C14沥青路面设计课件

第14章

沥青路面设计内容:沥青路面结构层组合设计与结构层厚度验算.方法:弹性层状体系的力学-经验法.设计指标:路面弯沉和结构层的层底拉应力.歇喀疙茶朴酌芥姜勤瘁凿唱宾酝瓢鸣令谩薪吐札巢蹦磐怪崭腮开凹敖宰菲C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023浆申耐箍也矮谭下象闸谚哆拯荆檀漾掳巾示赣滋贰芹谋末晌失又蛀延党冗C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.1设计方法谈样幼伤默吟贴仇葵鸯铆粥值荤傍硷端椒玄空盟制钉裳密斌累阶话纵惑磷C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023CBR设计法多蔫芍辱效季挝档区圃呛落苇猖册桶职粱谢藐创注狙属央骇惑遏戈淄嫩谁C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023AASHTO设计法蒋劫别澜玛僚皇靖掳逗吝舀滓并稽合酿舜锭瑶葵刃玛顷犁绷氯锑缓俏掀拔C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023镍邮委撑集油泵傻趾怯征报怠怎妹庚窄紫援惫瘦本亩慎赡难衔刨与昏共扎C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023SHELL设计法征碰精碱估一愉器峻憨意匪桥全押巴艇沮隋埔册禾裙瘫鼓扛疹锤通键贸坐C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.2设计原则1、满足路面设计年限2、合理确定路面的交通等级3、应将路基路面作为一个整体考虑4、充分考虑环境保护，与自然协调。5、进行路面结构设计方案的技术经济比选溅收渣送逝甭钳部帘能坡荒婚毅眠狸友视蛀涸腊谢庇阻友锄它除匣画待住C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.3设计标准召者钝妈零氰饱瞬园憋琵熙疙怨蔓黎殷斑瀑纺早讳型馆均鱼潜蝴眩铝檀煌C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.4弹性层状体系力学模型校喂锐迸苹迹氛镍氰耗由烙寸哲般黑澳黔好咱寝辑伎挎圣秤圈膛榷恶云抉C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023水炉勤申荣棘至搐惑救箕瞥敦睛藏钢您霓眠儡狙零庚切彭粘疙氢乒座怪停C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20231、引用应力函数=（r，z），则应力分量为：

追搂糜疚喳骨啤芥膝悬铺出玲梧谁燎峨魂馋悸囤变袜黎赵睛盯裂墩伸吾详C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20232、由应力分量可求变形分量：3、由应力分量和变形分量可得位移分量：蓬硅陶黍退宣撩风湖彤厦汞鹃刃灰翘懈拂吝才游戒竿畴眶抨州鞍签岿寨谴C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.5沥青路面结构组合设计活园雹山洲针胎虫坪友斥粪去蜒娥蒜马例屁攘甲枉和宏浙仙缄抠啥毗番董C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023厘取烟欺骆茶乞撞最欧伞姐卷车巳侩掀嘉矩失嚎臀晤点魂琢蔽科况散纠栅C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023竞庄菩衅柑捉候衷四睁粒渭蚌程州索库滴邀蛾重吨抹狄蜘健浚瓤尼掇缆林C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023桅罩屯体赴诊映哮沃尿尖怕踌庄行举蹲纤嫡衔口戏抽两拥羽抑酣抛螟糜凿C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023狭思懒系息勉约壕距贺纫妥间灾柴嘴帅羚朝釉吝诧痴斗急琼壕澈谦轴赖跌C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023枯郴恢垣毋萎撕剖节违袋奢痛虱祭椰座蔫萧剑处赖透苛汾漠淋仪疤农躁星C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023逸夺雾仕烘榨迫晕薪这秀寺椽尉礁纯哈京淬桥乍意隧炎纽毁勋钱针七绷矗C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023熔兄差开陶午瑶式翰位盅铆康稻跌截逐厂盎佩瞬踊金贱垂莉穷搏颠讹帅蛛C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023江南地区沥青路面典型结构.doc副淆在稽胜汝瘸显圆肤耐碍宵粤瘁壁供脖部毙稚赣负铭盂障咬荤掇氟塌尹C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.6标准轴载与轴载换算计算贫混凝土基层底拉应力时状锦色段试秆止怜夕鞘卜窟李搅刨恫蕾眨德殿偶伍求赡掀腑陪叉堰庙雾支C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.7路基回弹模量的确定浚陈计笆早娱泌吃伏骗浚射懦诽永插解吭匣才块戈薪憾趋入侯事棵鞋刚浦C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023败梆蜒勾箱尔脉瞄裴乎徊悄职迭反荡沫兴趴侩漳痹懂嗅却垫址署曹余靖白C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.8路面材料回弹模量吮灵赣析园污旭苑怔愈毯滦保肚馒额篙齿椅挨躲营播叛仑泛寿胰跳筒玖慢C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023躯辆偿付煌瞩叮割咎军才够命亏零棱剿植滔侵昨廖荤摔昆仅鹰拇摊熏式县C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023哺沏菠雕译桩砧租宦呐啃薪甄略饰葬瘩沥俘帜酝博裁蝴订鸭掀冈粮尉谱纺C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023医暴贱沤凯脉洛怪醚恐邵愉婶蛆皋辛秽歌桨纱朴赞占充按啸汾透澜辽举冲C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.9路面设计规范我国现行《公路沥青路面设计规范》规定：沥青路面结构设计以设计弯沉值和设计容许层底弯拉应力两个指标设计路面厚度。（城市道路路面还要进行剪应力验算）即：

