道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講義

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要參考書(shū)：1.鄧學(xué)鈞等.路面設(shè)計(jì)原理與方法2.張起森.高等路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法3.朱照宏等.路面力學(xué)計(jì)算4.張肖寧.瀝青與瀝青混合料的粘彈力學(xué)原理及應(yīng)用5.交通部有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

授課內(nèi)容Chp1概論Chp2車(chē)輛與交通Chp3氣候與環(huán)境Chp6瀝青路面應(yīng)力分析Chp7水泥混凝土路面應(yīng)力分析Chp11公路瀝青路面設(shè)計(jì)方法Chp12公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)方法Chp1概論§1我國(guó)干線公路及高速公路的發(fā)展

國(guó)家干線公路網(wǎng)（1979年）國(guó)道主干線（1992年）西部開(kāi)發(fā)公路建設(shè)規(guī)劃（1999年）國(guó)家重點(diǎn)公路（2001年）國(guó)家高速公路網(wǎng)（2004年）規(guī)劃方案：五縱七橫

共12條線路總里程：約3.5萬(wàn)公里實(shí)施年限：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：以汽車(chē)專用公路為主幾個(gè)五年計(jì)劃時(shí)間國(guó)道主干線規(guī)劃方案國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃2004年底完成的“7918”國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃，總規(guī)模達(dá)8.5萬(wàn)公里，覆蓋10多億人口，連接所有20萬(wàn)以上人口的城市。各個(gè)省（區(qū)、市）在國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃框架下編制地方高速公路網(wǎng)規(guī)劃。未來(lái)中國(guó)的高速公路將由國(guó)家高速公路網(wǎng)和地方高速公路網(wǎng)組成，總里程將達(dá)12～13萬(wàn)公里。全國(guó)公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖§2路面類型與結(jié)構(gòu)分層一、路面分類1.路面分類體系框架柔性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面剛性基層瀝青路面組合式基層瀝青路面瀝青路面分類2.路面等級(jí)、適用類型與道路等級(jí)路面等級(jí)面層類型設(shè)計(jì)年限（年）公路等級(jí)城市道路等級(jí)高級(jí)路面瀝青混凝土15高速公路一級(jí)公路城市快速路主干路水泥混凝土20-30高級(jí)路面瀝青混凝土12二級(jí)公路次高級(jí)路面熱拌瀝青碎石混合料瀝青貫入式10城市主干路次干路次高級(jí)路面乳化瀝青碎石混合料瀝青表面處治8三級(jí)公路中級(jí)路面水（泥）結(jié)碎石級(jí)配碎（礫）石半整齊石塊路面5四級(jí)公路城市支路低級(jí)路面粒料改善土5瀝青路面適應(yīng)的累計(jì)當(dāng)量軸次高速公路一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路等外公路3.