《路基路面工程》

PavementEngineering國家精品課程?hào)|南大學(xué)

道路與鐵道工程

國家重點(diǎn)學(xué)科HighwayandRailwayEngineering,NationalKeyDiscipline21:38愛課程網(wǎng)址/sCourse/course_2658.html中國大學(xué)MOOC網(wǎng)址/course/SEU-1001753401第六章

交通荷載及路面設(shè)計(jì)參數(shù)TrafficLoadandStructuralParameters21:38主要內(nèi)容第一節(jié)交通荷載及其對路面的作用第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查第三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算第四節(jié)路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)21:38第一節(jié)

交通荷載及其對路面的作用核心內(nèi)容車輛的種類汽車的軸型汽車對道路的靜態(tài)壓力運(yùn)動(dòng)車輛對道路的動(dòng)態(tài)影響交通分析21:38第一節(jié)交通荷載及其對路面的作用交通荷載汽車荷載既是路基路面的服務(wù)對象，又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要原因；它是不斷移動(dòng)著的、具有振動(dòng)或沖擊影響的動(dòng)荷載（DynamicLoadorMovingLoad）；車輛荷載的特性汽車輪重與軸重的大小與特性、車軸的布置、汽車軸載的時(shí)間分布特性、

汽車靜態(tài)與動(dòng)態(tài)荷載特性等。21:38第一節(jié)交通荷載及其對路面的作用交通荷載21:38第一節(jié)【1、車輛的種類】道路上通行的汽車車輛主要分為汽車、掛車和汽車列車汽車(由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，具有四個(gè)（有時(shí)3個(gè)）或四個(gè)以上車輪的非軌道承載車輛)分為乘用車與商用車兩大類。乘用車（小于9座）又分為基本型乘用車（轎車）、多用途車（MPV）、運(yùn)動(dòng)型多用途車（SUV）、專用乘用車和交叉型乘用車；商用車又分為客車、貨車和半掛式牽引車。掛車是由汽車牽引才能正常行駛的一種無動(dòng)力道路車輛。掛車可分為牽引桿掛車、半掛車、中置軸掛車。汽車列車是指由牽引車和一輛或一輛以上的掛車組成的車組。汽車客貨總重量通過車身傳遞到車軸，再傳遞到車輪，最終由輪胎傳遞到路面，因此，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要以軸重或者輪壓來進(jìn)行控制。21:38第一節(jié)【2、汽車的軸型（重）】汽車軸載－－軸型分布單軸單輪單軸雙輪雙軸單輪雙軸雙輪多軸多輪目前規(guī)范分7種21:38第一節(jié)【2、汽車的軸型（重）】圖2-1不同軸型的貨車示意圖目前規(guī)范分11類車輛類型分類21:38“157”車（半掛車）“12”車（整體車）“1222”車（全掛車）第一節(jié)【2、汽車的軸型（重）】軸（輪）組與軸重及總重限值：對單軸最大容許值（GB1589-2016）見表6-3表6-3汽車及掛車單軸的最大允許軸載的最大限制單位：Kg

21:38第一節(jié)【2、汽車的軸型（重）】車輛總重最大容許值（GB1589-2016）見表6-4表6-4：Kg

21:38第一節(jié)【3、汽車對道路的靜態(tài)作用】輪壓與壓圓輪胎對路面的靜態(tài)壓力大小與胎內(nèi)壓相接近，壓面近似為圓形，d由p、P來計(jì)算，p可近似取輪胎氣壓。21:38圖2-2車輪荷載計(jì)算圖式a)單圓圖式；b)雙圓圖式

輪壓與壓圓PPPPPdPPdddD1.5d/2D路面路面a)b)第一節(jié)【3、汽車對道路的靜態(tài)作用】21:38對于雙輪組車軸，可以按雙圓考慮，也可以按單圓對待，其當(dāng)量圓的直徑計(jì)算如下（P是一個(gè)車輪上的荷載）：

a)雙圓荷載的當(dāng)量圓直徑d

b)單圓荷載的當(dāng)量圓直徑D：第一節(jié)【3、汽車對道路的靜態(tài)作用】荷載圓半徑和直徑21:381）車輛的垂直力作用道路上行駛的汽車除給路面施加垂直壓力外，還施加水平力，

對路面固定點(diǎn)而言，這種影響又具有瞬時(shí)性、振動(dòng)性、重復(fù)性。圖6-2車輪作用于路面的垂直壓力與水平壓力a)停駐；b)啟動(dòng)、一般行駛、加速；c)減速、制動(dòng)；d)轉(zhuǎn)向PPPPVQQa)b)c)d)第一節(jié)【4、運(yùn)動(dòng)車輛對道路的動(dòng)態(tài)作用】21:382）水平力：行車安全要求qmax≤p?

