典型路面結構設計湖南大學土木工程學院黃立葵1第1頁，共129頁。主要內容瀝青路面設計混凝土路面設計瀝青路面典型結構混凝土路面典型結構長壽命路面概念2第2頁，共129頁。瀝青路面設計理論3第3頁，共129頁。4第4頁，共129頁。1彈性層狀體系力學模型瀝青路面設計理論5第5頁，共129頁。瀝青路面設計理論6第6頁，共129頁。瀝青路面設計理論7第7頁，共129頁。8第8頁，共129頁。9第9頁，共129頁。10第10頁，共129頁。11第11頁，共129頁。12第12頁，共129頁。13第13頁，共129頁。14第14頁，共129頁。瀝青路面設計理論15第15頁，共129頁。瀝青路面設計理論16第16頁，共129頁。17第17頁，共129頁。瀝青路面結構組合設計18第18頁，共129頁。瀝青路面結構組合設計19第19頁，共129頁。瀝青路面結構組合設計20第20頁，共129頁。瀝青路面結構組合設計21第21頁，共129頁。瀝青路面結構組合設計22第22頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法23第23頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法24第24頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法25第25頁，共129頁。26第26頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法27第27頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法28第28頁，共129頁。29第29頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法30第30頁，共129頁。31第31頁，共129頁。

32第32頁，共129頁。

33第33頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法34第34頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法35第35頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法36第36頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法37第37頁，共129頁。新建瀝青路面設計方法38第38頁，共129頁。國外瀝青路面設計方法經(jīng)驗法CBR、AASHTO等理論法(力學－經(jīng)驗法)SHELL、AI等39第39頁，共129頁。CBR設計法解：（1）基層CBR=80，查圖知h1=10cm；（2）下基層CBR=20，查圖知h1+h2=20cm，因此h2=10cm；（3）土基CBR=5，查圖知h1+h2+h3=43cm，因此h3=23cm。40第40頁，共129頁。AASHTO設計法41第41頁，共129頁。42第42頁，共129頁。SHELL設計法設計標準：1．路基頂面豎向壓應變——控制路基的永久變形2．瀝青面層水平拉應變——控制面層的開裂3．整體性材料（水泥穩(wěn)定）基層拉應力4．路面表面永久變形（車轍深度）高速公路一般公路43第43頁，共129頁。中國瀝青路面主要結構形式我國高速公路中，瀝青路面占90％以上，水泥混凝土路面占10％以下；瀝青面層厚度15～20cm，半剛性基層厚度35~40cm，底基層20cm左右；瀝青路面設計年限15年。普通公路中，瀝青路面在有鋪面道路中只占少數(shù)，混凝土路面占大多數(shù)；瀝青面層厚度10cm以下，半剛性基層厚度20~40cm，底基層15~20cm左右；瀝青路面設計年限12年以下。

