我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法及典型實(shí)例

1、精品資料可編輯修改我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法及典型實(shí)例1、設(shè)計(jì)理論-層狀體系理論2、設(shè)計(jì)指標(biāo)和要求；(1)輪隙中間路表面(A點(diǎn))計(jì)算彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值(2)輪隙中心下(C點(diǎn))或單圓荷載中心處(B點(diǎn))的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力3、彎沉概念(1)回彈彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形，卸載后能恢復(fù)的那一部分變形。(2)殘余彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復(fù)的那一部分變形。(3)總彎沉：路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形(回彈彎沉+殘余彎沉)。(4)容許彎沉：路面設(shè)計(jì)使用期末不利季節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值。(5)設(shè)計(jì)彎沉：是

2、指路面交工驗(yàn)收時(shí)、不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，標(biāo)準(zhǔn)軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉4、彎沉測(cè)定；的回彈量，快速連續(xù)測(cè)定,使用時(shí)應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算o(1)貝克曼法：傳統(tǒng)檢測(cè)方法，速度慢，靜態(tài)測(cè)試，試驗(yàn)方法成熟，目前為規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。(2)自動(dòng)彎沉儀法:利用貝克曼法原理快速連續(xù)測(cè)定，屬于試驗(yàn)范疇，但測(cè)定的是總彎沉，因此使用時(shí) 應(yīng)用貝克曼進(jìn)行標(biāo)定換算。(3)落錘彎沉儀法:利用重錘自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊載荷測(cè)定彎沉，屬于動(dòng)態(tài)彎沉，并能反算路面5、設(shè)計(jì)彎沉的調(diào)查與分析瀝青路商按外觀劃分的性能等級(jí)外觀等級(jí)外觀狀況|路面表面外觀特征一一，好堅(jiān)實(shí),平里無(wú)裂實(shí)無(wú)變形二二較好| 平整、無(wú)變形、少量發(fā)裂三 J中

3、整.無(wú)變現(xiàn)卡少量縱向或不規(guī)則裂篤 四一較壞無(wú)明顯變形，有較多縱橫向裂紋或局部網(wǎng)察” r五寸壞工連片嚴(yán)重龜（網(wǎng)）裂或拌有車轍、沉陷（i）我國(guó)把第四外觀等級(jí)作為路面臨界破壞狀態(tài)，以第四外觀等級(jí)路面的彎沉值的低限作為臨界狀態(tài)的劃界 標(biāo)準(zhǔn)，從表中所列的外觀特征可知，這樣的臨界狀態(tài)相當(dāng)于路面已疲勞開裂并伴有少量永久變形的情況。（2）對(duì)相同路面結(jié)構(gòu)不同外觀特征的路段進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，外觀等級(jí)數(shù)愈高，彎沉值愈大，并且外觀等 級(jí)同彎沉值大小有著明顯的聯(lián)系。因此可以在彎沉值與不同時(shí)期的累計(jì)交通量間建立關(guān)系。6、設(shè)計(jì)彎沉值；設(shè)計(jì)彎沉值是路面峻工驗(yàn)收時(shí)、最不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下測(cè)得的最大（代表）回彈的累計(jì)當(dāng)量

4、軸次、公路等級(jí)、面層和基層類型確定的路面彎沉設(shè)計(jì)彎沉值值。7、容許彎拉應(yīng)力 對(duì)瀝青混凝土的極限劈裂強(qiáng)度， 系指15 c時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類材料齡期為 90d的極限劈裂強(qiáng)度（MPa）;對(duì)二灰穩(wěn)定類、石性子|英械料系指齡期為180d的極限劈裂強(qiáng)度（MPa）,水泥粉煤灰穩(wěn)定類120d的極限劈裂強(qiáng)度（MPa）。左M瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)：0.09N產(chǎn)JA,及$ =。,35死氏長(zhǎng)"。45死以4 . I 一八石'石下瓦禹方了無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類：無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類8、路面結(jié)構(gòu)的彎沉計(jì)算 ”彈性層狀理論是在一定假設(shè)條件下(半無(wú)限空間體、材料各向同性、均質(zhì)體且不計(jì)自重)

