【文章內(nèi)容簡介】 (路面等級、路面類型、累計作用軸次 ) 2）結(jié)構(gòu)層次組合設(shè)計，層厚初擬； 3）材料組成設(shè)計與材料設(shè)計參數(shù)； 4）結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確定； 5）路面彎沉 → 結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計； 6）應(yīng)力驗算； 7）對季節(jié)性冰凍地區(qū)，驗算防凍厚度是否滿足要求 8）城市道路尚應(yīng)驗算抗剪強度； 9）經(jīng)濟分析，方案比選。 瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計 29 瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的選擇和安排 ， 應(yīng)使整個路面結(jié)構(gòu)既能抵抗行車荷載和自然因素的作用 ， 又能發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能 。 ?瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)使用要求及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件 ，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計； ?按合理選材 、 方便施工 、 利于養(yǎng)護(hù)的原則 ， 比較并選擇路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案； ?對于分期修建的路面工程 ， 應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟論證 ， 合理設(shè)計層次與厚度 ， 使前期工程在后期能得到充分利用； ?為確保工程質(zhì)量 ， 應(yīng)盡量選用便于機械化 、 工廠化施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 。 瀝青路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計 30 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計時 → 車輛荷載作用的應(yīng)力分布和環(huán)境因素對路面材料的影響 ， 土基及路面各結(jié)構(gòu)層之間相互制約的關(guān)系 ， 以及施工要求和工作特性等 → 綜合分析的基礎(chǔ) → 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 。 1） 面層 /基層結(jié)構(gòu)類型 /厚度 應(yīng)與交通量 /結(jié)構(gòu)層功能相適應(yīng)： 2） 適應(yīng)車輛荷載的作用與各結(jié)構(gòu)層應(yīng)力分布規(guī)律： 3） 考慮結(jié)構(gòu)層本身結(jié)構(gòu)特性 ,保證層間結(jié)合緊密穩(wěn)定 4） 在各種自然因素下穩(wěn)定性好： 5） 適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層數(shù)和厚度： 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計原則 31 1） 面層 /基層結(jié)構(gòu)類型 /厚度應(yīng)與交通量 /結(jié)構(gòu)層功能相適應(yīng)： 面層直接承受車輛荷載和自然因素的作用 ， 應(yīng)選用粘結(jié)力強的結(jié)合料和高強耐磨的集料 。 對于交通量大 、 路面等級高的瀝青面層 ， 應(yīng)選用強度較高的半剛性材料基層 ， 必要時可分上 、 下基層 。 需設(shè)置墊層時 ， 可選用砂礫 、 碎石及工業(yè)廢渣等粒料及穩(wěn)定類村料 。 選用結(jié)構(gòu)層組合時 ， 要考慮所選結(jié)構(gòu)是否與各層本身功能要求相適應(yīng) 。 32 2） 適應(yīng)車輛荷載的作用與各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力分布規(guī)律： 車輛荷載 → 垂直力 ， 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度的增加而減小 → 水平力 ， 產(chǎn)生的應(yīng)力及應(yīng)變則隨深度的增加而很快消失 → 各結(jié)構(gòu)層的強度和剛度必須與這種應(yīng)力應(yīng)變沿深度變化的布規(guī)律相適應(yīng) 。 相鄰層材料的模量比是合理確定結(jié)構(gòu)層層數(shù) 、 選定適宜結(jié)構(gòu)層材料的重要依據(jù) → 為使剛度不同的結(jié)構(gòu)層平緩地過渡到下層和上基 ， 改善層間接觸面的應(yīng)力狀態(tài) → 注意兩相鄰層剛度的遞減規(guī)律 → 當(dāng)相鄰兩層剛度相差較大時 ， 上層底面將山現(xiàn)較大的彎拉應(yīng)力 ， 從而影響到使用壽命 。 ? 基層與面層的模量比應(yīng)不小于 ， ? 墊層與基層的模量比應(yīng)保持在 ~ ， ? 土基與基層或底基層的模呈比宜為 ~。 33 3） 考慮結(jié)構(gòu)層本身結(jié)構(gòu)特性 ， 保證層間結(jié)合緊密穩(wěn)定： 為了保證結(jié)構(gòu)的整體件和結(jié)構(gòu)層之間應(yīng)力傳遞的連續(xù)性 ， 要求層間的結(jié)合緊密穩(wěn)定 。 ?不同的接觸條件產(chǎn)生的應(yīng)力分布不一樣 ， 而且相差很大 ， 將直接影響到面層的使用壽命； ?為保證層間聯(lián)結(jié)堅固 ， 非瀝青類基層應(yīng)澆灑透層瀝青 。 