路基路面工程-第14章-瀝青路面設(shè)計(jì)(上)

1、第十四章第十四章瀝青路面設(shè)計(jì)瀝青路面設(shè)計(jì)Asphalt Pavement Design主要內(nèi)容主要內(nèi)容u第一節(jié)第一節(jié) 概述概述u第二節(jié)第二節(jié) 彈性層狀體系理論彈性層狀體系理論u第三節(jié)第三節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)u第四節(jié)第四節(jié) 我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法u第五節(jié)第五節(jié) 我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)實(shí)例我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)實(shí)例本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)軸載當(dāng)量換算軸載當(dāng)量換算瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 層位的層位的匹配原則匹配原則、基本要求基本要求及及典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) 指標(biāo)的指標(biāo)的設(shè)置依據(jù)設(shè)置依據(jù)、類(lèi)型類(lèi)型及及計(jì)算方法計(jì)算方

2、法新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì) 計(jì)算的計(jì)算的基本步驟基本步驟、理論理論及及經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)方案比選結(jié)構(gòu)方案比選排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述半剛性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述長(zhǎng)壽命瀝青路面長(zhǎng)壽命瀝青路面47cm高質(zhì)量高質(zhì)量表面表面層層1017.5cm高模量高模量抗車(chē)轍抗車(chē)轍層層7.

3、510cm柔性柔性抗疲勞抗疲勞層層土基土基1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述全厚式排水瀝青路面全厚式排水瀝青路面瀝青混凝土瀝青混凝土表面表面層層+ +路肩路肩排水瀝青穩(wěn)定基層排水瀝青穩(wěn)定基層瀝青混凝土分隔層瀝青混凝土分隔層1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容材料組成設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)第第1節(jié)節(jié) 概述概述排水式瀝青混凝土排水式瀝青混凝土OGFC，孔隙率，孔隙率20%密級(jí)配瀝青混凝土密級(jí)配瀝青混凝土AC，孔隙率，孔隙率5%瀝青瑪蹄脂碎石瀝青瑪蹄脂碎石SMA，

4、孔隙率，孔隙率3%1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算第第1節(jié)節(jié) 概述概述細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm瀝青穩(wěn)定碎石24cm？水泥穩(wěn)定碎石63cm 水泥穩(wěn)定碎石63cm 級(jí)配碎石15cm土 基細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm粗粒式瀝青混凝土8cm？水泥穩(wěn)定碎石34cm 水泥穩(wěn)定碎石34cm 二灰土20cm土 基細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm瀝青穩(wěn)定碎石12cm級(jí)配碎石15cm？水泥穩(wěn)定碎石32cm 水泥穩(wěn)定碎石32cm 水泥穩(wěn)定碎石20cm細(xì)粒式瀝青混凝土4cm中粒式瀝青混凝土6cm瀝青穩(wěn)定碎石10cm？水泥穩(wěn)定碎石35cm

5、 水泥穩(wěn)定碎石35cm 級(jí)配碎石20cm土 基土 基柔性路面柔性路面半剛性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面夾層式組合基層瀝青路面夾層式組合基層瀝青路面組合基層瀝青路面組合基層瀝青路面1 1、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容、瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)方案比選結(jié)構(gòu)方案比選第第1節(jié)節(jié) 概述概述2 2、瀝青路面設(shè)計(jì)原則、瀝青路面設(shè)計(jì)原則第第1節(jié)節(jié) 概述概述路基路面整體綜合設(shè)計(jì)原則路基路面整體綜合設(shè)計(jì)原則技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理因地制宜就地取材原則因地制宜就地取材原則兼顧推廣新材料兼顧推廣新材料(SMA(SMA、OGFC)OGFC)生態(tài)生態(tài)環(huán)保原則環(huán)保原則注重保護(hù)沿線環(huán)境以及自然生態(tài)注重保

