




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
第八章瀝青路面設計掌握瀝青路面及其材料的工作特性;掌握瀝青路面的損壞形式與設計控制指標,新建瀝青路面的結構組合設計和結構層厚度計算;熟悉瀝青路面氣候分區的原則和方法;熟悉瀝青路面的排水結構設計;熟悉提高瀝青路面各種性能的方法了解瀝青路面改建設計;了解瀝青路面的基本特性及性能要求學習要點:瀝青路面是用瀝青材料作結合料粘結礦料修筑各類基層和墊層所組成的路面結構。概述第一節概述一.瀝青路面的基本特性1.定義2.瀝青路面的工程特性①優良的力學性能-變形性能與強度
②良好的抗滑性-雨天的行駛安全性
③施工方便-強度形成速度和維修
④經濟耐久-使用壽命
⑤有利于分期修建第一節概述一.瀝青路面的基本特性3.瀝青路面的優缺點(與普通水泥路面相比)(1)表面平整無接縫、行車較舒適;(2)結構較柔,振動小,行車穩定性好;(3)車輛與路面的視覺效果好;(4)施工期短、施工成型快,能夠迅速交付使用
(在機場跑道、高速公路上尤其需要);(5)易于維修,可再利用;(6)強度和穩定性受基層、土基影響較大;(7)瀝青混合料力學性能受溫度影響大;(8)瀝青會老化,瀝青結構層易出現老化破壞。
概述1.裂縫第一節概述二.瀝青路面的損壞類型及成因Top-downCrackDown-topcrack概述1.裂縫(1)橫向裂縫①荷載型裂縫②非荷載型裂縫因拉應力超過材料疲勞極限引起,從下向上發展
溫縮裂縫、反射裂縫、不均勻沉降裂縫、凍脹裂縫、施工裂縫等第一節概述二.瀝青路面的損壞類型及成因概述1.裂縫(2)縱向裂縫
原因多種,如承載力過大、承載力不足;施工縱縫未做好;不均勻沉陷;車轍裂縫等。(3)網狀裂縫上述裂縫未及時處理,水滲入所致;結構強度不足;瀝青老化等二.瀝青路面的損壞類型及成因概述1.裂縫橫向裂縫Transversecracking二.瀝青路面的損壞類型及成因概述1.裂縫損壞形式與設計控制指標縱向裂縫longitudinalcracking二.瀝青路面的損壞類型及成因1.裂縫損壞形式與設計控制指標塊裂及網裂NetCracking二.瀝青路面的損壞類型及成因2.車轍(1)定義
路面結構及路基在行車荷載作用下的補充壓實,或結構層及路基中材料的側向位移產生的累積永久變形。車轍還包括輪胎磨耗引起的材料缺省。
車轍是瀝青路面的主要破壞型式,對于半剛性基層瀝青路面,車轍主要發生在中面層或瀝青表層。二.瀝青路面的損壞類型及成因概述2.車轍(2)車轍類型及成因①結構性車轍
②流動性車轍
③磨損形車轍
路面結構及路基材料的變形累積高溫季節,瀝青混合料高溫穩定性不足,塑性變形累積,側向流動變形車輛渠化交通的荷載磨耗二.瀝青路面的損壞類型及成因概述一.瀝青路面的損壞形式2.車轍損壞形式與設計控制指標3.水損壞(1)定義
瀝青路面在水的作用下,瀝青逐漸失去與礦料的粘結力,從集料表面脫落,在車輛的作用下瀝青面層呈現松散狀態,以至集料從路面脫落形成坑槽。二.瀝青路面的損壞類型及成因概述(2)形成原因①瀝青混合料的空隙率較大
②路面沒有設置完善的路面內部排水系統
③使用了與瀝青粘附性不好的中性或酸性石料
3.水損壞二.瀝青路面的損壞類型及成因概述3.水損壞高速公路路面坑洞現象瀝青路面的水穩定性二.瀝青路面的損壞類型及成因概述4.松散和坑槽(1)定義
由于面層材料組合不當或施工質量差,結合料含量太少或粘結力不足,使面層混合料的集料間失去粘結而成片散開,稱為松散,瀝青層出現松散剝落將會繼而出現坑槽破壞。(2)形成原因①瀝青與礦料間的粘附性較差②施工中混合料加熱溫度過高,導致瀝青老化失去粘性
二.瀝青路面的損壞類型及成因概述4.松散和坑槽二.瀝青路面的損壞類型及成因概述4.松散和坑槽二.瀝青路面的損壞類型及成因概述4.松散和坑槽損壞形式與設計控制指標二.瀝青路面的損壞類型及成因5.表面功能下降(1)定義
在車輪反復滾動摩擦作用下,集料表面逐漸磨光,有時還伴有瀝青的不斷上翻、泛油,導致瀝青面層表面光滑。(2)形成原因1)集料軟弱,宏觀紋理和微觀構造小;
2)粗集料抵抗磨光的能力差(由磨光值、棱角性、壓碎值等表征);
3)級配不當,粗料少、細料多;
4)用油量偏大,或出現水損害;
5)瀝青稠度太低;
6)車輪磨耗太嚴重。二.瀝青路面的損壞類型及成因概述5.表面功能下降表面泛油圖片二.瀝青路面的損壞類型及成因概述6.其他病害包括泛油、坑洞、波浪、擁包、啃邊等。二.瀝青路面的損壞類型及成因概述6.其他病害二.瀝青路面的損壞類型及成因概述概述第一節概述三.瀝青路面的性能要求①強度與剛度(開裂、變形)②穩定性(高、低溫、水穩定性)③耐久性(疲勞、老化)④平整性(舒適、動荷)⑤抗滑性(安全)⑥少塵性(環保)概述第一節概述三.瀝青路面的性能要求高溫穩定性-高溫下抵抗永久變形的能力;低溫抗裂性-抵抗低溫抗裂的能力;水穩定性-抵抗水損害的能力,密級配路面抗滲和排水路面透水;耐久性—抵抗老化與荷載重復作用的能力;抗滑能力—保證不利情況下車輛安全形勢的能力。概述四.瀝青路面設計內容與方法1.結構設計內容
結構組合設計材料組成設計厚度設計驗算結構方案比選路肩構造設計排水系統設計四.瀝青路面設計內容與方法1.結構設計方法
經驗法:AASHTO法;CBR法。
依據調查或大型試驗總結得到的設計方法,其特點是符合試驗地的實際,但是不能結合不同地方的實際。力學經驗法(M-E):AI法;SHELL法;我國設計方法。
依據力學模型計算結構響應,結合實際進行參數的確定,其特點是理論聯系實際,是目前設計方法發展的總趨勢。典型結構法:法國方法;中國八·五研究成果。
通過調查,總結得到的與交通量等參數有關的結構圖,特點是減少了設計的隨意性,具有結構使用性能明確,結構圖統一。優化設計法
