沥青路面结构损坏形式与厚度设计指标.ppt

沥青路面结构损坏形式与厚度设计指标
第十一章 沥青路面结构设计
第一节 概述
第二节 损坏形式与设计控制指标
第三节 路面结构组合设计
第四节 新建沥青路面结构层厚度设计
第五节 沥青路面改建设计
的沥青混凝土的侧向流动变形。出现侧向隆起，成“W”形车辙。
（3）第三种类型是轮胎（冬季埋钉）形成的磨损性车辙，主要发生在冰雪严重的寒冷地区。
（三）水损害水损害是指沥青路面在水的作用下，沥青逐渐丧失与矿料的粘结力，从集料表面脱落，在车辆的作用下沥青面层呈现松散状态，以致集料从路面脱落形成坑槽。
造成沥青路面的水损害的原因是多方面的，其主要表现为以下几方面：
（1）沥青混合料的空隙率较大，施工时压实不足，更使空
隙率变大。
（2）许多路面没有考虑设置完善的路面内部排水结构体系。
（3）使用了与沥青粘附性不好甚至很差的中性或者酸性石
料，界面上容易为水浸入，降低粘附性。
（四）表面功能下降
沥青路面在使用过程中，在车轮反复滚动摩擦的作用下，集料表面被逐渐磨光，有时还伴有沥青的不断上翻、泛油，导致沥青面层表面光滑，尤其在雨季常会因此而酿成车祸。
采用敏感性比较大的沥青混合料级配类型有关。
（五）松散和坑槽
由于面层材料组合不当或施工质量差，结合料含量太少或粘结力不足，使面层混合料的集料间失去粘结而成片散开，称为松散。
网裂的后期，碎块被行车荷载继续碾碎，并被带离路面形成坑槽。
原因：沥青与矿料之间的粘附性较差，混合料加热温度过高 ，沥青老化。
二、设计控制指标
由于沥青路面损坏模式的多样化，各种损坏对路面使用性能有不同性质和程度的影响，沥青路面设计不能像其他结构物的设计那样，仅选用一种损坏模式作为临界状态和选用单一的指标作为设计标准，而必须是多种临界状态和多项设计标准。
在沥青路面的各项损坏模式中，有些损坏是由于面层材料的组成不当或者施工和养护质量欠佳所引起的（如松散和泛油等），它不属于结构设计考虑的范围；有些损坏（如沉陷）在通常情况下，通过采用改善路基水温状况和加设垫层以减小路基应力等结构组合措施，完全可以避免出现；还有些损坏（如反射裂缝）则通过采取与荷载、温度或材料特性相适应的材料组成设计和结构措施可以使之避免出现或减轻其危害程度。
通常认为：疲劳开裂、车辙（永久变形）和低温开裂是导致路面结构破坏的三项最主要的损坏模式，在结构设计中应予着重考虑。：
（一）疲劳开裂
路面材料在出现疲劳开裂前所能承受的荷载重复作用次数，称为疲劳寿命。疲劳寿命的大小，与组成材料的特性、环境条件（温度）以及路面所受到重复应变（或应力）级位的大小有关。
以疲劳开裂作为临界状态的设计，可以选用沥青层底面的拉应变（或拉应力）作为设计指标，以标准轴载在当量疲劳温度时产生的沥青层底面拉应变（或拉应力）不大于该材料在该温度条件下的容许疲劳拉应变（或拉应力）作为设计标准。
无机结合料稳定类基层，由于刚度较大（相对于垫层或土基）而易出现较大的径向拉应力，应控制其底面的最大拉应力不大于基层材料的容许疲劳拉应力，以免产生疲劳开裂并导致面层断裂。
（二）路表回弹弯沉
路表面在荷载作用下的回弹弯沉量，反映了路基路面结构的整体刚度。弯沉的大小与路面的使用状态（疲劳开裂和塑性变形量）之间存在着一定的内在关系；回弹弯沉量越大，相应的塑性变形量也越大，而出现疲劳开裂的机率越高（亦即，能承受的轴载作用次数越小）。
根据路面使用状态和使用年限的要求，可以确定一次荷载（标准轴载）作用下路面的容许回弹弯沉量。
路面以回弹弯沉作为设计指标时，是以路基路面结构表面在双圆均布荷载作用下轮隙中心处的实测路表弯沉值小于或等于设计弯沉值作为确定沥青路面结构厚度的设计标准。
（三）车辙（永久变形）
车辙是路基和路面各结构层在荷载反复作用下产生的塑性变形的累积。车辙的深度与重复应力的大小、作用次数、路基和路面各结构层材料的模量以及温度状况有关。
以车辙作为临界状态的设计方法，选用车辙深或永久变形量作为指标，限定设计年限内的累积车辙深或永久变形量不超出行驶质量和行车安全所容许的车辙深或永久变形量。
（四）低温开裂
与荷载因素无关、适用于寒冷地区。温度下降时，面层材料因收缩受阻而产生的温度应力不大于该温度下沥青材料的抗拉强度。
还应在抗滑性和平整度方面另外提出设计标准
第三节 路面结构组合设计
沥青路面是多层次结构物。
结构组合设计是路面结构设计中的重要组成部分，在设计之前必须进行地质、环境、气候和水文状况的调查。
根据当地材料供应情况，确定满足密实、抗滑、耐久的路面结构方案，合理设计各层路面结构，满足使用要求。
沥青路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构是否能在设计使用年限内承受行车荷载和自