H8柔性路面结构设计ppt课件

1、第 八 章一、设计内容：一、设计内容：1、路面构造层次的选择和组合；、路面构造层次的选择和组合；2、各构造层厚度确实定；、各构造层厚度确实定；3、各构造层的资料组成。、各构造层的资料组成。二、设计方法：有阅历法实验和实际法力学分析二、设计方法：有阅历法实验和实际法力学分析1、力学模型：、力学模型：1弹性半空间体；弹性半空间体； 2弹性层状体系；弹性层状体系；AC路面路面 3粘弹性层状体系粘弹性层状体系 ； 4弹性地基上的板。弹性地基上的板。CC路面路面2、实际解：、实际解：1层状体系：层状体系：双层弹性体系有单圆式、双圆式双层弹性体系有单圆式、双圆式三层弹性体系有单圆式、双圆式三层弹性体系有单

2、圆式、双圆式多层体系多层体系2弹性地基上的板：弹性地基上的板：弹性半无限地基上的板弹性半无限地基上的板E地基地基三、我国现行柔性路面设计规范：采用双圆均布荷载作用下弹性层状体系实际三、我国现行柔性路面设计规范：采用双圆均布荷载作用下弹性层状体系实际Winkler地基上的板地基上的板K地基地基8.1 柔性路面的损坏方式和设计规范柔性路面的损坏方式和设计规范路面设计目的：在运用年限内，路面构造性能不恶化到某一程度大修路面设计目的：在运用年限内，路面构造性能不恶化到某一程度大修路面损坏三大类型：路面损坏三大类型：1.裂痕类纵向、横向、网状、块状裂痕类纵向、横向、网状、块状2.变形类凹、凸、车辙、搓板

3、、推挤、拥包变形类凹、凸、车辙、搓板、推挤、拥包3.外表缺损类露骨、松散、剥落、坑槽、泛油外表缺损类露骨、松散、剥落、坑槽、泛油一、沥青路面的主要损坏方式：一、沥青路面的主要损坏方式：1.沉陷：大变形。缘由为路基水文条件差，过于湿软，产生大的竖直变形。沉陷：大变形。缘由为路基水文条件差，过于湿软，产生大的竖直变形。2.车辙：纵向变形。缘由为荷载反复作用，永久变形积累，尤其是高温下。车辙：纵向变形。缘由为荷载反复作用，永久变形积累，尤其是高温下。3.推移：沿行车方向发生剪切和拉裂景象。缘由为程度荷载引起。推移：沿行车方向发生剪切和拉裂景象。缘由为程度荷载引起。4.开裂：疲劳变形。缘由为车辆荷载反

4、复作用，使沥青构造层底面产生的开裂：疲劳变形。缘由为车辆荷载反复作用，使沥青构造层底面产生的拉应力大于疲劳强度，加上水的影响。拉应力大于疲劳强度，加上水的影响。5.低温缩裂和反射裂痕：沿路面纵向隔一定间隔出现。低温缩裂和反射裂痕：沿路面纵向隔一定间隔出现。6.松散和坑槽：大路外表集料的松动、离散景象。缘由为面层资料粘结力松散和坑槽：大路外表集料的松动、离散景象。缘由为面层资料粘结力缺乏或结合料含量少，汽车后轮的真空吸力及风雨带离构成坑槽。缺乏或结合料含量少，汽车后轮的真空吸力及风雨带离构成坑槽。最主要的破坏方式为疲劳开裂、低温缩裂和车辙。最主要的破坏方式为疲劳开裂、低温缩裂和车辙。二、设计目的

5、：二、设计目的：1、疲劳开裂：以疲劳开裂作为临界形状设计，选、疲劳开裂：以疲劳开裂作为临界形状设计，选择层底拉应力拉应变作为目的。以最大拉应择层底拉应力拉应变作为目的。以最大拉应力或拉应变小于允许拉应力或拉应变。力或拉应变小于允许拉应力或拉应变。疲劳寿命定义：出现疲劳开裂前路面资料所能经受的荷载反复作用次数。疲劳寿命定义：出现疲劳开裂前路面资料所能经受的荷载反复作用次数。,1111rrrr,2222rrrr33zz对水泥或石灰等稳定类基层，其底面的最大拉对水泥或石灰等稳定类基层，其底面的最大拉应力或拉应变小于允许拉应力或拉应变。应力或拉应变小于允许拉应力或拉应变。2、车辙永久变形：以车辙为临界