通過目標函數優化,使其具有性能與費用的最優性,但尚不成熟。第二節瀝青路面的分類與特性一.瀝青路面的分類1.按強度構成原理:密實類瀝青路面閉式混合料:空隙率小于6%開式混合料:空隙率大于6%嵌擠類瀝青路面第二節瀝青路面的分類與特性一.瀝青路面的分類2.按施工原理分類:(1)層鋪法:(b)優點:工藝和設備簡便、功效較高、施工進度快、造價較低;(a)定義:是用分層灑布瀝青,分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑。(c)缺點:路面成型期較長,需要經過炎熱季節行車碾壓之后路面方能成型。(d)類型:瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種。一.瀝青路面的分類2.按施工原理分類:(2)路拌法:(b)優點:瀝青材料在礦料中分布比層鋪法均勻,可以縮短路面的成型期。(a)定義:在路上用機械將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓密實而成的瀝青面層。(c)缺點:但因所用的礦料為冷料,需使用粘稠度較低的瀝青材料,故混合料的強度較低。(d)類型:路拌瀝青碎(礫)石和路拌瀝青穩定土。一.瀝青路面的分類2.按施工原理分類:(3)廠拌法:優點:廠拌法使用較粘稠的瀝青材料,且礦料經過精選,混合料質量高,使用壽命長。定義:將規定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設備加熱拌和,然后送到工地攤鋪碾壓而成的瀝青路面。缺點:修建費用較高。類型:廠拌瀝青碎石和瀝青混凝土。分類:熱拌熱鋪、熱拌冷鋪。一.瀝青路面的分類3.按瀝青路面的技術特性分(1)瀝青表面處治路面定義:用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面。厚度:1.5~3.0cm。層鋪法可分為單層、雙層、三層。用途:適用于三級、四級公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。3.按瀝青路面的技術特性分(2)瀝青貫入式路面定義:用瀝青貫入碎(礫)石作面層的路面。厚度:4~8cm。用途:適用于作二級及二級以下公路的瀝青面層。一.瀝青路面的分類3.按瀝青路面的技術特性分(3)瀝青碎石路面:定義:由適當比例的粗集料、細集料及少量填料(或不加填料)與瀝青結合料拌和而成,壓實后剩余空隙率在10%以上的半開式瀝青混合料,也稱為瀝青碎石混合料(以AM表示,采用圓孔篩時用LS表示)。用途:瀝青碎石也可用作聯結層。一.瀝青路面的分類3.按瀝青路面的技術特性分(4)瀝青混凝土路面定義:由適當比例的粗集料、細集料及填料組成的符合規定級配的料,與瀝青結合料拌和而制成的符合技術標準的瀝青混合料(以AC表示,采用圓孔篩時用LH表示)。分層:單層或雙層或三層瀝青混合料組成。用途:用作高等級公路的面層。一.瀝青路面的分類3.按瀝青路面的技術特性分(5)乳化瀝青碎石用途:適用于做三級、四級公路的瀝青面層、二級公路養護罩面以及各級公路的調平層。一.瀝青路面的分類3.按瀝青路面的技術特性分(6)瀝青瑪蹄脂碎石路面定義:
(簡稱SMA)是以間斷級配為骨架,用改性瀝青、礦粉及木質纖維素組成的瀝青瑪蹄脂為結合料,經拌和、攤鋪、壓實而形成的一種構造深度較大的抗滑面層。特點:抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲勞、高溫抗車轍、低溫抗開裂的優點。用途:適用于高速公路、一級公路和其他重要公路的表面層。一.瀝青路面的分類瀝青路面材料
SMA(StoneMatrixAsphalt)混合料3.按瀝青路面的技術特性分(7)排水性瀝青混凝土和開級配瀝青混合料磨耗層一.瀝青路面的分類一.瀝青路面的分類4.按集料的公稱最大粒徑分類(1)特粗式瀝青混合料:集料的最大公稱粒徑為37.5mm。(2)粗粒式瀝青混合料:集料的最大公稱粒徑為26.5mm和31.5mm。(3)中粒式瀝青混合料:集料的最大公稱粒徑為16mm和19mm。(4)細粒式瀝青混合料:集料的最大公稱粒徑為9.5mm和13.2mm。(5)砂粒式瀝青混合料:集料的最大公稱粒徑為4.75mm。最大粒徑:通過率為100%的最小標準篩篩孔尺寸公稱最大粒徑:是指全部通過或允許少量不通過的最小標準篩篩孔尺寸,通常比最大粒徑小一個粒級例如:混合料在16mm篩孔的通過率為100%,篩余量為0%;在13.2mm篩孔上的篩余量小于10%,則此集料的最大粒徑為16mm,公稱最大粒徑為13.2mm。篩孔尺寸(mm)16.013.29.54.752.360.60.30.075級配范圍(mm)10090~10070~8848~6836~5318~3012~224~8集料最大粒徑與公稱最大粒徑一.瀝青路面的分類二.瀝青混合料空間結構與壓實性能瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。1.瀝青混合料的空間結構二.瀝青混合料空間結構與壓實性能2.瀝青混合料的壓實性能①瀝青混合料壓實度及其控制:瀝青混合料的壓實度直接決定著其成型后的強度,在一定范圍之內(沒有出現過壓時),壓實度越大越好。壓實度表征的三種方式與實際控制方法:(1)理論密度的壓實度;(2)馬歇爾密度的壓實度;(3)試驗段密度的壓實度。區別:分母不一樣,分別是:真密度、馬歇爾試件密度和試驗段取芯試件密度。控制標準:93%、97%、99%。二.瀝青混合料空間結構與壓實性能2.瀝青混合料的壓實性能②瀝青混合料壓實影響因素:
壓實溫度、壓實速度、壓實應力(功)、瀝青用量等。瀝青混合料壓實可行性區域瀝青混合料是由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。強度取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結料的黏結性以及瀝青與集料之間的黏附性。影響:集料的類型、空間布型以及膠結料的類型、用量、與集料的黏附程度影響著瀝青混合料的力學特性。類型:按密實原則和嵌擠原則構成的瀝青混合料的典型結構類型有三種:密實懸浮結構、骨架空隙結構、骨架密實結構三.瀝青混合料的力學性能三.瀝青混合料的力學性能1.瀝青混合料結構類型二.瀝青混合料的力學性能1.瀝青混合料結構類型間斷級配連續開級配連續密級配懸浮密實型骨架空隙型密實骨架型二.瀝青混合料的力學性能1.瀝青混合料結構類型(1).懸浮密實結構密實程度高,空隙率低,水穩定性好,低溫抗裂性和耐久性好整個混合料缺少粗集料顆粒的骨架支撐,高溫條件下,宜形成車轍。二.瀝青混合料的力學性能1.瀝青混合料結構類型(2).骨架空隙結構依靠粗集料間的骨架作用,能減緩高溫季節瀝青路面的車轍形成。
