弹性层状体系理论分析.pptVIP

四、面层剪应力验算为保证沥青路面具有充分的高温稳定性，防止出现隆起、推移、波浪剪裂等破坏现象，要求沥青面层在车轮垂直荷载与水平荷载共同作用下，其破坏面上可能产生的剪应力应不超过材料的容许剪应力，即τa≤τR（一）容许剪应力计算公式：τR＝fv/Kv其中fv指沥青混合料面层材料的抗剪强度，fv＝c+σatgφ,c、φ由实验测定，σa由摩尔－库仑强度理论求得，σa＝σ1＋τmax(1+sinφ),σ1与τmax查诺谟图计算。Kv（0.2)=(0.33/Ac)Nc0.15(交叉口、停车站）Kv（0.5)＝1.2/Ac(紧急制动时）面层剪应力计算（二）面层剪应力计算1、计算图式2、计算公式τa＝τmax(cosφ)＝p.τmf.(cosφ)其中：τmf＝τm,0.3＋1.3(f-0.3)τm,0.3由诺谟图查得。3、多层体系换算同计算弯沉时相同。层间结合要紧密，根据情况浇洒透层或粘层沥青，使整体稳定；各层材料的回弹模量有规律向下递减；总层数不宜过多，利于施工；考虑结构层的特点，避免和消除相邻层次间的不利影响；考虑水温状况对路面结构的不利影响。路面结构与厚度应与交通量相适应；020103050604路面结构组合设计的原则设计原则面层类型与道路等级、交通量由于面层直接承受行车荷载和环境因素作用，因此宜选择强度高、耐磨、稳定性好的材料作面层。（2）按路面受力特征选择各结构层次设计原则荷载应力随深度增加而递减，对路面各结构层材料强度和刚度的要求也随着深度的增加而降低。因此，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律组合，以充分发挥各层次材料的效能。同时考虑到面层强度、刚度高，造价也高，而基层底基层强度、刚度较面层低，造价也低这一情况，在厚度组合时，宜从上到下由薄到厚，以达到经济的目的。路面结构中相邻结构层材料的模量比，对路面结构的应力分布有显著影响。相邻两层材料模量比过大，上层底面将产生过大的弯拉应力（或弯拉应变）容易使上层开裂。0102设计原则设计原则（3）考虑结构层自身结构特征注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间的不利影响。例如，沥青面层不能直接铺筑于碎（砾）石基层上，而宜在其间设沥青碎石作过渡层，以防止由于基层的松动而造成面层不平整或变形开裂。又如，在无机结合料稳定类半刚性基层上铺筑沥青混凝土，为防止和减缓基层干缩和温缩开裂而引起面层反射裂缝，通常宜适当加厚面层，或者设置沥青碎石、级配碎石等联结层。此外，在软弱潮湿的路基上，不宜直接铺筑碎（砾）石基层，以防止污染基层或产生过大的变形。（4）考虑不利水温状况的影响设计原则一般应选择水稳定性好的材料作沥青路面的基层，特别是中湿和潮湿路段。在冻深较大的季节性冰冻地区，当路基土为易冻胀土时，尚应考虑冻胀和翻浆的危害。路面总厚度的确定，除了要满足力学强度的要求外，还应满足防冻层厚度的要求。设计步骤根据道路等级选择路面等级与类型；考虑远近期的结合；考虑当地自然条件与路基的干湿类型；考虑材料来源及施工条件；按照以上设计原则初步拟定几个结构组合方案；初拟各层厚度（其中一层待求）；进行方案比较，确定方案。柔性路面结构组合示例路面结构组合应该根据公路等级和交通量，结合当地水文地质和气候情况、土基状况、筑路材料以及已有的路面结构状况和使用经验，参照路面组合原则，拟定几个满足各方面要求的路面组合方案，以供进一步的结构厚度计算之用，从而通过最终技术经济比较获得最优化的路面结构。路面结构形式10－5新建柔性路面结构层计算进行路面结构组合设计后，尚需进行结构层厚度计算，以判断结构层整体强度是否满足设计标准要求。我国在多年研究和实践的基础上，采用以双圆均布荷载作用下的弹性层状弹性理论为基础的路面结构厚度计算方法。要求所设计的新路面结构在标准轴载作用下，双轮轮隙中心处路表最大回弹弯沉值不应大于容许回弹弯沉值，即ls≤lR.其中，路表最大回弹弯沉值ls通过弹性层状体系理论计算；容许回弹弯沉值lR.采用调查试验提出的经验公式计算。0102设计模型：双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系设计指标：路表设计弯沉验算指标：整体性结构层层底弯拉应力（城市道路、高速公路、一级公路和二级公路）剪应力（城市道路、高温季节）□路面结构设计计