沥青路面结构设计.ppt

1、柏油路面结构设计、弹性层理论系统、2柏油路面的破坏状态和设计标准、4个新柏油路面结构厚度计算、3个柏油路面结构设计、弹性层系统理论概述、基本假设和问题解决方法弹性层系统由多个弹性层组成，上述各层具有一定厚度，下一层是弹性半空间体。应用弹性力学方法分析弹性层系统的应力、变形和位移等分量时，引入以下假设：(1)各层连续、完全弹性、均匀、各向同性、变位和变形小。(2)底部层在水平和垂直向下方向上无限，顶部层的厚度有限，水平方向上无限。(3)各层在水平方向上无限远，下一层无限深，应力、变形和位移为零。(4)层间接触情况、位移完全连续(连续体系)或层间垂直应力和位移连续、无摩擦阻力(滑动系统):(5)不

2、自重、柏油路面的破坏状态和设计标准柏油路面由于环境因素的持续影响和驾驶载荷的反复作用，在一段时间内使用破坏损失，以下将着重于柏油路面的结构破坏状态和设计标准叙述。第一，沉降是由于车轮的作用，表面发生了巨大的凹陷变形，有时凹陷两侧会出现隆起现象，如图所示，路面沉降的主要原因是路基土的压缩。路基土的承载能力低，无法承受从路面传送到路基表面的车轮压力时，会发生大的垂直变形，即下陷。要控制路基土的压缩，可以选择路基土的竖向压力应力或竖向压力变形作为设计标准(例如路基土的竖向压力应力或竖向压力变形)。蟑螂痕迹是道路的结构层和土基在行驶反复荷载作用下的补充压缩和结构层材料的侧向位移引起的累积永久变形。这种

3、变形发生在行蟑螂带，这是高级柏油路面的主要破坏形式，形成了道路的纵向带状凹陷。由于这种道路的寿命较长，即使每次行驶负荷作用造成的剩余变形量很小，多次反复作用累积的剩余变形总和也可能会大到足以影响车辆的正常活动。(大卫亚设，美国电视电视剧，英语)，道路上的蟑螂痕迹，跟荷载应力大小、重复次数、结构层和土壤基础的特性有关。控制代表性蟑螂本国深度的指标有两个。一是路面各结构层包括土壤基础剩余变形的总和。另一个是路基曲面的垂直变形。L，路面的垂直变形标准，可以表示为：疲劳裂纹是由于路面正常使用情况下行车载荷的多次重复作用而引起的。疲劳裂纹的特点是路面没有明显的永久变形。裂缝大部分形成细长短的横向裂缝，然

4、后逐渐扩大为网状，裂缝的宽度和范围继续扩大。疲劳裂纹是由于柏油结构层受蟑螂载荷的反复弯曲影响，结构层底面发生的拉伸变形(或拉伸应力)值超过材料的疲劳强度(远小于一次载荷作用的极限值)，底面裂开，发展到表面。水硬性结合材料的稳定形成的整体基层也可能引起疲劳裂纹，甚至最终破坏。结构层达到临界疲劳状态时接收的载荷重复次数称为疲劳寿命。与公路结构层疲劳寿命的大小有关，主要与反复变形(或应力)大小和道路的环境因素有关。控制疲劳裂纹与设计标准、结构层底面的拉伸变形或拉伸应力不超过相应的允许值的设计。也就是说，也与驾驶轮的冲击振动有关。，为了防止柏油涂层表面的推力和拥抱，可以使用涂层剪切强度标准控制设计。低

5、温收缩包装结构的某些整体结构层由于低温(通常是负温度)时材料收缩限制而产生更大的拉伸应力，在材料的相应条件下超出拉伸强度时会发生裂纹。道路的纵向尺度比横向大得多，低温收缩时横向限制不大，因此这种裂缝一般是横向间隔性裂缝，只有严重时才会发展成纵向裂缝。在冰冻地区，柏油面层和无机结合材料稳定的整体基层在冬天可能会发生这种裂缝。低温收缩是与载荷因素无关的设计指标。也就是说，在低温下，结构层材料收缩产生的温度应力不应大于该温度。也就是说，铺面挠曲设计标准铺面挠曲是由垂直负载作用产生的垂直变形。一般认为，道路的弯度不仅反映了道路各结构层和土基的整体强度和刚度，而且与道路的使用状况有一定的内在联系，而且测

6、量弯度也比较方便。因此，我国现行的柏油路面设计方法采用设计屈曲作为路面整体刚度的设计指标。除了根据屈曲设计路面结构外，高速公路、第一公路、第二公路柏油路面还需要检查柏油混凝土表面和半刚性基层、底部的楼板拉伸应力。城市公路路面设计需要柏油混合材面层的剪应力检验。铺面设计挠曲值是表示道路整体刚性大小的指标，是根据设计年限内某车道通过的累积等效轴线、公路等级、完工和基准类型确定的铺面挠曲设计值，铺面厚度计算的主要基础。路面设计偏差值与公路竣工后第一年不利的季节、路面温度为20时在标准轴上承载100kN完工验收的最大回弹偏差值有关，与交通量、公路等级、表面和基层类型有关。柏油路面的结构设计，1、路面结