由于混合料中缺少細顆粒,壓實后留有較多空隙,易受不良環境因素影響,從而引起瀝青老化,耐久性下降。二.瀝青混合料的力學性能1.瀝青混合料結構類型(3).密實骨架結構兼具上述兩種結構的優點,是一種優良的路用結構類型二.瀝青混合料的力學性能2.瀝青混合料的力學參數試驗(1).三軸試驗如何求瀝青混合料的黏結力C和內摩擦角?建立極限平衡條件二.瀝青混合料的力學性能2.瀝青混合料的力學參數試驗(1).三軸試驗
采用圓柱形試件,試件直徑應大于礦料最大粒徑的4倍,試件高與直徑比大于2;礦料最大粒徑小于25mm時,試件直徑10cm,高20cm;將一組試件分別在不同側壓力下以一定加載速度施加垂直壓力到試件破壞,此時該垂直壓力為最大主應力,側壓力為最小主應力。三軸壓縮試驗原理二.瀝青混合料的力學性能2.瀝青混合料的力學參數試驗(2).抗拉強度試驗采用圓柱形試件;無側限抗壓試驗試件直徑應大于礦料最大粒徑的4倍,試件高徑比大于2,礦料最大粒徑小于25mm時試件直徑10cm高20cm;劈裂試驗試件直徑101.60.25mm、高63.51.3mm(馬歇爾試件),或輪碾機成型板塊試件,或從道路現場鉆取直徑1002或1502.5mm、高為405mm的圓柱體試件。
二.瀝青混合料的力學性能2.瀝青混合料的力學參數試驗(3).簡單抗壓強度試驗通過簡單抗壓強度試驗和間接抗拉試驗確定二.瀝青混合料的力學性能2.瀝青混合料的力學參數試驗(3).直剪試驗確定通過不同壓力的直接剪切試驗確定①蠕變
蠕變是應力不變,變形隨時間而增加的現象。這一過程在應力不變情況下,取決于其作用時間。瀝青材料在不同應力及時間下表現:應力小,時間短:
主要表現為彈性性質,在應力施加后變形瞬時出現,應力撤除后變形迅速恢復。這種變形叫做純彈性變形(瞬時彈性變形),在該范疇內,應力應變呈直線關系;應力較大,時間較長:
主要表現為黏彈性性質,應力施加后瞬時出現變形,然后變形仍逐漸增加,當應力撤除后,一部分變形瞬時恢復(彈性變形部分),另一部分變形隨時間緩慢恢復,這部分變形是黏彈性變形(滯后彈性變形)。應力大,時間長:
主要表現為塑性性質,除包含黏彈性性質外,還有較大一部分變形無法恢復,稱為塑性變形。 注意:瀝青混合料的實際變形彈性、黏性、塑性三種都包含,不過根據應力大小和作用時間不同而表現出以上各種不同性質為主的特點。1.蠕變與松弛特性creepandrelaxation四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型蠕變示意圖②應力松弛(relaxationtime) 應力松弛是應力恒定不變,應力隨時間減小的現象。應力降低到初始數值(初始應力值的1/e)(e=2.718),稱為松弛時間。
瀝青混合料主要呈現為彈性或黏塑性,與應力作用時間與松弛時間的比值有關:作用時間<<松弛時間,以彈性為主;
作用時間>>松弛時間,以黏塑性為主;
作用時間與松弛時間相近,為彈-黏-塑性。冬季氣溫低,瀝青混合料黏滯度高,松弛時間長,顯示彈性性質;夏季黏滯度低,松弛時間大大降低,則為彈、黏、塑性,取決于作用時間;③綜合四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型①黏彈性材料的基本性質應力應變關系的曲線性及不可逆性;對加載速度(時間效應)和試驗溫度(溫度效應)的依賴性,服從時間溫度換算法則;具有十分明顯的蠕變與應力松弛特性;線黏彈性材料服從Boltzmann線性疊加原理和復數模量原理;2.瀝青混合料的彈-黏-塑性瀝青混合料是一種彈-黏-塑性材料,不同外部(溫度與荷載)條件下,表現出不同的性質:低溫小變形時:線彈性性質高溫大變形時:黏塑性性質在過渡范圍內:黏彈性性質四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型瀝青混凝土常溫下加載并反向加載的典型曲線四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型瀝青混凝土溫度恒定時間變化、時間恒定溫度變化的典型曲線
試驗溫度的升高相當于慢速加載、加載時間的延長:時間溫度轉化法則四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型②瀝青路面蠕變規律第一階段:遷移期,蠕變(永久)變形在瞬間迅速增大,但應變速率隨時間迅速減小;第二階段:穩定期,蠕變(永久)變形呈直線形穩定增長,應變速率保持穩定,該過程占總過程的主要部分;第三階段:破壞期,蠕變(永久)變形和應變速率均急劇增大,直至破壞。
四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型①基本流變模型及其組合3)瀝青混合料的流變學模型
瀝青混合料是一種彈-黏-塑性材料,彈、黏、塑性是其力學特性的基本單元,需要用一定的力學模型及本構關系來表達,并進一步實現串聯或并聯的組合形成復雜的組合模型來模擬材料真實的力學特性。彈簧、黏壺及滑塊及其組合彈簧元件黏性元件塑性元件四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型VanDerPool模型及其蠕變曲線
②基本力學元件的組合通過對基本元件的串連或并聯組合,可形成新的力學模型來表征不同的黏彈塑性材料。元件串連:總應力等于各分應力,總應變等于各分應變之和;元件并聯:總應力等于各分應力之和,總應變等于各分應變。常用的簡單組合模型有下列幾種四、瀝青混合料黏彈性性質與力學模型1)勁度(勁度模量)Stiffness
