《沥青路面设计》课件.ppt
《《沥青路面设计》课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《沥青路面设计》课件.ppt(50页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第十二章第十二章 沥青路面设计沥青路面设计主要内容主要内容沥青路面设计程序与设计方法沥青路面设计程序与设计方法标准轴载与轴载换算标准轴载与轴载换算沥青路面的破坏状态与设计标准沥青路面的破坏状态与设计标准土基与路面材料强度指标土基与路面材料强度指标沥青路面结果厚度计算沥青路面结果厚度计算沥青路面改建设计沥青路面改建设计第一节第一节 沥青路面设计程序与设计方法沥青路面设计程序与设计方法u沥青路面设计任务沥青路面设计任务结构组合设计结构组合设计材料组成设计材料组成设计厚度设计验算厚度设计验算 结构方案比选结构方案比选路肩构造设计路肩构造设计排水系统设计排水系统设计u设计程序设计程序根据拟定的结构层材
2、料,确定设计弯沉计算公式根据拟定的结构层材料,确定设计弯沉计算公式中各参数,计算设计弯沉值;中各参数,计算设计弯沉值;目标:交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等目标:交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等于设计弯沉;于设计弯沉;通过诺模图或电算程序,查图或电算求出待设计通过诺模图或电算程序,查图或电算求出待设计层的厚度;层的厚度;通过弯拉应力验算;通过弯拉应力验算;抗冻层厚度验算抗冻层厚度验算技术经济比较技术经济比较u沥青路面设计方法沥青路面设计方法:经验法:经验法:AASHTOAASHTO法;法;CBRCBR法。法。依据调查或大型试验总结得到的设计方法,其特点依据调查或大型试验总结得到的设计方
3、法,其特点是符合试验地的实际,但是不能结合不同地方的实是符合试验地的实际,但是不能结合不同地方的实际。际。力学经验法(力学经验法(M-EM-E):):AIAI法;法;SHELLSHELL法;我国设计方法;我国设计方法。法。依据力学模型计算结构响应,结合实际进行参数的确依据力学模型计算结构响应,结合实际进行参数的确定,其特点是理论联系实际,是目前设计方法发展定,其特点是理论联系实际,是目前设计方法发展的总趋势。的总趋势。沥青路面设计基本理论弹性层状体系理论沥青路面设计基本理论弹性层状体系理论弹性层状体系理论的图式弹性层状体系理论的图式u弹性层状体系理论的假定弹性层状体系理论的假定各层连续、弯曲弹
4、性、均匀、各向同性,位移、形各层连续、弯曲弹性、均匀、各向同性,位移、形变微小;变微小;最下一层(路基)在水平方向和垂直方向无限大,最下一层(路基)在水平方向和垂直方向无限大,其上各层厚度有限,水平方向无限;其上各层厚度有限,水平方向无限;各层在水平方向无限远处,及最下层向下无限深处,各层在水平方向无限远处,及最下层向下无限深处,应力、形变、位移为零;应力、形变、位移为零;层间接触情况,或完全连续(连续体系)或仅竖向层间接触情况,或完全连续(连续体系)或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力(滑动体系);应力和位移连续而无摩阻力(滑动体系);不计自重。不计自重。第二节第二节 标准轴载与轴载换算标准轴载
5、与轴载换算u标准轴载及当量换算标准轴载及当量换算轴载换算轴载换算 公路实际行驶的车轮类型千差万别,轴载也各不相同,它们公路实际行驶的车轮类型千差万别,轴载也各不相同,它们对路面结构的损耗作用也不同,无法分析它们对弯沉增大的对路面结构的损耗作用也不同,无法分析它们对弯沉增大的总效应,有必要定义一种标准轴载,将其它轴载的作用等效总效应,有必要定义一种标准轴载,将其它轴载的作用等效为标准轴载作用。为标准轴载作用。标准轴载标准轴载 标准轴载一般要求对路面的响应较大、同时又能反映本国的标准轴载一般要求对路面的响应较大、同时又能反映本国的公路运输运营车辆的总体轴载水平,涉及运输经济和路面结公路运输运营车辆
