典型路面结构设计-讲座.ppt

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1、1,典型路面结构设计,湖南大学土木工程学院黄立葵,2,主要内容,沥青路面设计混凝土路面设计沥青路面典型结构混凝土路面典型结构长寿命路面概念,3,沥青路面设计理论,4,5,1 弹性层状体系力学模型,沥青路面设计理论,6,沥青路面设计理论,7,沥青路面设计理论,8,9,10,11,12,13,14,15,沥青路面设计理论,16,沥青路面设计理论,17,18,沥青路面结构组合设计,19,沥青路面结构组合设计,20,沥青路面结构组合设计,21,沥青路面结构组合设计,22,沥青路面结构组合设计,23,新建沥青路面设计方法,24,新建沥青路面设计方法,25,新建沥青路面设计方法,26,27,新建沥青路面设

2、计方法,28,新建沥青路面设计方法,29,30,新建沥青路面设计方法,31,32,33,34,新建沥青路面设计方法,35,新建沥青路面设计方法,36,新建沥青路面设计方法,37,新建沥青路面设计方法,38,新建沥青路面设计方法,39,国外沥青路面设计方法,40,CBR设计法,解：（1）基层CBR=80，查图知h1=10cm；（2）下基层CBR=20，查图知h1+h2=20cm，因此h2=10cm；（3）土基CBR=5，查图知h1+h2+h3=43cm，因此h3=23cm。,41,AASHTO设计法,42,43,SHELL设计法,设计标准：1路基顶面竖向压应变控制路基的永久变形2沥青面层水平拉应

3、变控制面层的开裂3整体性材料（水泥稳定）基层拉应力4路面表面永久变形（车辙深度）高速公路 一般公路,44,中国沥青路面主要结构形式,我国高速公路中，沥青路面占90以上，水泥混凝土路面占10以下；沥青面层厚度1520cm，半刚性基层厚度3540cm，底基层20cm左右；沥青路面设计年限15年。普通公路中，沥青路面在有铺面道路中只占少数，混凝土路面占大多数；沥青面层厚度10cm以下，半刚性基层厚度2040cm，底基层1520cm左右；沥青路面设计年限12年以下。,45,半刚性基层沥青路面早期损坏问题,1沥青路面初期损坏严重，通车后不利季节开始（使用半年1年），主要表现形式为坑槽和车辙，多数属于水损

4、害。直接原因是施工质量不到位，也有路面结构组合不合理的因素。2沥青路面早期损坏指开放交通35年，长一些的78年发生严重的损坏，主要表现为大面积的开裂，但出现典型疲劳损坏的情况少见。主要原因是结构设计不合理、超载严重等。,46,重荷载问题,我国设计（限载）标准为：单轴100kN，双轴180kN，三轴220kN。货车超载现象普遍，超载车的比例在50以上；超载率最大可达300400。最大单轴轴载465kN，双轴轴载785kN（文献）。我省实测最大单轴荷载350kN，双轴荷载接近600kN。治理超载的难度极大。,47,结构设计问题,沥青路面设计采用弹性层状体系理论，认为各层次之间完全连续，以路面结构弯

5、沉值、整体性材料层底部拉应力为控制指标。层间完全连续的假设不符合实际情况，且随着使用年限的延长，层间结合状况肯定会恶化。缺乏控制沥青面层剪切破坏的指标。缺乏一次性大荷载控制指标。,48,路面结构组合,几乎所有的路面均采用半刚性基层，主要为水泥稳定碎石和石灰、粉煤灰稳定碎石。这类材料刚度较大，极易产生干缩、温缩裂缝，引起沥青面层的反射裂缝；渗水性很差或基本不透水，易造成冲刷；基层逐步开裂，变成小块、碎块，承载力（刚度）降低；半刚性基层损坏后无法自愈；因刚度较大，对超载很敏感。,49,水损害问题,1.提高沥青面层/基层的抗冲刷能力 合格的沥青；干净的集料；掺加熟石灰改善沥青与集料的粘附性。2.控制

6、沥青混合料的空隙率（防止离析）3.改善路面结构排水,50,51,52,53,54,MTV(Material Transfer Vehicle),55,沥青路面摊铺,56,57,漂亮的路面,58,改善路面结构的受力性能,1.加强层间结合 沥青层之间：粘层油 沥青面层/基层之间：透层、封层 半刚性基层/底基层之间：水泥浆2.合理的路面结构组合 与路面结构受力特性一致 合理的排水特性组合3.设计中考虑大荷载的作用 路面结构极限承载力,59,粘层油,60,61,直接在基层上铺沥青面层,62,级配碎石基层,63,水泥混凝土路面设计,64,弹性地基板体系理论简介,65,66,67,弹性地基板体系理论简介,

7、68,弹性地基板体系理论简介,69,水泥混凝土路面荷载应力分析,1 Winkler地基无限大板解,70,71,水泥混凝土路面荷载应力分析,72,73,水泥混凝土路面荷载应力分析,74,水泥混凝土路面荷载应力分析,75,76,水泥混凝土路面荷载应力分析,77,78,水泥混凝土路面荷载应力分析,79,80,水泥混凝土路面荷载应力分析,81,82,83,水泥混凝土路面温度应力分析,84,水泥混凝土路面温度应力分析,85,水泥混凝土路面温度应力分析,86,水泥混凝土路面温度应力分析,87,88,水泥混凝土路面温度应力分析,89,90,新建水泥混凝土路面设计方法,91,新建水泥混凝土路面设计方法,92,

8、新建水泥混凝土路面设计方法,93,新建水泥混凝土路面设计方法,94,新建水泥混凝土路面设计方法,95,新建水泥混凝土路面设计方法,96,新建水泥混凝土路面设计方法,97,新建水泥混凝土路面设计方法,98,新建水泥混凝土路面设计方法,99,新建水泥混凝土路面设计方法,100,国外混凝土路面设计方法简介,101,国外混凝土路面设计方法简介,102,国外混凝土路面设计方法简介,103,104,国外混凝土路面设计方法简介,105,国外混凝土路面设计方法简介,106,沥青路面典型结构,107,沥青路面典型结构,108,沥青路面典型结构,109,沥青路面典型结构,110,沥青路面典型结构,111,沥青路面典型结构,112,沥青路面典型结构,113,水泥混凝土路面典型结构,114,水泥混凝土路面典型结构,115,水泥混凝土路面典型结构,116,水泥混凝土路面典型结构,117,水泥混凝土路面典型结构,118,水泥混凝土路面典型结构,119,美国佐治亚州,120,121,122,美国纽约州,123,124,长寿命路面(永久性路面),欧洲40年以上；美国3550年以上。,125,126,127,128,谢谢各位恭请指教,