5、經(jīng)過(guò)復(fù)雜的力學(xué)、數(shù)學(xué)推演的理論體系，假設(shè)條件與路面實(shí)際不完全相符合，這是導(dǎo)致理論與實(shí)際不一致的原因。因此引入彎沉修正系數(shù)F,將理論彎沉值進(jìn)行修正，使計(jì)算彎沉與實(shí)測(cè)彎沉值趨于接近。彎沉修正系數(shù)：0 一，一理論彎沉一口。順'9、路面結(jié)構(gòu)的彎拉應(yīng)力計(jì)算。廣I _l U IH 理論最大拉應(yīng)力系數(shù)：6 " 6'當(dāng)”.；實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，該值通過(guò)程序計(jì)算得到。10、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)；需要得到的設(shè)計(jì)參數(shù)： 此，&，角1 松-1，朦1 兒-1其中：心是標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；*門蜘是土基的回彈模量和泊松比；其它參數(shù)為土基以上結(jié)構(gòu)層材料的模量和泊松比，其泊松比一般可取為0.250.3

6、5 (強(qiáng)度高時(shí)取小值)，彈性模量可取規(guī)范推薦值，或試驗(yàn)確定。規(guī)范要求：(1)高速公路、一級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選取工程用路面材料實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)；各級(jí)公路采用新 材料時(shí)，也必須實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)。(2)高速公路、一級(jí)公路初步設(shè)計(jì)或二級(jí)及二級(jí)以下公路設(shè)計(jì)時(shí)可借鑒本地區(qū)已有的試驗(yàn)資料或工程經(jīng)驗(yàn) 確定。11、土基回彈模量設(shè)計(jì)值的規(guī)定(1)新建公路初步設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)查表法(或現(xiàn)有公路調(diào)查法)、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等，經(jīng)綜合分析、 論證，確定沿線不同路基狀況的路基回彈模量設(shè)計(jì)值。(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定路基回彈模量值與壓實(shí)度、路基稠度或室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定路基土回彈模量值與室內(nèi)路基土CBR值等資料，建立可靠的換算關(guān)系，利用換算關(guān)系

7、計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)路基回彈模量。(3)當(dāng)路基建成后，在不利季節(jié)實(shí)測(cè)各路段路基回彈模量代表值，以檢驗(yàn)是否符合設(shè)計(jì)值的要求?，F(xiàn)場(chǎng) 實(shí)測(cè)方法宜采用承載板法，也可采用貝克曼梁彎沉儀。若在非不利季節(jié)測(cè)試，則應(yīng)進(jìn)行修正。(4)若現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)路基回彈模量代表值小于設(shè)計(jì)值或彎沉值大于要求的檢測(cè)值，應(yīng)采取翻曬補(bǔ)壓，摻灰處 理或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)厚度等措施，以保證路基路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。12、 土基回彈模量室內(nèi)試驗(yàn)的要求(1)應(yīng)選擇土料場(chǎng)，取土樣，宜采用 100mm 直徑承載板，按照現(xiàn)行的公路土木試驗(yàn)規(guī)程中的小承 載板法試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)。回彈模量測(cè)試結(jié)果應(yīng)采用下式修正：耳L超(2)試件制備應(yīng)根據(jù)重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的最佳含水量，采用三組試樣

8、，每組三個(gè)試件，每個(gè)試件分別按重錘三 層98次、50次、30次擊實(shí)試件，測(cè)得不同壓實(shí)度與其對(duì)應(yīng)的回彈模量值，繪成壓實(shí)度與回彈模量間的關(guān)系 線，查圖求得標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)條件下的回彈模量值。(3)路基回彈模量設(shè)計(jì)值，應(yīng)考慮公路等級(jí)、不利季節(jié)和路基干濕類型的影響，采用下式計(jì)算：“"一五"13、土基回彈模量取值方法(1 )現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法：承載板測(cè)試法：采用直徑 30cm的剛性承載板, 方法，測(cè)出每級(jí)荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值，采用在現(xiàn)場(chǎng)土基表面，通過(guò)承載板對(duì)土基逐級(jí)加載、卸載的 1mm線性歸納法按下式計(jì)算測(cè)點(diǎn)處路基回彈模量值：回彈彎沉測(cè)試：落錘式彎沉儀:(2)查表法：確定臨界高度(根據(jù)自然區(qū)劃

