01基本原理講稿

1、路面設(shè)計(jì)原理與方法路面設(shè)計(jì)原理與方法（第二版）黃曉明8年6月一本課程的目的和意義本課程為公路、城市道路機(jī)場(chǎng)工程方向的碩士研究生學(xué)位課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握路面設(shè)計(jì)的基本原理、世界各國(guó)使用的主要方法，初步了解本學(xué)科前沿動(dòng)向和學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)。二主要參考教材Principles of Pavement DesignE.J.Yoder M.W.Witczak（原版及中文版）柔性路面設(shè)計(jì)理論與方法朱照宏許志鴻同濟(jì)大學(xué)出版社柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法林繡賢人民交通出版社剛性路面設(shè)計(jì)鄧學(xué)鈞陳榮生人民交通出版社5路面設(shè)計(jì)原理與方法 黃曉明 東南大學(xué)交通學(xué)院三課程計(jì)劃第一周第一章 基本原理1§1-1

2、 基本概念1§1-2 水泥混凝土路面2§1-3 瀝青混凝土路面3§1-4 機(jī)場(chǎng)道面5§1-5 路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化7第二周第二章 車輛與交通8§2-1 車輛對(duì)路面的作用8§2-2 瀝青路面軸載換算方法15§2-3 水泥混凝土路面軸載換算方法25第三周第三章 氣候與環(huán)境32§3-1 我國(guó)公路自然區(qū)劃32§3-2 自然因素對(duì)公路路面體系的影響33§3-3 公路路面的溫度狀況34§3-4 公路路面的濕度狀況37§3-5 公路路面的溫度場(chǎng)分析38自學(xué)第四章 路基材料58§4-1 土

3、的工程分類58§4-2 土基的變形特性61§4-3 土基的強(qiáng)度指標(biāo)64§4-4 土基的反應(yīng)模量65§4-5 加州承載比CBR66§4-6 地基的干濕類型69§4-7 土基壓實(shí)70§4-8 土基的處理73第四、五周第五章 瀝青路面應(yīng)力分析75§5-1 古典設(shè)計(jì)方法75§5-2 瀝青路面層狀體系理論與分析76第六、七、八周第六章 水泥混凝土路面應(yīng)力分析98§6-1 早期荷載應(yīng)力分析98§6-2 Westergaard計(jì)算公式98§6-3 彈性地基板的荷載應(yīng)力102§6-

4、4 混凝土路面荷載應(yīng)力的有限元分析107§6-5 接縫地基板的有限元分析方法117§6-6 水泥混凝土路面的溫度應(yīng)力分析124第九周 考試第十周第七章 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料137§7-1 概述137§7-2 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的強(qiáng)度特性138§7-3 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的疲勞特性142§7-4 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的干縮特性146§7-5 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的溫度收縮特性151§7-4 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的收縮機(jī)理分析153自學(xué)第八章 瀝青混凝土材料155§8-1 瀝青混凝土的特性155§8-2 瀝

5、青混凝土路面的施工161自學(xué)第九章 水泥混凝土材料174§9-1 水泥混凝土材料的性能174§9-2 水泥混凝土的組成設(shè)計(jì)178§9-3 軌道式攤鋪機(jī)修筑水泥混凝土路面技術(shù)181第十一周第十章 公路瀝青路面設(shè)計(jì)方法188§10-1 對(duì)路面的要求及損壞的極限標(biāo)準(zhǔn)188§10-2 AASHTO瀝青路面設(shè)計(jì)法190§10-3 CBR設(shè)計(jì)法203§10-4 殼牌（SHELL）設(shè)計(jì)法211§10-5 美國(guó)地瀝青協(xié)會(huì)（AI）設(shè)計(jì)法222§10-6 我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)225第十二周第十一章 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)234&

6、#167;11-1 水泥混凝土路面的破壞類型與設(shè)計(jì)指標(biāo)234§11-2 水泥混凝土路面的平面分塊與接縫形式235§11-3 傳力桿設(shè)計(jì)與應(yīng)力驗(yàn)算240§11-4 水泥混凝土路面接縫的傳荷能力248§11-5 國(guó)外水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法253§11-6 我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法261§11-7 配筋混凝土路面271第十三周第十二章 機(jī)場(chǎng)瀝青混凝土道面設(shè)計(jì)274§12-1 CBR機(jī)場(chǎng)瀝青混凝土道面道面設(shè)計(jì)274§12-2 美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA法）278§12-3 美國(guó)地瀝青協(xié)會(huì)法282第十四周第十三章 機(jī)

