我国沥青路面设计教案

教师授课教案

2.掌握我国沥青路面的设计过程。

旧知复习：1.石灰土、水泥土的强度形成原理

2.石灰、水泥稳定类粒料的混合料组成设计过程

重点难点：我国沥青路面设计方法

教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）

1、旧知复习5min；

2、概述25min；

3、我国的沥青路面设计55min；

4、小结5min；

课后作业：

请结合路面结构设计计算与分析，讨论道路工程中应用半刚性基层材料的具体受力情况，并从结构与材料角度分析使用得失。

教学后记：

任课教师教研室主任：

第三章沥青路面设计

§3.1概述

一、沥青路面设计的内容

1.结构组合设计

2.材料组成设计

3.厚度设计验算

4.结构方案比选

5.路肩构造设计

6.排水系统设计

二、沥青路面结构设计的原则

（一）路基路面整体综合设计原则

（二）密切结合自然条件及实践基础原则

（三）满足交通与使用要求原则

（四）因地制宜、合理选材原则

（五）保护自然生态与沿线环境原则

（六）工厂及机械化施工、方便施工原则

（七）技术与经济性并重原则

（八）分期修建、方便养护原则

三、沥青路面结构设计方法种类

1.经验法：AASHTO法；CBR法。

依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。

2.力学经验法（M-E）：AI法；SHELL法；我国设计方法。

依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。

3.典型结构法：法国方法；中国八·五研究成果。

通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。

4.优化设计法

通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。

四、沥青路面厚度设计的基本过程

①确定交通量：如车型、轴重、轮胎压力、各车型通过数及横向分布；

②路面结构组合：确定材料品种及其它参数；

③参数修正：

④路面设计的指标与标准确定：

⑤运用基本关系式进行设计计算或验算

§3.2我国的沥青路面设计

设计理论：双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论

设计指标：设计弯沉值和结构层层底拉应力

一、结构层与组合设计

设计年限：高速、一级——15年；二级——12年；三级——8年；四级——6年。

1.沥青层

两方面：沥青层厚度和混合料设计。沥青混合料最小压实厚度——表2-3-2；

贯入式沥青碎石、沥青表面处治的厚度——表.2-3-3

抗滑面层：沥青玛蹄脂碎石SMA、密级配粗型沥青混合料AC-C，有条件时可用开级配抗滑面层OGFC。

开级配沥青混合料是矿料级配主要由粗集料组成，细集料较少，矿料相互拔开，压实后空隙率大于15％的开式沥青混合料。

密级配沥青混凝土混合料是各种粒径的颗粒级配连续、相互嵌挤密实的矿料，与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率小于10％的沥青混合料。剩余空隙率3％～6％(行人道路为2％～6％)的为I型密实式沥青混凝土混合料，剩余空隙率4％～10％的为Ⅱ型密实式沥青混凝土混合料。

表面层：平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久；

中、下面层：高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水；

下面层：耐疲劳开裂

SMA：三多一少。粗集料多，矿粉多，沥青胶结料多，细集料少

2.基层与底基层

1）半刚性基层。

水泥稳定集料类、石灰稳定集料类适用：各级公路的基层、底基层

冰冻地区、多雨潮湿地区，石灰粉煤灰稳定集料类适用：高级公路、一级公路的下基层或底基层。

石灰稳定类材料适用于：各级公路的底基层以及三四级公路的基层。

2）柔性基层、底基层：各级公路

3)刚性基层：贫混凝土、碾压式混凝土、水泥混凝土等适用于重交通、特别交通及运煤、矿石、建筑材料等的公路工程。

3.路基与垫层

路基处于干燥或中湿状态，回弹模量≥30MPa，重交通、特重交通公路路基回弹模量≥40MPa。

二、标准轴载及设计交通量

我国规范采用单轴双轮组BZZ-100

，，

以半刚性材料层的拉应力为设计指标时：

设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne ：()[

]ηγ

γ1

t

e N 1

1365N -+=

3.路面材料设计参数 抗压回弹模量

4.新建路面结构厚度计算及防冻厚度计算

高速、一级、二级：以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标。三、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标。

设计弯沉值公式：b s c e d A A A N l 2

.0600-=

轮隙中心处弯沉值：F E p l c s αδ

1

21000

= 沥青混凝土层、半刚性材料基层和底基层以拉应力为设计和验算指标时，材料的容许应力：s

s R

K σσ=

对于沥青混凝土层：C e

s A N /09.0K 22

.0=

对于无机结合料稳定集料类：C e s A N /35.0K 11

.0= 对于无机结合料稳定细粒土类：C e

s A N /45.0K 11

.0=

层底拉应力以单圆中心级双圆轮隙中心为计算点，并取较大值作为层底拉应力。

m p σσ=m

非标准轴载：

87.0100100)(i

i p p

l l = 路段内实测弯沉代表值： 3100K K s Z l l ）（∂+= 路表实测代表弯沉值应小于等于路表面弯沉检测标准值。