6、形状设计方法、车辙永久变形：以车辙为临界形状设计方法1采用荷载作用下路基路面构造层内永久变形的总和小于等于永久变采用荷载作用下路基路面构造层内永久变形的总和小于等于永久变形量。形量。PP2或以路基顶面的竖向紧缩应变作为目的。或以路基顶面的竖向紧缩应变作为目的。3、路表回弹弯沉：路外表在荷载作用下的回弹弯沉量反映了路基路面构造、路表回弹弯沉：路外表在荷载作用下的回弹弯沉量反映了路基路面构造的整体刚度。实验阐明，它同路面运用形状间存在一定关系，回弹弯沉大，的整体刚度。实验阐明，它同路面运用形状间存在一定关系，回弹弯沉大，相应的塑性变形量也大，出现疲劳开裂的机率高。根据路面运用形状和运用相应的塑性变

7、形量也大，出现疲劳开裂的机率高。根据路面运用形状和运用年限要求，可以确定一次规范荷载作用下的路面的允许回弹弯沉量。路面以年限要求，可以确定一次规范荷载作用下的路面的允许回弹弯沉量。路面以回弹弯沉作为设计目的：回弹弯沉作为设计目的：Rs 上述三项为主要设计目的，对任一柔性路面都要满足。除此之外，还有上述三项为主要设计目的，对任一柔性路面都要满足。除此之外，还有三项次要目的，在特定的荷载、温度场所运用，指点面层资料的设计。三项次要目的，在特定的荷载、温度场所运用，指点面层资料的设计。4、面层剪切：在竖直、程度荷载共同作用下，面层构造中产生的、面层剪切：在竖直、程度荷载共同作用下，面层构造中产生的r

8、r5、面层断裂：受紧急制动产生的程度力作用时，产生很大的径向拉应力和、面层断裂：受紧急制动产生的程度力作用时，产生很大的径向拉应力和程度向位移推移。程度向位移推移。6、低温缩裂：对冰冷地域低温时，面层资料收缩受阻产生的温度应力小、低温缩裂：对冰冷地域低温时，面层资料收缩受阻产生的温度应力小于等于该温度时资料的抗拉强度。于等于该温度时资料的抗拉强度。rtrt8.2 弹性层状体系的应力和位移计算弹性层状体系的应力和位移计算一、普通概念：一、普通概念：1、力学图式：、力学图式：rzh1 E1 1hi Ei ihn En nh2 E2 2p将路基路面看作将路基路面看作弹性层状体系。弹性层状体系。由于层

9、状体系和由于层状体系和竖直荷载都对称竖直荷载都对称于荷载轴于荷载轴z，可，可以采用圆柱坐标以采用圆柱坐标来简化计算。来简化计算。zzdzrzrz rrzrzrzd r 在圆柱坐标中，体系的微分单元上作用有三个法向应力在圆柱坐标中，体系的微分单元上作用有三个法向应力r(径向、径向、切向、切向、z竖向及三对剪应力竖向及三对剪应力rz=zr，r=r，z=z。此。此外，单元体还有三个位移分量：外，单元体还有三个位移分量：U (径向、径向、 V 切向、切向、 W 竖向。竖向。当作用在层状体系外表上的荷载为轴对称荷载时，各应力、应变和位移当作用在层状体系外表上的荷载为轴对称荷载时，各应力、应变和位移分量也

10、对称于对称轴，即它们仅是分量也对称于对称轴，即它们仅是r和和z的函数，因此，的函数，因此， r=r=0，z=z=0，三对剪应力简化为一对；同理，切向位移，三对剪应力简化为一对；同理，切向位移V=0。2、根本假定：、根本假定：1多层的，每层均质，各向同性，无分量的线弹性资料组成。多层的，每层均质，各向同性，无分量的线弹性资料组成。Ei,i表示；表示；2最下层程度、竖向都是无限延伸的，其上各层在程度向无限，但厚度有最下层程度、竖向都是无限延伸的，其上各层在程度向无限，但厚度有限，为限，为hi；3各层分界上的应力和位移完全延续，层间的摩阻力为零称滑动体系；各层分界上的应力和位移完全延续，层间的摩阻力

