【文章內(nèi)容簡介】 故變形較靜載作用時小，此時相當(dāng)于加大了路面的強度五、交通分析交通量：指一定時間間隔內(nèi)各類車輛通過某一道路橫斷的　數(shù)量。對于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅要搜集交通總量，還必須區(qū)分不同的車型，其初始年平日交通量　　　?。∟i為每日實際交通量）設(shè)計年限內(nèi)累計交通量或—設(shè)計的末年平均日交通量；—設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率t—設(shè)計年限軸載組成與等效換算1)軸載組成（軸載譜）：各級軸占比例2)等效換算原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在水同軸載作用達(dá)到相同的疲勞損壞時，相應(yīng)的作用次數(shù)被認(rèn)為是等效的?！　。?－8）　　P35 yi—軸載換算系數(shù)；—反映軸型和輪組影響的系數(shù)n—同路面結(jié)構(gòu)特性相關(guān)的系數(shù)瀝青路面，水泥磚路面和半剛性路面的結(jié)構(gòu)特性不同，損傷的標(biāo)準(zhǔn)也不同，因而系數(shù)和n的取值各不相同。輪跡橫向分布由于車輪的輪跡寬度遠(yuǎn)小于道的寬度，因而總的軸載通行次數(shù)即不會集中在橫斷面某一固定位置，中能平均分配到每一點上，而是按一定協(xié)作者規(guī)律分布在車道橫斷面上，稱向分布跡的橫向分布。在路面設(shè)計中，用輪跡橫向分布系數(shù)y來反映輪跡橫向分布頻率的影響，通常取輪跡覆蓋寬度（約50cm）即二個條帶頻率之和稱為輪跡橫向分布系數(shù)?！?167?！…h(huán)境因素影響路基土和路面材料的強度現(xiàn)剛度隨路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和濕度的變化有時會有大幅度的增減。大氣的溫度在年內(nèi)和同內(nèi)發(fā)生著周期性變化，同大氣直接接觸的路面溫度也相應(yīng)地在年內(nèi)和日內(nèi)發(fā)生著周期性變化。路表溫度的起伏，同氣溫的變化幾乎完全同步，由于太陽輻射熱被路面吸收，路表面的溫度較氣溫高。瀝青面層最高溫度高出氣溫23；水泥磚面層的最高溫度高出氣溫14。瀝青路面：熱穩(wěn)定性：氣溫升高，瀝青路面的剛度，強度降低，并易產(chǎn)生車轍、推擠、擁包、波浪等破壞現(xiàn)象。低溫抗裂性：溫度降低時，瀝青路面易發(fā)生斷裂、網(wǎng)裂等破壞。水泥硅路面硅路面受溫差的影響，體積會發(fā)生變化。圖當(dāng)硅面極受約束時，產(chǎn)生翹曲變形。167?！⊥粱牧W(xué)強度特性一、路基受力狀況：路基承受著路基自重和汽車輪垂這兩種荷載，因此在一定深度范圍內(nèi)，路基土處于受力狀態(tài)。設(shè)車輪荷載為一圓形均布垂直荷載，路基為一彈性均度半空間體，則：圖：由路基自重引起的應(yīng)力：由輪重P引起的應(yīng)力：應(yīng)力之和　　　　　　　　　　　　　　　　?。?－10）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2－11）路基工作區(qū)任一點處的垂直應(yīng)力包括由車輪荷載引起的和由土基自重引起的兩者的共同作用。二、路基工作區(qū)（應(yīng)力工作區(qū)）從路基頂面到時的深度（很小，僅為），該范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?－12）隨P的增加而加大。當(dāng)＞路基填土高度時，天然地基的土層和路基應(yīng)同時滿足路基工作區(qū)的設(shè)計要求，并充分壓實。三、路基土的應(yīng)力—應(yīng)變特性路基土在荷載作用下，產(chǎn)生的變形包括了彈性變形和塑性變形兩部分，即卸荷后其變形不能完全恢復(fù)到加荷前的狀況。以壓入承載板試驗來研究土基的應(yīng)力—應(yīng)變特性以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，逐級加荷卸荷，記錄施加于承載板上的荷載及由該荷載所引起的沉降變形。