44第44頁，共129頁。半剛性基層瀝青路面早期損壞問題1．瀝青路面初期損壞嚴重，通車后不利季節(jié)開始（使用半年～1年），主要表現(xiàn)形式為坑槽和車轍，多數(shù)屬于水損害。直接原因是施工質量不到位，也有路面結構組合不合理的因素。2．瀝青路面早期損壞指開放交通3～5年，長一些的7～8年發(fā)生嚴重的損壞，主要表現(xiàn)為大面積的開裂，但出現(xiàn)典型疲勞損壞的情況少見。主要原因是結構設計不合理、超載嚴重等。45第45頁，共129頁。重荷載問題我國設計（限載）標準為：單軸100kN，雙軸180kN，三軸220kN。貨車超載現(xiàn)象普遍，超載車的比例在50％以上；超載率最大可達300～400％。最大單軸軸載465kN，雙軸軸載785kN（文獻）。我省實測最大單軸荷載350kN，雙軸荷載接近600kN。治理超載的難度極大。46第46頁，共129頁。結構設計問題瀝青路面設計采用彈性層狀體系理論，認為各層次之間完全連續(xù)，以路面結構彎沉值、整體性材料層底部拉應力為控制指標。層間完全連續(xù)的假設不符合實際情況，且隨著使用年限的延長，層間結合狀況肯定會惡化。缺乏控制瀝青面層剪切破壞的指標。缺乏一次性大荷載控制指標。47第47頁，共129頁。路面結構組合幾乎所有的路面均采用半剛性基層，主要為水泥穩(wěn)定碎石和石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石。這類材料剛度較大，極易產(chǎn)生干縮、溫縮裂縫，引起瀝青面層的反射裂縫；滲水性很差或基本不透水，易造成沖刷；基層逐步開裂，變成小塊、碎塊，承載力（剛度）降低；半剛性基層損壞后無法自愈；因剛度較大，對超載很敏感。48第48頁，共129頁。水損害問題1.提高瀝青面層/基層的抗沖刷能力合格的瀝青；干凈的集料；摻加熟石灰改善瀝青與集料的粘附性。2.控制瀝青混合料的空隙率（防止離析）3.改善路面結構排水49第49頁，共129頁。50第50頁，共129頁。51第51頁，共129頁。52第52頁，共129頁。53第53頁，共129頁。MTV(MaterialTransferVehicle)54第54頁，共129頁。瀝青路面攤鋪55第55頁，共129頁。56第56頁，共129頁。漂亮的路面57第57頁，共129頁。改善路面結構的受力性能1.加強層間結合瀝青層之間：粘層油瀝青面層/基層之間：透層、封層半剛性基層/底基層之間：水泥漿2.合理的路面結構組合與路面結構受力特性一致合理的排水特性組合3.設計中考慮大荷載的作用路面結構極限承載力58第58頁，共129頁。粘層油59第59頁，共129頁。60第60頁，共129頁。直接在基層上鋪瀝青面層61第61頁，共129頁。級配碎石基層62第62頁，共129頁。水泥混凝土路面設計63第63頁，共129頁。彈性地基板體系理論簡介64第64頁，共129頁。65第65頁，共129頁。66第66頁，共129頁。彈性地基板體系理論簡介67第67頁，共129頁。彈性地基板體系理論簡介68第68頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析1Winkler地基無限大板解69第69頁，共129頁。70第70頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析71第71頁，共129頁。72第72頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析73第73頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析74第74頁，共129頁。75第75頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析76第76頁，共129頁。77第77頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析78第78頁，共129頁。79第79頁，共129頁。水泥混凝土路面荷載應力分析80第80頁，共129頁。81第81頁，共129頁。82第82頁，共129頁。水泥混凝土路面溫度應力分析83第83頁，共129頁。水泥混凝土路面溫度應力分析84第84頁，共129頁。水泥混凝土路面溫度應力分析85第85頁，共129頁。水泥混凝土路面溫度應力分析86第86頁，共129頁。87第87頁，共129頁。水泥混凝土路面溫度應力分析88第88頁，共129頁。89第89頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法90第90頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法91第91頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法92第92頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法93第93頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法94第94頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法95第95頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法96第96頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法97第97頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法98第98頁，共129頁。新建水泥混凝土路面設計方法99第99頁，共129頁。國外混凝土路面設計方法簡介100第100頁，共129頁。國外混凝土路面設計方法簡介101第101頁，共129頁。國外混凝土路面設計方法簡介102第102頁，共129頁。103第103頁，共129頁。國外混凝土路面設計方法簡介104第104頁，共129頁。國外混凝土路面設計方法簡介105第105頁，共129頁。瀝青路面典型結構106第106頁，共129頁。瀝青路面典型結構107第107頁，共129頁。瀝青路面典型結構108第108頁，共129頁。瀝青路面典型結構109第109頁，共129頁。瀝青路面典型結構110第110頁，共129頁。瀝青路面典型結構111第111頁，共129頁。瀝青路面典型結構112第112頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構113第113頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構114第114頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構115第115頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構116第116頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構117第117頁，共129頁。水泥混凝土路面典型結構118第118頁，共129頁。美國佐治亞州119第119頁，共129頁。120第120頁，共129頁。121第121頁，共129頁。美國紐約州122第122頁，共129頁。123第123頁，共129頁。長壽命路面(永久性路面)歐洲40年以上；美國35～50年以上。124第124頁，共129頁。125第125頁，共129頁。126第126頁，共129頁。127第127頁，共129頁。謝謝各位

恭請指教128第128頁，共129頁。內容梗概典型路面結構設計。1彈性層狀體系力學模型。理論法(力學－經(jīng)驗法)。解：（1）基層CBR=80，查圖知h1=10cm。（2）下基層CBR=20，查圖知h1+h2=20cm，因此h2=10cm。（3）土基CBR=5，查圖知h1+h2+h3=43cm，因此h3=23cm。1．路基頂面豎向壓應變——控制路基的永久變形。2．瀝青面層水平拉應變——控制面層的開裂。我國高速公路中，瀝青路面占90％以上，水泥混凝土路面占10％以下。瀝青面層厚度15～20cm，半剛性基層厚度35~40cm，底基層20cm左右。普通公路中，瀝青路面在有鋪面道路中只占少數(shù)，混凝土路面