11、为零称滑动体系；4最下层无限深处的应力和位移均为零。当最下层无限深处的应力和位移均为零。当r,z时，时，、。3、应力、应变关系式：、应力、应变关系式：)(1zrrE)(1rzE)(1rzzEzrE1 (2G1zrzr）物理方程：物理方程：体系内任一点的主应力可解以下一元三次方程求得：体系内任一点的主应力可解以下一元三次方程求得：0III322132zr2z2rrzzr2Izrrzr2I2zr2z2rzzr3其中：其中：I1 为第一应力形状不变量；为第一应力形状不变量；I1=r+zI2 为第二应力形状不变量；为第二应力形状不变量；I3 为第三应力形状不变量；为第三应力形状不变量；解出三个实根解出

12、三个实根1、2、3；且；且123，1为最大主应力，为最大主应力，3为最小主应为最小主应力；并按右式确定最大剪应力：力；并按右式确定最大剪应力：2/ )(31max 至于程度荷载作用下，属非对称问题，求解更复杂，但现国内外都已至于程度荷载作用下，属非对称问题，求解更复杂，但现国内外都已求得其解，且求得了在竖向、程度荷载共同作用下的解。求得其解，且求得了在竖向、程度荷载共同作用下的解。二、弹性双层体系解二、弹性双层体系解弹性层状体系中最简单的情况弹性层状体系中最简单的情况 将路基看成弹性将路基看成弹性半无限体，将路基看成弹性将路基看成弹性半无限体，路面构造看成路面构造看成E、不同于路基的均质弹性层

13、。不同于路基的均质弹性层。1、单圆图式：、单圆图式：rrWEpW02弯沉有关。和计算点位置（、它与数函数的积分，是含有贝塞尔函数和指弯沉系数),EEW10zrhrzpE1、1E0、0 r 当求算路外表荷载中心处的弯沉当求算路外表荷载中心处的弯沉W0时，时，r/=z/=0，弯沉系数可利用电，弯沉系数可利用电子计算机求得子计算机求得0=0.35，1=0.25时的值，并绘制成诺谟图，以便运用。时的值，并绘制成诺谟图，以便运用。2、双圆图式：、双圆图式：zpE1、1E0、0ehrerrreWEpWEpWWEpW05 . 10210222)(2eW1022LLEpEpA或点弯沉路表面轮隙中心 适用上已绘

14、出适用上已绘出0=0.35，1=0.25时的时的二、弹性三层体系解二、弹性三层体系解弹将路基分为面层、基层和路基三个弹将路基分为面层、基层和路基三个层次层次1、单圆图式：、单圆图式：zpE1、1E0、0 rE2、2hHABC为理论弯沉系数、LL诺谟图和系数见主压应力最大剪应力511501,11PPppmm诺谟图和见拉应力系数下层底面拉应力149148,222PPprrr2、双圆图式：、双圆图式：zpE1、1E0、0rE2、2hHABCD在竖向荷载作用下：在竖向荷载作用下：在竖向、程度荷载综协作用下：在竖向、程度荷载综协作用下：诺谟图和见拉应力系数上层底面拉应力147146,111PPprrr四

15、、应力和位移情况分析：四、应力和位移情况分析：2、路表弯沉：竖向应变的总和，、路表弯沉：竖向应变的总和，7090%系由路基提供。当各层系由路基提供。当各层E定时，定时，H、h2时，厚度添加对弯沉无显著影响。普通，基层厚度对弯沉的影响时，厚度添加对弯沉无显著影响。普通，基层厚度对弯沉的影响比面层大，比面层大，E0影响比影响比E2大得多，大得多，E0增大增大20%相当于相当于E2增大增大100%的效果。的效果。1、路基应力：路基顶面的竖向应力、路基应力：路基顶面的竖向应力z受路面面层和基层厚度、模量的影受路面面层和基层厚度、模量的影响。添加基层的厚度或模量特别是模量，收效比添加面层的为大。响。添加

16、基层的厚度或模量特别是模量，收效比添加面层的为大。可参见可参见P152图图8-18。所以要弯沉减少，提高所以要弯沉减少，提高E0为宜，其次才是为宜，其次才是E2和和H。3、面层底面拉应力、面层底面拉应力1： E2对其影响极大，对其影响极大，E2，1，H/， 1 ，当，当H/30MPa高速公路，其他公路高速公路，其他公路25MPa,城市道路城市道路20MPa稳定路基最经济、最易办到，也是最主要的方法是：加强排水和到达要求的压实度。稳定路基最经济、最易办到，也是最主要的方法是：加强排水和到达要求的压实度。 轮载作用于路面外表，其竖向应力和应变随深度而递减，所以各层轮载作用于路面外表，其竖向应力和应