9、、土質(zhì))；擬定土的平均稠度(根據(jù)路基設(shè)計(jì)高度與臨界高度的關(guān)系，確定路基頂面以下80cm范圍內(nèi)不同深度的含水量，計(jì)算平均稠度；預(yù)測(cè)土基回彈模量(根據(jù)平均稠度、土質(zhì)、自然區(qū)劃查表)(3)室內(nèi)試驗(yàn)法：根據(jù)室內(nèi)小承載板測(cè)得回彈模量，乘以折減系數(shù)。(4)換算法：通過(guò)回歸分析，確定特定地區(qū)、土質(zhì)的 CBR等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與回彈模量的關(guān)系；14、結(jié)構(gòu)層的回彈模量的要求；以路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量。對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為20 C；以彎拉應(yīng)力(應(yīng)變)為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，擬驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)層采用彎拉回彈模量(對(duì)于瀝青混凝土 試驗(yàn)溫度為15 C)，其它結(jié)構(gòu)層采用抗壓回彈模量?？紤]到模量取值的不利組合，回

10、彈模量的設(shè)計(jì)值取值：(1)計(jì)算路表彎沉值時(shí)，抗壓回彈模量應(yīng)按下式計(jì)算其設(shè)計(jì)值：舊"百一13(2)計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用上式計(jì)算其設(shè)計(jì)值；計(jì)算層及以上各層模量應(yīng)采用 下式計(jì)算其設(shè)計(jì)值：s =16、瀝青結(jié)構(gòu)層的回彈模量參數(shù)而者混合材料設(shè)計(jì)參數(shù)材料名稱抗壓模量(tfoa)2T C 15。C15。C劈裂 強(qiáng)度 (則)備注細(xì)粒式瀝 青海疑土密級(jí)2己120015001800-22001, 2-L 6AC-lQj AC-13開級(jí)配70010001000-14000. 6-1. 0BFC瀝青瑪蹄脂碎石120016001600-20001,4-1. 9SM&中粒式瀝青混凝

11、土100014001600-20000. 8-1. 2ACT 6；20密級(jí)配粗粒式瀝青 混蹄土80012001000-14000. 6-1. 0AC-25麗青蜂后密級(jí)配10001.4001200-16000. 6-1. 0ATB-25；ATB-35基層配600-800一AM-25； M-40瀝青貫入式400-600一一一17、新建路面的厚度設(shè)計(jì) 交通量已知，各層材料模量、泊松比、抗拉應(yīng)力已知，除待設(shè)計(jì)層外各層厚度已知, 需計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度：設(shè)計(jì)過(guò)程：(1)根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)層材料，確定設(shè)計(jì)彎沉計(jì)算公式中各參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值；(2)目標(biāo)：交工驗(yàn)收時(shí)輪隙中心實(shí)測(cè)路表彎沉小于等于設(shè)計(jì)彎沉；(3)通過(guò)諾模

12、圖或電算程序，查圖或電算求出待設(shè)計(jì)層的厚度；(4)通過(guò)彎拉應(yīng)力驗(yàn)算；(5)抗凍層厚度驗(yàn)算(6)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較18、新建路面的厚度設(shè)計(jì)程序柳牌公等優(yōu) 而*K）*屋，拿MH、材14查總靚位，4慎餐蜜"八小住網(wǎng)"惺性我法胃耳甘H戲沱*，*1H*星比拉安力3|"1士國(guó)釘學(xué)出于仁 宏昭兄*曰實(shí)例： 1、新建路面的厚度設(shè)計(jì)實(shí)例；甲乙兩地之間計(jì)劃修建一條四車道的一級(jí)公路，在使用期內(nèi)交通量 的年平均增長(zhǎng)率為10%。該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.0 ,沿途有大量碎石集料，并有石灰供給預(yù)測(cè)該路竣工后第一年的交通組成如表所示，試進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。車型前軸重（KW）后軸重 依N）后軸

