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第6沥青路面设计

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第6沥青路面设计第16章沥青路面设计知识要点:1、沥青路面设计理论概述2、交通分析及轴载换算3、沥青路面的破坏状态与设计标准4、沥青路面的结构组合设计5、新建沥青路面的机构厚度计算6、新建沥青路面的设计步骤第四章沥青路面的设计1、设计内容:(1)原材料的选择。(2)混合料配合比设计(3)路面材料的设计参数的测试与确定(4)路面结构层组合与厚度计算(5)路面结构的方案比选。(6)对高速公路、一级公路,还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统设计,对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路...

第6沥青路面设计
第16章沥青路面设计知识要点:1、沥青路面设计理论概述2、交通分析及轴载换算3、沥青路面的破坏状态与设计标准4、沥青路面的结构组合设计5、新建沥青路面的机构厚度计算6、新建沥青路面的设计步骤第四章沥青路面的设计1、设计内容:(1)原材料的选择。(2)混合料配合比设计(3)路面材料的设计参数的测试与确定(4)路面结构层组合与厚度计算(5)路面结构的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比选。(6)对高速公路、一级公路,还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统设计,对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。16.1概述沥青路面的设计任务是指根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合当地的实践 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ,设计确定经济合理的路面结构,是指能承受交通荷载和环境因素的作用,在预定的适用期限满足各级公路相应的承载能力。2、沥青路面设计方法(1)经验法、半经验法CBR法AASHO法典型结构、经验厚度(2)理论分析法将路面作为层状的理想弹性体系。16.2行车荷载与交通分析16.2.1车辆的种类和轮轴型式与参数1、车辆种类公路设计中,通常将不同的车辆轮数和轴数的不同作用。在交通调查中,一般将汽车分为10类。2、轮轴形式1、垂直作用力为了简化计算,可将汽车荷载对路面的垂直作用简化为圆形荷载,包括单圆作用图式和双圆作用图式。双圆图式比单圆图式更接近实际情况,因此,在路面设计中通常采用双圆图式。只有在用圆形承载板测定土基回弹模量时,由于只采用一个承载板加载,故采用单圆荷载图式。设汽车后轴一侧一个车轮的重量为P,轮胎气压为p,单圆荷载图式当量圆直径为D,双圆荷载图式当量圆直径为d,则16.2.2汽车对道路的作用3、轮胎压力、接触压力和接触面积轮胎压力的大小对路面厚度影响很大。计算表明,在结构相同的刚性路面中,轮胎压力增大70kpa,需增加板厚0.5cm,主轮轴形式对路面厚度影响较大。在相同的荷载条件下,路面厚度随轮胎压力增大而增大,随主轮轴数增多而减小。2、水平力水平力的大小与车轮荷载的垂直压力P,车轮与路面的附着系数φ以及汽车的行驶状况有关,其最大值Qmax不会超过P与φ的乘积,即:根据测定,汽车在正常行驶时Q=(0.2~0.3)P,而紧急制动时Q=(0.7~0.8)P垂直力相对比较大,影响范围深,沿路面路基向下传递的深度随车轮荷载大小和路面结构情况而异,一般可达到路基50~80cm。而水平力数值相对比较小,只有在紧急制动时才有较大数值。此外,水平力沿深度衰减很快,一般只传至路表下7~10cm,对面层影响比较大,而对面层以下各层几乎没有影响。为了防止由于水平力作用在面层产生推挤、拥包、波浪等破坏现象,面层材料必须有足够的抗剪强度。因此,在路面的设计中,一般都是将垂直力作为路面厚度设计计算的基本依据。仅仅在城市道路级和高等级公路的停车站、交叉口、等验算面层的剪应力。汽车对路面的动力作用包含两方面因素:一是动力性,汽车在路面上行驶时,由于汽车自身的振动和路面的不平整,造成车轮对路面产生冲击和振动;二是瞬时性,由于汽车行驶速度很快,路面上任一点所受到的轮载作用时间短。