层及路基变形引起的。发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形 ，宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面呈“V”形 （2）第二种类型是在温度较高的季节，经车辆反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成的沥青混凝土的侧向流动变形。出现侧向隆起，成“W”形车辙。 （3）第三种类型是轮胎（冬季埋钉）形成的磨损性车辙，主要发生在冰雪严重的寒冷地区。 ;（三）水损害水损害是指沥青路面在水的作用下，沥青逐渐丧失与矿料的粘结力，从集料表面脱落，在车辆的作用下沥青面层呈现松散状态，以致集料从路面脱落形成坑槽。;（四）表面功能下降 沥青路面在使用过程中，在车轮反复滚动摩擦的作用下，集料表面被逐渐磨光，有时还伴有沥青的不断上翻、泛油，导致沥青面层表面光滑，尤其在雨季常会因此而酿成车祸。 采用敏感性比较大的沥青混合料级配类型有关。 （五）松散和坑槽 由于面层材料组合不当或施工质量差，结合料含量太少或粘结力不足，使面层混合料的集料间失去粘结而成片散开，称为松散。 网裂的后期，碎块被行车荷载继续碾碎，并被带离路面形成坑槽。 原因：沥青与矿料之间的粘附性较差，混合料加热温度过高 ，沥青老化。 ;二、设计控制指标;（一）疲劳开裂;（二）路表回弹弯沉 路表面在荷载作用下的回弹弯沉量，反映了路基路面结构的整体刚度。弯沉的大小与路面的使用状态（疲劳开裂和塑性变形量）之间存在着一定的内在关系；回弹弯沉量越大，相应的塑性变形量也越大，而出现疲劳开裂的机率越高（亦即，能承受的轴载作用次数越小）。 根据路面使用状态和使用年限的要求，可以确定一次荷载（标准轴载）作用下路面的容许回弹弯沉量。 路面以回弹弯沉作为设计指标时，是以路基路面结构表面在双圆均布荷载作用下轮隙中心处的实测路表弯沉值小于或等于设计弯沉值作为确定沥青路面结构厚度的设计标准。;（三）车辙（永久变形） 车辙是路基和路面各结构层在荷载反复作用下产生的塑性变形的累积。车辙的深度与重复应力的大小、作用次数、路基和路面各结构层材料的模量以及温度状况有关。 以车辙作为临界状态的设计方法，选用车辙深或永久变形量作为指标，限定设计年限内的累积车辙深或永久变形量不超出行驶质量和行车安全所容许的车辙深或永久变形量。 （四）低温开裂 与荷载因素无关、适用于寒冷地区。温度下降时，面层材料因收缩受阻而产生的温度应力不大于该温度下沥青材料的抗拉强度。 还应在抗滑性和平整度方面另外提出设计标准 ;第三节 路面结构组合设计;一、沥青路面典型结构形式;二、结构组合设计原则 根据实践经验和理论分析，结构组合时宜考虑下述几方面的原则： （1）按道路的等级及交通繁重程度选择面层的类 型和厚度； （2）满足对各结构层（面层、基层和垫层）的相 关功能要求； （3）适应各结构层的荷载应力分布特性； （4）要顾及各结构层本身的结构特性； （5）考虑当地水文状况的不利影响； （6）选择适当的结构层数和层厚，以便利施工； （7）协调行车道与路肩部分的铺面结构，考虑表 面水和结构内部自由水的疏导和排放； （8）顾及当地的使用经验