瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

第8章瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法瀝青路面的設(shè)計(jì)為什么要選用多指標(biāo)來(lái)控制？試說(shuō)明各設(shè)計(jì)指標(biāo)的意義，及其與路面破壞現(xiàn)象的聯(lián)系。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中人們不可能控制所有的損壞類(lèi)型，但鑒于路面損壞模式的多樣性，各種損壞對(duì)路面的使用性能具有不同性質(zhì)和不同程度的影響，所以瀝青路面設(shè)計(jì)也不能像其他結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)那樣，僅選用一種損壞模式的臨界狀態(tài)和單一的設(shè)計(jì)指標(biāo)作為結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)和設(shè)計(jì)指標(biāo)，而必須采用多種臨界狀態(tài)和多項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。1） 彎拉疲勞開(kāi)裂一一彎拉應(yīng)變和彎拉應(yīng)力指標(biāo)在以疲勞開(kāi)裂作為臨界狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中，通常采用結(jié)構(gòu)中臨界點(diǎn)的彎拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)，以標(biāo)準(zhǔn)軸載在當(dāng)量疲勞溫度或標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)產(chǎn)生的彎拉應(yīng)變不大于該材料在該溫度條件下的容許彎拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2） 車(chē)轍一一路基頂面的壓應(yīng)變指標(biāo)以車(chē)轍作為臨界狀態(tài)，采用車(chē)轍深度或永久變形量和行車(chē)安全所容許的車(chē)轍深度或永久變形。國(guó)際上采用間接的設(shè)計(jì)指標(biāo)控制路面的車(chē)轍，即路基頂面的壓應(yīng)變。通過(guò)對(duì)壓應(yīng)變的控制，控制了路基的變形量，從而間接控制了車(chē)轍的大小。3） 路標(biāo)回彈彎沉采用路面的回彈彎沉作為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，以控制路面結(jié)構(gòu)的整體剛度，間接控制結(jié)構(gòu)的疲勞開(kāi)裂和永久變形。路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中：1）如何按交通特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)層的功能選擇結(jié)構(gòu)層次？路面在交通荷載（包括垂直力和水平力）的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。因此，要求各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減小，使得各結(jié)構(gòu)層材料的效能得到充分發(fā)揮。從施工工藝、材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理方面考慮，路面結(jié)構(gòu)層數(shù)又不宜過(guò)多，結(jié)構(gòu)層的厚度也不能過(guò)小，宜自上而下由薄到厚。面層直接經(jīng)受行車(chē)荷載和氣候因素的作用，要求高強(qiáng)（抗剪和抗拉）、耐磨、熱穩(wěn)性好和不透水，因而通常選用粘結(jié)力強(qiáng)的結(jié)合料和強(qiáng)度高的集料作為面層材料。瀝青層（面層，上、中、下面層）可根據(jù)交通量大小分為單層、雙層或三層。公路等級(jí)路面等級(jí)面層類(lèi)型設(shè)計(jì)年限高速公路一、二級(jí)公路高級(jí)路面瀝青混凝土15二級(jí)公路次高級(jí)路面瀝青上拌下貫式瀝青貫入式熱拌（冷拌）瀝青碎（礫）石12三級(jí)公路瀝青表面處治8三、四級(jí)公路中級(jí)路面泥結(jié)碎石級(jí)配碎（礫）石其他粒料5四級(jí)公路低級(jí)路面當(dāng)?shù)夭牧霞庸谈纳仆?基層是主要承受豎直應(yīng)力的承重層，它要有足夠的強(qiáng)度，一定的剛度和水穩(wěn)定性?；鶎映薪訛r青層傳遞的荷載并進(jìn)一步擴(kuò)散的主要層次，主要有級(jí)配碎石、砂礫石和半剛性基層，厚度根據(jù)交通繁重程度通過(guò)計(jì)算確定墊層主要是為了減小面層、基層與土基的不良作用，起到隔斷的作用。主要有透水性或隔溫性好的粒料，如粗礫、沙礫、煤渣或礦渣等；低劑量水泥穩(wěn)定類(lèi)、低劑量石灰穩(wěn)定類(lèi)、石灰-粉煤灰穩(wěn)定土等土基要有水穩(wěn)定性并達(dá)到一定的模量2） 各結(jié)構(gòu)層的剛度和強(qiáng)度應(yīng)如何和應(yīng)力、應(yīng)變分布相適應(yīng)？輪載作用于路面表面，其豎向應(yīng)力和應(yīng)變隨深度而遞減.因而對(duì)各層材料的強(qiáng)度和模量的要求，也可隨深度而相應(yīng)減小。