6、護(hù)沿線環(huán)境以及自然生態(tài)機(jī)械化工廠化施工原則機(jī)械化工廠化施工原則有利于保證工程質(zhì)量有利于保證工程質(zhì)量分期修建原則分期修建原則依據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通量發(fā)展趨勢(shì)，分期建依據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通量發(fā)展趨勢(shì)，分期建造造3、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)法：AASHTO法和法和CBR法法。 概念：依據(jù)概念：依據(jù)調(diào)查調(diào)查或或大型試驗(yàn)大型試驗(yàn)總結(jié)得到的設(shè)計(jì)方法?？偨Y(jié)得到的設(shè)計(jì)方法。 特點(diǎn)：符合特點(diǎn)：符合試驗(yàn)地試驗(yàn)地的實(shí)際，但是的實(shí)際，但是不能不能結(jié)合結(jié)合不同地方不同地方的實(shí)際。的實(shí)際。 第第1節(jié)節(jié) 概述概述3、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)、設(shè)計(jì)方法分類(lèi)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法：力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法：AI法、法、SHELL法、我國(guó)設(shè)計(jì)方法。法、我國(guó)設(shè)計(jì)

7、方法。 概念：概念：依據(jù)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行參數(shù)確定。依據(jù)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行參數(shù)確定。 特點(diǎn)：理論聯(lián)系實(shí)際，是目前設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)。特點(diǎn)：理論聯(lián)系實(shí)際，是目前設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)。 第第1節(jié)節(jié) 概述概述4. .交通等級(jí)交通等級(jí)1 1）設(shè)計(jì)年限）設(shè)計(jì)年限-依據(jù)公路等級(jí)確定依據(jù)公路等級(jí)確定第第1節(jié)節(jié) 概述概述公路等級(jí)及其功能公路等級(jí)及其功能設(shè)計(jì)年限設(shè)計(jì)年限( (年年) )高速高速公路公路、一級(jí)一級(jí)公路公路1515改建改建/ /擴(kuò)建的高速擴(kuò)建的高速/ /一級(jí)公路一級(jí)公路10101515二級(jí)二級(jí)公路公路1212三級(jí)三級(jí)公路公路8 8四級(jí)四級(jí)公路公路6 6第第1節(jié)節(jié) 概

8、述概述車(chē)型車(chē)型軸重軸重pi(KN)后軸數(shù)后軸數(shù)輪組數(shù)輪組數(shù)交通量交通量ni(次次/日日)斯柯達(dá)斯柯達(dá)760R前軸前軸50.0121200后軸后軸90.0解放解放CA30A前軸前軸29.5221500后軸后軸236.0黃河黃河JN150前軸前軸49.0122800后軸后軸101.5延安延安SX161前軸前軸54.522600后軸后軸291.5尼桑尼桑CK10G后軸后軸39.512160076.0交通交通SH141前軸前軸25.5123200后軸后軸55.0iP1C2Cin4.交通等級(jí)交通等級(jí)2）標(biāo)準(zhǔn)軸載交通組成：）標(biāo)準(zhǔn)軸載交通組成：行駛車(chē)輛千差萬(wàn)別，軸載各不相同。行駛車(chē)輛千差萬(wàn)別，軸載各不相同。

9、4.交通等級(jí)交通等級(jí)2）標(biāo)準(zhǔn)軸載輪軸類(lèi)型：）標(biāo)準(zhǔn)軸載輪軸類(lèi)型：不同軸載損耗作用不同，無(wú)法分析總效不同軸載損耗作用不同，無(wú)法分析總效應(yīng)，有必要定義一種標(biāo)準(zhǔn)軸載，以便簡(jiǎn)化減小設(shè)計(jì)計(jì)算工作。應(yīng)，有必要定義一種標(biāo)準(zhǔn)軸載，以便簡(jiǎn)化減小設(shè)計(jì)計(jì)算工作。第第1節(jié)節(jié) 概述概述單軸單軸單單輪輪單軸單軸雙雙輪輪雙雙軸軸單單輪輪雙軸雙軸雙雙輪輪4.交通等級(jí)交通等級(jí)2）標(biāo)準(zhǔn)軸載定義）標(biāo)準(zhǔn)軸載定義我國(guó)路面設(shè)計(jì)以我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載雙輪組單軸載100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載（作為標(biāo)準(zhǔn)軸載（BZZ-100）第第1節(jié)節(jié) 概述概述100kNd1.5dp=0.7MPa平面投影平面投影 換算原則：換算原則：同一路面結(jié)構(gòu)同一路面結(jié)構(gòu)在在

