文档介绍：第14章沥青路面设计
概述
弹性层状体系理论简介
沥青路面结构组合设计
我国沥青路面设计方法
补充设计软件应用
本章要求
一、设计任务:确定技术经济合理的路面结构,使之能承受交通荷载与环境因素的作用,并在预定的使用期限内处于设计状态。
设计内容:
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结构层材料选择
混合料配合比设计
设计参数的测试与确定
路面结构层组合与厚度计算
路面结构方案比选
路面排水系统设计和路肩加固等
二、设计原则
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三、设计理论与方法
因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资
(一)经验法
原理:通过试验路或对使用道路的试验观测建立路面结构、车辆荷载、路面使用性能三者关系,进行路面结构设计。
以美国的CBR法、AASHTO法为代表。
(二)力学-经验法
原理:通过力学原理分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应,建立力学响应量与路面使用性能的关系,进行路面结构设计。
以美国Shell法、AI法、前苏联运输工程部方法以及我国沥青路面设计方法为代表。
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设计理论-弹性层状体系理论
弹性层状体系是由若干个弹性层组成,上面各层具有一定厚度,最下一层为弹性半空间体。
设计方法概述
力学模型-双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系
路面整体刚度设计指标-设计弯沉值
路面抗弯拉验算指标-层底容许拉应力
路面抗剪验算指标-面层容许剪应力
我国设计方法
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四、交通等级
公路等级及其功能
设计年限
高速公路、一级公路
15
二级公路
12
三级公路
8
四级公路
6
标准轴载
BZZ—100
标准轴载P/kN
100
轮胎接地压强p/MPa
单轮传压面当量圆直径d/cm
两轮中心距/cm
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沥青路面设计的轴载换算方法
换算原则-疲劳等效原则:同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。
即:作用在同一结构上的A荷载使其破坏的次数为a;B荷载使其破坏的次数为b,两荷载使路面达到同样的损伤,则(A-a)等效(B-b)。
不同的力学参数对应的疲劳等效效应不同。
如应力、应变对应的轴载换算方法不同。
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沥青路面设计的荷载换算方程
1)当以弯沉进行厚度设计及沥青层层底拉应力验算时
式中:
N——标准轴载的当量轴次,次/日;
n1——被换算车辆的各级轴载作用次数,次/日;
PS——标准轴载100KN;
Pi——被换算车辆的各级轴载,KN;
k——被换算车辆的类型数;
C1——轴数系数, C1=1+(m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时,按单独的一个轴载计算,当间距小于3米时,按双轴或多轴计算。
C2——轮组系数,,双轮组为1,。
不计25KN以下轴载
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2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时
——轮组系数,,,
——轴数系数, C1=1+2(m-1),m是轴数
不计40KN以下轴载
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或
双向单车道
双向六车道
-
双向双车道
-
双向八车道
-
双向四车道
-
公路无分隔时,路面窄取高值,路面宽取低值
第一年双向日平均当量轴次
设计年限内交通量平均增长率
车道系数
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例题:根据下表提供的资料计算设计年限内一个车道通过的累计标准当量轴载作用次数。