7、构形成1柏油道路，结构层可由表面、基层、基层、垫层组成。2涂层可由1 3层构成，结构层直接受蟑螂荷载重复和自然因素的影响。表面层应根据使用要求设置防滑耐磨、致密稳定的柏油层。中下部层应根据公路等级、柏油厚度、气候条件等选择相应的柏油结构层。三基层是在面层下建立的，与面层一起，将蟑螂荷载的重复作用传递给基层、垫层、土壤地基，并作为主要荷载支撑的层次。基层材料的强度指标要有很高的要求。4基层是在基层下设定的阶层，与完工、基层一起承受蟑螂负载重复，并充当次要负载。基层材质的强度指标要求略低于基层材质。5基层、基层可以根据公路等级或交通量设定第一层或第二层。如果基层或基层较厚，需要施工到第二层，则可以

8、分别称为上基层、下层、上基层和下层。6垫层是设置在底部和土基之间的结构层，起到排水、防水、防冻、防污等作用。柏油表面1通常规定了1.1柏油表面的技术要求，为汽车运输提供安全、快速、舒适的行驶条件，柏油包装必须具有坚固、平坦、滑动、耐久性强的质量，还必须具有防止高温内轮痕迹、低温裂纹、水损坏和雨水渗入基层的功能。1.2柏油表面分类和复盖柏油表面分为柏油混凝土、热拌柏油、乳化柏油混合材料、柏油渗透式、柏油表面处理5种类型。柏油混凝土(沥青)适合各级公路柏油包装表面。高速公路、第一公路表面层、中间层和底层的柏油混凝土：第二公路表面层必须使用柏油混凝土。热拌柏油碎石适用于二次及二次以下的公路表面、柔性

9、道路的上基层、平层乳化柏油混合材料为三级、四级公路柏油表面、二级公路保护膜和各级公路平层。柏油渗透碎石(包括上拌式)适用于二次以下公路柏油抛光。如果柏油渗透碎石安装在柏油混凝土层和半刚性基层、颗粒基层之间，则柏油渗透碎石不得撤回标志材料或进行会面层。柏油表面处理适用于3级、4级公路饰面、旧柏油饰面上的盖子或防滑层、磨耗层等。1.3，应选择柏油、高速公路、一级公路柏油路面、符合“中交路石油柏油技术要求”的柏油、试验论证、经过验证的改性沥青。二级以下公路柏油包装可以采用符合“重庆交通路石油柏油技术要求”的柏油或改性沥青。柏油包装中使用的柏油标签应根据气候条件、表面结构类型、施工方法、施工季节等表选

10、择。1.4，骨料的技术要求必须符合各种柏油表面的粗骨料、细骨料、填充物公路柏油路面施工技术规范(JTJ 032)的相关规定。1.5，柏油路面抗滑性能高速公路，一级公路柏油包装必须具有良好的抗滑性能，其抗滑性能必须满足下表的要求。二次及三次公路应根据各路段的具体情况采取必要的技术措施，提高路面防滑性能。表1防滑标准，(1)摩擦系数：高速公路，1级公路竣工后，第一个夏天必须用摩擦系数测量车，(50 to 1)以kmh的速度测量横向力系数(SFC)。(2)路面宏观结构深度：路面宏观结构深度应在完工后第一个夏天用砂包法或激光结构深度计测量。(3)竣工后第一个夏季柏油表面侧向力系数(或单摆)、路面宏观施

11、工深度应满足表中规定的竣工验收值的要求。为了准确测量圆曲线行驶时汽车的稳定性、安全和舒适程度，横向力和垂直力的比率称为横向力系数，摆动值：倾斜摩擦系数测量仪在潮湿条件下测量道路的摩擦系数表征值，达到摩擦系数的100倍。构造深度：表示特定面积的公路表面凹凸不平的开口的平均深度。主要用于评价路面表面的宏观粗糙度、排水性能和抗滑性。2高级铺装21柏油混凝土1柏油涂层可以由单层或双层或三层柏油混合材料组成，每个混合材料的配置设计必须根据该层的厚度和层、气温、降雨量等气候条件、交通量、交通配置等因素，根据表2选择适当的最大粒子大小和渐变类型，以满足使用柏油表面功能的要求。选择表2柏油混合物类型(方孔筛)