7、場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)287§13-1 素水泥混凝土道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)287§13-2 我國(guó)機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)方法291§13-3 波特蘭水泥協(xié)會(huì)（PCA）法291第十五周第十四章 路面使用品質(zhì)及路況評(píng)定298§14-1 路面功能及其評(píng)價(jià)298§14-2 路面結(jié)構(gòu)承載力的評(píng)定298§14-3 路面結(jié)構(gòu)損壞狀況評(píng)定301§14-4 路面行駛質(zhì)量305§14-5 路面抗滑性能307第十六周 復(fù)習(xí)第十七周 考試第一講基本原理一概述路面設(shè)計(jì)方法經(jīng)驗(yàn)法AASHTO法；CBR法半經(jīng)驗(yàn)半理論法AI法；SHELL法；中國(guó)法典型結(jié)構(gòu)法法

8、國(guó)方法；中國(guó)八·五研究成果優(yōu)化設(shè)計(jì)法正在進(jìn)行研究路面設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)厚度設(shè)計(jì)路肩設(shè)計(jì)排水設(shè)計(jì)路面厚度設(shè)計(jì)的基本過(guò)程確定交通量，如車型、軸重、輪胎壓力、各車型通過(guò)數(shù)及橫向分布路面結(jié)構(gòu)組合，確定材料品種及其它參數(shù)參數(shù)修正方法路面設(shè)計(jì)的指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用基本關(guān)系式進(jìn)行設(shè)計(jì)二路面類型瀝青路面由較薄的摩耗層及其下的瀝青混凝土層、基層和底基層所組成，它主要有以下特點(diǎn)剛度較小抗彎拉強(qiáng)度較低土基壓力較大面層受環(huán)境的影響較大可以分期修建便于養(yǎng)護(hù)水泥混凝土路面主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)，它主要有以下特點(diǎn)剛性較大抗彎拉強(qiáng)度較大有較大的荷載擴(kuò)散能力三路面的使用要求和特點(diǎn)使用要

9、求強(qiáng)度和剛度良好的穩(wěn)定性（高溫、低溫及水穩(wěn)定性）表面平整性表面抗滑性耐久性特點(diǎn)變異性或不確定性大（水文、地質(zhì)、材料、設(shè)計(jì)、施工） 路面的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測(cè)是一個(gè)相互聯(lián)系的系統(tǒng)（費(fèi)用、服務(wù)水平）路基路面是復(fù)合結(jié)構(gòu)四機(jī)場(chǎng)道面機(jī)場(chǎng)的使用要求強(qiáng)度和剛度良好的穩(wěn)定性（高溫、低溫及水穩(wěn)定性）表面平整性表面抗滑性耐久性表面潔凈機(jī)場(chǎng)分級(jí)按跑道長(zhǎng)度分：級(jí)按飛機(jī)機(jī)翼長(zhǎng)度和主起落架輪外側(cè)間距：五級(jí)代碼代碼等級(jí)跑道基本長(zhǎng)度(m)等級(jí)翼展(m)主起落架最外輪間距(m)800154.580011991523.994.55.99120017902435.9968.9918003651.99913.995259.99913.99 例如表示長(zhǎng)度大于米，機(jī)場(chǎng)寬度米機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容道面結(jié)構(gòu)組合方案與設(shè)計(jì)厚度設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析機(jī)場(chǎng)道面與公路路面考慮的主要因素基本相同，但數(shù)值相差較大飛機(jī)重量大于汽車公路荷載的重復(fù)次數(shù)大于機(jī)場(chǎng)（200040000）輪胎壓力差別大設(shè)計(jì)考慮荷載的方法不同平面布置不同（跑道，聯(lián)絡(luò)道，滑行道等）飛機(jī)漫行及公路車轍板厚相差較大六路面破壞類型結(jié)構(gòu)與功能破壞類型結(jié)構(gòu)性破壞路面的整體或某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的破壞。功能性破壞由于路面的不平整或太光滑，使其不再具有預(yù)期的功能。瀝青路面類型瀝青路面裂縫或斷裂縱向裂縫橫向裂縫龜裂塊裂溫度裂縫反射裂縫變形車轍波浪沉陷隆起表面損壞泛油松散坑槽磨光露骨