應(yīng)注意各結(jié)構(gòu)層材料所具有的不同特性 ， 組合時應(yīng)注意相鄰層次間的相互影響 ， 采取措施限制或消除相互間的不利影響 。 ?半剛性基層上鋪筑薄瀝青面層 → 采取防止反射裂縫的措施； ?潮濕的粉土或粘性土土基上 ， 不宜直接鋪筑松散粒料 (碎 、 礫石 )基層 ， 以防相互摻雜而污染基層 ， 或?qū)е逻^大變形； ?瀝青混凝土或熱拌瀝青碎石之類的高級面層與粒料基層或穩(wěn)定上基層間應(yīng)設(shè)瀝青碎石或瀝青貫入式中間層 。 34 4） 在各種自然因素下穩(wěn)定性好： 保證瀝青路面穩(wěn)定性在結(jié)構(gòu)層選擇和組合方面總的要求： ?不因潮濕而使路面結(jié)構(gòu)強度大幅度降底 ， 也不因干燥而松散 ?不因高溫而失去強度穩(wěn)定性 ， 也不致因低溫凍脹而開裂翻漿 進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合設(shè)計時 ， 不同類型地區(qū)考慮重點有所不同： ?中濕地區(qū) ， 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計的重點是保證水穩(wěn)定性良好 ， 應(yīng)慎重選擇基層材料； ?冰凍地區(qū)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計時的重點是保證路面結(jié)構(gòu)具有足夠的冰凍穩(wěn)定性 ， 在措施上可考慮設(shè)置隔離層 (最小防凍厚度要求 ) ； ?濕熱多雨地區(qū) ， 做好地表排水和地下水處理 ， 防止由于水分不能蒸發(fā) ， 使基層和土基的穩(wěn)定性發(fā)生變化； ?對于干旱地區(qū) ， 則主要應(yīng)注意防止材料松散 ， 并要求保持一定的濕度 。 35 5） 適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層數(shù)和厚度： 路面結(jié)構(gòu)層數(shù)愈多 ， 應(yīng)愈能體現(xiàn)強度隨深度遞減的變化規(guī)律 ， 但過多的層數(shù)將使施工和材料選擇更加復(fù)雜 。 ? 在滿足強度要求的前提下 ， 層數(shù)不宜過多； ? 各結(jié)構(gòu)層的適宜厚度應(yīng)按壓實機具所能達(dá)到的效果選定； ? 每層壓實厚度以小于 20cm為宜 ， 超過應(yīng)分層攤鋪碾壓 。 為保證各結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性 ， 公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范及城市道路設(shè)計規(guī)范提出了路面最小厚度要求 。 結(jié)構(gòu)層類型 施工最小厚度（ cm） 結(jié)構(gòu)層適宜厚度（ cm） 瀝青混凝土、熱拌瀝青 粗粒式 5~8 中粒式 4~6 細(xì)粒式 ~4 瀝青碎石 ~ 瀝青砂 1~ 瀝青貫入式 4~8 瀝青上拌下貫式 6~10 瀝青表面處治 層鋪 1~3,拌和 2~4 水泥穩(wěn)定類 16~20 石灰穩(wěn)定類 16~20 石灰工業(yè)廢渣類 16~20 級配碎、礫石 8 10~15 泥結(jié)碎石 8 10~15 填隙碎石 10 10~12 37 遵循就地取材 、 分期修建和因地制宜的原則 ， 滿足以上各項要求 ， 并依據(jù)一般的規(guī)律 ， 參照當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗 ， 即可擬出若干既能滿足交通要求又經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)層組合方案 ， 以滿足結(jié)構(gòu)分析和確定路面厚度的需要 ， 并通過經(jīng)濟分析評價選擇最佳方案 。 所擬訂的方案應(yīng)包括如下內(nèi)容： ? 結(jié)構(gòu)層次 、 各結(jié)構(gòu)層的類型和初擬厚度； ? 對各結(jié)構(gòu)層材料組成和技術(shù)指標(biāo)的要求； ? 對施工工藝和施工質(zhì)量的要求 。 結(jié)構(gòu)組合方案 38 細(xì)粒式瀝青砼 細(xì)粒式瀝青砼 細(xì)粒式瀝青砼 中 /粗粒式瀝青砼 瀝青碎石 中 /粗粒式瀝青砼 水泥穩(wěn)定砂礫 水泥穩(wěn)定砂礫 水泥穩(wěn)定砂礫 砂礫 砂礫 水泥穩(wěn)定土 瀝青表處 瀝青封層瀝青碎石 水泥穩(wěn)定砂礫 瀝青碎石 砂礫 /石灰土 水泥穩(wěn)定砂礫 /泥灰結(jié)碎石 砂礫 結(jié)構(gòu)組合方案示例 39 2） 雙層體系雙圓荷載解： 計算圖式與計算點： 簡化結(jié)果： 雙層體系雙圓荷載輪隙理論彎沉 注： ： 理論彎沉系數(shù) 設(shè)計計算方法： 查圖法 公式簡化與查圖法計算彎沉與層底拉應(yīng)力 l?l pE L? 20? ?A 40 3） 三層體系雙圓荷載解：（ P358） 計算圖式與計算點： 簡化結(jié)果： 表面彎沉： 上層底面主拉應(yīng)力： 中層底面主拉應(yīng)力： 注： ： 理論彎沉系數(shù) ：理論彎拉應(yīng)力系數(shù) ：理論彎拉應(yīng)力系數(shù) 設(shè)計計算方法： 查圖法 公式簡化與查圖法計算彎沉與層底拉應(yīng)力 l?l pE L? 21? ?21 kkl ??? ??21121212 。 mmp ???? ????21131313 。 nnp ???? ????12?13?A B C 41 例 已知： ，雙圓 ， ， ， ， ， ，求荷載作用下輪隙中間處表面彎沉值 、面層和基層的主拉應(yīng)力 和 。 解： 由題有： (1) 三層雙圓均布荷載諾模圖，按用法示意： 查得 ， ， ； 則表面彎沉系數(shù)為： 所以， 荷載作用下輪隙中間處表面彎沉值為： 瀝青路面設(shè)計例題： MPp ? cm10?? MPE 450 ?MPE 3002 ?