17、变随深度而递减，所以各层资料的强度和刚度要求也相应降低。路面各构造层按自上而下，强度、资料的强度和刚度要求也相应降低。路面各构造层按自上而下，强度、刚度递减的方式组合。以充分利用资料，降低造价。刚度递减的方式组合。以充分利用资料，降低造价。 强度、刚度按深度递减时留意各构造层之间的强度、刚度按深度递减时留意各构造层之间的E不能相差太大，否不能相差太大，否那么上层底面将出现较大拉应力，引起开裂。基层同面层的回弹模量比那么上层底面将出现较大拉应力，引起开裂。基层同面层的回弹模量比不应小于不应小于0.3，土基与基层的模量比应为，土基与基层的模量比应为0.080.4。4、要顾及各构造层本身的构造特性及

18、与相邻层次的相互影响：坚持层间、要顾及各构造层本身的构造特性及与相邻层次的相互影响：坚持层间结合严密，防止产生滑移。以保证构造的整体性和应力分布的延续性。结合严密，防止产生滑移。以保证构造的整体性和应力分布的延续性。5、思索水温情况的影响：选基层资料要慎重，在潮湿和中湿路段，应选、思索水温情况的影响：选基层资料要慎重，在潮湿和中湿路段，应选水温稳定性好的资料，在冰冻地域还有防冻要求，对路面有最小防冻厚水温稳定性好的资料，在冰冻地域还有防冻要求，对路面有最小防冻厚度要求，见度要求，见P159表表8-2。6、适当的层数和厚度：层数多能充分利用资料，但能够引起施工及资、适当的层数和厚度：层数多能充分

19、利用资料，但能够引起施工及资料制备困难，所以不能过多；层厚，除思索受力外，有总厚度要求，料制备困难，所以不能过多；层厚，除思索受力外，有总厚度要求，层厚过大时，应分层施工，自上而下，宜由薄到厚。层厚过大时，应分层施工，自上而下，宜由薄到厚。二、路面构造组合例如：二、路面构造组合例如：公路称号公路称号沈大高速公路沈大高速公路沪宁高速公路沪宁高速公路广佛高速公路广佛高速公路累计轴次万次180028001900面层cm5中粒+5粗粒+5沥碎4中粒+6粗粒+6沥碎4中粒+5粗粒+6沥碎基层cm20水泥砂砾矿渣30二灰碎石25水泥碎石底基层cm1539砂砾矿渣)30二灰土28水泥土8.4 以弯沉为设计目

20、的的路面构造厚度计算方法以弯沉为设计目的的路面构造厚度计算方法 我国现行柔性路面设计方法是以双圆竖向均布荷载作用下的弹性层状我国现行柔性路面设计方法是以双圆竖向均布荷载作用下的弹性层状体系实际，以路表弯沉值作为路面整体刚度的控制目的。对高等级路面体系实际，以路表弯沉值作为路面整体刚度的控制目的。对高等级路面沥青混凝土面层、半刚性资料基层和底基层要验算层底拉应力；对常沥青混凝土面层、半刚性资料基层和底基层要验算层底拉应力；对常受程度荷载作用的停车站、交叉口等路段还要验算剪应力。受程度荷载作用的停车站、交叉口等路段还要验算剪应力。一、设计弯沉值确实定：一、设计弯沉值确实定： 轮载作用下双轮轮隙中心

21、轮载作用下双轮轮隙中心e处的路表回弹弯沉值大小，反映了路基路面处的路表回弹弯沉值大小，反映了路基路面构造的整体承载才干。回弹弯沉值的大小同该路面构造的累计荷载反复作构造的整体承载才干。回弹弯沉值的大小同该路面构造的累计荷载反复作用次数即使用寿命成反比。为此，需求了解路面构造在运用期内的弯用次数即使用寿命成反比。为此，需求了解路面构造在运用期内的弯沉变化规律及其与路面构造损坏形状的关系。沉变化规律及其与路面构造损坏形状的关系。 1、路表弯沉的变化规律：、路表弯沉的变化规律： P161图图8-29阐明路外表开工后弯沉变化曲线，阐明路外表开工后弯沉变化曲线，l 0为开工后第一年最不为开工后第一年最不