10、不同軸載不同軸載作用下達(dá)到相同作用下達(dá)到相同損傷程度損傷程度。第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算a.a.中度疲勞開(kāi)裂中度疲勞開(kāi)裂b.b.重度疲勞開(kāi)裂重度疲勞開(kāi)裂 換算公式：通過(guò)模擬試驗(yàn)，建立經(jīng)驗(yàn)公式換算公式：通過(guò)模擬試驗(yàn)，建立經(jīng)驗(yàn)公式第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算nsiisiPPNN美國(guó)西部環(huán)道試驗(yàn)美國(guó)西部環(huán)道試驗(yàn) 表面彎沉控制變形破壞表面彎沉控制變形破壞第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算第第1類(lèi)設(shè)計(jì)指標(biāo)類(lèi)設(shè)計(jì)指標(biāo)彎沉盆彎沉盆deflection basinh h1 1h h2 2h hi ih hn np

11、=0.7MPap=0.7MPax xy y 3=0.3195m3=0.3195mo瀝青路面層狀介質(zhì)瀝青路面層狀介質(zhì)層底拉應(yīng)力控制強(qiáng)度破壞層底拉應(yīng)力控制強(qiáng)度破壞第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算第）當(dāng)量換算第2類(lèi)設(shè)計(jì)指標(biāo)類(lèi)設(shè)計(jì)指標(biāo)h h1 1h h2 2h hi ih hn np=0.7MPap=0.7MPax xy y 3=0.3195m3=0.3195mo面層面層基層基層底基層底基層墊層墊層Ns標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次次/日日) ni被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）日）C1軸數(shù)系數(shù)；軸數(shù)系數(shù)；軸間距軸間距3m，應(yīng)按單獨(dú)的

12、一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；軸間距軸間距3m，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： C2輪組系數(shù)，單輪組為輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為，四輪組為，雙輪組為，四輪組為0.38。 設(shè)計(jì)指標(biāo)：設(shè)計(jì)指標(biāo)：彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力彎沉及瀝青層底拉應(yīng)力第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算35. 4211ppnCCNiikis12 . 111mCNs 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次次/日日) ni被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）日）C1軸數(shù)系數(shù)；軸

13、數(shù)系數(shù)；軸間距軸間距3m，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；軸間距軸間距3m，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： C2輪組系數(shù)，單輪組為輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為，四輪組為，雙輪組為，四輪組為0.09。 設(shè)計(jì)指標(biāo)：設(shè)計(jì)指標(biāo)：半剛性基層底拉應(yīng)力半剛性基層底拉應(yīng)力第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算8211ppnCCNiikis12 . 111mCNs 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次次/日日) ni被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次

14、/日）日）C1軸數(shù)系數(shù)；軸數(shù)系數(shù)；軸間距軸間距3m，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1；軸間距軸間距3m，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算：，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： C2輪組系數(shù)，單輪組為輪組系數(shù)，單輪組為18.5，雙輪組為，四輪組為，雙輪組為，四輪組為0.09。 設(shè)計(jì)指標(biāo)：設(shè)計(jì)指標(biāo)：貧混凝土基層底拉應(yīng)力貧混凝土基層底拉應(yīng)力第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)3）當(dāng)量換算）當(dāng)量換算12211ppnCCNiikis12 . 111mC第第1節(jié)節(jié) 概述概述a.a.彎沉和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)彎沉和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)b.b

