沥青路面设计步骤.ppt

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设计方法的分类
目 录
一、沥青路面的设计方法和理论
绪论
研究
方法
1
2
公路沥青路面设计规范采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构层厚度。对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性材料基层、底基层应进行弯拉应力验算。
01
用多层弹性体系理论进行路面结构计算时，应考虑各层间接触的条件。我国现行规范采用完全连续体系为层间接触条件。
02
二、我国沥青路面的设计理论
？指标确定的依据

（1）沉陷
在车轮作用下路表面产生的较大凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象。当沉陷严重时，在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂，造成路面沉陷的主要原因是路基土的压缩，当路基土的承载能力较低，不能承受从路面传至路基表面的车轮压力，便产生较大的垂直变形即沉陷。
图1 路面沉陷示意图

（2）车辙
路面的纵向带状凹陷，是高级沥青路面的主要破坏型式，是路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形，这种变形出现在行车轮带处，即形成路面的纵向带状凹陷。
图2 沥青路面车辙

（3）开裂
是沥青路面常见的一种破坏形式，最初在荷载作用部位形成细而短的横向开裂，继而逐渐扩展成网状 。
按其分布形式有纵裂、横裂、网裂；按其产生的原因，主要有疲劳开裂、低温缩裂。
疲劳开裂：是路面在正常使用情况下受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底部产生的拉应变超过材料的疲劳强度而开裂，并逐步向表面发展。疲劳开裂的特点是，路面无明显的永久变形。
弯拉疲劳
剪切疲劳
图3 沥青路面疲劳开裂实况

（4）推 移
受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面出现推挤和拥包。车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度。同时也与行驶车轮的冲击、振动有关。
图4 沥青路面与缘石的裂缝实况
低温缩裂：是某些整体性结构层在低温时由于收缩受限而产生较大拉应力，超过相应条件下的抗拉强度时就产生开裂。

（5）松散剥落
指沥青从矿料表面脱落，在车辆荷载作用下呈松散状态，从路面剥落形成凹坑。
其主要原因是沥青与矿料之间的粘附性较差，在水和冰冻的作用下，沥青从矿料表面剥离。
另外沥青混合料加热温度过高使沥青老化失去粘性，摊铺后压实温度过低使沥青面层空隙率太大，路表水容易渗入而使沥青面层出现松散。
沥青剥落
混合料松散
坑洞
图5 沥青路面水损害实况
2 沥青路面的设计指标
（1）设计弯沉值
路面弯沉:是在垂直荷载作用下，路表产生的垂直变形。路面设计弯沉值是表现路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。
式中： —路面设计弯沉值()；
—设计年限内一个车道上累计当量轴次；
—公路等级系数，高速公路、，，三、；
—面层类型系数，，热拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面（含上拌下贯式路面）、；
—路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1，柔性基层
。
（1-1）
允许拉应力
高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和整体性材料基层、底基层，要进行层底拉应力验算，结构层底面计算点的拉应力 应小于或等于结构层材料的允许拉应力 。即 。
式中： —路面结构层材料的容许拉应力，MPa；
—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；
—抗拉强度结构系数；
（1-2）
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2 沥青路面的设计指标