6、的总体轴载水平,涉及运输经济和路面结构经济性两个方面。我国规范采用单轴双轮组构经济性两个方面。我国规范采用单轴双轮组BZZ-100BZZ-100。u轴载当量换算的原则轴载当量换算的原则等破坏原则等破坏原则:不同标准轴载使用末期达到相同的临:不同标准轴载使用末期达到相同的临界状态为标准。即对同一种路面结构,甲轴载作用界状态为标准。即对同一种路面结构,甲轴载作用N N1 1次后路面达到预定的临界状态,乙轴载作用使路次后路面达到预定的临界状态,乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用次数为面达到相同临界状态的作用次数为N N2 2,此时甲乙两,此时甲乙两种轴载作用在使用末期的破坏状态相同;种轴载作用在
7、使用末期的破坏状态相同;等厚度原则等厚度原则:对某一种交通组成,不同标准轴载换:对某一种交通组成,不同标准轴载换算换算所得轴载作用次数设计计算确定的路面厚度算换算所得轴载作用次数设计计算确定的路面厚度相同。相同。u当量轴次当量轴次按弯沉或弯拉应力为指标将不同车型、不同轴载按弯沉或弯拉应力为指标将不同车型、不同轴载的作用次数换算为与标准轴载的作用次数换算为与标准轴载100KN100KN相当的轴载相当的轴载作用次数。作用次数。u我国公路沥青路面设计中的轴载换算公式我国公路沥青路面设计中的轴载换算公式弯沉及沥青层底拉应力为设计指标的换算公式:弯沉及沥青层底拉应力为设计指标的换算公式:半刚性材料层底拉
8、应力为设计指标的换算公式:半刚性材料层底拉应力为设计指标的换算公式:贫混凝土基层层底拉应力为设计指标的换算公式:贫混凝土基层层底拉应力为设计指标的换算公式:u设计年限与累计当量轴次设计年限与累计当量轴次沥青路面的设计年限:至少沥青路面的设计年限:至少设计年限内的累计当量轴次:设计年限内的累计当量轴次:u车道系数车道系数各种轴载在不同车道上的概率分布各种轴载在不同车道上的概率分布u沥青路面的交通等级沥青路面的交通等级我国沥青路面交通轻重的等级划分我国沥青路面交通轻重的等级划分我国沥青路面按其承担的交通荷载轻重划分为四我国沥青路面按其承担的交通荷载轻重划分为四个交通等级,即:轻、中等、重、特重,具
9、体以个交通等级,即:轻、中等、重、特重,具体以两种划分方法进行计算后取较高等级进行定级。两种划分方法进行计算后取较高等级进行定级。第三节第三节 沥青路面的破坏状态与设计标准沥青路面的破坏状态与设计标准u1沥青路面的破坏状态沥青路面的破坏状态沉陷沉陷路面在路面在 车轮荷载作用下产生的较大凹陷变形车轮荷载作用下产生的较大凹陷变形 设计指标设计指标:路基表面的垂直压应变或垂直压应力:路基表面的垂直压应变或垂直压应力 原因原因:路面结构土基承载能力低引起土基的较大垂直塑性变:路面结构土基承载能力低引起土基的较大垂直塑性变形形。要求要求:车辙车辙路面结构层和土基在行车重复荷载作用下的补充压实,路面结构层
10、和土基在行车重复荷载作用下的补充压实,以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。要求要求:RDr e RDr e疲劳开裂疲劳开裂:路面在正常使用情况下,由行车荷载的多次反复作:路面在正常使用情况下,由行车荷载的多次反复作用引起的。用引起的。原因:原因:沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用,使结构层底面沥青结构层受车轮荷载的反复弯曲作用,使结构层底面产生的拉应变(或拉应力)值超过材料的疲劳强度,底面便产生的拉应变(或拉应力)值超过材料的疲劳强度,底面便开裂,并逐渐向表面发展。开裂,并逐渐向表面发展。要求要求:r R 或或r R推移推移当当沥沥青路面受到
11、青路面受到较较大的大的车轮车轮水平荷水平荷载载作用作用时时,路面表,路面表面可能出面可能出现现推移和推移和拥拥起。起。原因原因:车轮车轮荷荷载载引起的垂直力和水平力的引起的垂直力和水平力的综综合作用,使合作用,使结结构构层层内内产产生的剪生的剪应应力超力超过过材料的抗剪材料的抗剪强强度,并且与行度,并且与行驶车驶车轮轮的冲的冲击击、振、振动动有关。有关。要求要求:max R(应使用高温时的弹模)(应使用高温时的弹模)低温缩裂低温缩裂路面结构中某些整体性结构层在低温时由于材料路面结构中某些整体性结构层在低温时由于材料收缩受限制产生较大的拉应力,当超过材料相应条件下的收缩受限制产生较大的拉应力,当
