管理学道路工程第八章.ppt

8.5.18.5.1设计指标设计指标n路表容许弯沉值路表容许弯沉值lR作为路面结构整体刚度、强度、承载能力的控制指标：作为路面结构整体刚度、强度、承载能力的控制指标：lS lR n沥青面层和整体性基层底面容许弯拉应力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：作为验算指标： r R n高温季节沥青材料面层容许剪应力高温季节沥青材料面层容许剪应力 R作为验算指标：作为验算指标： aR 8.5 8.5 新建路面设计新建路面设计 8.5.2 8.5.2 设计弯沉值确定设计弯沉值确定 1）路表弯沉的变化规律）路表弯沉的变化规律 第一阶段第一阶段——路面竣工后第一、二年路面竣工后第一、二年 第二阶段第二阶段——路面竣工后两至四年路面竣工后两至四年第三阶段第三阶段——路面竣工后三四年至路面达到极限破坏状态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）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：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沉值定义 3 3）设计弯沉值）设计弯沉值l ld d 设计弯沉值设计弯沉值ld与竣工验收弯沉值与竣工验收弯沉值l0及容许弯沉值及容许弯沉值lR之间关系为：之间关系为： ld=l0=lR/AT 式中式中 AT—相对弯沉变化系数，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：设计弯沉值与标准轴载累计作用次数的关系： 式中式中 ld—路面设计弯沉值，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；设计年限内一个车道累计当量轴载； Ac—公路等级系数，高速、一级公路等级系数，高速、一级Ac=1.0；二级；二级Ac=1.1；； 其他其他Ac=1.2；； As—面层类型系数，沥青混凝土路面面层类型系数，沥青混凝土路面As=1.0；其他路面；其他路面As=1.1；； Ab—基层类型系数，半刚性基层类型系数，半刚性Ab=1.0；柔性；柔性Ab=1.6 8.4.3 8.4.3 轴载换算轴载换算与设计交通量与设计交通量1）以设计弯沉值为指标以及验算沥青面层层底弯拉应力）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）进行半刚性基层层底弯拉应力验算 3）设计交通量）设计交通量 8.4.4 8.4.4 路面弯沉计算路面弯沉计算 1）理论弯沉计算）理论弯沉计算l 2）实际弯沉计算）实际弯沉计算lS式中式中 F—综合修正系数。

综合修正系数 路面设计时路面设计时lS ld，取，取lS=ld，则：，则： 理论弯沉系数为：理论弯沉系数为： 用途：用途：已知已知ld，利用综合修正系数，利用综合修正系数F求路面结构厚度求路面结构厚度  3）多层体系换算）多层体系换算 4）路基土和路面材料的回弹模量）路基土和路面材料的回弹模量 （（1）路基土回弹模量值）路基土回弹模量值E0 式中式中 K—土的压实度；土的压实度； wc—土的稠度；土的稠度； A、、a、、b—随地区和土的类型而异的试验参数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等效路表回弹弯沉的结构层换算  （（2）路面材料回弹模量值）路面材料回弹模量值v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v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v弯沉计算中沥青混合料采用弯沉计算中沥青混合料采用20 C时的抗压回弹模量时的抗压回弹模量v水泥稳定类材料水泥稳定类材料，采用，采用龄期为龄期为90d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（弯沉用）（弯沉用）v二灰、石灰稳定类材料二灰、石灰稳定类材料，采用，采用龄期为龄期为180d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（弯沉用）（弯沉用）v水泥粉煤灰稳定类材料水泥粉煤灰稳定类材料，采用，采用龄期为龄期为120d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（弯沉用）（弯沉用） 基层设计参数基层设计参数  例例1：已知：已知ld=0.39mm，选用，选用BZZ100为标准轴载，为标准轴载，p=0.7MPa，， =10.65cm 。

根据根据ld确定第三层水泥稳定砂的厚度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：解：按设计弯沉计算路面厚度： 1）计算综合修正系数）计算综合修正系数 2）） 计算计算 l’ 3）） 进行进行3层体系换算层体系换算 H=3.4 10.65=36.2cm h3=14.6cm 取取h3=15cm 弯沉弯沉3层体系换算图层体系换算图 8.4.5 8.4.5 路面结构层的应力验算及防冻层厚度检验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）路面结构层弯拉应力验算 2）多层路面换算）多层路面换算 （（1）上层底面弯拉应力）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）中层底面弯拉应力 （（3）结构层材料的计算模量和强度）结构层材料的计算模量和强度v验算结构弯拉应力时，各层模量均验算结构弯拉应力时，各层模量均采用抗压回弹模量采用抗压回弹模量v沥青混凝土面层沥青混凝土面层采用采用15 C时的抗压回弹模量和劈裂强度时的抗压回弹模量和劈裂强度v水泥稳定类材料为水泥稳定类材料为龄期龄期90d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（（ 拉应力用）拉应力用）和劈裂强度和劈裂强度v二灰、石灰稳定类材料为二灰、石灰稳定类材料为龄期龄期180d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（（ 拉应力用）拉应力用）和劈裂强度和劈裂强度v水泥粉煤灰稳定类材料为水泥粉煤灰稳定类材料为龄期龄期120d的抗压回弹模量的抗压回弹模量（（ 拉应力用）拉应力用）和劈裂强度和劈裂强度多层体系计算中层底面弯拉应应力换算图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）结构层材料的容许拉应力3）路面结构层的剪应力验算）路面结构层的剪应力验算路表面轮缘计算点路表面轮缘计算点D在在f=0.3条件下的条件下的 m、、 1可直接查图，其他可直接查图，其他 f计算：计算： n面层材料的抗剪强度面层材料的抗剪强度 和容许剪应力和容许剪应力 R n路面材料的容许剪应力：路面材料的容许剪应力： n多层路面换算多层路面换算 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层换算为中层 n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及计算回弹模量 Ø结构层材料的抗剪强度参数结构层材料的抗剪强度参数c、、 采用三轴试验确定采用三轴试验确定Ø试验温度为当地实际最高月份温度的平均值试验温度为当地实际最高月份温度的平均值Ø 结构层计算回弹模量采用抗压回弹模量结构层计算回弹模量采用抗压回弹模量 4 4）防冻层厚度验算）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例例2．．广广西西南南宁宁地地区区新新建建二二级级公公路路，，经经调调查查路路基基土土为为高高液液限限粘粘土土，，地地下下水水为为1m,路路基基填填土土高高度度为为1.2m。

近近期期交交通通量量如如表表所所示示，，交交通通量量年年增增长长率率为为7%拟拟选选沥沥青青混混凝凝土土面面层层，，设设计计使使用用年年限限为为15年年该该公公路路为为双双车车道道混混合合交交通通，，车车道道系系数数取取 =0.7,沿沿线线可可开开采采碎碎石石、、砂砂砾砾，，并并有有粉粉煤煤灰灰、、石石灰灰供供应应试试设设计该路面结构和厚度计该路面结构和厚度解：解：1 1 交通量计算计算交通量计算计算 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 2 确定土基回弹模量确定土基回弹模量E E0 03 3 拟定路面结构及参数拟定路面结构及参数 4 4 计算设计弯沉值计算设计弯沉值 5 5 计算容许弯拉应力计算容许弯拉应力 6 6 按容许弯沉计算路面厚度按容许弯沉计算路面厚度 （（3 3）） 进行进行3 3层体系换算层体系换算 弯沉弯沉3层体系换算图层体系换算图 7 7 验算弯拉应力验算弯拉应力（（1 1）验算沥青混凝土面层底面弯拉应力）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沥青混凝土面层底面弯拉应力3层体系换算图层体系换算图 。