15、.半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)汽車(chē)汽車(chē)名稱(chēng)名稱(chēng)交通量交通量次次/ /日日汽車(chē)總汽車(chē)總重重/ /kNkN汽車(chē)前后軸計(jì)算參數(shù)汽車(chē)前后軸計(jì)算參數(shù)軸位軸位軸重軸重輪組輪組軸數(shù)軸數(shù)軸距軸距中客車(chē)中客車(chē)SH130260085.25前軸前軸25.7511/后軸后軸59.50213mN后后=31.080(100/100)4.35=240次次/ /日日N前前=18.51.080(60/100)8=24.86次次/ /日日N前前=6.41.080(60100)4.35=55.50次次/ /日日N后后=31.0 80(100/100)8=240次次/ /日日 換算算例換算算例2拖掛車(chē)

16、五十鈴?fù)蠏燔?chē)五十鈴第第1節(jié)節(jié) 概述概述車(chē)型車(chē)型Pi(KN)C1C2ni(次次/日日) (次次/日日)三菱三菱T653B前軸前軸29.316.43008.96后軸后軸48.01112.3黃河黃河JN163前軸前軸58.616.4400250.2后軸后軸114.011707.3江淮江淮HF150前軸前軸45.116.440080后軸后軸101.511426.8解放解放SP9200前軸前軸31.316.430012.16后軸后軸78.031305.4湘江湘江HQP40后軸后軸73.221400205.9東風(fēng)東風(fēng)EQ155前軸前軸26.516.44007.68后軸后軸56.72.2174.6 2091

17、.3iP1C2Cin35. 421PPnCCiiNC C nPPiiik124 351. 換算匯總依據(jù)日交通組成，分別換算并匯總換算匯總依據(jù)日交通組成，分別換算并匯總定義：定義：設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道沿一個(gè)方向通過(guò)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道沿一個(gè)方向通過(guò)的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)第第1節(jié)節(jié) 概述概述N1路面運(yùn)營(yíng)路面運(yùn)營(yíng)第第1 1年年雙向雙向日平均日平均當(dāng)量軸載次數(shù)當(dāng)量軸載次數(shù)( (次次/ /日日) ) 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量平均增長(zhǎng)率平均增長(zhǎng)率(%)(%) 車(chē)道系數(shù)。公路車(chē)道系數(shù)。公路無(wú)分隔無(wú)分隔，路面窄宜選，路面窄宜選高值高值，路面寬宜選，路面寬宜選低值低值 4.交通等級(jí)交通等級(jí)4）

18、設(shè)計(jì)年限累積當(dāng)量軸載）設(shè)計(jì)年限累積當(dāng)量軸載Ne1365 1)1(NNte 某高速公路雙向某高速公路雙向六車(chē)道六車(chē)道 ，設(shè)計(jì)年限，設(shè)計(jì)年限t=15t=15年年，交通量平均增長(zhǎng)，交通量平均增長(zhǎng)率為率為 = =6.56.5% %，查表得到車(chē)道系數(shù)為，查表得到車(chē)道系數(shù)為=0.3=0.3，按第按第1 1和第和第2 2類(lèi)指標(biāo)換算類(lèi)指標(biāo)換算得到得到N N1 1 = 7419.38 = 7419.38次次/ /日和日和N N1 1 = 6222.06 = 6222.06次次/ /日日。第第1節(jié)節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)4）設(shè)計(jì)年限累積當(dāng)量軸載）設(shè)計(jì)年限累積當(dāng)量軸載Nea.a.彎沉和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指

19、標(biāo)彎沉和瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)N Ne1e1b.b.半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)N Ne2e2Ne1=(1+0.065)15-13657419.380.30/0.065=1.965107次次/日日Ne2=(1+0.065)15-13656222.060.30/0.065=1.647107次次/日日級(jí)級(jí)交通等級(jí)交通等級(jí)BZZ-100KNBZZ-100KN累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次軸次Ne(Ne(萬(wàn)次萬(wàn)次/ /車(chē)道車(chē)道) )中型以上貨車(chē)及大客車(chē)（輛中型以上貨車(chē)及大客車(chē)（輛/ /日日. .車(chē)道）車(chē)道）輕交通輕交通3003006002500250030003000第一節(jié)第一