13、 數(shù)后軸輪組 數(shù)后軸距交通量1次/ 日）三羲T65加29.34艮D(zhuǎn)1二-30。黃河JN1能58.6114.01雙輪組-400江淮HF15045.1101.51雙輪組我。解放 SP920078.03L 33雙輪組>3id300湘江HQP&O23.173. 22,雙輪組>3id400東風(fēng)EQ1S526.55L T2雙輪組二舐4002、交通分析；（1）軸載換算（彎沉及瀝青層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）車型耳(KN)5d日）目）三菱T55拓軸29. 316.43003.9S后 軸43.01130012.3黃河前軸53.616.4400250. 2有 錐114.011400707. 3江淮HF1

14、5O靛 抽45, 116.440080后軸101.511400426.8解放前 軸31. 316.430012. 16后 軸7S. 03130030b. 4湘江HQHQ后 軸70. Z2140028. 9東風(fēng)EQ1后6前 鈾血516* 44007.63后 軸56. 72. 214874,SJ*£門11 G 鼻豺做/日）2OS1,3（2）軸載換算（半剛性層彎拉應(yīng)力分析時(shí)）車型月黃河JN163前軸58.0118- 5qg103.6后軸114.01n-4001141.0江淮HF150后軸101.51400450.6解放SP92g后軸73.03300123. 3海注HQP40哈軸73. 22

15、140065,9東風(fēng)EQ155后軸56. 7140。12.3蒞的多圖1897.2（3）累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)（累計(jì)當(dāng)量軸次）作彎沉計(jì)算及瀝青層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：1.09x10作半剛性基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：此;=豆9工10”3、初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取；（1）設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為九百萬(wàn)次左右。根據(jù)規(guī)范推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供應(yīng)，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土（18cm）,基層采用水泥穩(wěn)定碎石（厚度取20cm ）,底基層采用石灰土（厚度待定）。(2)采用三層式瀝青面層，表面層采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度4cm),中面層采用中粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度6cm),

16、下面層采用粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土(厚度8cm)。4、各層材料的抗壓模量與劈裂強(qiáng)度；查表得到各層材料的抗壓回彈模量和劈裂強(qiáng)度?？箟夯貜椖Ａ咳?0 C的模量，得到20 c的抗壓回彈模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1400MPa ,中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200MPa ,粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為 1000MPa ,水泥碎石為1500MPa ,石灰土 550MPa 。彎拉回彈模量和彎拉強(qiáng)度瀝青層取15 c的值，分別為2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa 。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.4MPa ,中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.0MPa ,粗粒式

17、密級(jí)配瀝青混凝土為 0.8MPa ,水泥碎石為0.5MPa ,石灰土 0.225MPa。5、土基回彈模量的確定；該路段處于IV7區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.0 ,查表“二級(jí)自然區(qū)劃各土組土基回彈模量參考值(MPa) ”得±基回彈模量為 40MPa。6、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定-設(shè)計(jì)彎沉值；本公路為一級(jí)公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0 ,面層是瀝青混凝土，面層類型系數(shù)取1.0,半剛性基層，底基層總厚度大于20cm ,基層類型系數(shù)取1.0。設(shè)計(jì)彎沉值為：4 = 0,6 *4 K 4三092352解7、設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定-容許拉應(yīng)力(1)細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土：% = O.Q9xNy/a = 0.4402幅。(2)中粒式密級(jí)配瀝青混凝土：% = 009x1 也= 0.3144"(3)粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土：分 = 0，。9乂此 也= 02515煙(4)水泥碎石：巧;=°，33靈心/4 =。,2429蜂療(5)石灰土：燈央=Q藥乂虱= 峰也8、設(shè)計(jì)資料匯總；設(shè)計(jì)彎沉值為