，其中為路表與車輪的附著系數(shù)，它同路面類型與濕度以及行車速度有關(guān)。路表層水平力過大易導(dǎo)致推擠、擁包、波浪及車轍等病害。3）沖擊系數(shù)：車輪荷載運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生振動(dòng)的最大峰值與靜荷載之比稱為沖擊系數(shù)。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)考慮綜合修正系數(shù)（振動(dòng)等）。4）瞬時(shí)作用：路面點(diǎn)的車輪作用時(shí)間約為0.01~0.10s，結(jié)構(gòu)變形來不及呈現(xiàn)，瞬時(shí)作用利于結(jié)構(gòu)，但多次重復(fù)作用又易使其疲勞。第一節(jié)【4、運(yùn)動(dòng)車輛對道路的動(dòng)態(tài)作用】21:38第一節(jié)【4、運(yùn)動(dòng)車輛對道路的動(dòng)態(tài)作用】軸載的動(dòng)態(tài)波動(dòng)21:38車速與路面變形的關(guān)系水泥混凝土路面的瞬時(shí)和沖擊作用作用第一節(jié)【5、車輛對道路的重復(fù)作用】路面實(shí)際承受重復(fù)荷載作用路面要承受車輛荷載的多次重復(fù)作用，在路面的各個(gè)不同位置，車輛荷載的重復(fù)作用次數(shù)也是各不相同的，也就是要考慮車輛的橫向分布。不同質(zhì)量的車輛對路面影響差異很大，當(dāng)同一道路有不同質(zhì)量車輛行使時(shí)，各種車輛的運(yùn)行次數(shù)不能簡單累加，也就是要按照不同疲勞指標(biāo)要求進(jìn)行軸載換算。路面設(shè)計(jì)主要考慮標(biāo)準(zhǔn)荷軸載重復(fù)作用次數(shù)21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查1）年平均日交通量(AADT-

annualaveragedailytraffic)交通量是指在單位時(shí)間內(nèi)，通過道路某一斷面的交通實(shí)體數(shù)。我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01)確定道路等級(jí)時(shí)采用小客車總量，即將混合交通量換算成為以小客車為標(biāo)準(zhǔn)的交通當(dāng)量。AADT：初始年平均日交通量AADTT:2類-11類車的設(shè)計(jì)車道初始年平均日交通量21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查2）各汽車代表車型的換算系數(shù)車型分類及折算系數(shù)是指交通量調(diào)查時(shí)，應(yīng)采用自然車量數(shù)（自然數(shù)）計(jì)量。在統(tǒng)計(jì)分析中，可根據(jù)需要采用自然車輛數(shù)及換算標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)（當(dāng)量數(shù)）計(jì)量。自然車輛數(shù)的單位以V表示；換算標(biāo)準(zhǔn)中型車當(dāng)量數(shù)的單位以MTE表示；換算標(biāo)準(zhǔn)小客車當(dāng)量數(shù)的單位以PCU表示。21:383）路面設(shè)計(jì)交通調(diào)查要求①調(diào)查內(nèi)容包括交通量、軸重、車輛類型組成、軸組組成、方向系數(shù)、車道系數(shù)等；

②分析主要是確定交通量年平均增長率，并求算獲得設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量。分析計(jì)算軸載譜

③對路面而言，主要是軸重、軸型、輪組。軸載軸型：根據(jù)軸數(shù)和輪組數(shù)確定，表6-1軸載重量：直接通過稱重得到（稱取每一軸的重量）車輛類型：按照軸組組成命名，表6-2車輛類型分布系數(shù)：某一車型數(shù)量占2類-11類車輛總數(shù)的百分比

第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查4）調(diào)查方法地磅靜態(tài)稱重人工千斤頂稱量移動(dòng)式稱重WIM（weigh-in-motion）

WIM設(shè)備可以分成固定式和移動(dòng)式兩類21:385）路面設(shè)計(jì)軸載譜第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查軸載譜軸載譜：某一軸載通過量占道路上各種軸載通過總量的比例。直接稱重得到