由于其荷载应力作用时间短,变形来不及象静载时那样充分,路面结构的变形比相同静载作用下的变形要小。因此,不考虑其动力作用。3、动力作用16.2.3标准轴载和轴载换算上面讨论的交通量是假定路面上只有一种车辆行驶而言,但路面行驶的车辆很多,所以必需选定一种标准轴载,把不同类型轴载的作用次数换算为这种标准轴载的作用次数。即路面设计时采用标准轴载的概念。考虑到我国公路汽车运输车辆的现状及发展趋势,我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按下表确定:1、标准轴载表16.2.22、轴载换算方法当把各种轴载换算为标准轴载时,为使换算前后轴载对路面的作用达到相同的效果,应该遵循两项原则。第一,换算以达到相同的临界状态为标准,即对同一种路面结构,甲轴载作用N1次后路面达到预定的临界状态,路面弯沉为L1,乙轴载作用使路面达到相同临界状态的作用次数为N2,弯沉为L2,此时甲、乙两种轴载作用是等效的。第二,对某一种交通组成,不论以那种轴载标准进行计算,有换算所得的轴载作用次数计算路面所得的路面厚度相同。沥青路面设计中,轴载换算有两种方法:以弯沉为指标和以拉应力为设计指标。5、现行沥青路面设计规范的轴载换算公式(1)当以设计弯沉值为设计指标及沥青层底拉应力验算时,凡轴载大于25KN底各级轴载(包括汽车底前后轴)Pi的作用次数ni,均按下式进行换算成标准轴载P的当量作用次数N。式中符号含义如下:N-标准轴载的当量轴次,次/日;ni-被换算车俩的各级轴载作用次数,次/日P-标准轴载,KN;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。当轴间距大于3m时,按单独一个轴计算,轴数系数为m,当轴间距小于3m时,轴数系数为:C1=1+1.2(m—1)C2-轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1,四轮组为0.38;(2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时,凡轴载大于50KN的各级轴载(包括车辆的前后轴)Pi的作用次数ni,均按下式进行换算成标准轴载P的当量作用次数N。C’1-轴数系数,C1=1+1.2(m-1);C’2-轮组系数,单轮组为18.5,双轮组为1,四轮组为0.09;上述轴载计算公式,仅适用于单轴轴载小于130KN的各种车型的轴载换算。16.2.4交通调查与分析1、交通量在规定的时间内通过整个路面横断面的车辆数称为交通量。交通量如以小时计称为小时交通量,如按一昼夜计称为日交通量,如按年计称为年交通量。公路技术等级标准采用的交通量是年平均日交通量,交通量调查时,只要先熟悉每种汽车属于何种类型,便可得出某断面的昼夜混合汽车。路面结构设计与验算使用的交通量是标准轴载累计作用次数。实际计算时只将轴载大于规定轴载的汽车轴载计入,小汽车、小型客车对标注轴载的影响极小,一般不予计入。2、交通量增长率一般说,交通量是逐年增长的,增长规律大致符合几何级数,则在路面设计年限末的交通量为:采用t年内的平均增长率时:3、累计作用轴次与道路的通行能力道路设计年限内的累计作用轴次与交通量的增长率和设计使用年限有关,在确定累计作用轴次时,要验算道路的实际通行能力,使设计期限内的混合交通量符合交通实际,为此提出采用饱和交通验算法。通过统计标准轴载与混合交通之比的分布状态标准轴载与混合交通之比值约为0.22~0.26,标准差为0.023,变异系数为10%左右,两者之比呈正态分布。如果取保证率为95%,两者之比为0.18~0.22。分析结果表明,只有采用饱和交通验算法,才能保证设计使用期末的标准轴载作用次数复合实际情况。4、车辆横向分布(1)在路面设计中通过调查和分析得到的交通量资料往往是整个路面宽度范围内所有行车道上的总交通量。实际上路面横断面上各个车道上交通量并没有这么多,而且是各不相同。即使在同一车道上,车道横断面上各点实际受到的轴载(或轮载)作用次数也是不同的。(2)影响轮迹横向分布的因素有车道宽度、车道数、交通组织类型交通密度与组成等。在沥青路面设计中,为了考虑车流在横断向上不同的分布状态所带来的影响,引进了车道系数η。将某一道路的总交通量乘以车道系数η即可得到该道路路面行车最集中的一个车道上的交通量并以此来作为路面的设计交通量。车道系数应根据调查分析得到,无资料时,参考下表16.2.3确定:5、车辆荷载的累计作用次数16.3沥青路面的破坏状态与破坏标准1、沉陷沉陷是指路面在车轮荷载的作用下产生较大的凹陷变形,有时凹陷两侧伴有隆起现象出现,如图所示,当沉陷严重时,超过结构的变形能力,在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂,并有可能逐渐发展为网裂。