由試驗得知，土基的垂直變形隨壓力P的增加而增長，其關(guān)系如下：圖Ⅰ階段：彈性階段，土基受彈性壓縮，變形發(fā)展緩慢，近似呈直線變化。Ⅱ階段：彈塑性變形階段。外力作用下的變形增長較快，土基已產(chǎn)生塑性變形。Ⅲ階段：出現(xiàn)彈塑性變形后，如果壓力繼續(xù)增加，最后使土基失去抵抗變形的能力，此時即使荷載不再增加，變形亦不能穩(wěn)定下來，隨作用時間的增加而達(dá)到破壞。從曲線中可知路基土受荷產(chǎn)生的變形中包含著彈塑性變形的非線性性質(zhì)，但在確定土基的設(shè)計參數(shù)時，采用局部線性化的方法，即土基受外荷作用下的變形值控制在某一范圍內(nèi)（規(guī)范?。⒃谶@微小變形范圍內(nèi)的曲線視為線性關(guān)系。用以下幾個模量值來表示土的特性。圖1)初始切線模量：應(yīng)力為零時的應(yīng)力—應(yīng)變曲線的正切，代表加荷時的應(yīng)力—應(yīng)變狀態(tài)；2)切線模量：某一應(yīng)力級處應(yīng)力—應(yīng)變曲線的斜率。反映該級應(yīng)力—應(yīng)變變化的精確關(guān)系；3)割線模量：以某一應(yīng)力值對應(yīng)的曲線上的點同起始點相連的割線斜率。反映土基在某一應(yīng)力工作范圍內(nèi)應(yīng)力—應(yīng)變的平均狀況。4)回彈模量E。應(yīng)力卸除階段，應(yīng)力—應(yīng)變曲線的割線模量，反映土的彈性性質(zhì)的特殊的割線模量，可作為路面設(shè)計中常用的參數(shù)。前三種應(yīng)變均包括了彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，第四種應(yīng)變只包括了彈性應(yīng)變。土的流變性(蠕變性)路基土在荷載作用下的變形，不僅與荷載大小有關(guān)，而且與荷載作用的持續(xù)時間有關(guān)。承受重復(fù)荷載作用下的特性：(1)重復(fù)荷載的作用規(guī)律：塑性變形隨荷載作用次數(shù)增加不斷產(chǎn)生塑性變形積累；使總變形增為大，但每一次產(chǎn)生的塑性變形卻逐漸減小。(2)土基在荷載的重復(fù)作用下，產(chǎn)生的變形積累，可能導(dǎo)致兩種不同的結(jié)果：①土顆粒之間進(jìn)一步靠攏，土體逐漸密實，這對提高土的強度和剛度有利。②當(dāng)荷載重復(fù)次數(shù)過多或荷載過大時，會形成引起土體整體破壞的剪切面，造成土體破壞。出現(xiàn)何種結(jié)果，取決于以下三種因素：a、土的類別和所處的狀態(tài)；b、應(yīng)力水平(相對荷載)：重復(fù)荷載應(yīng)力同一次靜載時的應(yīng)力極限強度之比值：應(yīng)力水平=重復(fù)荷載應(yīng)力=一次靜載時的應(yīng)力極限強度當(dāng)時，土體不發(fā)生破壞。C、作用荷載的性質(zhì)和加荷速度。即每次荷載作用的持續(xù)時間和間歇時間。167。 土基的承載能力表征土基承載能力的參數(shù)指標(biāo)有回彈模量，地基反映模量和加州承載比(CBR)等。一、土基回彈模量反映土基在瞬時荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì)。柔性承載板測定；土基與壓板之間的接觸壓力為常量 承載板的撓度為：實際測定中，剛性承載板用得較多，因為其撓度易測量，壓力容易控制。試驗時宜采用逐級加載卸載法，待卸載穩(wěn)定1min時，則停止加載。(為土基泊松比)二、地基反應(yīng)模量KWinkler地基假設(shè)土基頂面任一點的彎沉，僅同作用于該點的壓力成正比，而同其相鄰點處的壓力尤關(guān)。即：通常規(guī)定按彎沉量(或壓力)，由上式確定k值，(剛性承載板法)承載板直徑若彎沉只考慮回彈彎沉，則三、加州承載比(CBR)一種評定材料承載能力的指標(biāo)。，與標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量時標(biāo)準(zhǔn)壓力的比值。注：①；②，應(yīng)采用后者為準(zhǔn)；③CBR值在一定程度上反映了某一變形級位時荷載同變形的關(guān)系，也是一項剛度指標(biāo)，但CBR試驗為室內(nèi)小比例的模型試驗， 剛度以相對值表示。167。 