應(yīng)注意各相鄰結(jié)構(gòu)層之間的模量不能相差過(guò)大；基層同面層的回彈模量比不應(yīng)小于0.3；土基與基層的模量比應(yīng)為0.08?0.043） 如何考慮各結(jié)構(gòu)層本身的結(jié)構(gòu)特性？路面結(jié)構(gòu)組合對(duì)結(jié)構(gòu)層構(gòu)成影響很大。例如：瀝青面層不能直接鋪筑在鋪砌片石基層上，而應(yīng)在其間加設(shè)碎石過(guò)渡層，否則鋪砌片石不平穩(wěn)或片石可能的松動(dòng)都會(huì)反映到瀝青面層上，造成面層不平整甚至沉陷開(kāi)裂。各結(jié)構(gòu)層材料具有不同的特性，在組合時(shí)應(yīng)注意相鄰層次的互相影響，采取措施限制或消除所產(chǎn)生的不利影響。層間結(jié)合應(yīng)盡量緊密，避免產(chǎn)生滑移，以保證結(jié)構(gòu)的整體性和應(yīng)力分布的連續(xù)性。4） 如何考慮層數(shù)和層厚？應(yīng)考慮受力合理，適宜攤鋪和碾壓，層厚度大時(shí)應(yīng)分層施工。從上自下，層厚宜由薄到厚。同時(shí)應(yīng)保證最小的總厚度。墊層一般不宜小于15cm，并在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮其強(qiáng)度。應(yīng)保證結(jié)構(gòu)層次能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)所要求的最小厚度5） 怎樣考慮水溫狀況的不利影響？?jī)?nèi)部排水設(shè)計(jì)的考慮因素有：預(yù)計(jì)的重交通情況、氣候條件、天然路基的透水能力、路面材料的抗水損壞能力、內(nèi)部排水是否是最有效地增加路面耐久性的精品文檔方法和內(nèi)部排水系統(tǒng)是否會(huì)得到定期養(yǎng)護(hù)減輕水損壞的常用方法有：防止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)：路面坡度；填補(bǔ)所有的接縫、裂縫等不連續(xù)部位采用水穩(wěn)定性好的材料引入減輕水損壞的設(shè)計(jì)：路邊排水系統(tǒng)；全寬度攤鋪；設(shè)置粒料墊層快速排出進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的水：路表排水、地下水排水和路面內(nèi)部排水柔性路面設(shè)計(jì)理論的基本假設(shè)，荷載圖式基本假設(shè)：1） 各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及位移和形變是微小的2）3） 最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o(wú)限大，其上各層厚度為有限、水平方向?yàn)闊o(wú)限大4） 各層在水平方向無(wú)限遠(yuǎn)處及最下一層向下無(wú)限深處，其應(yīng)力、形變和位移為零5） 層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱(chēng)連續(xù)體系），或者層間僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)而無(wú)摩阻力（稱(chēng)滑動(dòng)體系）6） 不計(jì)自重Ip _hhiEi職k4.請(qǐng)說(shuō)明綜合修正系數(shù)的概念由于力學(xué)計(jì)算模型、土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設(shè)和實(shí)際狀態(tài)之間存在一定的差異，理論彎沉值和實(shí)測(cè)彎沉值之間存在一定誤差，因此需要對(duì)理論彎沉值進(jìn)行修正才能作為路面結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)彎沉值。通過(guò)對(duì)大量的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析，得到如下實(shí)測(cè)彎沉和理論彎沉關(guān)系式：瀝青路面設(shè)計(jì)理論的基本假設(shè)，荷載圖式瀝青路面屬于柔性路面，我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定瀝青路面設(shè)計(jì)理論為彈性層狀體系理論基本假設(shè)：7） 各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及位移和形變是微小的8）9） 最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o(wú)限大，其上各層厚度為有限、水平方向?yàn)闊o(wú)限大10） 各層在水平方向無(wú)限遠(yuǎn)處及最下一層向下無(wú)限深處，其應(yīng)力、形變和位移為零11）12） 層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱(chēng)連續(xù)體系），或者層間僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)而無(wú)摩阻力（稱(chēng)滑動(dòng)體系）13） 不計(jì)自重7.什么是車(chē)輛軸載換算的原則？為什么換算系數(shù)與所采用的等效指標(biāo)有關(guān)?換算原則：1）2） 以達(dá)到相同的損壞狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn):甲作用N1次后達(dá)到的某種損壞狀態(tài)，乙作用N