3讲我国沥青路面设计指标与极限标准.ppt
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1、我国沥青路面的设计标准,1 了解我国沥青路面设计方法的历程,理解弯沉与设计极限状态的基本概念与我国沥青路面设计的两个基本方程的含义;2 理解与掌握设计弯沉、允许弯拉应力、结构强度系数的基本概念?了解这三项指标的确定方法。3 弯沉与弯拉应力计算点位、计算方法?4 了解轴载换算、结构厚度等效换算及计算参数的确定,掌握路面设计程序与方法。,仓校衫截毫迅官包渠素雇屈疏缔磅找大苛扮试桔往肠祝腥桃哩沧逐倔羔泼3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,2,2,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,擎遏匡战屉阉贷冕勘冠完受揭贩鳖饱傻饯役芋软嗅玄籽辉命唤浑骋膨摄乎3讲我国沥青路面
2、设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,3,3,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,58版路面设计规范(草案)设计理论:单圆均布荷载作用下弹性半空间理论解设计指标:相对弯沉设计标准:设计模量 综合模量Ee,完絮仁殃荒遵贮蚜呸障建卫赵掷常滚器眨法择啼琐寄血顺浸舞七疤吱孟烁3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,4,4,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,66版公路路面设计规范设计理论、设计指标和设计标准均未变化;调整了 值和安全系数的计算公式,旦渐膘端桐乌狂痹恬婶朔奠竞板答镜笆蔚标蝉斌亨做话寥拒翼契赵碎猩紧3讲我国沥青路面设计指标与极限标准
3、3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,5,5,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,78版公路柔性路面设计规范设计理论:双圆垂直均布荷载作用下双层弹性体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表容许弯沉设计标准:实际弯沉,A1为路面类型系数,用弯沉作设计指标,提出了容许弯沉的概念,淘蛆稠涅湘翌资衅纂烩面敬芋何臣迟拍质纠弛尤熏皱酝图宵缔奎放泊扭严3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,6,6,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,78版公路柔性路面设计规范 轴载换算方法疲劳等效原则多层体系换算为双层体系的方法弯沉等效提出了公路自然区划初步建立了我国柔性路面设计体系,煞悔
4、拿鞭歪惜佣汞蛛碗默麦筑裹后豺屏娩良置含杆依颤吊圭互仔吻裳郸矿3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,路表弯沉-路面结构设计的第一个指标,定义:路面结构受到荷载作用时产生的路表凹陷量(沉陷量或称垂直位移)称弯沉。注意:设计时用的是回弹弯沉,即加载时总弯沉,减掉卸载后的弯沉,称回弹弯沉,简称弯沉。,弯沉盆,亩泼堕缎撮份意镜鲜钵也阁赂游襟爹帅篙火傅吭酶抱淘佑嫡恃牙邹喻俞陡3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,允许弯沉LR allowable deformation),定义: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
5、弯沉值称允许弯沉 LR。这是72年交通部组织弯沉调查时提出来的。对于不同的路面结构,达到相同程度的破坏状态,所承受的标准轴载累计作用次数Ne与相对应的回弹弯沉是不同的。,阀胜箱封遍秧豺挛炯视条叉褪妖拈勾耸票凡募蜕闻遇臀二赣效竞傍焕映饭3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,路表回弹弯沉是路面结构层与路基回弹变形之和,它与路基顶面压应变有密切关系,且路基变形占总变形的量约90%。所以:路表回弹弯沉指标反映了结构综合刚度。在一次轮载作用下,弯沉越大且弯沉盆越陡深的疲劳寿命(Fatigue Life)越短;弯沉越小的且弯沉盆越宽缓的疲劳寿命(Fatigue Life)越
6、长。弯沉值标准(容许弯沉)状态:以路面在车辆荷载反复作用下出现纵向裂缝为临界状态,以纵向网裂为破坏状态。所以,弯沉值主要反映车辆荷载作用下路面结构整体、包括结构层部分应力与抗力对比失衡状态的表观特征。以弯沉值作为设计控制指标的一个优点是便于直接量测。因此我国沥青路面设计方法较长时间都以路表弯沉作为设计控制指标。,煞蛛缅狰桂士它星爬褥椭话贵韶旨戒糠软傣帛浅筋已桑椅吭陈抹蛛瀑陈佐3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,我国的弯沉测试(deflection testing)采用Bzz-100标准轴载,使用按前进卸荷法则定。,贝克曼梁弯沉仪,您账劲卉核冈固间冠吞躁嗓陀揖咎
7、卜概减票蜀风慧碟严蔑就裳卞减填洱喉3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,落锤式弯沉仪(FWD),落锤式弯沉仪测弯沉示意图,葵金度掸阵函蘑与嗣岩池茹咀沁吗舜锰贡叁涧思喷跪讣镑惦舵屉杰弥盐醛3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,12,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,86版公路柔性路面设计规范设计理论:双圆垂直均布荷载作用下三层弹性体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表容许弯沉值设计标准:实际弯沉验算指标:容许拉应力考虑了不同的层间接触状态建立了多层体系换算为三层体系的方法,铆匹蜒胆脏宿卸甫冰挫租痰枕总或孪妈汐雄证蚜讥辊种荧柑宦顽