22、利季节弯沉，从图看出，路外表的弯沉变化过程分三个阶段：利季节弯沉，从图看出，路外表的弯沉变化过程分三个阶段：第一阶段：路面开工后一、二年。由于交通的荷载的压密作用以及半刚性基第一阶段：路面开工后一、二年。由于交通的荷载的压密作用以及半刚性基层资料的强度增长，路表弯沉逐渐减小，大致在开工后第二年达最小值。层资料的强度增长，路表弯沉逐渐减小，大致在开工后第二年达最小值。第二阶段：路面开工后两至四年。由于在交通荷载的充分作用、水温情况变第二阶段：路面开工后两至四年。由于在交通荷载的充分作用、水温情况变化以及资料不均等要素影响下，路面构造内部的微观缺陷因部分范围的应力化以及资料不均等要素影响下，路面构

23、造内部的微观缺陷因部分范围的应力集中而扩展，构成小范围的部分破损，使构造整体刚度下降、弯沉添加。此集中而扩展，构成小范围的部分破损，使构造整体刚度下降、弯沉添加。此阶段以弯沉不断增大为主要特征。阶段以弯沉不断增大为主要特征。第三阶段：路面开工后三、四年至路面达极限破坏形状。由于构造内部缺陷第三阶段：路面开工后三、四年至路面达极限破坏形状。由于构造内部缺陷附近部分区域积存的高密度能量，已经过前阶段缺陷的扩展而转移，构成新附近部分区域积存的高密度能量，已经过前阶段缺陷的扩展而转移，构成新的能量平衡，路面构造的整体刚度达成较低程度的新的相对稳定，路表弯沉的能量平衡，路面构造的整体刚度达成较低程度的新

24、的相对稳定，路表弯沉进入一个比较稳定的缓慢变化阶段，即构造疲劳破坏的稳定开展阶段，不断进入一个比较稳定的缓慢变化阶段，即构造疲劳破坏的稳定开展阶段，不断延续至构造出现疲劳破坏。延续至构造出现疲劳破坏。 2、运用期末不利季节的路表回弹弯沉、运用期末不利季节的路表回弹弯沉 ：将运用期末不利季节，在设计规：将运用期末不利季节，在设计规范轴载作用下允许出现的最大回弹弯沉值定义为允许弯沉值范轴载作用下允许出现的最大回弹弯沉值定义为允许弯沉值 l R。 3、设计弯沉值：由于开工后第一年最不利季节的弯沉值与最大刚度形状、设计弯沉值：由于开工后第一年最不利季节的弯沉值与最大刚度形状所对应的弯沉值较接近，故将所

25、对应的弯沉值较接近，故将 l 0 作为路面设计弯沉作为路面设计弯沉 l d 。即。即: l d = l 0 = l R /A T AT为相对弯沉变化系数，为相对弯沉变化系数，AT 1.20 根据多年观测调查资料的分析综合，可由允许弯沉值与规范轴载累根据多年观测调查资料的分析综合，可由允许弯沉值与规范轴载累计作用次数的关系式，进一步推得不同公路等级、不同面层和基层类型计作用次数的关系式，进一步推得不同公路等级、不同面层和基层类型时设计弯沉的计算公式：时设计弯沉的计算公式：bscedAAAN2 . 0600式中：式中：l d l d 路面设计弯沉值路面设计弯沉值0.01mm0.01mm；Ne Ne

26、 ：设计年限内一个车道上累计当量轴次；：设计年限内一个车道上累计当量轴次；A c A c ：公路等级系数，高速公路、一级公路为：公路等级系数，高速公路、一级公路为1.01.0，二级公路为，二级公路为1.11.1，三、四级公路为三、四级公路为1.21.2；A s A s ：面层类型系数，沥青混凝土面层为：面层类型系数，沥青混凝土面层为1.01.0，热拌沥青碎石、上拌下，热拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为贯或贯入式路面为1.11.1，沥青外表处治为，沥青外表处治为1.21.2，中、低级路面为，中、低级路面为1.31.3；A b A b ：基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于：基层类