造成沉陷的主要原因是路基土的压缩。2、车辙车辙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。这种变化出现在车轮带处,即形成路面的纵向凹陷。车辙是高级沥青路面的主要破坏型式。因为这类路面的使用寿命较长,即使每一次形成荷载作用产生的残余变形量很小,而多次重复作用累积起来的残余变形总和也将会较大,足以影响车辆的正常行驶。3、疲劳开裂开裂是沥青路面常见的一种破坏类型。开裂的种类有几种。疲劳开裂是指路面在正常的使用情况下,由行车荷载的多次反复作用,使结构层底面产生的拉应力(拉应变)超过材料的疲劳强度。其特点是:路面无显著的永久变形,开裂开始大都是形成细而短的横向开裂,继而逐渐扩展成网状,开裂的范围不断扩大。产生疲劳开裂的原因,主要是沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用,使结构层底面产生的拉应变(或拉应力)值超过了材料的疲劳强度。以疲劳开裂为设计标准时,用结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计。4、推移当沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时,路面表面可能出现推移和拥起。其破坏原因是,车轮荷载引起的垂直应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。为了防止沥青面层产生推移和拥起,可用面层抗剪强度标准控制设计。5、低温缩裂路面结构层中某些整体性材料在低温时由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力,当它超过材料相应条件下的抗拉强队时便产生开裂。这种裂缝主要表现为横向间隔性裂缝。16.3.6路面弯沉设计标准弯沉:指在标准轴载的作用下,路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形(回弹弯沉)。设计弯沉:设计弯沉是表征路面整体刚度大小的指标,它是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值,是路面厚度计算的主要依据。其值可作为路面竣工后第一年最不利季节、路面温度为20℃时在标准轴载100KN作用下,竣工验收的最大弯沉。我国沥青路面设计方法采用双圆均布荷载作用下的多层弹性连续体系,以设计弯沉表征路面整体刚度,计算路面结构的厚度。对高速公路、一级公路和二级公路,对沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层进行层底拉力的验算。城市道路路面设计尚须进行沥青混合料面层的剪应力验算应。16.4弹性层状体系理论弹性层状体系是由若干个弹性层组成,上面各层具有一定的厚度,最下一层为弹性半空间体。如图16.4.1所示:基本假设:(1)各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的,位移和形变是微小的。(2)最下一层在水平方向和垂直向下方向为无穷大,其上各层厚度为有限、水平方向为无穷大。(3)各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限深处,其应力、形变和位移为零。(4)层间接触情况,或者位移完全连续,或者层间仅竖向应力和位移而无摩阻力,前者称为连续体系,后者称为滑动体系。弹性层状体系的应力和弯沉:在圆形均布荷载的作用下,弹性层状体系内各点的应力和位移求解结构,都是非常复杂的无穷积分表达式,可表示为如下函数关系:路表弯沉:路面中正应力:16.5沥青路面结构组合设计16.5.1路面结构组合的基本原则:1、根据路面内荷载应力随深度递减的规律安排结构层次,适应行车荷载作用要求。即各结构层强度和刚度自下而上递减,且相邻层间刚度相差不宜过大。2、注意各相邻结构层的相互影响。4、在各种自然因素作用下稳定性好。3、适当的层数和厚度。16.5.2路面结构组合设计步骤1、路面等级和类型的确定路面等级和类型应与公路的等级和交通量相适应,应根据公路等级、使用要求、设计年限内标准的累积当量轴载以及筑路材料、施工机具和自然条件等因素,按表16.5.4确定。