反映瀝青和瀝青混合料在給定溫度和加荷時間條件下的應力-應變關系的參數,稱勁度S。應力作用時間、溫度、應力大小都會對瀝青和瀝青混合料的應力應變特性造成影響,因此,勁度(模量)表達式中必須考慮這些因素。
C.范德甫(VanderPoel)提出表征彈-黏塑材料勁度(模量)的表達式:—施加的應力,MPa;—總應變;t—荷載作用時間,s;T—材料的溫度,℃。
問:與彈性模量的區別?五、瀝青混合料的變形特性①瀝青的勁度五、瀝青混合料的變形特性由圖中曲線可以看出:(1)加荷時間短時,曲線接近水平,表明材料處于彈性性狀;加荷時間很長時,便表現為黏滯性性狀;處于二者之間時則兼有彈-黏性性狀。(2)各種溫度下的S-t關系曲線具有相似的形狀,如果將曲線作水平向移動,則將可將它們近似重合在一起。這意味著溫度對勁度的影響同一定量的加載時間對勁度的影響效果相當。(3)溫度和加載時間對勁度的影響具有互換性,是瀝青材料的一個重要性質。利用這一性質,可以通過采用變換試驗溫度的方法,把在有限時間范圍內得到的試驗結果擴大到很長的時段。①瀝青的勁度②瀝青混合料的勁度C.范德甫對一系列密級配瀝青混合料進行試驗后確認,瀝青混合料的勁度模量是瀝青的勁度模量和混合料中集料數量的函數。—瀝青混合料的勁度模量,MPa;
—瀝青的勁度模量,MPa;
—混合料中集料的集中系數適用于瀝青混合料的空隙率等于0.7~0.9的情況,若空隙率大于3,修正為:為3,五、瀝青混合料的變形特性②瀝青混合料的勁度五、瀝青混合料的變形特性1.概念:強度是指材料達到極限狀態或出現破壞時所能承受的最大荷載(或應力)。構成公路路面各結構層的材料,一般都具有較高的抗壓強度,而抗拉或抗剪強度較弱(這在顆粒材料中或結合料黏結力較低的結構中尤為突出)。控制路面材料極限破壞狀態的往往不是抗壓強度,可能出現的強度破壞通常為:(1)因剪切應力過大而在材料層內部出現沿某一滑動面的滑移或相對變位;(2)因拉應力或彎拉應力過大而引起的斷裂。
六、瀝青混合料的強度特性①抗剪強度礦料特性酸堿性:(如:石灰巖為堿性,玄武石為酸性)決定了石料與瀝青的黏附性,由差到好:花崗巖、片麻巖、玄武巖、安山巖、砂巖、石英巖、石灰巖的黏結力由小到大。比表面積:(單位:cm2/g),能與瀝青相互作用的面積,越大則黏結力越大。顆粒越小,比表面積越大,所以決定于混合料的礦粉含量。
級配、顆粒形狀:決定內摩阻力大小。瀝青特性
用油量:決定瀝青膜厚度及自由瀝青含量,存在最佳含量。
黏滯度:越大,黏結力也越大。影響瀝青混合料抗剪強度的因素:六、瀝青混合料的強度特性②抗拉強度
在氣候寒冷地區,冬季氣溫下降,特別是急驟降溫時,瀝青混合料發生收縮,如果收縮受阻,就會產生拉應力;車輛緊急制動后輪下混合料表面出現拉應力;瀝青混合料底面由于車輛荷載、基層裂縫導致的拉應力。當拉應力超過瀝青混合料的抗拉強度時,路面就會產生抗拉不足開裂。抗拉強度主要由混合料中結合料的黏結力提供,其大小可采用直接拉伸或間接拉伸試驗確定。劈裂試驗傳遞荷載的兩端墊條,對試件中的應力分布和極限強度有顯著影響,通常墊條寬為12.7mm,大試件為19mm。六、瀝青混合料的強度特性直接拉伸間接拉伸試驗②抗拉強度六、瀝青混合料的強度特性瀝青混合料的抗拉強度同瀝青的性質、瀝青含量、礦質混合料的級配、測試時的溫度、加載速度等因素有關。試驗表明:1)瀝青的黏滯度大,或瀝青含量較大,瀝青混合料具有較高的抗拉強度;2)密級配混合料的抗拉強度較開級配混合料高;3)隨施荷速率增大而增加,隨溫度的增加而下降;
③影響瀝青混合料抗拉強度的因素六、瀝青混合料的強度特性④抗彎拉強度
瀝青路面在行車重復荷載作用下,往往因路面彎曲而產生開裂破壞,必須驗算瀝青混合料的抗彎拉強度;試驗方法:小梁彎曲試驗:梁式試件的高和寬應不小于礦料最大粒徑的四倍,梁的跨徑為高的三倍。最大粒徑達3.5cm的粗粒式瀝青混合料、穩定類材料和水泥混凝土的試驗:150×150×550mm的大梁,跨徑為450mm;最大粒徑為2.5cm的穩定類材料或者中、細粒式瀝青混合料:100×100×400mm的中梁,跨徑為300mm;石灰(或水泥)穩定土或者砂質瀝青混合料:50×50×240mm的小梁,跨徑為150mm;六、瀝青混合料的強度特性影響瀝青混合料抗彎拉強度的因素:
瀝青的性質、瀝青的用量、礦料的性質、混合料的均勻性、荷載重復次數、
加載速度、溫度狀況等。
我國《瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ053-2014)中標準彎曲實驗試件為250mm×30mm×35mm的棱柱體小梁,跨徑2000.5mm。試驗溫度采用150.5℃,評價低溫拉伸性能時,宜采用-100.5℃。
④抗彎拉強度彎曲實驗有切口的彎曲實驗六、瀝青混合料的強度特性第三節
瀝青路面使用性能和分區核心內容瀝青路面的高溫穩定性瀝青路面的低溫抗裂性瀝青路面的水穩定性瀝青路面的抗疲勞性能瀝青路面的耐老化性能瀝青路面使用性能的氣候分區高溫穩定性是高溫下抵抗永久變形的能力。
高溫穩定性不足:有車轍、推移、擁包、搓板、泛油等病害1.車轍的類型失穩性車轍結構性車轍磨耗性車轍瀝青路面結構層在車輪荷載作用下,內部材料流動,產生橫向位移,在輪跡處出現變形路面結構在交通荷載作用下產生整體永久變形主要是由于路基變形傳遞到面層引起路面結構頂層材料在車輪磨耗和自然環境因素作用下不斷損失而形成的永久變形一、瀝青路面的高溫穩定性2.車轍的形成過程初始階段的壓密過程瀝青混合料的側向流動集料的重新分布及集料骨架的破壞
3.影響車轍的主要因素一、瀝青路面的高溫穩定性剪切流動壓密變形
瀝青和礦料的性質及相互作用的特性、礦料級配組成等4.瀝青混合料高溫評價方法①現場試驗路試驗:AASHTO試驗路,WestTrack環道試驗②大型足尺試驗:室內環道、室內直道、重復加載試驗(ALF)、重車加載試驗等;③室內小型試驗:單軸壓縮試驗:測定高溫抗壓強度及軟化系數;馬歇爾試驗:馬歇爾穩定度、流值;蠕變試驗:單軸三軸靜載重復加載(動載)連續動態加載間歇重復加載靜載重復加載(動載)連續動態加載間歇重復加載簡單剪切試驗:輪轍試驗:一、瀝青路面的高溫穩定性4.瀝青混合料高溫評價方法一、瀝青路面的高溫穩定性馬歇爾試驗——穩定度指標:測定瀝青混合料試件在一定條件下承受破壞荷載能力的大小和承載時變形量的多少。