公路等級(jí)根據(jù)交通部《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》二、路面結(jié)構(gòu)分層路緣石面層硬路肩土路肩攔水帶基層墊層縱向排水滲溝路緣帶路基槽式全鋪式二、路面結(jié)構(gòu)分層路緣石面層硬路肩土路肩攔水帶基層墊層縱向排水滲溝路緣帶路基路床——路面結(jié)構(gòu)層以下80cm的路基部分，0～30cm為上路床，30～80cm為下路床上路堤——距路面底部80～150cm的填方部分，以下的填方部分為下路堤路面結(jié)坑構(gòu)層次殃劃分§3路面的使飛用性能一、結(jié)適構(gòu)性能1.承載能催力2.穩(wěn)定性3.耐久性二、功乞能性能1.平整舒適燦性能2.抗滑性能三、環(huán)模保性能路面表面腥不平整與香輪胎或車(chē)征輛性狀的腎相互作用路面功鵲能性損絞壞和結(jié)蒼構(gòu)性損單壞結(jié)構(gòu)性脫損壞：怖路面的鴨整體、闖一個(gè)或倦幾個(gè)組閱成部分煉的破壞挎。功能性損歲壞：由于您路面的不侮平整或太南光滑，使客其不再具帖有預(yù)期的柏功能。路面結(jié)印構(gòu)在使貓用過(guò)程癢中，在常荷載和悠自然因歪素多種由循環(huán)重痕復(fù)作用硬而出現(xiàn)接的使用刷品質(zhì)的眨逐漸破蠅壞，功匹能性損鞠壞發(fā)展階到一定掃程度就燃成為結(jié)鬧構(gòu)性損屋壞。瀝青路面蹤蝶疲勞開(kāi)裂瀝青路姻面永久張變形裂縫產(chǎn)示生與發(fā)謎展示意客圖半剛性藝基層反曬射裂縫南非半剛范性路面三僅階段松散的半撐剛性基層半剛性制基層瀝張青路面割結(jié)構(gòu)破棄壞機(jī)理行車(chē)道陡下基層苗開(kāi)裂基層內(nèi)罪水可以營(yíng)積聚路面唧漿美國(guó)全忍厚式瀝最青路面竹結(jié)構(gòu)廣深高灰速公路它路面結(jié)桶構(gòu)路面開(kāi)裂釣率隨瀝青食層總厚度賽變化情況法國(guó)國(guó)家臟公路網(wǎng)路黎面結(jié)構(gòu)形首式英國(guó)長(zhǎng)御壽命瀝星青路面接典型結(jié)縮慧構(gòu)剛性基層同耐久性瀝龜青路面結(jié)天構(gòu)§4路面設(shè)戴計(jì)的任腔務(wù)、內(nèi)侄容與方桌法一、路尺面設(shè)計(jì)棵的任務(wù)以最低的貼壽命周瀉期費(fèi)用，提供一綿種在設(shè)計(jì)使牲用期內(nèi)滿足慕預(yù)定使劫用性能誘要求的撿路面結(jié)跨構(gòu)。1.路面設(shè)植計(jì)任務(wù)2.設(shè)計(jì)使冊(cè)用期設(shè)計(jì)使用恰期是指新建或悲改建的既路面從炒開(kāi)始使醉用到使追用性能奏衰變到旁預(yù)定的杠最低標(biāo)雹準(zhǔn)時(shí)的懸時(shí)段。使用期末衡，路面不逗一定損壞忍到無(wú)法使當(dāng)用的程度穩(wěn)，而是必暢須采取重大的抱措施恢復(fù)其使策用性能，勞使之達(dá)到泰要求的水堡平。水泥混凝姜土路面使環(huán)用性能衰稅變曲線二、路面禍設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）路面叉結(jié)構(gòu)組調(diào)合設(shè)計(jì)（2）各結(jié)蒙構(gòu)層材熔料組成翅設(shè)計(jì)（3）路面厚真度計(jì)算（4）路面即排水設(shè)號(hào)計(jì)（5）技術(shù)敢經(jīng)濟(jì)分巷析三、路第面設(shè)計(jì)胃方法歐爾德侮和哥爾娘德貝克劍首先提罷出以懸煌臂變截皂面梁體熄系的抗醉彎強(qiáng)度啦為控制羽指標(biāo)設(shè)玩計(jì)水泥黃混凝土勺板的厚倚度。1925年，美凡國(guó)威斯迎特卡德悄首先提閃出了以矩彈性地景基板的麥抗彎強(qiáng)軋度為控導(dǎo)制指標(biāo)努設(shè)計(jì)水楚泥混凝里土路面稈厚度的茅方法。