【正文】 合料、貧水泥混凝土、天然砂礫、各種碎石或礫石、片石、塊石或圓石，各種工業(yè)廢渣混合料。其主要作用是調(diào)節(jié)和改善土基的濕度和溫度狀況，以保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗凍能力。常用的材料有兩類：一類是松散粒料，如砂、礫石、爐渣、片石或圓石等材料；另一類是有整體性材料，如石灰土、爐渣石灰土等 對路面的基本要求汽車直接行駛于路面表面，因此路面的作用是能夠擔(dān)負汽車的荷載而不破壞；保證道路全天候安全通車；能夠保證車輛以一定的行駛速度在道路上行駛。同時這種強度和剛度又應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，在不利的自然因素（水、溫度等）作用下，其變化幅度減少到最低限度。路面平整度差會加速汽車的磨損，還會影響行車安全。路面要平整，但不宜光滑，一方面光滑的路面不能保證高速行車；另一方面容易引起交通事故。路面透水會導(dǎo)致土基和路面強度降低而產(chǎn)生破壞。另外，路面材料還可能由于老化衰變而導(dǎo)致破壞。噪聲與揚塵會對環(huán)境造成污染，影響正常的行車秩序。、環(huán)境因素對路面的影響路面直接暴露在大氣中，經(jīng)受著大自然中各種不同因素的影響，這些因素勢必對路面穩(wěn)定性等相關(guān)方面造成一定的影響。由第2章的相關(guān)內(nèi)容我們已知，道路路面主要是提供汽車以一定的速度，在道路上安全而舒適地行駛，因此在路面設(shè)計與施工中，首先要研究汽車的特性及其對路面的作用。 供城間客運和城市公共交通用，滿載總重一般為100KN。載重汽車總重量為50150KN；傾卸汽車主要用于礦山內(nèi)部運輸與工地施工材料運輸，總重150500KN以上；牽引汽車用于牽引掛車、平板車、集裝箱車等。汽車荷載對路面施加的作用力的大小和性質(zhì)，隨汽車的運動狀態(tài)而變化。由此可見，汽車在任何一種運動狀態(tài)下垂直力都是最基本的作用力，其次是水平力。[3]軸荷載通過充氣輪胎傳給路面，車輪與路面的接觸面積稱為輪印面積，其形狀為帶有輪胎花紋的近似橢圓，在柔性路面設(shè)計中，用等面積圓來代替，稱為輪印的當(dāng)量圓。現(xiàn)行的柔性路面設(shè)計方法，采用雙圓荷載圖式。試驗證明：汽車正常行駛時=（）；一般加速或減速時， =（）；緊急制動或驟然加速事， =（）。影響路基濕度的有以下幾個主要因素:大氣降水和蒸發(fā)、地面水的滲透、地下水的影響、溫差引起的濕度變化。路面直接暴露在大氣之中，經(jīng)受著這些變化的影響，特別是面層材料所受的影響最大。面層結(jié)構(gòu)內(nèi)不同深度處的溫度也同樣隨著大氣溫度產(chǎn)生周期性的變化，但是變化的幅度隨著深度的增加而逐漸減少。產(chǎn)生凍脹的原因有兩個：一是由于水分凍結(jié)時，體積將增加9%；二是由于路基土中的弱結(jié)合水向凍結(jié)區(qū)移動的結(jié)果。春季來臨，冰凍的路基開始融化，會使土失去承載力，導(dǎo)致路面損壞，這種現(xiàn)象稱為春融翻漿，翻漿的主要原因是由于融化的過程是自上而下進行的，當(dāng)路基頂面土開始融化時，水分無法排除，使得已經(jīng)融化的土達到飽和狀態(tài)。我國地域遼闊，自然因素變化極為復(fù)雜。根據(jù)此標(biāo)準，“公路自然區(qū)劃”分三級進行區(qū)劃[6]：1. 一級區(qū)劃一級區(qū)劃將全國分為下列七個大區(qū)：Ⅰ區(qū)——北部多年凍土區(qū) Ⅱ區(qū)——東部濕潤季凍區(qū) Ⅲ區(qū)——黃土高原干濕過渡區(qū) Ⅳ區(qū)——東南濕熱區(qū) Ⅴ區(qū)——西南潮暖區(qū) Ⅵ區(qū)——西北干旱區(qū) Ⅶ區(qū)——青藏高寒區(qū) 2. 二級區(qū)劃二級區(qū)劃是在每個一級區(qū)內(nèi)，再以潮濕系數(shù)為依據(jù)，分為六個等級，潮濕系數(shù)為年降雨量與年蒸發(fā)量之比，即： K 1級 過濕K 2級 中濕K 3級 潤濕K 4級 潤干K 5級 中干K 6級 過干3. 三級區(qū)劃三級區(qū)劃是二級區(qū)劃的具體化。柔性路面是由具有粘性、彈塑性的結(jié)合料和顆粒礦料組成的路面，包括除用水泥混凝土作面層和基層以外的各種路面結(jié)構(gòu)。