馬歇爾穩定度MS:試件破壞時的最大荷載
流值FL
:達到最大荷載時,試件所產生的垂直流動變形值(以0.1mm計)
④輪轍試驗模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的試驗方法,室內代表性試驗為車轍試驗。車轍試驗是在規定尺寸的板塊狀壓實瀝青混合料試件上,用固定荷載的橡膠輪反復行走后,測定其在變形穩定期每增加變形1mm的碾壓次數,即動穩定度,以次/mm表示。我國規范規定,一般情況下,試驗溫度為60℃,輪壓為0.7MPa;計算動穩定度的時間原則上為試驗開始后45—60min之間;板試件尺寸為300mm,寬300mm,厚50mm。試驗可以三大指標:任意時刻總變形即車轍深度;動穩定度DS;變形速率RD;一、瀝青路面的高溫穩定性
⑤簡單剪切試驗:試件尺寸根據混合料最大粒徑選定;試驗溫度為4℃,20℃,40℃。一、瀝青路面的高溫穩定性
5.瀝青路面高溫穩定性技術標準①瀝青路面容許車轍深度:發展歷程:路基頂面容許豎向壓應變瀝青層容許永久變形路面容許車轍深度一、瀝青路面的高溫穩定性②輪轍試驗動穩定度標準一、瀝青路面的高溫穩定性i)從集料方面:集料破碎面多,石質堅硬,具有良好的表面紋理和粗糙度;
集料級配良好,有足夠數量粗集料形成空間骨架結構;
配合比設計合理,注重壓實;ii)從瀝青方面:使用黏度高的改性瀝青或添加纖維;
提高瀝青材料的黏稠度;
控制瀝青與礦粉的比值,嚴格控制瀝青用量。6.提高瀝青路面高溫穩定性措施
我國瀝青路面一般采用半剛性基層瀝青面層,基層強度高,因此一般不會出現結構性車轍;由于面層集料一般采用玄武巖,因此磨耗性車轍也少見;所以一般為失穩性車轍,因此必須提高瀝青混合料的高溫穩定性,即提高黏結力和內摩阻力。即:一、瀝青路面的高溫穩定性由于材料收到約束,隨著溫度下降材料不能收縮,則立即產生溫度應力,當該應力達到材料的抗拉強度時,就會產生裂縫。
累計溫度應力與極限抗拉強度相等時的溫度,即為開裂溫度。1.低溫開裂機理二、瀝青路面的低溫抗裂性2.瀝青混合料低溫抗裂評價①間接拉伸試驗——低溫劈裂試驗:標準馬歇爾試件(
101.60.25mm、高63.51.3mm),0℃或更低,加載速率1mm/min;②直接拉伸試驗——試件38.1mm×38.1mm×101.6mm,緩慢拉伸速率;③彎曲破壞試驗——采用250mm×30mm×35mm的小梁,跨徑200mm,
在-10℃溫度下,以50mm/min速度在跨中單點加載。彎曲實驗二、瀝青路面的低溫抗裂性④約束試件應力試驗儀(TSRST)試驗:50mm×50mm×250mm試件,降溫速率10℃/h,是SHRP推薦的評價瀝青混合料低溫抗裂性能的方法二、瀝青路面的低溫抗裂性⑤應力松弛試驗:直接應力松弛試驗;彎曲應力松弛試驗等⑥低溫彎曲試驗破壞應變標準二、瀝青路面的低溫抗裂性①影響因素:瀝青性質、氣溫狀況、瀝青老化程度、路基的種類和路面層次的厚度、面層與基層的黏結狀況、基層所用材料的特性、行車的狀況等②可采取的預防措施:
1)使用稠度較低、溫度敏感性低的瀝青;
2)使用含臘量低的瀝青,使用應力松弛性能好的改性瀝青,摻加纖維;
3)使用較細的混合料類型,設置應力吸收層。3.瀝青路面低溫開裂的預防措施二、瀝青路面的低溫抗裂性水穩定性是瀝青混合料在水或凍融循環的作用下保持其原有性質的能力。水損害是瀝青路面在水或凍融循環的作用下,由于汽車車輪動態荷載的作用,進入路面空隙中的水不斷產生動水壓力或真空負壓抽吸的反復循環作用,水份逐漸進入瀝青與集料界面上,使瀝青黏附性降低并逐漸喪失黏結力,瀝青膜從集料表面剝離,瀝青混合料松散導致路面松散、剝落、坑槽病害。水損害是水穩定性不足的主要表現。三、瀝青路面的水穩定性瀝青與集料剝離示意圖1.水穩定性作用機理黏附理論:水降低了瀝青的黏附性、對瀝青形成沖刷,水進入瀝青與集料間、隔離了瀝青與集料的黏結;三、瀝青路面的水穩定性2.瀝青路面水穩定性評價方法①煮沸試驗:
評價瀝青與粗集料的黏附性;②浸水馬歇爾試驗:
兩組馬歇爾試件,一組在60℃恒溫水槽中保養30min~40min,另一組在60℃恒溫水槽中保溫48h,測馬歇爾穩定度的比值。③凍融劈裂試驗:
將馬歇爾試件以標準的飽水試驗方法真空飽水,放入塑料袋中加入約10ml水,扎緊袋口,將試件放入-18℃的冰箱保持16h,后撤去塑料袋,放入60℃的恒溫水槽中保持24h,再將試件浸入溫度25℃的恒溫水槽中至少2h,測試劈裂強度比。(年最低氣溫低于-21.5℃的寒冷地區)④浸水車轍試驗:三、瀝青路面的水穩定性①浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗的水穩定性標準3.瀝青路面水穩定性評價標準三、瀝青路面的水穩定性②輪轍板的滲水試驗標準三、瀝青路面的水穩定性抗疲勞性能是瀝青路面在循環加載下抵抗疲勞破壞的能力1.瀝青路面的受力特性四、瀝青路面的抗疲勞性能2.瀝青混合料疲勞力學模型疲勞破壞是指在低于材料強度極限的循環加載作用下,材料發生破壞的現象。疲勞壽命材料在疲勞破壞時所作用的應力(應變)循環次數。①現象學模型:重復荷載作用下瀝青混合料強度衰減累積引起的破壞(傳統疲勞 理論);可建立瀝青路面層底拉應力與重復荷載作用次數的關系;②斷裂力學模型:認為疲勞是材料初始裂縫在荷載作用下擴展至破壞的過程;
研究了材料開裂機理及擴散規律;③能耗模型:混合料在應力應變作用下吸收能量引起的疲勞損傷;可建立能量與
重復荷載作用次數的關系;四、瀝青路面的抗疲勞性能3.瀝青混合料疲勞試驗方法①現場疲勞破壞試驗:AASHTO、WESTRACK試驗路;②足尺結構模擬破壞試驗:大型環道、直道試驗;③試板試驗法:④室內小型試件試驗:三分點小梁試驗、中點加載小梁試驗、懸臂梯形梁試驗等i)應力控制:每次對試件施加的荷載為常量,隨著荷載作用次數增多,試件不斷受到損傷,勁度隨之而降低,實際的彎曲應變則不斷增大;ii)應變控制:測試過程中保持每次荷載下應變值不變,則應力隨施加荷載次數的增加而不斷減小。四、瀝青路面的抗疲勞性能4.瀝青路面疲勞性能影響因素1)加載條件:加載大小、加載方式、加載速度、加載間隔試件、加載波形;2)材料性質:影響瀝青混合料勁度的因素(瀝青種類、用量,集料級配類型、性質),混合料的孔隙率、壓實度等;3)環境溫度:四、瀝青路面的抗疲勞性能