2、基层类型的确定基层是主要的承重层,应具有足够的强度刚度和水稳性。我国常用的基层有无机结合料(水泥、石灰和工业废渣等)稳定类基层和碎(砾)石混合料基层。对于高等级公路沥青路面,多选用强度、刚度及稳定性较好的前一类基层。另外,选择基层还应本着基地取材的原则。交通量繁重时,基层较厚时或基层与路基的模量比过大时,都可以考虑增设底基层。作为一个结构层,底基层既可以充分利用当地材料,降低造价调整模量比,对刚度大的基层工作有利。另外,天然砂砾、石灰工业废渣稳定土、石灰稳定土等还兼有垫层的功能。3、确定路面结构层次和初拟结构层厚度我国现行的路面设计中,路面厚度计算一般是把某一层作为设计计算层,其余的结构层按设计者的经验并参照规范有关规定后,在厚度计算过程中一般不再变动。由于面层材料比较昂贵,其厚度规定也比较严格,因此常选用基层和底基层作为计算层。16.6新建沥青路面的结构层厚度计算16.6.1计算图式,弯沉、拉应力和面层切应力的计算位置分别如图所示。16.6.2路面容许弯沉和设计弯沉路面的容许弯沉:路面在使用期末的不利季节,在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。容许弯沉值与路面的使用寿命的关系可通过调查确定。现有路面的回弹弯沉值是用杠杆式弯沉仪和规定的具有标准轴载的汽车按前进卸载法测定。国外大量调查资料表明,路面达到某种临界状态时,累计交通量同容许弯沉值之间存在良好的双对数关系:我国通过大量的调查资料,建立了容许弯沉与累计当量轴次之间的关系:设计弯沉:设计弯沉是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的,相当于路面竣工后第一年最不利季节、路面在标准轴载100KN作用下,竣工验收的最大弯沉。计算公式如下:Ne-设计年限内一个车道上累计当量轴次。Ac-公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路1.1,三、四级公路1.2。As-面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0;热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为1.1;沥青表面处治为1.2;中、低级路面为1.3。Ab-基层类型系数,对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于20cm时,取1.0,若面层与半刚性基层之间设置等于或小于15cm级配碎石、沥青贯入式碎石、沥青碎石的半刚性基层结构时,仍为1.0;柔性基层、底基层,取1.6,当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性基层时,取1.6。路面的厚度是根据弹性体系理轮、层间接触为完全连续,在以双圆均布荷载作用下,轮隙中心实测路表弯沉值ls等于设计弯沉值ld的原则进行。理论弯沉的表达式及修正系数如下所示:——理论弯沉修正系数:16.6.3土基回弹模量的确定1、现场实测法2、查表法3、室内试验法4、换算法16.6.4路面材料设计参数的确定现行规范规定,以设计弯沉值计算路面厚度,对高速公路、一级、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求,各层材料的计算模量均采用抗压回弹模量,沥青混凝土和半刚性材料的抗拉强度采用劈裂试验测得的劈裂强度。以试验为基础,并可参照表16.6.4和16.6.5确定。弯沉值以20℃为标准,因此,以路面设计弯沉值计算路面结构厚度时,采用20℃的抗压模量。验算层底拉应力是以15℃为标准温度,故用15℃的抗压模量。大量的试验研究表明,半刚性材料的抗压模量、抗压强度、劈裂强度与龄期均有较好的相关关系,通过建立这些相关关系可以预估规定龄期的材料模量或强度,并经充分论证后作为设计值使用。16.6.5结构层材料的容许拉应力在验算沥青混凝土和整体性材料基层的拉应力。要求结构层底的拉应力不大于结构层材料的容许拉应力,在路面设计中通常表示为:σm≤σR容许拉应力的确定:σsp-结构层的极限抗拉强度。(MPa)Ks-抗拉强度结构系数。对沥青混凝土面层:对无机结合料稳定集料类:对无机结合料稳定土类:上式中:Aa-沥青混合料级配系数;细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混凝土为1.1;Ac-公路等级系数。