彈性層狀體系理論分析(存儲(chǔ)版)
【正文】 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。 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)。 瀝青混合料的抗剪切結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)同行車(chē)荷載作用情況有關(guān)。如不滿(mǎn)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。 （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。 M=， n=。 根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)源和設(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。 提高路面的宏觀粗糙度（選用開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土面層、瀝青抗滑表層）。 掌握各指標(biāo)及其試驗(yàn)測(cè)試方法。 按土基干濕類(lèi)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。 la－原有舊路面的 計(jì)算回彈彎沉值， mm。 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)。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。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。 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(chē)場(chǎng)等汽車(chē)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 。 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)。 計(jì)算彎拉應(yīng)力時(shí)的多層體系換算方法 1）計(jì)算第 n1層以外的任一結(jié)構(gòu)層時(shí)（第 x層） 換算圖式 : 換算公式 :（彎拉回彈摸量） 上層、中層當(dāng)量厚度按下式計(jì)算： 11141?????????xinxiixixiiEEhHEEhh2）計(jì)算第層底面彎拉應(yīng)力時(shí) 換算圖式 : 換算公式 :（彎拉回彈摸量） 14221?????? ?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(chē)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(guò)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。高速公路、城市快速路為 、一級(jí)公路、大城市主干路為 ，二級(jí)公路、大城市次干路及小城市主干路為 ，三、四級(jí)公路及中小城市次干路、支路為 ； As－面層類(lèi)型系數(shù)。 將路面竣工后第一年不利季節(jié)的路面結(jié)構(gòu)狀態(tài)取作路面設(shè)計(jì)狀態(tài)。 ? 輪載累計(jì)重復(fù)作用次數(shù) Ne與此時(shí)路表面回彈彎沉的關(guān)系，可通過(guò)對(duì)已使用多年的各類(lèi)路面進(jìn)行彎沉測(cè)定（回彈彎沉測(cè)定儀），并調(diào)查路面已承受的累計(jì)交通量，經(jīng)整理分析后得出。 ⑥ 將標(biāo)準(zhǔn)軸載一側(cè)的雙輪組荷載簡(jiǎn)化成兩個(gè)圓形均布荷載。 二、設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)道路等級(jí)選擇路面等級(jí)與類(lèi)型； 考慮遠(yuǎn)近期的結(jié)合； 考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件與路基的干濕類(lèi)型； 考慮材料來(lái)源及施工條件； 按照以上設(shè)計(jì)原則初步擬定幾個(gè)結(jié)構(gòu)組合方案； 初擬各層厚度（其中一層待求）； 進(jìn)行方案比較，確定方案。相鄰兩層材料模量比過(guò)大，上層底面將產(chǎn)生過(guò)大的彎拉應(yīng)力（或彎拉應(yīng)變）容易使上層開(kāi)裂。 路面結(jié)構(gòu)組合應(yīng)該結(jié)合交通荷載、環(huán)境因素和當(dāng)?shù)刂凡牧系葪l件，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)體系，以充分發(fā)揮路面各層及結(jié)構(gòu)的整體效能。容許值采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；實(shí)際值通過(guò)彈性層狀體系理論計(jì)算。 這種瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度往往較低，在受到較大的車(chē)輪水平荷載作用時(shí)，面層材料會(huì)沿行車(chē)方向發(fā)生剪切或拉裂破壞而出現(xiàn)隆起甚至波浪現(xiàn)象，即為推移或擁包。 反射裂縫和低溫開(kāi)裂初期較細(xì)小，不影響行車(chē)，但在水份侵蝕下，縫隙會(huì)逐漸加大發(fā)展成網(wǎng)裂等其他破壞。本節(jié)主要講述柔性路面中廣泛采用的路面類(lèi)型 — 瀝青路面的損壞現(xiàn)象。 疲勞開(kāi)裂 疲勞開(kāi)裂是指路面在正常使用情況下，由行車(chē)荷載的多次重復(fù)作用引起的沿行車(chē)輪跡帶的縱向平行裂縫。累積變形量與荷載大小、重復(fù)作用
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