12、超过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。抗拉强度时便产生开裂。要求:rt tR(应使用低温时的弹模)(应使用低温时的弹模)u2 2我国沥青路面的设计指标与要求我国沥青路面的设计指标与要求我国公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载我国公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论,以设计弯作用下的多层弹性层状体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。对沥青混沉值为路面整体刚度的设计指标。对沥青混凝土面层和整体性材料的基层、底基层应进凝土面层和整体性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算,城市道路尚须进行沥行层底拉应力的验算,城市道路尚须进行沥青面层的剪应力验算。青面层的
13、剪应力验算。设计指标及验算指标必须小于其极限标准设计指标及验算指标必须小于其极限标准。u3.3.以弯沉作为设计指标的原因以弯沉作为设计指标的原因 路面总变形表征路面各结构层的变形与路基顶面变形之路面总变形表征路面各结构层的变形与路基顶面变形之和,反映了路面整体刚度的强弱。当路面在车辆荷载反复作和,反映了路面整体刚度的强弱。当路面在车辆荷载反复作用下不断地弯曲使变形积累、增大到某种程度时,路面结构用下不断地弯曲使变形积累、增大到某种程度时,路面结构即产生疲劳开裂,从而可在一定程度上建立起路面损坏与弯即产生疲劳开裂,从而可在一定程度上建立起路面损坏与弯沉、弯沉与轴载作用次数间的关系。沉、弯沉与轴载
14、作用次数间的关系。路表弯沉值可以简单地量测,操作简便;压应变、拉应路表弯沉值可以简单地量测,操作简便;压应变、拉应变指标测试较困难。弯沉指标既可作为设计指标,又可以作变指标测试较困难。弯沉指标既可作为设计指标,又可以作为质量检验、路面养护的评价手段。为质量检验、路面养护的评价手段。设计理论设计理论-层状体系理论层状体系理论设计指标和要求:设计指标和要求:轮隙中间路表面(轮隙中间路表面(A A点)计算弯沉值小于或等于设计弯点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值沉值轮隙中心下(轮隙中心下(C C点)或单圆荷载中心处(点)或单圆荷载中心处(B B点)的层底点)的层底拉应力拉应力m m应小于或等于容许拉应
15、力应小于或等于容许拉应力R Ru4.4.弯沉弯沉概念概念回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。载后能恢复的那一部分变形。残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。恢复的那一部分变形。总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉(回弹弯沉+残余弯沉)。残余弯沉)。容许弯沉:路面设计使用期末不利季节容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮标准轴载作
16、用下双轮轮隙中间容许出现的最大(轮隙中间容许出现的最大(代表?代表?)回弹弯沉值。)回弹弯沉值。设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大(标准轴载双轮轮隙中间的最大(代表?代表?)弯沉值。)弯沉值。u5.5.弯沉弯沉测定测定贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。熟,目前为规范规定的标准方法。落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,
17、属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。换算。u6.6.设计弯沉的调查与分设计弯沉的调查与分析析沥青路面按外观划分的性能等级沥青路面按外观划分的性能等级我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沥青路面设计 沥青路面 设计 课件
限制150内