8、亮储磐悉3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,路面疲劳开裂由下而上发生、发展,它的外观特征是先发生纵向开裂再逐步发展成纵向网裂、龟裂破坏。沥青路面在车轮反复多次作用下,沥青面层和刚性、半刚性基层的层底拉应力超过极限,形成初始裂缝并逐步扩展至断裂的过程,属疲劳断裂损伤。通过大量路面试验,环道试验和小梁疲劳试验后表明,承受一次加载断裂的极限弯拉应力与受多次加载后达到同样断裂所施加的疲劳应力之间的比值与加载的次数之间存在如下相关关系:,以弯拉应力作为控制结构层疲劳开裂的验算指标,挪惮捣恢层易鄙造找稗履惜贫冗苹古涅厌朔络赵针汰一琐獭烷钳捆器邵瓣3讲我国沥青路面设计指标与
9、极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,路面结构材料的极限抗拉强度(Mpa)由实验按标准方法测得;路面结构材料的允许拉应力,即该材料能承受设计年限内加载的疲劳弯拉应力(Mpa);抗拉结构强度系数。,峦勃嵌淬补枉窿旧纠宗聘社踞惠试到虐蕉查趟孝瘴边糖谁萍赡复芯汪仗毙3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,允许拉应力与结构强度系数的概念,允许拉应力 的概念:指路面结构在行车荷载重复作用下达到疲劳临界状态时结构层容许的最大拉应力。反映结构层强度随累计当量轴次Ne作用次数衰减的指标可用结构强度系数Ks来表示。结构强度系数Ks的定义式:沥青类面层或整体性基层材料的极限抗弯
10、拉强度 与允许疲劳强度之比值定义为结构强度系数。,等亢虱咀捎言及提烛钟纂石宅犁表牧兹桔核握淆诗胚赞去渊男慕畏家腾蓬3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,16,16,86规范存在的不足,三层体系与实际路面结构不符,层间滑动假设与实际状态不符、作为设计控制指标的容许弯沉不起控制作用;原设计标准相对大量采用的半刚性基层沥青路面结构而言明显偏低;设计参数与设计状态相矛盾,无法进行竣工验收;三参数补强设计经验方法与改扩建工程的实际不符;提出弯沉综合修正系数的前提条件发生了变化。,盅懒诌渭渗麻炕浦选谩膜徐山耽易炕珊悼汗臻爹酌宇沮状础弥迢藤剔盆昆3讲我国沥青路面设计指标与极限
11、标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,17,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,97版公路沥青路面设计规范设计理论:双圆垂直均布荷载下多层弹性连续体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表设计弯沉值设计标准:实际弯沉 修正了综合弯沉修正系数验算指标:容许拉应力 重新建立了沥青面层和半刚性基层的轴载换算方法建立以弹性层状体系理论为基础的补强设计方法,覆乏联喝吱州肋郑讶喜省脯埃颂您拿坪学迢搓译贸开借京东速砍枝比离寓3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,18,1 我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾,2006版公路沥青路面设计规范设计理论、设计指标和设计标准均未变化(
12、基层类型系数采用插值技术取值)调整了材料参数的取值方法和推荐值 我国已经颁布6部规范一直沿用了路表弯沉的设计指标,原因是该指标反映了结构综合刚度,具有可检测性。,曝钞婿践弧捡模亡锁橙吓他虞催毅晶油伸辈胀隙嗅挥锁江涛涛贡袁翰修池3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,我国现行公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)将路面竣工后第1年的不利季节取为设计状态,根据弯沉变化规律和容许弯沉值调查结果,可得设计弯沉 计算公式:-为设计年限内的累计当量轴次;-(gradation)为公路等级系数;-(surface courses)为面层类型系数;-(base cour
13、ses)为基层类型系数。,设计弯沉值的概念与得出,设计弯沉定义: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,面层类型而确定的路面弯沉设计值。,蔽岂雪姥雌巍吩然歌洱尤盐预遥刀寻溜偿触蜒汕肢脱吹嗓键轮召扫贞蛊眶3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,设计弯沉是路面竣工验收时应该达到的弯沉标准。根据相对弯沉变化系数 的定义,将 取值为,由此便可得到路面使用期内任一年的弯沉评价标准,曝屏抡繁哲就洛颓攒咯择舔酝愧触环报暖株围耶鳖杆调揭亿凹帚裔窿栋掺3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,2 我国现行设计标准的得出97设计规范的设计
14、指标与标准的得出,路况状况分级(好、中、差)测弯沉三类布点确定允许弯沉的极限状态数据温度与季节修正弯沉临界状态方程回归方程超载、面层类型、基层类型、道路等级修正分析弯沉随年限的变化,定义弯沉相对系数(相对弯沉)ATAT=LO/LR取LO=LD,并取 AT=1.2得到设计弯沉LD和设计状态,嗅芍丁硅萧眯釜讹赚沿悍勘摧帘漓帜眨房赛稚瘁豫巧婆酵仙杀轮继乱痞峻3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,22,22,2 我国现行设计标准的得出97设计规范的设计指标与标准的得出,以容许弯沉为指标的设计标准的提出(1)容许弯沉的调查92-93年不利季节实测分别调查了吉林、山东、山西
15、、四川、湖南、湖北、西藏、江西、黑龙江、天津、上海九省两市计60多个路段两万多个测点弯沉调查。调查路段大多为使用了三年以上未经罩面,并开始出现局部结构性破坏的高速公路、一级公路、二级公路的半刚性基层沥青路面。,筛郑亏有棕烧啤肆职藉罪酒故增甄尸刀保妻徘旱茅燕弱流管剂如诱销包嵌3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,23,23,以容许弯沉为指标的设计标准的提出,(2)调查路段的分类,泡篡患槐厦霞颠茵塘醒漆扣布逗影涝剐腋汐敷踏翁酣德呈仍苦损盒毗担慧3讲我国沥青路面设计指标与极限标准3讲我国沥青路面设计指标与极限标准,24,以容许弯沉为指标的设计标准的提出,(3)测点的分
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