路基的變形、破壞及防治(自學(xué))一、路基的主要病害二、路基病害防治167。 路面材料的力學(xué)強度特性強度是指材料達(dá)到極限狀態(tài)或出現(xiàn)破壞時所能承受的最大荷載(或應(yīng)力)。路面材料可能出現(xiàn)的強度破壞通常為：(1)因剪切應(yīng)力過大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動面的滑移或相對變位；(2)因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過大而引起的斷裂。一、抗剪強度：路面結(jié)構(gòu)層因抗剪強度不足產(chǎn)生破壞的情況有：(1)面層路面結(jié)構(gòu)層較薄，總體剛度不足、土基剪應(yīng)力過大，導(dǎo)致路基路面整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切破壞；(2)內(nèi)部剪應(yīng)力過大而引起部分結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生剪切破壞；(3)面層材料抗剪強度較低，在受較大的水平推力時，面層產(chǎn)生縱向或橫向推移的各種剪切破壞。 ——法向正應(yīng)力 c——材料的粘結(jié)力對瀝青混合料而言：(1)粘度越高，c值越大；(2)有一最佳瀝青用量，使c達(dá)到最大；(3)隨溫度的升高和剪切速率的下降，混合料的c下降；(4)細(xì)料的含量增多，有棱角的集料增多，礦粉同瀝青的吸附性好等因素，有助于提高c值。直剪試驗確定松散粒料：三軸壓縮試驗確定，試件直徑4dax(集料)且，一般取二、抗拉強度直接拉伸試驗或間接拉伸試驗(劈裂試驗測得)1——壓條 2——試件通過壓條沿直徑方向按一定的速率施加荷載，直至試件開裂破壞。圖p——試驗最大荷載水泥硅采用邊長為150mm的立方體試塊常溫下，在一定范圍內(nèi)隨瀝青含量和施加載速率的增加而增加，隨針入度和溫度的增加而下降。在低溫下，隨針入度和溫度的增加而下降。增加混合料拌和及壓實溫度，增加礦粉含量，有助于提高。三、抗彎拉強度通常簡支小梁三分點加載試驗評定。試件尺寸：5cm5cm24cm 10cm10cm40cm 15cm15cm55cmL為h的3倍。水泥硅以15cm15cm55cm，為準(zhǔn)10cm10cm40cm，四、應(yīng)力—應(yīng)變特性顆粒材料的應(yīng)力—應(yīng)變特性對于用作基層和墊層材料的無機結(jié)合料碎(礫)石材料，由三軸試驗所得的應(yīng)力—應(yīng)變曲線具有與粘性土相似的非線性特性。隨偏應(yīng)力()的增加而減小，隨側(cè)限應(yīng)力的增大而增大，但側(cè)限應(yīng)力的影響要比粘性土的情況大得多。此外，碎(礫)石材料的模量值同材料的級配、顆粒形狀、密實度等因素有關(guān)、通常，密實度越高、模量值越大；顆粒梭角多者有效高的模量；當(dāng)細(xì)料含量不多時，含水量的影響很小。水泥穩(wěn)定類材料的應(yīng)力—應(yīng)變特性水泥穩(wěn)定類材料包括水泥土和水泥穩(wěn)定碎石或礫石粒料，常用作路面的基層和墊層。其應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系也呈現(xiàn)出非線性性質(zhì)，表征其關(guān)系的模量值，也是應(yīng)力的函數(shù)。但在應(yīng)力級位較低時，應(yīng)力—應(yīng)變曲線可近似看作是線性的。材料的強度與模量隨齡期而不斷提高，板體性增強，剛度增大。而石灰穩(wěn)定土和各種工業(yè)廢渣混合料的應(yīng)力—應(yīng)變特性，同水泥穩(wěn)定類材料相似。瀝青混合料受到外力作用時，可表現(xiàn)為三種狀態(tài)：一是純彈性體其變形的產(chǎn)生和恢復(fù)是瞬時的，不隨時間而變化；二是粘彈體，其變形隨時間發(fā)展而衰減，卸載之后變形隨時間增長可全部恢復(fù)；三是彈粘塑性體，其變形隨時間發(fā)展，具有衰減特征，但卸載后存在不可恢復(fù)的塑性變形。當(dāng)施加的應(yīng)力相當(dāng)小，且受荷時間短促時，混合料牌或基本處于彈狀態(tài)或兼有粘彈性性質(zhì)，當(dāng)應(yīng)力足夠大，且受荷時間較長時，混合料處于彈性，彈—粘性，彈—粘—塑性等不同性狀；在低溫時，混合料基本上屬彈性體，而在常溫和高溫時則可能相應(yīng)變?yōu)閺棥承曰驈棥场苄泽w。