16.6.6查图法计算弯沉和结构的层底拉应力(1)双层体系在路面结构中出现双层体系有两种情况,一是单层低级路面上加上路基;二是沥青表面处治加上基层和路基。在双层体系中习惯上将路面厚度用h表示,路面回弹模量用E1表示,路基回弹模量用E0表示,由此可得到在双圆荷载作用下双层体系表面弯沉的计算公式为:可根据E0/E1和h/δ查图16.6.5求得。(2)三层体系计算时习惯上将路面第一层厚度和回弹模量用h和E1表示,第二层厚度和回弹模量用H和E2表示,路基回弹模量用E0表示。则在双圆均布荷载作用下三层体系表面弯沉计算公式为:1、弯沉计算计算αL时,查诺谟图16.6.6,在此基础上可进而计算出弯沉l,查图和计算的步骤为:由查主图α由查扇形图K1由查梅花图K2(3)多层体系由前所述,可知在双圆荷载作用下多层体系表面弯沉的计算公式为:保持原多层体系的第一层不变作为三层体系的上层;保持最下层半空间体不变作为三层体系的下层;将第二层至n-1层换算为第二层而厚度为当量厚度H的当量层作为三层体系的中层。换算过程如图所示,其换算公式为:在以路面设计弯沉计算路面厚度时,各层模量都取抗压回弹模量,一般通过试验取得,对沥青混合料,取20℃时的抗压回弹模量。(4)路面厚度计算方法①令ld=ls,计算出F和αL。②将计算层化为三层体系。③计算厚度如下:由查主图α由查扇形图K1h路面的厚度是根据弹性体系理轮、层间接触为完全连续,在以双圆均布荷载作用下,轮隙中心实测路表弯沉值ls等于设计弯沉值ld的原则进行。理论弯沉的表达式及修正系数如下所示:——理论弯沉修正系数:2、弯拉应力计算规范规定,对二级及二级以上的公路,须对沥青混凝土和半刚性基层、底基层作弯拉应力验算。(1)三层体系由分析可知,三层体系上层底面拉应力发生在一个圆形荷载的中心轴线上的B点(r=0,z=h),而中层底面的最大拉应力应发生在双圆荷载间隙中心轴线上的C点处,如图2-4-18所示:在双圆荷载作用下三层体系上层底面B点和中层底面C点处的最大应力可表示为:式中为最大拉应力系数可查图14-18,查图步骤如下:由查主图由查扇形图由查梅花图三层连续体系中层底面拉应力系数,由图14-19,查图顺序为:由查主图由查扇形图由查梅花图在弯拉应力计算中,规范规定如下:①层间接触条件为完全连续体系。②在以设计弯沉值计算路面厚度并对结构层进行层底拉应力验算时,各层材料的模量均采用抗压回弹模量(沥青混凝土取试验温度为15℃)。沥青混凝土和半刚性基层材料的抗压强度采用劈裂试验测得的劈裂试验强度。(2)多层体系将原体系转化为三层体系,换算原则是在相同的双圆荷载作用下多层体系与换算三层体系在相同计算点产生的弯拉应力相等。①当i≠n-1时,将第1~i层换算为模量为Ei厚度为h一层,作为当量三层体系的上层,换算公式为:将第i+1~n-1层换算为模量为Ei+1,厚度为H的一层作为当量三层体系的中层,换算公式为:(2)当i=n-1时,将1~n-2层换算为模量为En-2,厚度为h的一层作为当量三层体系的上层,原第n-1层不变,作为当量三层体系的下层,换算公式为:16.6.8新建沥青路面结构设计步骤1、根据设计任务书的要求,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内一个车道的累积当量轴次和设计弯沉值。2、按路基土类与干湿类型,将路基划分为若干路段(一般情况下路段长度不宜小于500m,若为大规模机械化施工,不宜小于1km),确定各路段土基回弹模量值。3、根据以有经验和规范推荐的路面结构,拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案,根据选用的材料进行配合比试验及测定各路面结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度,确定各结构层的材料设计参数。4、根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层,应验算拉应力是否满足要求。如不满足要求,或调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度,再重新计算。对于季节性冻土地区的高级和次高级路面,尚应验算防冻层厚度是否满足要求,如图:不满足收集或调查交通量并计算累计标准轴载根据公路等级、面层,基层类型及Ne计算设计弯沉值气象资料、材料调查及混合料试验土基类型划分,确定土基回弹模量拟定路面结构方案确定材料模量是否验算拉应力是否验算防冻厚度是否有下一个结构方案进行技术经济比较,确定采用的路面结构方案进行劈裂试验,确定抗拉强度σsp确定容许拉应力σR计算层底拉应力σmσm<σR?