1929年，太沙貝基等提出紛采用公路方土分類確爽定路面厚初度；美國(guó)闊加利福尼疑亞公路局囑提出通過(guò)易壓入試驗(yàn)軟測(cè)定土基遼承載比CBR值，從籃而確定汽路面厚政度。1.路面結(jié)嘩構(gòu)設(shè)計(jì)億經(jīng)驗(yàn)法通過(guò)試訴驗(yàn)路長(zhǎng)餃期觀測(cè)斑或者通叢過(guò)重要怪工程長(zhǎng)榨期觀測(cè)妨積累的叢數(shù)據(jù)進(jìn)袋行分析歪處理，扣建立起車(chē)輛荷密載、通虧行次數(shù)器、地基陪支承和塊路面結(jié)項(xiàng)構(gòu)厚度事之間的集統(tǒng)計(jì)數(shù)道學(xué)關(guān)系勁式或者類關(guān)系曲順線，用于祝設(shè)計(jì)新?tīng)C建或改棚建公路為路面結(jié)翼構(gòu)的方陡法稱為斥經(jīng)驗(yàn)法添。世界最屯著名、親最有代場(chǎng)表性的鍵瀝青路杠面經(jīng)驗(yàn)筑設(shè)計(jì)法杯有美國(guó)CBR法、美國(guó)AASH靠TO法、加拿轉(zhuǎn)大運(yùn)輸斗部（CDOT）法等。（1）CBR設(shè)計(jì)法1929年，美草國(guó)加利擁福尼亞辦交通部狂提出CBR指標(biāo)表笨征道路看材料抗僻力，并棄根據(jù)調(diào)傾查結(jié)果撈提出CBR設(shè)計(jì)法，糧給出經(jīng)驗(yàn)密設(shè)計(jì)曲線儀，以控制路甚基的剪喪切破壞。美國(guó)陸咸軍工程嶼師兵團(tuán)瘡采用CBR方法，柏按照“等剪切擊”的原則將設(shè)計(jì)貪標(biāo)準(zhǔn)外媽延到各甲類飛機(jī)贈(zèng)荷載范耳圍，195堆6年提出路巨面厚度與樂(lè)輪載、輪漢胎壓力的餓關(guān)系式，扇之后又多南次修正。CBR設(shè)汁法是劈燕一種經(jīng)驗(yàn)詠性方法，趁設(shè)計(jì)過(guò)程糠簡(jiǎn)單、概駱念明確，適用于蟻重載、貼低等級(jí)捧的路面婦設(shè)計(jì)，所提出盆的CBR指標(biāo)已得到廣悅泛應(yīng)用。（2）AAS控HTO設(shè)計(jì)法產(chǎn)生于1958～1962年間的AASH會(huì)O道路試砍驗(yàn)，建走立了路面結(jié)刮構(gòu)、軸開(kāi)載級(jí)位宰和作用寧次數(shù)與恨路面使凈用性能叢之間的碰經(jīng)驗(yàn)關(guān)踢系模型。（2）AAS養(yǎng)HTO設(shè)計(jì)法產(chǎn)生于1958～196僻2年間的AAS丈HO道路試驗(yàn)駁，建立了路面結(jié)齊構(gòu)、軸槐載級(jí)位山和作用蛛次數(shù)與塵路面使計(jì)用性能叔之間的啄經(jīng)驗(yàn)關(guān)闖系模型。首次提銜出了使講用性能炒概念，禍采用現(xiàn)時(shí)服僚務(wù)能力鑰指數(shù)PSI評(píng)定路面糊的服務(wù)質(zhì)版量。AASH劇TO設(shè)計(jì)方慈法是以AAS權(quán)HO試驗(yàn)路門(mén)的試驗(yàn)友結(jié)果為勾基礎(chǔ)，以服務(wù)馳能力指輪數(shù)PSI為設(shè)計(jì)正指標(biāo)建立起來(lái)?yè)?dān)。AAS猾HO設(shè)計(jì)過(guò)穩(wěn)程《AAS暮HTO路面設(shè)計(jì)躬指南》已經(jīng)過(guò)1986、1993和2002年三次袋修訂。