本章主要從以下幾個方面進行闡述：彈性層狀體系理論、路面結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計原則、路面設(shè)計標(biāo)準及相關(guān)參數(shù)、路面厚度計算及彎拉應(yīng)力驗算。采用非線性彈粘塑性理論，在一定條件下能更準確地描述路面的受力狀況，但是考慮到車輪行駛作用的瞬時性，在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力數(shù)量很小，因此可以將路面各結(jié)構(gòu)層看成是理想線彈性體，從而應(yīng)用多層線彈性理論來進行設(shè)計計算。柔性路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計的任務(wù)是在一般路面設(shè)計原則的指導(dǎo)下，根據(jù)道路等級、使用要求和設(shè)計年限內(nèi)標(biāo)準軸載的累計當(dāng)量軸次，綜合考慮筑路材料的供應(yīng)情況、自然因素的影響程度以及具體的施工條件，確定合理的路面結(jié)構(gòu)層次并選擇適用、經(jīng)濟的組成材料，組合成既能經(jīng)受行車荷載和自然因素的作用，又能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)層材料最大效能的路基路面結(jié)構(gòu)體系。在進行柔性路面設(shè)計時，我們需要用到如下參數(shù)：標(biāo)準軸載及當(dāng)量軸次、路面容許彎沉值、容許彎拉應(yīng)力等。柔性路面設(shè)計以雙輪組單軸軸載100kN和60kN為標(biāo)準軸載，分別以BZZ100及BZZ60表示，標(biāo)準軸載的計算參數(shù)見表31。對于軸載大于20kN的各級軸載（包括車輛的前、后軸）的作用次數(shù)均應(yīng)按式（31）和式（32）換算成標(biāo)準軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)（簡稱當(dāng)量軸次）。設(shè)計年限T年內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次按式（33）或（34）確定。標(biāo)準軸載計算參數(shù) 表31標(biāo)準軸載級別BZZ100BZZ60標(biāo)準軸載P（kN）10060輪胎接地壓強p（MPa）單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d（cm）兩輪中心距（cm）車道系數(shù)值 表32車 道 數(shù)η 單 車 道 雙車道 分道行駛 混合行駛 四 車 道 六 車 道 我們采用容許彎沉值作為路面整體剛度和強度的控制指標(biāo)?？梢岳孟铝腥菰S彎沉值的計算公式： （cm） （35）或 (mm) （36）式中 ：道路等級系數(shù)，三級、四級公路和大城市支路及中小城市次干路； ：面層類型系數(shù)，冷拌瀝青碎石； ：設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次（次），按式（33）或（34）確定。路面結(jié)構(gòu)層材料的容許彎拉應(yīng)力是路面結(jié)構(gòu)在行車荷載重復(fù)作用條件下，達到臨界破壞狀態(tài)時的最大疲勞彎拉應(yīng)力。對瀝青混凝土面層為： （38）對整體性基層（半剛性基層）為： （39）彎沉是在一定荷載作用下路表面的豎向變形，是反映路面整體承載能力高低和使用狀況好壞的最直觀、最簡單的指標(biāo)。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定以雙輪組車輪荷載作用下，在路表面輪隙中心處的彎沉作為路面整體抗變形能力的指標(biāo)。我們利用諾謨圖進行查表計算時，應(yīng)先用當(dāng)量厚度法，按公式（310）把多層體系換算為三層體系（圖31）。值用彈性層狀體系理論計算。已知各路面結(jié)構(gòu)層厚度和模量時，可利用三層體系表面彎沉系數(shù)諾謨圖計算理論彎沉值。通過分析實測彎沉值與計算理論彎沉值之間的關(guān)系，求得彎沉綜合修正系數(shù)。在進行路面厚度計算時，通常取，從而得到理論彎沉系數(shù)為： （314）路面設(shè)計時，確定上層厚度后，根據(jù)、及值，即可從諾謨圖中求得值，于是可求得值。