2)勁度模量(勁度)：表示粘性和彈性兩種聯(lián)合效應(yīng)的指標(biāo)。瀝青混合料的勁度模量是在給定溫度和加荷時間條件下的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系參數(shù)。 　　　　　167。27 路面材料的累積變形與疲勞特性路面結(jié)構(gòu)在荷載應(yīng)力重復(fù)作用下，可能出現(xiàn)的破壞狀態(tài)有：。重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生塑性變形積累，當(dāng)累積變形起出一定限度時，出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)；，在重復(fù)荷載作用下雖然不產(chǎn)生塑性變形，但是結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生微量損傷，當(dāng)微量損傷累積達(dá)到一定限度時，路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞斷裂，出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)。一、累積變形路面結(jié)構(gòu)在車輪荷載重復(fù)作用下因塑性變形積累而產(chǎn)生況陷或車轍，是路面結(jié)構(gòu)的主要病害。二、疲勞特性疲勞：彈性狀態(tài)的路面材料承受重復(fù)應(yīng)力作用時，可能在低于靜作用下的報限應(yīng)力值時出現(xiàn)破壞時材料度的降低現(xiàn)象稱為疲勞。出現(xiàn)疲勞的原因：由于材料內(nèi)部存在不均質(zhì)或局部缺陷，荷載作用下在該處發(fā)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)微裂隙，應(yīng)力的反復(fù)作用使微裂隙逐步擴展肉而不斷減少有效的承受應(yīng)力的面積，終于在反復(fù)作用一定次數(shù)后導(dǎo)致破壞。疲勞強度：出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值。它隨作用次數(shù)的增加低。疲勞極限：材料應(yīng)力反復(fù)作用一定次數(shù)后，疲勞強度不再下降，于穩(wěn)定值，此穩(wěn)定值稱為疲勞極限。反復(fù)應(yīng)力低于疲勞極限值時，材料可經(jīng)受應(yīng)力無限多次的作用尷不出現(xiàn)破壞。水泥硅及無機結(jié)合料處治的混合料：疲勞曲線 圖235 P57疲勞方程 瀝青混合料： 控制應(yīng)力：較厚的瀝青面層 控制應(yīng)變：較薄的瀝青面層，隨基層共同產(chǎn)生位移。曼諾定律：各級荷載作用下的材料所出現(xiàn)的疲勞損壞可以線性疊加。 第三章 一般路基設(shè)計一般路基：是指在正常的地質(zhì)與水文條件下，路基填控不超過設(shè)計規(guī)范或技術(shù)手冊所充許的范圍?；蛑冈诠こ痰刭|(zhì)和水文條良好的地段修筑的填控不大的路基。一般路基可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?，地質(zhì)情況，直接選用典型斷面圖或設(shè)計規(guī)定，不必進(jìn)行個別論證和驗算?！兑?guī)范》：對填方邊坡高度超過20m，挖方邊坡超過30m的路基 (礫石土、砂不超過12m) (碎、礫石土)均作為路基重點工程來設(shè)計。 167。 路基的類型與構(gòu)造一、基本的構(gòu)成：路基寬度=路面寬+分隔帶+路肩+綠化帶《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》取決于公路等級。路基高度：是指路壩的填筑厚度或塹的開控深度，是原地面標(biāo)高與路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高標(biāo)的相差數(shù)值。取決于縱坡設(shè)計與地形