12、，选择2柏油表面各等级的配方时，至少一层必须是I型密调柏油混凝土(I型密调柏油)，以防止雨水渗透。第三层柏油表面的表面层采用防滑表面时，中间层应使用I型涨潮柏油混凝土，底层应根据当地气候、交通量使用I型或II型柏油混凝土。双层柏油饰面层的表面层采用防滑层时，下层采用I型密调柏油混凝土(I-missing crushed柏油)。如果使用半开级配或级配热混合柏油碎石作为表面层，则应在柏油表面下安装表层。在多雨地区，使用乳化柏油混合材料作为饰面时，必须设置会面层或下峰层。23柏油混凝土稳定性设计高速公路、一级公路表面层和中间层柏油混凝土配合比时，应进行蟑螂本国测试，验证柏油混凝土高温稳定性。高温稳定

13、性是在温度60，07MPa蟑螂压力条件下通过蟑螂痕迹实验获得的动态稳定性，表明高速公路表层、中间层柏油混合物的动态稳定性必须在800MM以上。第一公路表面层、中间层柏油混合材不得超过600次mm。，表3柏油混合物的水稳定性指标，424柏油混凝土水稳定性高速公路，第一公路，第二公路柏油混凝土，要有好的水稳定性。柏油混合物的水分稳定性指标一般应通过浸水马歇尔实验和沥青和矿料的粘合性实验，检查柏油混合物受水损害时的抗剥落性能，同时还应增加年最低气温低于-215的寒冷地区。还应增加柏油混合物的董洁融化剩余强度实验。柏油混合物的水分稳定性指标应符合表3的规定。25柏油马蹄碎石混合料柏油马蹄碎石混合料(S

14、MA)是由柏油、矿粉、纤维稳定剂组成的柏油马蹄铁结合料，由间歇分级的矿料骨架填充而成的柏油混合料。防滑耐磨，紧密耐久性，抗疲劳，抗高温蟑螂痕迹，具有减少低温裂纹的优点。适合使用高速公路一级公路防滑表面，厚度必须为35cm4cm。SMA必须选择光泽度值大于42的硬质合金，最大粒子大小必须为13mm或16mm。应选择低渗透高粘度沥青，改性沥青，油石比不得小于62纤维稳定剂的使用量，木质素纤维是混合材料的总质量03，矿物纤维是混合材料的总质量04。SMA混合料的矿级及混合比设计可以用国内成功的经验和方法进行，5mm以上的粗、密集型使用量为70，0075MM以上，通过量为813，马歇尔稳定度为62kN

15、以下，间隙率应调整到24范围以内。但是要进行蟑螂痕迹实验，童颜程度必须在1500次毫米以上。高级路面31热拌柏油热拌柏油碎石的配合比设计应根据实践经验和马歇尔试验结果，通过施工前试拌、试铺确定。32乳化柏油混合料乳化柏油混合料的抛光要双层，单层式，根据当地降雨量，设置以下标志或会面层。混合物的梯度必须满足附录B表B1的要求。混合费设计可以根据当地成功的经验或示范点来决定。33柏油渗透路面1柏油渗透涂层的厚度一般为4cm8cm。与沥青穿透的上层路面混合的柏油混合物称为上拌，此时拌层的厚度必须为3cm4cm，总厚度必须为7cm10cm。乳化柏油渗透式路面厚度不应大于5厘米柏油渗透式表面以下，防止雨

16、雪渗透基层，或停留在涂层和基层之间，引起路面破坏。2根据柏油渗透包装使用的柏油、骨料的技术要求、34柏油表面处理柏油表面处理施工方法，分层包装法和混合法一层包装法可以分为单层、双层、三层，厚度必须为10cm30cm。单层桌子的厚度为10cm15cm是。双层表面的厚度为15cm25cm是。三层桌子的厚度为25cm30cm。分层包装法柏油表面处理和乳化柏油表面处理，骨料的规格和使用情况应符合附录B表B4的规定。2 .拌法柏油表面处理可采用热拌热布或冷防包装法施工，拌法沥青应采用3cm4cm处理路面厚度。用拌合和拌合施工时，基层上表面要撒沥青或粘层沥青，或做下封面，使涂层和基层紧密结合，防止雨雪渗透

17、。5垒、垒和垫球、51垒、垒511一般规定，1垒、垒垒垒必须具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区必须具有一定的抗寒性。2高级公路下的半刚性基层必须收缩(温度收缩和收缩)变形少，防潮力强。三基层、底层结构设计要贯彻就地取材的原则，认真进行当地材料调查，根据徐璐不同公路等级、交通量的基层、基层的技术要求，选择技术可靠、经济实惠的基层、底层结构。4半刚性材料基层、基层的配合比设计应根据中型压缩标准部件、混合材料7d年龄机的无限制抗压强度试验确定。5普通公路基层宽度应比面宽25厘米，基层每侧应比基层宽15厘米。在多雨的地区，透水性好的骨料的底部要铺到路基整体宽度，以便排水。高速公路、一级公路基层宽度应按照规范规定确定。6基层