那么如何對道路進行彎拉應(yīng)力驗算呢？[3]計算整體性路面材料結(jié)構(gòu)層的最大彎拉應(yīng)力時，計算層及計算層以上的結(jié)構(gòu)層采用彎拉回彈模量值，若其中某層為非整體性材料，則取抗壓回彈模量值。如何判斷各層間接觸條件，可以根據(jù)下述條件，并結(jié)合實際情況考慮：1）瀝青混凝土面層與其下面的瀝青層若連續(xù)施工，可作為連續(xù)接觸，反之則為滑動接觸。3）穩(wěn)定類材料結(jié)構(gòu)層與粒料類材料結(jié)構(gòu)層或土基之間均為連續(xù)接觸。1）計算層層時當(dāng)計算層層，利用式（315a）可將層及其以上各層換算成模量為計算層模量的一層（即三層體系的上層）；將層以下各層利用式（315b）換算成+1層模量的當(dāng)量層厚度。其換算公式（式316）為： （316a） （316b）。中層底面彎拉應(yīng)力通常產(chǎn)生在處。如果最大彎拉應(yīng)力小于容許彎拉應(yīng)力，則該路面厚度就滿足要求；否則需要調(diào)整路面厚度或采用其他措施，重新計算，直到滿足要求為止。其中重點為柔性路面設(shè)計具體實例。，通過現(xiàn)場試驗或查表并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定各段的土基回彈模量值、當(dāng)?shù)夭牧霞安牧瞎?yīng)情況和施工條件等因素，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度的初步方案（一般基層厚度在最后計算決定），然后通過試驗測試或查表并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定路面材料抗壓回彈模量以及整體性路面材料的抗彎拉強度S和抗彎拉回彈模量值。需要驗算彎拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的路面結(jié)構(gòu)，還應(yīng)驗算其彎拉應(yīng)力和剪應(yīng)力能否滿足容許值的要求，如不能滿足要求就應(yīng)調(diào)整路面厚度或變更路面結(jié)構(gòu)組合或調(diào)整材料配合比以提高材料的抗彎拉強度和回彈模量，再重新計算，直到滿足要求為止。，選定采用的路面結(jié)構(gòu)方案。交通量組成見下表（41），交通量年平均增長率為10%，擬選用瀝青混凝土面層，使用年限為15年。交 通 量 組 成 表41車型躍進NJ130交通SH141太脫拉138黃河JN150日野KB211格斯51小汽車輛/d25001200900720300240200現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：高速公路、一級、二級公路及城市道路應(yīng)采用BZZ100重型標(biāo)準，因此該一級公路選用BZZ100重型標(biāo)準。將各種軸載作用次數(shù)換算為標(biāo)準軸載作用次數(shù)，計算結(jié)果如下表所示:車 型交通量（輛/日）輪壓（MPa）單輪輪跡直徑（cm）輪組系數(shù)后軸軸數(shù)前軸軸載（KN）躍進NJ130250011交通SH141120011太脫拉13890012黃河JN15072011日野KB21130011格斯5124011車型后軸換算系數(shù)前軸換算系數(shù)車輛（總）軸載換算系數(shù)當(dāng)量軸次（次/日）躍進NJ13040交通SH14196太脫拉138899黃河JN150936日野KB211311格斯513后軸換算系數(shù)：前軸換算系數(shù)： 車輛（總）軸載換算系數(shù)=后軸軸數(shù)后軸換算系數(shù)+前軸換算系數(shù)當(dāng)量軸次=交通量車輛（總）軸載換算系數(shù)由上表得： =2285次/日設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計當(dāng)量軸次為：查表（各種路面適應(yīng)的累計當(dāng)量軸次）可知該一級公路路面等級為高級路面。路槽底距地下水位的高度為=+=，查表（路基臨界高度參考值）可知介于（）和（）之間，接著查表（路基干濕類型）可知該路基屬中濕路基。一級公路=1，瀝青混凝土面層=1cm，確定路面材料的相關(guān)參數(shù)第一種方案：層次結(jié)構(gòu)層名稱厚