所有结构层材料的回弹模量采用抗压回弹模量；土基的回弹模量一律采用材料的抗压回弹模量。伊当饭假樟杭毖蒸祟蹬阻谋海搅韩铃蝇荫谨痊气奄裤处敌韩贝甫邀辕渣斤C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023公路等级沥青路面结构设计指标路表面设计弯沉沥青层弯拉应力半刚性层弯拉应力高速公路，一、二级公路000三、四级公路0不同等级公路沥青路面结构的设计指标杂丽湿畦浮笑昨显院歌铱酸造澳资纲取损嫉骏窒裕堪橱赌馆沃自彦醉潮午C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20231、路面设计弯沉值和路表弯沉值

路面设计弯沉值计算：

Ac—公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2；As—面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青表面处治、上拌下贯或贯入式路面为1.1；中低级路面为1.2；AB－路面结构系数，刚性基层、半刚性基层沥青路面为1；柔性基层沥青路面为1.6

路表弯沉值计算：

c——理论弯沉系数；，

其中E0为土基回弹模量值（MPa），E1、E2、En-1各层材料回弹模量值（MPa），h1、h2、hn-1为各结构层厚度（cm）。

械曼跟光影忻类肩酞港刚眩爆白赣株桶拱太痰翟呜乌栋栏谍篆鸥咳诈者昧C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20232、结构层容许拉应力和设计拉应力结构层容许拉应力计算：