20、節(jié) 概述概述4.交通等級(jí)交通等級(jí)5）等級(jí)劃分）等級(jí)劃分第第2節(jié)節(jié) 彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介1.基本假設(shè)與解題方法基本假設(shè)與解題方法假設(shè)條件：假設(shè)條件：1.1.材料：完全彈性、均勻的、各材料：完全彈性、均勻的、各向同性，向同性，各層各層連續(xù)連續(xù)2.2.幾何：幾何：水平方向水平方向各層無(wú)限伸展，各層無(wú)限伸展，豎直方向豎直方向最下層無(wú)限伸展，其上最下層無(wú)限伸展，其上各層厚度有限。各層厚度有限。3.3.邊界條件：邊界條件：x x 或或y y ，應(yīng)力、變形和位移應(yīng)力、變形和位移00。4.4.層間連續(xù)條件：層間連續(xù)條件：a.a.位移位移完全連續(xù)，層間任意方向位移相等；完全連續(xù)，層間任意方向

21、位移相等；b.b.非非完全連續(xù)，層間豎向應(yīng)力與豎向位移相等，完全連續(xù)，層間豎向應(yīng)力與豎向位移相等，層間無(wú)摩擦層間無(wú)摩擦。5.5.不計(jì)自重不計(jì)自重h1h2hihnE1,1E2,2Ei,iEn,np=(P/p)1/2xy第第2節(jié)節(jié) 彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介2.求解思路與過(guò)程求解思路與過(guò)程待求變量待求變量：任意坐標(biāo)處的：任意坐標(biāo)處的應(yīng)力應(yīng)力與與位移位移問(wèn)題屬性問(wèn)題屬性：彈性力學(xué)：彈性力學(xué)軸對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題問(wèn)題已知條件已知條件：各層：各層厚度厚度、模量模量與與泊松比泊松比以及邊界條件、層間連續(xù)條件以及邊界條件、層間連續(xù)條件h1h2hihnE1,1E2,2Ei,iEn,np=(P/p)1/

22、2xyrzzr應(yīng)變向量應(yīng)變向量rzzr應(yīng)力向量應(yīng)力向量uw位移向量位移向量待求變量待求變量1010個(gè)個(gè)第第2節(jié)節(jié) 彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介2.求解思路與過(guò)程求解思路與過(guò)程1010個(gè)方程，個(gè)方程，1010個(gè)待求解變量個(gè)待求解變量幾何方程物理方程平衡方程rwzuzruruzrzr; rrzzrzzrzrzrEEErE1112 1rzrrzrzrzrzrzrr00根據(jù)根據(jù)已知條件已知條件可以解得未知變量可以解得未知變量描述描述應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變關(guān)系關(guān)系描述描述應(yīng)變應(yīng)變位移位移關(guān)系關(guān)系描述微元描述微元體體應(yīng)力平應(yīng)力平衡衡的方程的方程幾何方程幾何方程物理方程物理方程平衡方程平衡方程rzzr

23、應(yīng)變向量應(yīng)變向量rzzr應(yīng)力向量應(yīng)力向量uw位移向量位移向量第第2節(jié)節(jié) 彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介彈性層狀體系理論簡(jiǎn)介3.求解過(guò)程參考資料求解過(guò)程參考資料朱照宏，王秉剛，郭大智朱照宏，王秉剛，郭大智 編著編著. 路面力學(xué)計(jì)算路面力學(xué)計(jì)算. 北京：人民交通北京：人民交通出版社，出版社，1985年年 王秉剛，鄧學(xué)鈞王秉剛，鄧學(xué)鈞 編編. 路面力學(xué)數(shù)值計(jì)算路面力學(xué)數(shù)值計(jì)算. 北京：人民交通出版社，北京：人民交通出版社，1992.06 鄧學(xué)鈞，黃鄧學(xué)鈞，黃 衛(wèi)，黃曉明衛(wèi)，黃曉明. 路面結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)電算方法路面結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)電算方法. 東南大東南大學(xué)出版社，學(xué)出版社，1997.08第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)

