彈性層狀體系理論分析(文件)
【正文】 21?????? ?nniniihHEEhh 四、面層剪應(yīng)力驗(yàn)算 為保證瀝青路面具有充分的高溫穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)隆起、推移、波浪剪裂等破壞現(xiàn)象，要求瀝青面層在車輪垂直荷載與水平荷載共同作用下，其破壞面上可能產(chǎn)生的剪應(yīng)力應(yīng)不超過材料的容許剪應(yīng)力，即 τa≤ τR （一）容許剪應(yīng)力 計(jì)算公式： τR＝ fv/Kv 其中 fv指瀝青混合料面層材料的抗剪強(qiáng)度， fv＝ c+σ atgφ ,c、 φ 由實(shí)驗(yàn)測(cè)定， σ a由摩爾－庫(kù)侖強(qiáng)度理論求得， σ a＝ σ 1＋ τmax(1+sin φ ), σ 1 與τmax查 諾謨圖計(jì)算。 也可采用彎沉儀測(cè)定土基彎沉值，計(jì)算土基回彈模量值 E0，繼而確定該路段土基回彈模量設(shè)計(jì)值。 路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)值 路面材料的彈性模量是表征材料剛度的指標(biāo)，采用不同測(cè)試方法測(cè)得的彈性模量，其數(shù)值不同，目前我國(guó)測(cè)定路面材料強(qiáng)度和模量的方法有壓縮試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)和彎拉試驗(yàn)。 路面材料抗彎拉強(qiáng)度和彎拉回彈模量參考值參見教材。 2）層底拉應(yīng)力驗(yàn)算 Rm ?? ? mp ?? ?＝m3）面層剪應(yīng)力驗(yàn)算 我國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，為了防止高溫季節(jié)道路交叉口、停車場(chǎng)等汽車經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)地方，瀝青面層產(chǎn)生推擠（擁包）等破壞現(xiàn)象，要求驗(yàn)算瀝青面層抗剪強(qiáng)度 。瀝青混凝土的劈裂強(qiáng)度與溫度有關(guān)，規(guī)范規(guī)定試驗(yàn)溫度為 15℃ ，水泥穩(wěn)定類材料的齡期為 90d，二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類的齡期規(guī)定為 180d。瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，粘聚力和內(nèi)摩擦角通常由三軸剪切試驗(yàn)測(cè)定，并以當(dāng)?shù)馗邷卦路萋繁韺?shí)際溫度的平均值為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溫度。 五、新建柔性路面設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)和面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次 Ne和設(shè)計(jì)彎沉值 lR 。先計(jì)算三層體系中層的厚度，推出多層體系待求層的厚度。如不滿足，可適當(dāng)增加面層厚度或調(diào)整材料組成，以提高抗剪強(qiáng)度。 10－ 6舊路面補(bǔ)強(qiáng)厚度計(jì)算 一、理論法 （一）舊路調(diào)查 包括路況調(diào)查、彎沉測(cè)定、交通調(diào)查、材料試驗(yàn)。 補(bǔ)強(qiáng)層材料參數(shù)的確定與新建路面時(shí)的各項(xiàng)規(guī)定相同。 la－原有舊路面的 計(jì)算回彈彎沉值， mm。 ψ－荷載系數(shù)。 按土基干濕類型、土質(zhì)及路面原有結(jié)構(gòu)組成等因素全線分段，確定各路段的計(jì)算彎沉值 la。 根據(jù)各方案計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定方案。 掌握各指標(biāo)及其試驗(yàn)測(cè)試方法。 。 提高路面的宏觀粗糙度（選用開級(jí)配瀝青混凝土面層、瀝青抗滑表層）。 10－ 7 路面防滑 一、防滑指標(biāo) 我國(guó)規(guī)范采用路面構(gòu)造深度 TD、石料磨光值 PSV、路面摩擦系數(shù) 擺值 F 三項(xiàng)指標(biāo)控制路面的抗滑能力。 根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧蟻碓春驮O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，擬定幾種可能的補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)組合方案，并用理論法（按三層體系）計(jì)算。 )1( ???? ?RaR lllh??三、柔性路面舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟 對(duì)舊路進(jìn)行調(diào)查，掌握設(shè)計(jì)資料。 M=， n=。多層補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，可進(jìn)行當(dāng) 量厚度換算。 （二）舊路面計(jì)算彎沉值的確定 將全線劃分若干段測(cè)定回彈彎沉（注意測(cè)定方法） 計(jì)算回彈彎沉值的代表值 確定某路段的計(jì)算彎沉值 （引入季節(jié)影響系數(shù) λs與溫度修正系數(shù) ψT） TsmiTsTsranllZnlSZlll??????????????????????? )1)(()(21)()(2??????????nllZnlSZllmia （三）舊路路表當(dāng)量回彈模量 Et的計(jì)算 （四）舊路路表計(jì)算回彈模量 Es的計(jì)算 考慮舊路面加厚后對(duì)舊路路表的影響，引入增大系數(shù) λa，則舊路路表計(jì)算回彈模量 Es計(jì)算如下： （五）舊路面補(bǔ)強(qiáng)厚度計(jì)算 舊路面經(jīng)調(diào)查、測(cè)定彎沉、計(jì)算回彈模量確定以后，即可按新建路面結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，利用三層體系求解。 進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定方案。如不滿足要求，應(yīng)調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強(qiáng)度，再重新計(jì)算。 擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強(qiáng)度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。 瀝青混合料的抗剪切結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)同行車荷載作用情況有關(guān)。 aAcA—— 反映瀝青混合料性質(zhì)的混合料級(jí)配系數(shù)，細(xì)、中粒式瀝青混凝土為 ；粗粒式瀝青混凝土為 ； —— 公路等級(jí)系數(shù)。 sspR K?? ?—— 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力（ MPa）； —— 結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強(qiáng)度（ MPa），我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用劈裂強(qiáng)度； —— 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。 ds LL ?FEpL cs ???? ??02100 0 )()200 0( PELF s ?? ?1）按彎沉進(jìn)行路面厚度計(jì)算 由于力學(xué)計(jì)算模型與實(shí)際路面的差異，以及土基、路面材料的非線性及參數(shù)理論值與實(shí)際狀態(tài)的差異等因素，使 理論彎沉 值和實(shí)測(cè)彎沉值之間存在一定誤差，因此需要對(duì)理論彎沉值進(jìn)行修正。 我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定 ：以設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度并對(duì)結(jié)構(gòu)層進(jìn)行層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，各層材料的模量均采用抗壓回彈模量，瀝青混凝土和半剛性材料的抗拉強(qiáng)度采用劈裂試驗(yàn)測(cè)得的劈裂強(qiáng)度。 （ 3）室內(nèi)試驗(yàn)法 取代表性土樣在室內(nèi)根據(jù)最佳含水量條件下求得小承載板的回彈模量 E0值試驗(yàn)結(jié)果，并考慮不利季節(jié)，不利年份的影響，乘以折減系數(shù) λ。 多層體系換算同計(jì)算彎沉?xí)r相同。 對(duì)整體性材料基層， a=,b=。 sceR AANl ??? 軸載換算 1）各種軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載 BZZ100時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
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