路面设计原理手写讲义.doc

绪论一、 路面设计方法理论（分析）法经验法（半经验法）典型结构法二、道路损坏标准标准1、 路基的永久变形2、 拉裂（整体基层和面层）3、 路表 综合弯沉4、 面层表面的剪切5、 面层的低温缩裂6、 面板疲劳开裂三、影响设计的主要因素1、 交通 N 交通组成 交通量 当量 荷载图式 动荷、速度2、 环境因素 水 温度高温低温设计方法的主要内容：1、 经验半经验法 确定路面设计指标（破坏标准） 车辆换算 确定土基和路面材料强度指标 建立土基强度、轴载与路面厚度间关系2、理论法建立模型求解模型中关于关键点的应力、应变和位移确定设计标准（强度标准）确定土基及各层计算参数轴载换算设计方法第一篇柔性路面设计方法第一章 解析法1-1 Shell英荷Shell矿山公司所设研究所提出。理论较完善78年Shell法一、 路面模型三层弹性体系 层间连接多层 电算 BISTDR（1968年，垂直）及BISAR（1973年，n层垂直、水平荷载、层间三种情况）程序单圆或双圆二、 设计标准1 路基表面压应变 双圆轴线处2 沥青层内的水平拉应变 是否在层底，取决于系数C133mm时，出现在层底C133mm时，200mm，位于下半部（） 200mm，位于下半部两项次要标准：1） 任何整体基层内容许拉应力（或应变）2） 路表总变形其他次要标准：1） 基层或底基层无结合料材料最小模量2） 沥青层低温缩裂三、 容许的设计标准值1 (50保证率)AASHTO 实验结果 PS1=2.5 =0.35如采用85 2.8 改为2.195 1.8上式已考虑的影响（实际路实验含横向分布）2 沥青层容许水平拉应变 随N、沥青模量及混合料类型而变 由室内小梁疲劳实验可得 当，3 水泥稳定类 容许拉应力 极限强度4 道路容许永久变形车辙深度高速路 10mm 一般路 30mm5 其它 粒料材料 取决于路基模量和粒料基层厚度h2四、 考虑已设计因素1 荷载 80KN 单轴重20KN 接地压力P=0.6MPa 速度5060/h加荷时间 0.02s轴载换算拟换算轴载 2 环境 温度建立平均温度（年加权平均气温）与沥青层温度的关系湿度取最不利季节参数3 材料特性路基 松散材料 取决厚度和下面路基模量 以mm计2 3 m 按单独轴15cm路面实测弯沉三 旧路改建弯沉测定 BZZ-100 非标轴车时换算1、, 弯沉及轴重2、 季节系数温度系数湿度系数3、 ,相同时，汽车与承载板测得弯沉之比，一般实测，无时，取=1.1 旧路E增大系数 计算与旧路接触层弯拉应力时 各补强层等效为沥青补强层的总等效厚度 LH15时抗压模量 其他材料15时抗压模量计算其他层弯拉及弯沉时 =14、 补强厚度计算补强层按n+1层弹性体系计算以弯拉为控制指标二级及以上 验算补强层底拉应力第二篇 水泥混凝土路面设计方法第四章 国外水泥混凝土路面设计方法4-1 前苏联水泥混凝土路面设计方法一 、基本体系与计算公式弹性地基薄板 根据荷位不同，又可分为1、 舍赫捷尔法 1939年提出无限大板解 弯矩 挠度 荷载 C系数，随,R而变P荷载R荷载圆半径距荷载r点挠度 A,B随而变系数2、 巴布科夫法荷载弯矩计算式中心r处3、柏特批可夫法板中板边板角二、板厚计算M最大计算弯矩混凝土极限抗弯拉强度 混凝土工作条件系数，与板厚，气候区有关=1.3 混凝土龄期增长系数混凝土均值系数 =0.8交通重复影响系数 42 AASHTO刚性路面设计方法一、设计标准 1、PSI 设计期 方法仍是建立 同路面结构和轴载作用的关系式 同时2、引入可靠度概念 3、环境对 影响 冻胀 4、结构特性影响如路面排水，接缝传荷能力二、设计方程 P216或12.21三、设计参数 1、设计期 高限 当地该路面能达到的年限 低限 两次改建间的间隔时间 2、交通 80KN ESAL 同沥青路面 3、地基等效反应模量 根据路基湿度变化 由回弹模量转化 4、砼抗弯拉强度和弹模 以28d龄期的三分点加载均为为设计抗弯拉强度 5、路面排水系数 按路面排水质量分为五级 优、良、中、差、很差 按湿度对路面的影响程度分为五级 6、传荷能力系数J四、 设计步骤 1、确定地基等效反应模量K 与垫层类型及厚度、脱空情况：路基土模量的季节变化（各月模量值） 2、板厚设计 P206 图 4-2-11 43 PCA一、设计标准 1、指标 （1）砼板疲劳断裂纵缝中部 （2）地基和路肩材料侵蚀、冲刷限制板间、接缝、自由边挠度 同时考虑：（1）接缝传荷能力 （2）路肩类型 （3）砼基层 （4）三转轴影响 2、计算模型 （1）荷载应力：挠度 K地板有限元解 （2）侵蚀 将挠度分析同路面使用性能相关联 调整系数一般基（垫）层 高强度基（垫）层 P地基反力K地基反应模量板的挠度板厚二、设计参数 1、设计期限 20年 长至40年 2、交通 （1）平均日交通量 （2）平均日货车交通量 （3） （4）方向分布（货车） （5）轴载分布 3、路基和垫层 垫层顶面模量 路基K+垫层厚度 4、砼强度 28d 弯拉强度 三、设计步骤 1、设计参数的收集与确定 （1）接缝和路肩类型 （2）砼抗弯拉强度 （3）基（垫）层K及厚度 （4）轴载复合系数 （5）轴载分布 （6）设计期累计轴次 2、疲劳分析 3、侵蚀分析 （1）由面层厚及地基反应模量K 按接缝和路肩情况 查得侵蚀系数 （2）根据轴载及侵蚀系数 得容许轴载作用次数 （3）又容许轴次及预计轴次 可得各级轴载的侵蚀损耗比 总和得总损耗 （4）确定h 如总损耗100 则不满足 总损耗100 则太厚42 日本砼路面设计方法一、荷载应力二、温度应力 三、疲