27、型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm 20cm 时时为为1.01.0，假设为面层与半刚性基层间设置等于或小于，假设为面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm 15cm 级配碎石层、沥级配碎石层、沥青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时，可取青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时，可取1.01.0，柔性基层、底基层时，柔性基层、底基层时取取1.61.6，当柔性基层厚度大于，当柔性基层厚度大于15cm15cm、底基层为半刚性下卧层时，可取、底基层为半刚性下卧层时，可取1.61.6。二、轴载换算：二、轴载换算： 车辆的类型不同，它们的轴载也不一样，在计算累计当量轴次时，车辆的类型不同，它们的

28、轴载也不一样，在计算累计当量轴次时，需将各级轴载换算成规范轴载。需将各级轴载换算成规范轴载。 1、当计算路表弯沉和验算沥青层层底拉应力时：、当计算路表弯沉和验算沥青层层底拉应力时：35. 4, 21, 1)(PPnCCNiiikiiP i P i ：被换算车型的各级单根轴载：被换算车型的各级单根轴载KNKN；从大于；从大于25KN25KN计起。计起。N N ：规范轴载的当量轴次次：规范轴载的当量轴次次/ /天；天；P P ：规范轴载：规范轴载KNKN；n i n i ：被换算车型的各级轴载作用次数次：被换算车型的各级轴载作用次数次/ /天；天；C 1 , i C 1 , i ：被换算车型各级轴

29、载的轴数系数。当轴间距大于：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m3m时，按时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m m；当轴间距小于；当轴间距小于3m3m时，按双时，按双轴或多轴计算，轴数系数为轴或多轴计算，轴数系数为C 1 , i = 1+ 1.2 ( m - 1 );C 1 , i = 1+ 1.2 ( m - 1 );C 2 , i C 2 , i ：被换算轴载的轮组系数。单轮组为：被换算轴载的轮组系数。单轮组为6.46.4，双轮组为，双轮组为1.01.0，四，四轮组为轮组为0.380.38。 2、当进展半刚性基层层底拉应力验算时：、当进展半

30、刚性基层层底拉应力验算时：8, 21, 1)(PPnCCNiiikiiC 1 , i C 1 , i ：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m3m时，时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m m；当轴间距小于；当轴间距小于3m3m时，按时，按双轴或多轴计算，轴数系数为双轴或多轴计算，轴数系数为C 1 , i = 1+ 2 ( m - 1 );C 1 , i = 1+ 2 ( m - 1 );C 2 , i C 2 , i ：被换算轴载的轮组系数。单轮组为：被换算轴载的轮组系数。单轮组为18.518.5，双

31、轮组为，双轮组为1.01.0，四轮组为四轮组为0.090.09。上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于上述轴载换算公式仅适用于单轴轴载小于130KN130KN的轴载换算。的轴载换算。见见P164例题例题8.3。 由于车道数和车道宽度不同，车轮轮迹在横向分布的频率也不同，由于车道数和车道宽度不同，车轮轮迹在横向分布的频率也不同，即路面横向各点实践所受轴载反复作用次数也随车道数、车道宽度添加即路面横向各点实践所受轴载反复作用次数也随车道数、车道宽度添加而减少，所以引人车道系数而减少，所以引人车道系数来思索这一影响。来思索这一影响。 值可查值可查P164表表8-5。所以，在设计年限内一个车道上累计当量

32、轴所以，在设计年限内一个车道上累计当量轴 次次NeNe可参照下式计算：可参照下式计算：或1365 1)1(NNtettteNN11365 1)1(）（LssFNe Ne ：设计年限内一个车道上累计当量轴次次；：设计年限内一个车道上累计当量轴次次；t t：设计年限：设计年限(a),(a),参见表参见表8-18-1；N1 N1 ：路面开工后第一年的平均日当量轴次次：路面开工后第一年的平均日当量轴次次/d/d ；Nt Nt ：设计年限最后一年的平均日当量轴次次：设计年限最后一年的平均日当量轴次次/d/d ； ：设计年限内交通量的平均年增长率以小数计：设计年限内交通量的平均年增长率以小数计 ； ：车道