瀝青老化是指瀝青在儲存、運輸、加工、施工及使用過程中在空氣、熱、光照和碾壓作用下產生性能下降的現象
。分施工中的短期老化和使用中的長期老化。①老化原因:
膠質、芳香分和飽和分(揮發)含量減小,瀝青質含量增加;空氣的氧化作用,使瀝青組分發生變化;瀝青分子結構的硬化(聚合作用)。導致瀝青使用性能變壞,從而影響了路面的耐久性。2.瀝青的老化1.主要影響因素瀝青性能、環境情況(光,氧,水,荷載)、混合料形態(空隙率等)五、瀝青路面的耐老化性能抗老化特性是瀝青路面在環境因素作用下保持其原有特性能力②瀝青的老化過程瀝青生產到路面攤鋪的過程五、瀝青路面的耐老化性能③瀝青的老化特性瀝青針入度隨時間變化五、瀝青路面的耐老化性能3.老化試驗及評價①瀝青:
旋轉薄膜烘箱試驗(RTFOT)(短期)、壓力容器老化試驗(PAV)(長期)五、瀝青路面的耐老化性能3.老化試驗及評價①瀝青:
五、瀝青路面的耐老化性能
改性瀝青原樣二維形貌圖及改性瀝青RTFOT老化后二維形貌圖改性瀝青原樣三維形貌圖
及改性瀝青RTFOT老化后三維形貌圖3.老化試驗及評價②瀝青混合料短期老化:
針對松散混合料,采取烘箱老化法、延時拌和法、微波加熱法③瀝青混合料長期老化:
針對壓實成型試件,采取加壓氧化法、延時烘箱法、紅外/紫外線處理五、瀝青路面的耐老化性能1.分區目的六、瀝青路面使用性能的氣候分區
全國各地區氣候條件差異很大,對瀝青提出的要求也不盡相同,為保證瀝青路面對氣候的適應性,提出了瀝青及瀝青路面的氣候分區。2.分區方法:
根據高溫-低溫-雨量三個主要因素的30年氣象統計資料來劃分。即:
(1)瀝青路面特性與高、低溫指標及降雨有關;
(2)瀝青及瀝青混合料分區:高、低溫及降雨指標。3.分區指標六、瀝青路面使用性能的氣候分區高溫指標:
最近30年設計周期的最熱月的平均日最高溫度的平均值。低溫指標:最近30年的極端最低氣溫的最小值降雨指標:最近30年的年平均降雨量的平均值
六、瀝青路面使用性能的氣候分區氣候型型號溫度(C)七月平均最高氣溫年極端最低氣溫1-11-21-31-4夏炎熱,冬寒夏炎熱,冬寒夏炎熱,冬冷夏炎熱,冬溫>30<-37-37~-21.5-21.5~-9>-92-12-22-32-4夏熱,冬寒夏熱,冬寒夏熱,冬冷夏熱,冬溫20~30<-37-37~-21.5-21.5~-9>-93-2夏涼,冬寒<20-37~-21.5瀝青路面氣候分區六、瀝青路面使用性能的氣候分區六、瀝青路面使用性能的氣候分區第五節瀝青路面的破壞狀態、
設計指標和標準核心內容瀝青路面的破壞路面破壞與設計指標主要的設計指標與要求我國瀝青路面的設計指標與要求路面彎沉設計標準一、瀝青路面的破壞沉陷疲勞開裂車轍推擠低溫縮裂二、路面破壞與設計指標控制沉陷:應力、應變控制疲勞開裂的指標應變應力控制車轍的指標RD,土基頂面壓應變控制推擠的指標剪切應力或剪切應變控制低溫縮裂:應力三、主要的技術指標及要求
1.路基表面的垂直壓應變或垂直壓應力反映路基在重復荷載作用下的永久變形,主要原因是路面結構土基承載能力低引起土基的較大垂直塑性變形。要求:σz0≤[σz0]或εz0≤[εz0]2.結構殘余變形的累積(車轍):要求:RDre≤[RDre]
三、主要的技術指標及要求3.結構疲勞開裂(整體性材料結構層的疲勞開裂):要求:εr≤[εR
]或σr≤[σR]4.面層抗剪切推移:要求:τmax≤[τR](應使用高溫時的彈模)5.結構低溫縮裂:要求:σrt≤[σtR
](應使用低溫時的彈模)6.路面彎沉:要求:ls≤ld
四、我國瀝青路面的設計指標與要求
我國公路瀝青路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論,以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標。對瀝青混凝土面層和整體性材料的基層、底基層應進行層底拉應力的驗算,城市道路尚須進行瀝青面層的剪應力驗算。設計指標及驗算指標必須小于其極限標準。τmax≤τR①
路面總變形表征路面各結構層的變形與路基頂面變形之和,反映了路面整體剛度的強弱。當路面在車輛荷載反復作用下不斷地彎曲使變形積累、增大到某種程度時,路面結構即產生疲勞開裂,從而可在一定程度上建立起路面損壞與彎沉、彎沉與軸載作用次數間的關系。②路表彎沉值可以簡單地量測,操作簡便;壓應變、拉應變指標測試較困難。彎沉指標既可作為設計指標,又可以作為質量檢驗、路面養護的評價手段。五、以彎沉作為設計指標的原因第六節路面結構組合設計一.瀝青路面結構結構組合設計原則1.總原則:面層耐久、基層堅實、土基穩定
2.具體要求:1)適應行車荷載作用的要求從上至下,從壓到拉,從抗車轍到抗疲勞,表層抗滑、抗磨耗2)在各種自然因素作用下穩定性好具有很好的水穩定性和溫度穩定性3)考慮結構層的特點上下層匹配,總體上強度足夠而不過多浪費4)考慮防凍、防水要求一.瀝青路面結構結構組合設計原則表面壓應力
表面層抗滑與抗車轍層中間聯結層中間高壓應力和高溫區中層壓拉應力過渡層拉壓過渡層
下層抗疲勞層下層拉應力區路基層受壓區受拉區一.瀝青路面結構結構組合設計原則穩定基層穩定底基層面層
路基
StructureⅠ路面類型瀝青穩定基層
穩定類底基層面層路基級配碎石StructureⅢ穩定底基層面層路基StructureⅡ瀝青穩定基層
瀝青層厚度=16-20cm瀝青層厚度=20-22cm瀝青層厚度=28-30cm二.結構組合設計方法(1)面層1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次①功能
直接承受輪荷載反復作用和各種自然因素影響,并將荷載傳遞到基層以下的結構層。②要求