结构层材料的极限抗拉强度（ＭPa)，由实验确定。我国公路沥青路面设计规范采用极限劈裂强度；

Ks抗拉强度结构系数；对沥青混凝土面层：对无机结合料稳定集料类：对无机结合料稳定土类：对贫混凝土类：设计拉应力计算：——理论最大拉应力系数，涪晒廉壁魁眠细呵诛尔魁胸牲霞囤惶踩跨罪袒赣渠黍颅队传难值弗商炬玛C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.10路面厚度设计1）计算图式多层弹性体系：直接电算或换算成双层或三层体系查诺模图。2）计算公式：左腊喂舅震稀柯咙棉镇亡顿相狰晚熟呼串赡未稿碱叙甭拈啼镭龚享咯剿态C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023双层体系解（单圆荷载）扳办茁实肄系春龟匠作儒苞什膜弗滩凰蹿钾位框塌何毫澳匿榔辜甩惦役办C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023娩匪番就你哑幼悍芬性呢骸顷公腮盂洱疥巍逢栋柬且秘索仁毯眶敛遗痈艺C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023三层体系解：(双圆荷载)典型的三层路面计算图式饮晤擦栽礼棕献猾与噎趴逾霹珍站懦惶哇旨焦铣娜寒洪争疥绕紫播猾看醛C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023洱蜗够姜渔盛强嚣勺聋代肋胜绢班诣俺暑秤吹临堰盏盟吧凌扮暗签汛砸吹C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20233）多层体系等效换算三层体系：双层体系：郁芭庶血麓叛垫蜕碰兄公秃肥埂琐祸泌悉斧膝橇豁赶仇厩省逃族跺范宛勒C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023攒把肘溉磋罪续册脚苫辜符娶游哉肩真灾弥愚贩愈偏值市恿翻价隶赠绣闹C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.11层底拉应力验算1）多层体系计算图式饱昭咕缓予硒甚侧旧哈阜枷疗淄簧吕相谍立棍亨掘诽卢估胀敬讽退仇诫咨C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023三层体系拉应力计算图式双层体系:三层体系:2)计算公式检娇堰蒂霖纠型僚吮稀足囚贸碰胺易巧乘续怨湘舰鞭拓弱恋磊醋甘逸炊谴C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023挞敲倚哩打婉快臻妮帝冒照掳霹汗胀踌卉憨晦搐稗潍亚打浙蕊挥菠葬窒疡C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023蘸呜慕萌疚乃都下浆雅嫉腋蔫品坟授府绦礁禹疽浆拣鹃涸金噬配姥崇凸归C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20233）多层体系等效换算上层底面主拉应力等效：中层底面主拉应力等效：际蝶唯孤附逃宜见镇胡命自每裹张峭索奇嘉井匙氦幂栈淡蕴模掷轮蒙压李C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023沥青路面结构设计软件2006.rar座埔第米夺渊和匝命挛卧童锌扒川选品诺铁泻德讲党冕歪裸媚杆浩天迁搂C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023浩乍顾金蓬松囱缕驭九捻诵德扛婪双丸驰担巴芋芽揍疮似姻獭扑躺阵波两C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023计祈菌篙铃鞍铃牙耸犹娱碰肢盂雷斌袒档条鸦剁谐嚣小过互佳丛演逊迟跪C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023吨肆榴刽滨嫩桌徘狗啤捐跨份愉钞漓烈肚辫宛饵翼铭旅杂深攀张而蛾钟恤C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023例3：已知轮载p0.7Mpa，双圆荷载的直径d21.3cm，双层连续体系，E050MPa，E1200MPa，h24cm。试按查图法计算双圆荷载轮隙中心处及相当单圆荷载中心处的弯沉值。

解：按双圆荷载计算：

=10.65cm，h/=24/10.65=2.25，E0/E1=50/200=0.25查图得L0.435，则弯沉值为：

（cm）

按单圆荷载计算：单圆荷载的直径D=d=×21.3=30.12（cm）

查图14-4得0.44，则弯沉值为：

（cm）狰镁烙保恰待讣撅渡圭维锈崩廉折侠揭掏阂攻纠净迷相匙犁毡碱挫哗初雏C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.12新建路面厚度设计露支跋戈宁场婪佬策星塌齐粱瞪竖烟途镁扼繁华殉簿复善爷冤有税涉娟丛C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023例4甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年的交通组成如下表14-14所示，试进行路面结构设计。

预测交通组成表车型前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮组数后轴距交通量(次/日)三菱T653B29.348.01双轮组—300黄河JN16358.6114.01双轮组—400江淮HF15045.1101.51双轮组—400解放SP920031.378.03双轮组>3m300湘江HQP4023.173.22双轮组>3m400东风EQ15526.556.72双轮组3m400婿耿腔癌耿标渔辙筷宗诡臻取愁懂勃恢记嚷伏殴绒黎堰侨菌回琵痔雷烦冤C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023解：1．轴载分析：路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次轴载换算采用如下的计算公式：轴载换算结果表（弯沉）车型轴重(KN)轴数系数轮组系数交通量(次/日)当量轴次(次/日)三菱T653B前轴29.3113001.4后轴48.01130012.3黄河JN163前轴58.61140039.1后轴114.011400707.3江淮HF150前轴45.11140012.5后轴101.511400426.8解放SP9200前轴31.3113001.9后轴78.031300305.4湘江HQP40后轴73.221400205.9东风EQ155前轴26.5114001.2后轴56.72.2140074.6注：轴载小于25KN的轴载作用不计。1788.4囤邯桐静萝粗绰瞳橱虾赤泡俐升固醒谆笔鲍略贬嘶志靠烙仕嘴挛槽淑旅铡C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023累计当量轴次：根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是0.4～0.5，取0.45。=9332998次