21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查6）瀝青路面軸載譜分析第一輸入層次-Level-1通過在車道上設(shè)置稱重設(shè)備，連續(xù)的采集設(shè)計(jì)車道上所有2類~11類車輛的類型、軸型組成及軸重?cái)?shù)據(jù)，并按照表6-2對車輛進(jìn)行分類。（1）統(tǒng)計(jì)各類車輛單軸單胎、單軸雙胎、雙聯(lián)軸、三聯(lián)軸的數(shù)量，除以各類車輛總數(shù)量得到各類車輛中各軸型的平均軸數(shù)；（2）統(tǒng)計(jì)各類車輛各種軸型在不同軸重區(qū)間出現(xiàn)的百分比，確定各種軸型的軸重分布系數(shù)，稱為軸載譜。確定軸載譜時(shí)，單軸單胎隔2.5kN、單軸雙胎隔4.5kN、雙聯(lián)軸隔9.0kN、三聯(lián)軸分隔13.5kN劃分一個(gè)軸重區(qū)間。第二和第三輸入層次-Level-2--Level-3在第二和第三水平輸入時(shí)，需要將各類車輛都分為輕車和重車兩類，分別取當(dāng)?shù)睾腿珖p車和重車的默許軸載譜。21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查7）水泥混凝土路面軸載譜分析重點(diǎn)是獲得單軸軸載譜采用以軸型為基礎(chǔ)和以車輛類型為基礎(chǔ)兩種方法獲得單軸軸載譜。以軸型進(jìn)行稱重和統(tǒng)計(jì)時(shí)，隨機(jī)統(tǒng)計(jì)3000輛2軸6輪及以上車輛中單軸、雙聯(lián)軸和三聯(lián)軸等不同軸型出現(xiàn)的單軸次數(shù)，并分別稱取其單軸軸重，可按單軸軸重級(jí)位統(tǒng)計(jì)整理后得到軸載譜。以車輛類型為基礎(chǔ)進(jìn)行各種軸型的軸載稱重和統(tǒng)計(jì)時(shí)，可將２軸６輪及以上車輛分為整車、半掛和多掛３大類，調(diào)查獲取車輛類型組成比例，每類車再按軸數(shù)細(xì)分，分別按車型稱重后得到單軸軸載譜。21:388）車輛類型分布系數(shù)VCDF（%）貨車類型百分比：整體貨車(3-6類車之和)和半掛貨車(7-10類車)各占2類-11類車輛總數(shù)的百分比。TTC（TruckTrafficClassification）分類：根據(jù)貨車類型百分比確定的車輛等級(jí)類別。車輛類型分布系數(shù)：指2~11類車輛中，各類型車輛的數(shù)量在2~11類所有車輛數(shù)量中所占的百分比。水泥混凝土路面：根據(jù)軸載結(jié)果確定（依賴軸載譜測試結(jié)果）；

瀝青混凝土路面：車輛類型分布系數(shù)可按三個(gè)水平確定：

水平一，根據(jù)交通觀測資料分析2類～11類車型所占百分比，計(jì)算得到車輛類型分布系數(shù)；

水平二，根據(jù)交通歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算貨車類型百分比，按表6-8確定公路TTC分類，再用TTC分類確定車輛類型分布系數(shù)的當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值；

水平三，根據(jù)交通歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算貨車類型百分比，再按表6-8確定公路TTC分類，用表6-9提供的車輛類型分布系數(shù)。第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查21:38第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查8）車輛類型分布系數(shù)VCDF（%）21:38VCDF（%）9）輪跡橫向分布系數(shù)

輪跡橫向分布：某一位置車輛數(shù)與該方向車輛總數(shù)之比。

①水泥混凝土路面輪跡橫向分布系數(shù)：設(shè)計(jì)車道臨界荷位處的標(biāo)準(zhǔn)荷載作用次數(shù)占該方向總標(biāo)準(zhǔn)荷載作用次數(shù)的比值。直接采用推薦的默許值。

第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查21:389）輪跡橫向分布系數(shù)②瀝青路面車道系數(shù)

瀝青路面：車道系數(shù)指某一車道上2~11類車輛數(shù)量在該方向2~11類車輛數(shù)量中所占的比例。

分為三個(gè)層次確定車道系數(shù)。第一層次Level-1，根據(jù)現(xiàn)場交通量觀測資料，統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)方向不同車道上車輛的數(shù)量，確定車道系數(shù)；第二層次Level-2，采用當(dāng)?shù)氐哪S值；第三層次Level-3，采用推薦的默許值。第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查21:3810）方向系數(shù)方向系數(shù)指某一個(gè)行駛方向上2~11類車輛數(shù)量在雙向2~11類車輛數(shù)量中所占比例。方向系數(shù)宜根據(jù)不同方向上實(shí)測交通量數(shù)據(jù)確定，無實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)可在0.5~0.6范圍內(nèi)選取。第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查21:3811）我國常用的汽車的路面設(shè)計(jì)參數(shù)第二節(jié)交通數(shù)據(jù)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)車節(jié)尾21:38第三節(jié)