33、系数，参见表：车道系数，参见表8-58-5。三、综合修正系数：三、综合修正系数： 通常实际计算值与实测弯沉值之间存在一定的偏向。缘由为路面资通常实际计算值与实测弯沉值之间存在一定的偏向。缘由为路面资料并非线弹性体，为此引入一修正系数料并非线弹性体，为此引入一修正系数F:论弯沉系数；分别为理论弯沉值和理L, 际弯沉系数；分别为实际弯沉值和实ss,36. 0038. 0)()2000(63. 1pEFsFEpFEpLL1s0s2100021000或 由大量实验得综合修正系数由大量实验得综合修正系数F同路面实践弯沉值、土基回弹模量值及同路面实践弯沉值、土基回弹模量值及轮载参数轮载参数p、有关。有关。

34、由此，弹性三层体系外表的回弹弯沉为：由此，弹性三层体系外表的回弹弯沉为： 由于上两式中包含了由于上两式中包含了F，而，而F又含有又含有l s，故计算时需用试算法。先定一，故计算时需用试算法。先定一个个l s,算出算出F，再按上式求出，再按上式求出l ，如，如l s与与l s相差较大，那么重新假定相差较大，那么重新假定l s反复计反复计算，直到两者相近为止。当然也可将算，直到两者相近为止。当然也可将F代入上式，直接解出代入上式，直接解出l s:)(4398)Ep(4398158. 0003. 161. 1L03. 10sEEpLs或例题：知例题：知p=0.7MPa, =10.65cm, E1=1

35、500MPa, E2=700MPa, E0=45MPa, h1=10cm, lR=0.072cm, 求求h2。解：解：783.0)()2000(63.136.0038.0pEFs71. 7210001pFEsL86. 0K064. 0EE08,. 911-8P14594. 0,467. 0120112查得再由得表查由hEEcmhh17.19, 8 . 1,987. 086. 008. 971. 7K222查表得四、多层路面换算：四、多层路面换算： 对于多层体系可用电子计算机求解，当条件不具备时，可换算为三对于多层体系可用电子计算机求解，当条件不具备时，可换算为三层或双层体系计算。进展等效换算。

36、层或双层体系计算。进展等效换算。 1、等效路表回弹弯沉、等效路表回弹弯沉的构造层换算：的构造层换算：42-ni2n1ii1EEhHE0H E2h1 E1h2 E2 2h1 E1 1Hn-1 En-1 n-1E0 0 2、等效中层底面弯拉、等效中层底面弯拉应力的构造层换算：应力的构造层换算：h2 E2 2h1 E1 1Hn-2 En-2 n-2E0 0Hn-1 En-1 n-1E0Hn-1 En-1H1 En-24 . 22i1n2iiEEhH 3、等效上层底面弯拉、等效上层底面弯拉应力的构造层换算：应力的构造层换算：E0H2 Ej+1H1 EjHn-1 En-1 n-1h2 E2 2h1 E1

37、 1Hj+1 Ej+1 j+1E0 0H j E j j4jij1ii1EEhH0.91ji1n1ii2EEhHj例题：一五层体系，请换算成三层体系例题：一五层体系，请换算成三层体系, 以便计算路面弯沉值和第一、第以便计算路面弯沉值和第一、第二、第四层层底拉应力，求二、第四层层底拉应力，求h。层位五层体系外表弯沉第一层层底拉应力第二层层底拉应力第四层层底拉应力E(MPa) h(cm)EhEhEhEh115006.515006.515006.5800?17.61500?29.8280010800?30.54800?21.42350010500?19.26425020250205353535353

38、5五、路基土五、路基土E0和路面资料和路面资料Ei的回弹模量值：的回弹模量值： 常用承载板实验和抗压实验得到的荷载常用承载板实验和抗压实验得到的荷载回弹变形关系确定。回弹变形关系确定。 1、路基土回弹模量值、路基土回弹模量值E0：除了受加荷方式和应力形状等要素影响外，主：除了受加荷方式和应力形状等要素影响外，主要取决于土的类型和性质以及土的湿度和密实度。路面设计时，应在最不要取决于土的类型和性质以及土的湿度和密实度。路面设计时，应在最不利季节经过实测确定回弹模量值，但在路基尚未建筑的情况下，只能经过利季节经过实测确定回弹模量值，但在路基尚未建筑的情况下，只能经过阅历来估定。阅历来估定。7-8P