24、構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)1 1、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則表面使用品質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定原則：表面使用品質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定原則：平整度、抗滑性能、高溫穩(wěn)定性、平整度、抗滑性能、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性、抗裂性能水穩(wěn)性、抗裂性能強(qiáng)度剛度與層位相匹配的原則：強(qiáng)度剛度與層位相匹配的原則：車(chē)輛荷載與環(huán)境影響（如溫度、車(chē)輛荷載與環(huán)境影響（如溫度、降雨）自上而下逐漸衰減，因此對(duì)材料的強(qiáng)度剛度要求也自上而降雨）自上而下逐漸衰減，因此對(duì)材料的強(qiáng)度剛度要求也自上而下降低。下降低。就地取材原則：就地取材原則：設(shè)計(jì)路段有豐富的碎石、砂礫、石灰，沿線有設(shè)計(jì)路段有豐富的碎石、砂礫、石灰，沿線有水泥廠，基層水泥廠，

25、基層水泥穩(wěn)定碎石（二灰穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石（二灰穩(wěn)定碎石），底基層），底基層石灰土（二灰土石灰土（二灰土）。）。詳細(xì)組合原則：詳細(xì)組合原則：1 1）根據(jù)瀝青路面的工作特性，各結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡量按）根據(jù)瀝青路面的工作特性，各結(jié)構(gòu)層應(yīng)盡量按強(qiáng)度和剛度自上強(qiáng)度和剛度自上而下逐層遞減而下逐層遞減的規(guī)律安排；的規(guī)律安排；2 2）必須考慮材料特點(diǎn)和施工工藝以及）必須考慮材料特點(diǎn)和施工工藝以及強(qiáng)度和造價(jià)強(qiáng)度和造價(jià)等方面考慮；等方面考慮；3 3）各結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有適宜的厚度，不宜使）各結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有適宜的厚度，不宜使層數(shù)過(guò)多而厚度過(guò)小層數(shù)過(guò)多而厚度過(guò)??；4 4）應(yīng)合理選擇相鄰結(jié)構(gòu)層之間的）應(yīng)合理選擇相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量比

26、模量比（基層（基層: :面層（面層（E E2 2E E1 1）宜）宜在在1.51.53 3，基層，基層: :底基層（底基層（E E2 2E E3 3）宜不大于）宜不大于3 3， 底基層底基層: :土基土基（E E3 3E E0 0）宜在）宜在2.52.512.512.5）；）；第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)詳細(xì)組合原則：詳細(xì)組合原則：5 5）對(duì)于）對(duì)于低溫地區(qū)低溫地區(qū)，應(yīng)考慮收縮裂縫，進(jìn)行合理的，應(yīng)考慮收縮裂縫，進(jìn)行合理的防止反射裂縫組防止反射裂縫組合合，并保證有適宜的瀝青面層厚度；，并保證有適宜的瀝青面層厚度；6 6）對(duì)于）對(duì)于潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)潮濕地區(qū)及多雨地區(qū)，

27、應(yīng)考慮，應(yīng)考慮水穩(wěn)定性水穩(wěn)定性，選擇水穩(wěn)定性好，選擇水穩(wěn)定性好的基層及盡量考慮不透水的面層；的基層及盡量考慮不透水的面層；7 7）路面還應(yīng)滿足）路面還應(yīng)滿足防凍厚度的要求防凍厚度的要求；8 8）應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)層間的）應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合性結(jié)合性。第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)u輕交通輕交通中等交通結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則中等交通結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則p按照道路等級(jí)和交通要求選擇面層等級(jí)和類(lèi)型按照道路等級(jí)和交通要求選擇面層等級(jí)和類(lèi)型p按各結(jié)構(gòu)層的功能選擇結(jié)構(gòu)層次按各結(jié)構(gòu)層的功能選擇結(jié)構(gòu)層次p按各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力分布特性按各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力分

