《道路工程》第八-4章.ppt

8 5 1设计指标路表容许弯沉值lR作为路面结构整体刚度 强度 承载能力的控制指标 lS lR沥青面层和整体性基层底面容许弯拉应力 R作为验算指标 r R高温季节沥青材料面层容许剪应力 R作为验算指标 a R 8 5新建路面设计 8 5 2设计弯沉值确定1 路表弯沉的变化规律第一阶段 路面竣工后第一 二年第二阶段 路面竣工后两至四年第三阶段 路面竣工后三四年至路面达到极限破坏状态 2 容许弯沉值lR第四级作为路面达到临界破坏状态 路面处于使用期末容许弯沉值lR 路面使用期末 在标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值定义 3 设计弯沉值ld设计弯沉值ld与竣工验收弯沉值l0及容许弯沉值lR之间关系为 ld l0 lR AT式中AT 相对弯沉变化系数 AT 1 2 设计弯沉值与标准轴载累计作用次数的关系 式中ld 路面设计弯沉值 0 01mm Ne 设计年限内一个车道累计当量轴载 Ac 公路等级系数 高速 一级Ac 1 0 二级Ac 1 1 其他Ac 1 2 As 面层类型系数 沥青混凝土路面As 1 0 其他路面As 1 1 Ab 基层类型系数 半刚性Ab 1 0 柔性Ab 1 6 8 4 3轴载换算与设计交通量1 以设计弯沉值为指标以及验算沥青面层层底弯拉应力 2 进行半刚性基层层底弯拉应力验算 3 设计交通量 8 4 4路面弯沉计算1 理论弯沉计算l2 实际弯沉计算lS式中F 综合修正系数 路面设计时lS ld 取lS ld 则 理论弯沉系数为 用途 已知ld 利用综合修正系数F求路面结构厚度 3 多层体系换算4 路基土和路面材料的回弹模量 1 路基土回弹模量值E0式中K 土的压实度 wc 土的稠度 A a b 随地区和土的类型而异的试验参数 路面设计过程中通常根据自然区划 土性及稠度查表确定值E0高等级公路通常采用低剂量石灰处理时路基回弹模量E0 200 250MPa 等效路表回弹弯沉的结构层换算 2 路面材料回弹模量值在工程可行性研究阶段及其他道路的初步设计阶段可以查表确定高等级道路 在初步设计阶段 按选定配合比基础上试验确定弯沉计算中沥青混合料采用20 C时的抗压回弹模量水泥稳定类材料 采用龄期为90d的抗压回弹模量 弯沉用 二灰 石灰稳定类材料 采用龄期为180d的抗压回弹模量 弯沉用 水泥粉煤灰稳定类材料 采用龄期为120d的抗压回弹模量 弯沉用 基层设计参数 例1 已知ld 0 39mm 选用BZZ 100为标准轴载 p 0 7MPa 10 65cm 根据ld确定第三层水泥稳定砂的厚度 解 按设计弯沉计算路面厚度 1 计算综合修正系数2 计算 l 弯沉3层体系换算图 8 4 5路面结构层的应力验算及防冻层厚度检验1 路面结构层弯拉应力验算2 多层路面换算 1 上层底面弯拉应力 多层体系计算上层底面弯拉应应力换算图 2 中层底面弯拉应力 3 结构层材料的计算模量和强度验算结构弯拉应力时 各层模量均采用抗压回弹模量沥青混凝土面层采用15 C时的抗压回弹模量和劈裂强度水泥稳定类材料为龄期90d的抗压回弹模量 拉应力用 和劈裂强度二灰 石灰稳定类材料为龄期180d的抗压回弹模量 拉应力用 和劈裂强度水泥粉煤灰稳定类材料为龄期120d的抗压回弹模量 拉应力用 和劈裂强度 多层体系计算中层底面弯拉应应力换算图 4 结构层材料的容许拉应力 3 路面结构层的剪应力验算 路表面轮缘计算点D在f 0 3条件下的 m 1可直接查图 其他f计算 面层材料的抗剪强度 和容许剪应力 R路面材料的容许剪应力 多层路面换算换算方法与弯沉计算相同 既以沥青面层为上层 将其下和路基之上各层换算为中层结构层材料的抗剪强度参数及计算回弹模量结构层材料的抗剪强度参数c 采用三轴试验确定试验温度为当地实际最高月份温度的平均值结构层计算回弹模量采用抗压回弹模量4 防冻层厚度验算季冻区的中湿 潮湿路段 应对路面结构进行防冻层厚度检验 例2 广西南宁地区新建二级公路 经调查路基土为高液限粘土 地下水为1m 路基填土高度为1 2m 近期交通量如表所示 交通量年增长率为7 拟选沥青混凝土面层 设计使用年限为15年 该公路为双车道混合交通 车道系数取 0 7 沿线可开采碎石 砂砾 并有粉煤灰 石灰供应 试设计该路面结构和厚度 解 1交通量计算计算弯沉和验算沥青面层层底弯拉应力时 按下式计算交通量 进行半刚性基层层底弯拉应力验算时 按下式计算交通量 2确定土基回弹模量E03拟定路面结构及参数 4计算设计弯沉值5计算容许弯拉应力6按容许弯沉计算路面厚度 3 进行3层体系换算 弯沉3层体系换算图 7验算弯拉应力 1 验算沥青混凝土面层底面弯拉应力 沥青混凝土面层底面弯拉应力3层体系换算