高強、平整密實、抗滑耐磨、穩定耐久,高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗老化。二.結構組合設計方法(1)面層1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次③結構一般為雙層、三層④類型
熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式、瀝青表面處治與稀漿封層二.結構組合設計方法(2)基層與底基層1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次①主要作用承受并傳遞荷載;增加道路整體剛度和面層的疲勞抗力,防止或減輕面層裂縫出現;緩解土基不均勻凍脹或不均勻體積變形對面層的不利影響
;為面層施工機械提供穩定的工作面。二.結構組合設計方法(2)基層與底基層1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次②要求
足夠的強度和穩定性;一定的抗凍性;較小的收縮變形和較強的抗沖刷能力;平整密實;拱度與面層一致。③類型
無機結合料穩定類和瀝青混合料、粒料、貧混凝土等。
(3)墊層1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次①主要作用
排水、隔水、防凍、防污染及減小層間模量比、降低半剛性基層拉應力②材料
粗砂、砂礫、碎石、煤渣、礦渣等粒料,以及水泥或石灰煤渣穩定粗粒土,石灰粉煤灰穩定粗粒土等。③寬度與厚度與路基同寬,最小厚度15cm三.結構組合設計方法④.墊層與防凍設計潮濕、過濕路段,應設置排水墊層;冰凍地區應加設防凍層,并進行防凍層驗算。防凍墊層應采用透水性好的粒料類材料。采用碎石和砂礫墊層時,最大粒徑與結構層厚度相協調
。三.結構組合設計方法為防路基污染粒料墊層或為隔斷地下水影響,可在路基頂面設土工合成材料的隔離層。根據交通量計算結構層總厚度應不小于最小防凍厚度的規定
。④.墊層與防凍設計(4)路(土)基1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次①基本要求密實、均勻和水穩定②減少土基不均勻變形的措施:加固軟土地基;對潮濕、過濕路基或軟弱路基上部,采用低劑量無機結合料穩定或換填砂、碎石等粒料;(4)路(土)基1.按各結構層位功能及其使用要求選擇結構層次②減少土基不均勻變形的措施:選用優質填料,合理安排填筑順序;適當控制壓實時的含水量;充分考慮路基地表和地下排水
。二.結構組合設計方法2.按各結構層的應力分布特性
輪載作用于路面,其應力和應變隨深度的增大而遞減。因此對各層材料的強度和剛度的要求也可隨深度的增大而相應降低,即路面各結構層可按強度剛度自上而下遞減的方式組合。采用上述遞減規律組合路面結構層次時,還須注意相鄰結構層之間的剛度不能相差過大。上下兩層的相對剛度比過大時,上層底面將出現較大底彎拉應力。此值一旦超過上層材料底抗拉強度,上層將產生開裂。二.結構組合設計方法3.選用適當的層厚和層數
各類結構層,按所用材料的規格和施工工藝的要求,有最小厚度的規定,而且還有還有最小總厚度的規定。為方便施工,路面結構層的層數不宜過多。二.結構組合設計方法4.要考慮各類結構層的特點與相鄰層次之間的互相聯系
設計時,應采取一些技術措施限制或消除相鄰層次之間的不利影響,加強路面結構各層之間的緊密結合,提高路面結構整體性,應使各結構層之間不產生層間滑移。二.結構組合設計方法4.要考慮各類結構層的特點與相鄰層次之間的互相聯系(1)減少低溫縮裂,防止反射裂縫措施①選用骨架密實型半剛性基層②采用混合式瀝青路面結構③剛性基層上設改性瀝青應力吸收膜三.結構組合設計方法4.要考慮各類結構層的特點與相鄰層次之間的互相聯系(2)保證結構整體性和應力分布連續性措施①基層上灑透層瀝青②半剛性基層上設下封層③瀝青層間設粘層④新舊瀝青層間、瀝青層與舊混凝土板、新舊路面接茬處設粘層瀝青第七節我國瀝青路面厚度計算一.瀝青路面設計指標與設計標準(一).彎沉指標路面結構表層在雙輪荷載作用下輪隙中心處的彎沉值不大于設計彎沉值;(1)力學體系:多層彈性體系(2)荷載:相當于雙
輪組的雙圓均布荷載(3)層間接觸條件:
完全連續
1.彎沉計算圖示一.瀝青路面設計指標與設計標準(一).彎沉指標
2.彎沉的幾個概念①回彈彎沉:路基或路面在規定荷載作用下產生垂直變形,卸載后能恢復的那一部分變形。②殘余彎沉:路基或路面在規定荷載作用下產生的卸載后不能恢復的那一部分變形。③總彎沉:路基或路面在規定荷載作用下產生的總垂直變形(回彈彎沉+殘余彎沉)。④容許彎沉:路面設計使用期末不利季節,標準軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現的最大回彈彎沉值。⑤設計彎沉:是指路面竣工驗收時、不利季節、在標準軸載作用下,標準軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值。一.瀝青路面設計指標與設計標準(一).彎沉指標
3.設計彎沉通過測試和分析,得到路面設計彎沉值計算公式:一.瀝青路面設計指標與設計標準(二).結構層底應力指標瀝青混合料層底面的最大拉應力不大于該層混合料的容許拉應力;半剛性基層或底基層底面的拉應力不大于該層材料的容許拉應力。一.瀝青路面設計指標與設計標準(二).結構層底應力指標
1.拉應力分布層位較高的剛性基層和半剛性基層,極限拉應力一般出現在剛性或半剛性基層板底部;對設置半剛性底基層的路面結構,通常在下基層底部出現初始裂縫;柔性基層的瀝青路面,瀝青面層會承受較大的拉應力;彎拉應力分布不同結構不同結構彎拉應力分布不同結構不同結構組合的彎拉應力分布一.瀝青路面設計指標與設計標準(二).結構層底應力指標
2.容許拉應力式中:σR——路面結構層材料的容許拉應力,MPa;
σs——結構層材料的極限抗拉強度,極限劈裂強度MPa
;
Ks——抗拉強度結構系數。瀝青混凝土面層:無機結合料穩定集料:無機結合料穩定土:貧混凝土:一.瀝青路面設計指標與設計標準(二).結構層底應力指標