28、布特性p顧及各結(jié)構(gòu)層次本身的特性顧及各結(jié)構(gòu)層次本身的特性p考慮環(huán)境狀況的不利影響考慮環(huán)境狀況的不利影響p適當(dāng)?shù)膶訑?shù)和厚度適當(dāng)?shù)膶訑?shù)和厚度第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)u重交通時(shí)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則重交通時(shí)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則p正確認(rèn)識(shí)各結(jié)構(gòu)層的作用，考慮各結(jié)構(gòu)層對(duì)路面長(zhǎng)期使正確認(rèn)識(shí)各結(jié)構(gòu)層的作用，考慮各結(jié)構(gòu)層對(duì)路面長(zhǎng)期使用性能的影響用性能的影響p瀝青層應(yīng)保證足夠的厚度，交通量越大，瀝青層的厚度瀝青層應(yīng)保證足夠的厚度，交通量越大，瀝青層的厚度應(yīng)越大應(yīng)越大p瀝青層材料設(shè)計(jì)瀝青層材料設(shè)計(jì)p基層模量應(yīng)具有適當(dāng)?shù)哪Ａ炕鶎幽Ａ繎?yīng)具有適當(dāng)?shù)哪Ａ縫當(dāng)采用半剛性材料作為基層或墊層時(shí)，應(yīng)作適當(dāng)?shù)?/p>

29、處理當(dāng)采用半剛性材料作為基層或墊層時(shí)，應(yīng)作適當(dāng)?shù)奶幚韕十分重視路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重視路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)面層面層：?jiǎn)螌?、雙層或三層瀝青面層單層、雙層或三層瀝青面層基層：基層：柔性、半剛性、剛性或組合式柔性、半剛性、剛性或組合式墊層：墊層：排水、防凍、防水、防污等粒料或穩(wěn)定土排水、防凍、防水、防污等粒料或穩(wěn)定土土基：土基：密實(shí)、堅(jiān)固、不透水密實(shí)、堅(jiān)固、不透水層間結(jié)合：層間結(jié)合：牢固牢固第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)2 2、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)3 3、瀝青路面面層要求、瀝青路面面層要求1 1）層位數(shù)與

30、公路等級(jí)）層位數(shù)與公路等級(jí)公路等級(jí)公路等級(jí)層位數(shù)層位數(shù)結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式高速公路高速公路一級(jí)公路一級(jí)公路3 3表面層、中面層、下面層表面層、中面層、下面層二級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路三級(jí)公路2 2上面層、下面層上面層、下面層第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)3 3、瀝青路面面層要求、瀝青路面面層要求2 2）各層位基本要求）各層位基本要求層位層位材料性能主要要求材料性能主要要求主選材料主選材料表面層表面層平整密實(shí)、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久平整密實(shí)、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久高溫穩(wěn)定、低溫抗裂、抗老化高溫穩(wěn)定、低溫抗裂、抗老化密實(shí)型中粒、細(xì)密實(shí)型中粒、細(xì)粒瀝青混合料，粒瀝青混合料，重交通采用重交

31、通采用SMA-SMA-1010、SMA-13SMA-13或改或改性瀝青混合料性瀝青混合料中、下面層中、下面層密水性、抗剝離、高溫重載下抗剪密水性、抗剝離、高溫重載下抗剪 密實(shí)型中粒、粗密實(shí)型中粒、粗粒瀝青混合料，粒瀝青混合料，重交通采用重交通采用SMA-SMA-2020或改性瀝青混或改性瀝青混合料合料下面層下面層抗疲勞開(kāi)裂等抗疲勞開(kāi)裂等高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型半剛半剛性基性基層瀝層瀝青路青路面面瀝青面層瀝青面層12-1812-18cmcm半剛性半剛性基層基層3636cmcm半剛性半剛性或或柔性柔性底基層底基層2020cmcm墊層墊層柔性柔性基層基層瀝青瀝青路面路面瀝青面層瀝