是否增加厚度是否调整材料配比,提高σsp变更路面结构验算防冻层厚度否否没有按设计弯沉计算路面厚度验算否否是是是是验算16.7路面结构的切应力计算在进行剪应力验算时,各层间为连续接触,各层材料的模量均采用抗压回弹模量。要求面层在车轮荷载的作用下,其破坏面可能产生的切应力不超过材料的切应力,即:对处于三向受力状态的路面结构层,在其破坏面上取单元体,其三个主应力分别为σ1、σ2、σ3,且σ1>σ2>σ3。根据莫尔强度理论,其强度条件决定于σ1、σ3,由莫尔圆可得:(1)三层体系在垂直荷载和水平荷载的作用下,三层体系水平荷载为:缓慢制动时,f=0.2,紧急制动时,f=0.5。根据前面的讨论,在双圆垂直及水平荷载共同作用下,最大剪应力τm和主应力σ1可表示为下式:为最大剪应力系数和最大主应力系数,当f=0.3时,可查图14-28,14-28得到。当f为其它值时,由下式计算:(2)多层体系多层体系的换算方法与弯沉计算时换算公式相同(3)允许剪应力的确定容许剪应力τR:KT-沥青混合料的抗剪结构强度系数:缓慢制动(f=0.2)时紧急制动(f=0.5)时16.7.2路面结构层材料的抗剪强度参数路面结构层抗剪强度参数为粘聚力c和内摩擦角。沥青混合料的c和值通常用三轴剪力仪试验测定。由于沥青面层抗剪强度的计算条件是夏季高温,所以剪切应力计算及试验的标准温度为当地高温月份路表实际温度的平均值。计算面层切应力时,各组成结构层计算模量均采用抗压回弹模量。16.8改建沥青路面设计16.8.1路面结构状况与调查评定1、现有路面状况调查工作包括如下内容:(1)交通调查对于当前的交通量和车型组成进行实地观测。通过调查分析预估交通量增长趋势,确定年平均增长率。计算一个车道累计当量轴次。(2)路基状况调查调查沿线路基土质、填挖高度、底面排水情况、地下水位,以确定路基土组和干湿类型。(3)路面状况调查调查路面结构类型、组合和各层厚度,为此需开挖试坑进行量测和取样试验。量测路基和路面宽度。详细记载路表状况及路拱大小。对路面的病害和破坏应详加记述并分析产生原因。(4)路面修建和养护历史调查。2、路面结构强度评定——测量路表轮隙回弹弯沉的方法测定(1)在确定原有路面的计算弯沉时,应将全线分成若干段,分段时考虑下列因素:①同一路段路基干湿类型与土质基本相同;②同一路段内各测点的弯沉值比较接近,若局部路段弯沉值很大,应先进行修补处理,再进行补强设计。③各路段的最小长度应与机械化施工相适应。一般不小于500m,机械化施工时不小于1KM。(2)轴载换算在对原有路面进行弯沉检测时,每一车道、每路段的测点数不少于20点,且应以标准轴载车辆测定为准,如用非标准轴载,则应按下式将其换算为标准轴载下的弯沉值。式中:-路段内原路面上实测弯沉的平均值(0.01mm);s-路段内原路面上实测弯沉值的标准差(0.01mm);(3)各段计算弯沉(4)弯沉的温度修正K3:实践证明,当原有路面为沥青面层时,弯沉值的测定随路面温度的变化而变化。为了使不同温度时测定的弯沉可供比较,以便进行补强设计,需要把不同温度测定的结果换算为20℃的弯沉值l20,其温度修正系数为K3。16.8.2原路面当量回弹模量的计算。用理论法进行路面补强计算时,需将原路面计算弯沉值换算为综合回弹模量值。进行换算时,将原路面体系看作为计算弯沉相等的匀质体,则综合回弹模量Ez计算式为:式中:p-弯沉测定车的轮胎压力;16.8.3补强层厚度的计算在确定原有路面的当量回弹模量后,可用弹性层状体系理论进行补强层厚度计算,若补强单层时,以双层弹性体系为设计计算的力学模型;若补强n层时,以n+1层弹性体系为力学计算模型。补强设计时,仍以设计弯沉作为路面整体刚度的控制指标;对二级及二级以上的公路,还应进行补强层底面拉应力验算。设计弯沉值、各补强层底面的容许拉应力、弯沉综和修正系数及补强层材料参数的确定与新建路面设计时相同。作业:现甲乙两地拟建一条4车道高速公路,该路段位于Ⅳ4区,地基土为土质砂,稠度为1.2,回弹模量取值为42.0MPa,在设计年限内,一个车道地累计作用次数为13234578次,现初步拟定路面结构及各结构层的计算参数如下表所示,密级配细粒式沥青混凝土的内摩擦角45度,粘聚力c=0.25MPa。现求:(1)设计弯沉及各结构层的容许拉应力。(2)计算二灰土的厚度。(3)验算二灰碎石层、二灰土的拉应力。(4)验算表面层的剪应力。
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