抗拉強度結構系數Ks二.路面厚度設計要求二.路面結構厚度設計要求1.路面實際彎沉值計算由于力學計算模型,土基模量、材料特性和參數等方面在理論假設和實際狀態之間存在一定的差異,理論彎沉值和實測彎沉值之間存在一定誤差,因此需要對理論彎沉值進行修正,目前在設計規范中引入一個綜合系數F,F=ls/le,設計時,實際彎沉取設計彎沉,即
ls=ld。F同實際彎沉ls的關系密切,其回歸方程為:(11-7)由此,路表回彈彎沉的計算公式為:(11-8)式中:ls——路面實測彎沉值,0.01mm;
p、δ——標準軸的輪胎接觸壓力(MPa)和當量圓半徑(cm);
αc——理論彎沉系數;二.路面結構厚度設計要求1.路面實際彎沉值計算二.路面結構厚度設計要求2.計算結構層底拉應力式中:
——理論最大拉應力系數,按下式計算:簡化公式、查圖法1.簡化公式方法結構計算:采用彈性層狀體系理論的計算機程序進行路面結構的計算。補充:簡化公式、查圖法1.簡化公式方法典型的三層路面結構的路表輪隙彎沉計算公式:
簡化公式、查圖法1.簡化公式方法簡化公式、查圖法2.查圖法查彎沉和彎拉應力的諾謨圖進行路表彎沉和結構層底部拉應力的計算。簡化公式、查圖法2.查圖法新建瀝青路面結構層厚度計算最大彎拉應力簡化公式、查圖法2.查圖法新建瀝青路面結構層厚度計算最大彎拉應力計算位置圖多層路面的等效換算采用簡化方法進行計算時,需要將多層路面結構按照彎沉或結構層底部拉應力等效的原則換算為雙層或三層體系。多層路面的等效換算1.彎沉等效換算法多層路面的等效換算2.彎拉應力等效換算法1~i層:i+1~n-1層:4八.新建瀝青路面厚度設計步驟1.根據設計任務,按設計回彈彎沉和容許彎拉應力兩個設計指標,計算設計年限內一個車道的累計當量軸次,確定交通量等級、面層類型,并計算設計彎沉值ld和容許彎拉應力σR。2.按路基土類與干濕類型,將路基劃分為若干路段,確定各路段土基回彈模量值。3.擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案,確定各結構層材料設計參數。八.新建瀝青路面厚度設計步驟4.計算路面結構表面彎沉值ls及結構層底彎拉應力σm。5.根據設計指標,采用多層彈性體系理論設計程序計算路面結構設計層的厚度,即:
ls
≤ld
σm
≤σR
八.新建瀝青路面厚度設計步驟設計規范規定,不同路面結構類型的設計指標按表11-20選擇:路面結構類型設計指標檢驗指標路表設計彎沉瀝青層彎拉應力半剛性層彎拉應力路表彎沉計算值半剛性基層路面x√√√組合式基層路面√√√√柔性基層路面√√√√八.新建瀝青路面厚度設計步驟6.對于季節性冰凍地區驗算防凍厚度。7.進行技術比較,選定最佳路面結構方案。第八節瀝青路面結構排水設計一.路面表面排水分散漫流式:縱坡平緩、匯水量不大,路堤較低且邊坡坡面不會受沖刷時集中截流式:在路堤較高,邊坡坡面在未做防護而易遭受路面表面水流沖刷,或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到沖刷時橫向漫流、分散排放攔水帶或路肩排水溝——泄水口和急流槽排離路面的雨水——路面橫向坡度一.路面表面排水1.
攔水帶的設置主要形式:瀝青混凝土現場澆筑水泥混凝土預制塊鋪砌一.路面表面排水1.
攔水帶的設置設置原則:高速公路、一級公路:過水斷面內的水面只能覆蓋路肩寬度,以保證左側行車道無積水;二級及以下公路:過水斷面內的水面不能漫過毗鄰車道的一半寬度,——半個車道可以積水;中央分隔帶設緣石的高速、一級公路:同二級公路攔水帶的頂面:應略高于過水斷面的設計水位高設計水位高:水面不漫過右側車道邊緣或中心線的要求
攔水帶高度:一般不超過15cm。一.路面表面排水
2路肩排水溝設置情況:
在硬路肩寬度較窄、爬坡車道占用了過水斷面設置作用:
路面的匯水量較大,攔水帶的流水斷面不足時,可在路肩上設置由U型水泥混凝土預制件鋪筑的路肩排水溝。一.路面表面排水
2路肩排水溝一.路面表面排水主要形式:3泄水口開口式格柵式組合式攔水帶泄水口設置:不對稱的喇叭口,并在硬路肩邊緣的外側設置逐漸變寬的低凹區。(補充圖)一.路面表面排水3泄水口攔水帶泄水口設置:一.路面表面排水3泄水口
泄水口構造:間距:20-50m,干旱少雨地區可達100m;長度:2-4m位置:凹曲線底部、道路交叉口、匝道口、與橋梁等構造物連接處、超高與一般路段的橫坡轉換處。二.中央分隔帶排水(1)寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水排向兩側行車道,其坡度與路面的橫坡度相同;在超高路段上,可在分隔帶上側邊緣處設置緣石或泄水口,或者在分隔帶內設置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口(圖8-50),以攔截和排泄上側半幅路面的表面水。緣石過水斷面的泄水口可采用開口式,格柵式或組合式;碟
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025營口職業技術學院輔導員考試試題及答案
- 2025蘇州經貿職業技術學院輔導員考試試題及答案
- 2025福州軟件職業技術學院輔導員考試試題及答案
- 堆垛機結構設計
- 浙江寧波慈溪文旅集團有限公司招聘筆試題庫2025
- 老人摔倒急救指南
- 糖尿病系統解析與防治策略
- 工程管理碩士研究生入學考試題及答案2025年
- 2025年職業病防治考試試卷及答案
- 2025年智能交通系統工程考試題及答案
- 浙教版八年級科學第四章電學測試
- 機電顧問服務建議書123
- 廣西壯族自治區工程造價綜合定額答疑匯編2022年11月更新
- 科學發展觀基本解讀(完整版)課件
- 基坑工程施工驗收記錄表
- 夜間施工專項方案
- 微生物實驗室病原微生物評估報告
- 護理風險管理與護理安全
- 綜采工作面液壓支架壓死救活技術研究
- 行政單位會計實習報告(共36頁)
- 主體結構監理實施細則范本
評論
0/150
提交評論