32、青面層10-1210-12cmcm柔性柔性上上基層基層2424cmcm柔性柔性下下基層基層15cm15cm柔性或半剛性柔性或半剛性底基底基層層8cm8cm墊層墊層貧貧砼砼基層基層瀝青瀝青路面路面瀝青面層瀝青面層10101818cmcm貧砼貧砼基層基層18-2618-26cmcm半剛性半剛性底基層底基層3535cmcm墊層墊層混合混合式瀝式瀝青路青路面面瀝青面層瀝青面層10-1210-12cmcm柔性柔性上上基層基層1212cmcm半剛性半剛性下下基層基層3535cmcm墊層墊層二級(jí)、三級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)二級(jí)、三級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)二二級(jí)級(jí)公公路路路路面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面層層瀝青混凝土瀝青混凝土6 6- -1

33、212cmcm( (瀝青貫入式碎瀝青貫入式碎石石5-85-8cmcm或或?yàn)r青混凝瀝青混凝土土3-43-4cmcm+ +瀝青貫入式瀝青貫入式碎石碎石4-64-6cmcm) )基基層層半剛性半剛性材料基層材料基層20-20-3636cmcm( (水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石或砂礫；石灰、粉煤或砂礫；石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石或砂礫，灰穩(wěn)定碎石或砂礫，石灰穩(wěn)定集料石灰穩(wěn)定集料) )底底基基層層半剛性半剛性材料底基層材料底基層10-2010-20cmcm或級(jí)配碎石或級(jí)配碎石三三級(jí)級(jí)公公路路路路面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)面面層層瀝青表面處治瀝青表面處治3-53-5cmcm或熱拌瀝青碎石混合或熱拌瀝青碎石混合料料基基層層半剛性材

34、料基層半剛性材料基層20-20-3636cmcm( (水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石或砂礫；石灰、粉煤或砂礫；石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石或砂礫，灰穩(wěn)定碎石或砂礫，石灰穩(wěn)定集料石灰穩(wěn)定集料) )底底基基層層半剛性材料底基層半剛性材料底基層10-2010-20cmcm或級(jí)配碎石或級(jí)配碎石第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分類(lèi)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分類(lèi)1.1.半剛性基層特性半剛性基層特性?xún)?yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)- -板體性，剛度強(qiáng)度高，承重層，面層較薄板體性，剛度強(qiáng)度高，承重層，面層較薄概念：用水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無(wú)機(jī)結(jié)合料對(duì)級(jí)配集料概念：用水泥、石灰或工業(yè)廢渣等無(wú)機(jī)結(jié)合料對(duì)級(jí)配集料作

35、穩(wěn)定處理的基層作穩(wěn)定處理的基層缺點(diǎn)反射裂縫；透水性差導(dǎo)致水損害缺點(diǎn)反射裂縫；透水性差導(dǎo)致水損害細(xì)粒式瀝青混凝土細(xì)粒式瀝青混凝土4cm4cm中粒式瀝青混凝土中粒式瀝青混凝土6cm6cm 粗粒式瀝青混凝土粗粒式瀝青混凝土8cm8cm二灰穩(wěn)定碎石基層二灰穩(wěn)定碎石基層36cm36cm第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分類(lèi)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.2.柔性基層特性柔性基層特性?xún)?yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)- -協(xié)調(diào)變形，排水通暢，不易遭受水損害協(xié)調(diào)變形，排水通暢，不易遭受水損害概念：主要采用瀝青處治的級(jí)配碎石和無(wú)結(jié)合料的級(jí)配碎概念：主要采用瀝青處治的級(jí)配碎石和無(wú)結(jié)合料的級(jí)配碎石修筑的基層石修筑的基層缺點(diǎn)強(qiáng)度剛度較低，面層承重層，面層較厚缺點(diǎn)強(qiáng)度剛度較低，面層承重層，面層較厚細(xì)粒式瀝青混凝土細(xì)粒式瀝青混凝土4cm4cm中粒式瀝青混凝土中粒式瀝青混凝土6cm6cm 瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青穩(wěn)定碎石基層12cm12cm級(jí)配碎石底基層級(jí)配碎石底基層36cm36cm第第3 3節(jié)節(jié) 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分類(lèi)二、瀝青路面基層結(jié)構(gòu)分