AASH盯O設(shè)計(jì)方雨法的特酷點(diǎn)（1）路面服當(dāng)務(wù)水平提劣出了路面將耐用性和惑工作狀態(tài)潑的概念，職對(duì)路面使素用狀況提鉗出了評(píng)價(jià)腿標(biāo)準(zhǔn)（PSI）（2）瀝青路栗面設(shè)計(jì)基讓本方程式題提出了現(xiàn)無(wú)時(shí)服務(wù)指份數(shù)－荷載殃－路面各春因素之間施的關(guān)系（3）路面結(jié)命構(gòu)數(shù)與荷檢載作用次臣數(shù)的關(guān)系（4）基于邪設(shè)計(jì)方河程的車(chē)圖輛當(dāng)量胸?fù)Q算方湯法，其去中包括嗽：?jiǎn)屋S疲和雙軸糧的等效梳關(guān)系（5）可靠度襖概念考慮泰了路面設(shè)罰計(jì)過(guò)程的嘆不確定性（6）排水系疼數(shù)考慮了鼓水對(duì)路面表結(jié)構(gòu)和材失料的影響（3）LTPP研究美國(guó)在SHR陪P后續(xù)研究想中列入了抱路面長(zhǎng)期醫(yī)使用性能瞞觀測(cè)計(jì)劃怖（LTPP），對(duì)齊路面結(jié)牛構(gòu)、荷鎖載和環(huán)漿境因素桿作用與外路面使笨用性能雹之間的丹關(guān)系，盟進(jìn)行了冶長(zhǎng)期、貌系統(tǒng)的活數(shù)據(jù)采歪集，建蜘立了可少靠的使耳用性能閑預(yù)估模立型。199棵4年開(kāi)始，圣美國(guó)進(jìn)行喊西部環(huán)道濁試驗(yàn)（West屠rack），驗(yàn)證Supe催rpav騰e瀝青混合虜料設(shè)計(jì)方誰(shuí)法的合理攜性，并為深水平2和水平3提供模黑型數(shù)據(jù)后。2.路面結(jié)鋤構(gòu)設(shè)計(jì)玩力學(xué)－淘經(jīng)驗(yàn)法首先將纖行車(chē)荷醫(yī)載和環(huán)拐境因素陜作用典惠型化，存采用彈興性地基導(dǎo)板或彈席性層狀趣體系等槽結(jié)構(gòu)分通析理論受和有效勝的計(jì)算杏方法，建立起洽荷載和絞環(huán)境的旁作用與揀路面結(jié)披構(gòu)的應(yīng)倡力和撓絲式度響應(yīng)司之間的搬計(jì)算模嫂型和公框式。再通過(guò)大促量試驗(yàn)測(cè)贏試和室內(nèi)飛的路面材竟料力學(xué)性弦能試驗(yàn)，謙確定不同禾材料、不還同環(huán)境下堤的設(shè)計(jì)參書(shū)數(shù)和對(duì)設(shè)息計(jì)理論的撲試驗(yàn)修正閑。我國(guó)瀝青什路面設(shè)計(jì)奏法、美國(guó)瀝青細(xì)學(xué)會(huì)法及She把ll等瀝青路歷面設(shè)計(jì)方辭法，和我國(guó)水坑泥混凝皇土路面鬼設(shè)計(jì)、美國(guó)波特鞋蘭水泥協(xié)參會(huì)法及美國(guó)陸鍛軍機(jī)場(chǎng)宜剛性道侵面設(shè)計(jì)賓方法等水泥嫂混凝土鵲路面結(jié)縱構(gòu)設(shè)計(jì)音方法，致都是半甲經(jīng)驗(yàn)半前力學(xué)分很析法。以多層彈彈性體系理頭論構(gòu)建的齊瀝青路面叛結(jié)構(gòu)模型力學(xué)－經(jīng)貿(mào)驗(yàn)法設(shè)計(jì)昂瀝青路面勁的基本過(guò)產(chǎn)程3.路面典型膽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)霉方法幅員不蘭大的國(guó)估家或地讀區(qū)，可以交芹通特性朽和地基瓦支承特地性為選屋擇依據(jù)，采用路做面典型結(jié)批構(gòu)設(shè)計(jì)法炎，德國(guó)、逼法國(guó)等都注采用典型魄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擋方法。我國(guó)公路哲工作者在庫(kù)第八個(gè)五轎年計(jì)劃期鉗間，在全皺國(guó)范圍內(nèi)宗組織開(kāi)展別了“半剛性基庸層瀝青混準(zhǔn)凝土路面惱典型結(jié)構(gòu)可研究”，薄總結(jié)歸扇納了若童干套路勉面典型策結(jié)構(gòu)圖擁。路面典型勺結(jié)構(gòu)圖除碧了直接用貝于路面結(jié)戒構(gòu)設(shè)計(jì)之鼓外，還用粒于提出初吃選方案，圓作為進(jìn)一雜步分析研今究的基