同济大学_孙立军_沥青铺面结构设计

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可得：
⎛ P1 ⎞ Ns ⎟ = C3 C 4 ⎜ ⎜ ⎟ N1 ⎝ Ps ⎠
C3为轴型系数，C3=1＋2（m-1）
8
C4为轮型系数，单轮组时C4=18.5，双轮组时C4=1.0。
材料参数
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P186-187 ，请自己学习。原则上应该做试验测 定。
思 考 题
获得模量、强度的方法有那些方法，它们与我们 前面讲述的方法有什么不同？在选择材料的参数 时，应考虑那些方面的因素？
Ac −0.22 σ R = 11.11 ⋅ N f sp Aa
σ R = 2.857 Ac N
无机结合料稳定土：
−0.11
f sp
σ R = 2.222 Ac N
−0.11
f sp
式中各系数见交通部 《公路沥青路面 设计规范（JTJ014-97 设计规范（JTJ014-97） ）》，人民交通出版社。
⎛ P1 ⎞ Ns ⎟ = C1C 2 ⎜ 或 ⎜ ⎟ N1 ຫໍສະໝຸດ Baidu Ps ⎠
4.35或 4.0
式中，C1为轴型系数，C1=1+1.2(m-1), m为轴数 C2为轮组系数，单轮组时C2＝6.4，双轮组时C2＝1.0。
基于弯拉应力指标的等效换算
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推导过程与上面的过程类似，要用到的关系式 是：
σ 1 l d1 = σ 2 ld 2
重交通时结构组合设计原则
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正确认识各结构层的作用，考虑各结构层对路面 长期使用性能的影响 沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层 的厚度应越大 沥青层材料设计 基层模量应具有适当的模量 当采用半刚性材料作为基层或垫层时，应作适当 的处理 十分重视路面排水系统的设计
四、我国现行沥青路面 设计方法
设计弯沉
容许弯沉为使用年限末的弯沉，路面设计 需要使用年限初的弯沉，所以应该将容许弯沉换 算为设计弯沉。容许弯沉比设计弯沉大 1.2倍
基层考虑
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上式建立的年代比较久远，只适用于碎砾石柔性 基层，对半刚性基层，上式应该除以 1.6的系数。
l d = 600 N
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−0.2
Ac As Ab
Ab为基层类型系数。 半刚性基层时，Ab=1； 柔性基层时，Ab=1.6。 Ac对高速公路和一级公路都为 1。
ls W s F= = =αF le W e
⎛ E0 ls ⋅⎜ ⎜ 2 pδ ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠
0.38
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计算弯沉为
2 pδ 2 pδ ls = We ⋅ F = 0.39 E1 E0
⎛α F W e ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ E ⎟ 1 ⎝ ⎠
1.61
设计弯沉
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容许弯沉
l R = AN
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−b
11Ac As = 0.2 N
五、国外解析类方法
设计指标
沥青层底面的弯拉疲劳应变 路基顶面的压应变（考虑荷载重复作用）
验算指标
车辙深度 其它整体性材料底面的弯拉疲劳应变
轴载换算
轴载的等效换算
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两种轴载作用于同一路面结构上，所造成的疲劳 损耗相同，则称两种荷载的作用次数等效
基于弯沉指标的等效换算
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假设甲乙两种荷载作用在路面结构上次，则其疲 劳消耗为：
5
5
1 ⎛ 600 Ac As Ab ⎞ 1 ⎛ 600 Ac As Ab ⎞ ⎟ D2 = =⎜ 和 ⎟ D1 = =⎜ ⎜ ⎟ ⎟ N l N1 ⎜ l 2 d2 ⎝ ⎠ ⎝ d1 ⎠
关于新规范的说明
应力计算
路面应力计算
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按照P141、142的图10-8、10-9计算。
容许应力计算
�
材料的弯拉疲劳方程可以写成
⎛ 1 N f = A⎜ ⎜σ ⎝ r
强度
⎞ −b ⎟ ⇒ σ = aN fr R ⎟ ⎠
b
fr为弯拉强度。我国采用劈裂强度代替弯拉
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不同材料的容许弯拉应力
沥青材料：
无机结合料稳定粒料：
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设计指标和计算图式 弯沉计算 应力计算 轴载换算 材料参数（模量和强度）
设计指标
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路面表面回弹弯沉
lS ≤ ld
沥青混凝土面层底面弯拉应力
σ ≤σR
整体性基层底面弯拉应力
σ ≤σR
弯沉计算
计算弯沉 设计弯沉 基层考虑 关于新规范的说明
计算弯沉
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路面理论弯沉
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2 pδ le = ⋅ We E1 理论弯沉需要修正，修正系数 F为：
• 疲劳裂缝
• 反射裂缝
低温开裂
沉陷
车辙
波浪、拥包
坑
槽
泛油
松散
7.3 路面结构组合设计
轻交通－中交通时的结构组合设计原则 重交通时的结构组合设计原则 结构组合示例
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轻交通 ——中交通结构组合设 计原则
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按照道路等级和交通要求选择面层等级和 类型 按各结构层的功能选择结构层次 按各结构层的应力分布特性 顾及各结构层次本身的特性 考虑环境状况的不利影响 适当的层数和厚度
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令D1=D2，则
N N
2 1
⎛ ld1 = ⎜ ⎜ l ⎝ d2
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
0.87
5
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根据大量的弯沉实测结果，可知
ld 1 ' '⎛ P 1 ⎞ ⎟ = C1 C 2 ⎜ ⎜P ⎟ ld 2 ⎝ 2⎠
�
代入上式，可得：
⎛ P1 N2 = C 1C 2 ⎜ ⎜ N1 ⎝ P2
�
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
4 .35 或 4 .0
第七章
沥青路面结构 设计
引言 路面损坏分析与设计考虑 路面结构组合设计 我国现行沥青路面设计方法 国外解析类方法
一、引言
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理解设计方法 目前设计方法的分类 另一种更科学的设计方法分类
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二、路面损坏分析与设计考虑
1、路面损坏分析
疲劳裂缝 车辙
裂缝类
反射裂缝 低温裂缝 松散
变形类
沉陷
表面损坏类
坑槽 泛油