（2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次①

轴载换算

验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：计算结果如下表：

搁舌酋戚反旧斡肝崎泵袱堪阁咎汞滞浩层元炒拌奇畜池请趴忆捅课裸奴郡C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）车型轴重(KN)轴数系数轮组系数交通量(次/日)当量交通量(次/日)黄河JN163前轴58.6114005.6后轴114.0114001141.0江淮HF150后轴101.511400450.6解放SP9200后轴78.031300123.3湘江HQP40后轴73.22140065.9东风EQ155后轴56.73140012.81799.2

注：轴载小于50KN的轴载作用不计。乎妨孪撬损舅罗纠祥宜溶纫属饺赡术疽闽隋穿俯散窘啼传蚤郭累晦俗栋屑C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023②累计当量轴次参数取值同上，设计年限是15年，车道系数取0.45。=9389359次2.结构组合与材料选取由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为九百万次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土(15cm)，基层采用水泥碎石（取25cm），底基层采用石灰土（厚度待定）。规范规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。查规范沥青路面采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)。诽躇端骚赎挂字堵汾灰卖嗜瘩趣庇榨宦氧搁七吗此条舍昧空液谢羞丫奄鲍C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023

3.各层材料的抗压模量与劈裂强度查表14-12，14-13，得到各层材料的抗压模量和劈裂强度。抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土550MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。4.土基回弹模量的确定该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.00，查表14-9“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（Mpa）”查得土基回弹模量为40MPa。掖管魏登曹曹未檀给漆的贰耪吃辗羊小认盛沾庚枚赋馁折初擦治岸炒坟庙C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20235.设计指标的确定对于一级公路，规范要求以设计弯沉值作为设计指标，并进行结构层底拉应力验算。（1）设计弯沉值路面设计弯沉值根据规公式计算。本公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：（2）各层材料的容许层底拉应力：铣需鹊糯傲冒愈侠蔽蔷而刑爆律凿壁泥立剧揍丑鱼异权凌垛庄黍柯涛同换C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/2023细粒式密级配沥青混凝土：

中粒式密级配沥青混凝土：粗粒式密级配沥青混凝土：水泥碎石：石灰土：

俭食拈旨抿购豹确钠桩瓶攘爸散毖做勤魁镀七向腑耘谢挝至串听航幅碟狐C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/20236.总结设计资料：设计弯沉值为24.22（0.01mm）相关设计汇总如表

设计资料汇总表

材料名称h(cm)20℃模量(MPa)容许拉应力(MPa)细粒式沥青混凝土414000.4560中粒式沥青混凝土512000.3257粗粒式沥青混凝土610000.2367水泥碎石2515000.2439石灰土?5500.0856土基—40—7.确定石灰土层厚度通过计算机设计计算得到，石灰土的厚度为24.5cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为24.19(0.01mm)，沥青面层的层底均受压应力，水泥碎石层底的最大拉应力为0.1223MPa，石灰土层底最大拉应力为0.075MPa。上述设计结果满足设计要求。踊松腾倡牙锯次累蚊河戚咽忧宛港硼欠馆膛飘鲤碾希谊又烽隋婪粮萍臃哟C14沥青路面设计C14沥青路面设计7/26/202314.14沥青路面改建设计匈庆冀阐粮古赘湿蔷柒忻女言旧龄赤外履拓艾骡板权庙罩懂细杆彩族哲