39、168.,;,0表见而异的试验参数为随所在地和土的类型为土的稠度为土的压实度baAwKwAKEcbc 2、路面资料回弹模量值、路面资料回弹模量值E i：受资料来源及组成、施工工艺、气候和水文：受资料来源及组成、施工工艺、气候和水文条件等影响，所以应视现场的详细条件测试确定。条件等影响，所以应视现场的详细条件测试确定。 对高等级道路，在初设阶段，应对拟选资料经过实验确定；而在工对高等级道路，在初设阶段，应对拟选资料经过实验确定；而在工程可行性研讨和其他等级道路的初设阶段，可参见程可行性研讨和其他等级道路的初设阶段，可参见P171表表8-8。 进展路面厚度设计时，对于沥青混合料应采用进展路面厚度设

40、计时，对于沥青混合料应采用20时的抗压回弹模量；时的抗压回弹模量；对于半刚性资料中水泥稳定粒料或细粒料，采用龄期为三个月的抗压回对于半刚性资料中水泥稳定粒料或细粒料，采用龄期为三个月的抗压回弹模量；而对于石灰粉煤灰稳定粒料或细粒料、以及石灰稳定类资料，弹模量；而对于石灰粉煤灰稳定粒料或细粒料、以及石灰稳定类资料，那么应采用龄期为六个月的抗压回弹模量。那么应采用龄期为六个月的抗压回弹模量。一、路面构造层的拉应力验算：构造层最大的拉应力小于等于一、路面构造层的拉应力验算：构造层最大的拉应力小于等于构造层资料的允许拉应力。构造层资料的允许拉应力。R8.5 路面构造层的应力验算及防冻厚度检验路面构造层

41、的应力验算及防冻厚度检验 1、构造层的拉应力计算：、构造层的拉应力计算：r2r2r1r1p,psspRK/cesANK/35. 0:11. 0料类对于无机结合料稳定集 2、多层路面换算：见课件、多层路面换算：见课件18-19页。页。3、构造层的计算模量和强度：、构造层的计算模量和强度： 进展构造层拉应力验算时，各层模量均采用抗压回弹模量。对于沥进展构造层拉应力验算时，各层模量均采用抗压回弹模量。对于沥青混凝土，应为青混凝土，应为15时的抗压回弹模量和劈裂强度，水泥稳定类资料，为时的抗压回弹模量和劈裂强度，水泥稳定类资料，为龄期龄期90天的劈裂强度，对于二灰稳定类和石灰稳定类资料，为龄期天的劈裂

42、强度，对于二灰稳定类和石灰稳定类资料，为龄期180天天的劈裂强度。的劈裂强度。4、构造层资料的允许应力、构造层资料的允许应力R ：Ks为抗拉强度构造系数。根据室内实验和路况调查结果由以下各式定。为抗拉强度构造系数。根据室内实验和路况调查结果由以下各式定。cesANK/45. 0:11. 0粒土类对于无机结合料稳定细cesANAK/09. 0:22. 0对于沥青混凝土面层A为沥青混凝土级配类型系数。细、中粒式为为沥青混凝土级配类型系数。细、中粒式为1.0，粗粒式为，粗粒式为1.1。1、破坏面上剪应力和正应力计算：由莫尔强度实际定。、破坏面上剪应力和正应力计算：由莫尔强度实际定。二、路面构造层的剪

43、应力验算：在车轮垂直和程度荷载共同作二、路面构造层的剪应力验算：在车轮垂直和程度荷载共同作用下，破坏面上的剪应力小于等于路面资料的允许剪应力。用下，破坏面上的剪应力小于等于路面资料的允许剪应力。 Rcosm)sin()(213131)sin1 (m1cos)(2131)(2131mmm由诺谟图求得由诺谟图求得m(0.3) m(0.3) 。 程度荷载程度荷载q=fp,其中其中f为摩擦系数，对停车场、交叉口等缓慢制动地点为为摩擦系数，对停车场、交叉口等缓慢制动地点为0.2，对偶尔的紧急制动为，对偶尔的紧急制动为0.5；此时；此时f不等于不等于0.3；所以须换算：；所以须换算：p)3 . 0f (3 . 1)3 . 0(mmfp) 3 . 0f (46. 0)3 . 0(11f2、面层资料的抗剪强度、面层资料的抗剪强度和允许剪应力和允许剪应力R：,tan c一般tan2tan:cc紧急制动时K/R,33N. 0K:,0.15t)2 . 0(交叉口停车场c)5 .