標(biāo)準(zhǔn)軸載及軸載換算核心內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)軸載軸載換算累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的調(diào)查與分析21:38第三節(jié)【1、標(biāo)準(zhǔn)軸載】選用標(biāo)準(zhǔn)軸載的原因作用在路面的設(shè)計(jì)荷載千變?nèi)f化，一般選用一種軸載作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸載，其他各種軸載按照一定原則換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載。標(biāo)準(zhǔn)軸載要求對路面的響應(yīng)較大、又能反映本國公路運(yùn)輸運(yùn)營車輛的總體軸載水平。標(biāo)準(zhǔn)軸載（EquivalentSingleAxleLoad-ESAL）根據(jù)實(shí)際選定的一種代表車型，中國為單軸雙輪，稱為BZZ-100，軸重100kN。美國為單軸雙輪，軸重80kN。21:38第三節(jié)【2、超載及超限】幾個(gè)概念超載是車輛所裝載貨物超過車輛額定載貨質(zhì)量。超限指被運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備、構(gòu)件或貨物，其外形尺寸、高度、重量、長度超過了交通部門所規(guī)定的范圍。超載但不超限的車輛對路面的使用壽命有一定的影響，超載且超限的車輛對路面的使用壽命有很大的影響，有的甚至超過路面或橋梁結(jié)構(gòu)的極限承載力，使路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞、使橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體破壞、產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。21:38軸載換算的基本原則：

①等破壞原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下在使用末期達(dá)到相同的損傷程度（破壞狀態(tài)）；

②等厚度原則：不同標(biāo)準(zhǔn)軸載設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)厚度相同。軸載換算系數(shù)公式：當(dāng)量軸載換算是將混合交通中不同軸組、不同輪組、不同軸重的軸載作用次數(shù)根據(jù)當(dāng)量破壞的原則轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)軸載的作用次數(shù)。第三節(jié)【3、軸載換算的原則】21:38第三節(jié)【4、水泥混凝土路面軸載換算】水泥混凝土路面軸載換算舊規(guī)范換算公式軸載200kN超載=65536次軸載100kN=1次軸載2*100kN如何換算？1）以軸型為基礎(chǔ)換算隨機(jī)統(tǒng)計(jì)3000輛2軸六輪及以上車輛中單軸、雙聯(lián)軸、三聯(lián)軸單軸次數(shù)21:38第三節(jié)【4、水泥混凝土路面軸載換算】水泥混凝土路面軸載換算2）以車輛類型為基礎(chǔ)換算21:38第三節(jié)【4、水泥混凝土路面軸載換算】水泥混凝土路面軸載換算3）當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)21:38第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）水平一（1）21:38平均軸數(shù)指2~11類車輛中，每一種車型各種類型軸（單軸單胎/方向軸、單軸雙胎、雙聯(lián)軸、三聯(lián)軸）的數(shù)量的平均值。平均軸數(shù)宜根據(jù)實(shí)測交通量數(shù)據(jù)確定。車型前軸單軸雙聯(lián)軸三聯(lián)軸車型21.000.990.010.00車型31.001.000.000.00車型41.000.001.000.00車型51.000.000.001.00車型62.000.460.510.03車型71.001.100.900.00車型81.000.940.120.94車型91.000.001.001.00車型102.001.170.060.77車型111.002.391.110.00第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38水平一（2）軸重分布系數(shù)是指對給定的車型和軸載類型，軸重位于一定軸重區(qū)間的軸數(shù)在總軸數(shù)中所占的百分比。第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38水平一第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38下頁水平一（3）b=4瀝青層底拉應(yīng)變和永久變形b=5路基壓應(yīng)變的永久變形b=13無機(jī)結(jié)合料層底拉應(yīng)力第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38水平一第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38（4）水平一（當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)）第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38水平二和水平三（當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)）表6-14表6-15第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）21:38第三節(jié)【5、瀝青路面軸載換算】瀝青路面軸載換算（2017規(guī)范）軸載3*100kN如何換算？軸載100kN如何換算？如何換算？軸載2*100kN軸載

100kN單軸雙輪單軸單輪雙軸雙輪三軸雙輪21:38第三節(jié)【6、交通荷載分級(jí)】瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面交通分級(jí)由于不同等級(jí)道路承受不同的交通荷載作用，為了判別道路承受荷載的輕重，公路《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（設(shè)計(jì)年限內(nèi)大客車和貨車總量）和《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載）進(jìn)行交通荷載等級(jí)的劃分。具體分級(jí)水泥混凝土路面交通荷載分級(jí)

21:38瀝青路面交通荷載分級(jí)節(jié)尾第四節(jié)

路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)核心內(nèi)容概述無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料瀝青混合料水泥混凝土材料級(jí)配碎石21:38強(qiáng)度類型：抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度主要材料類型①松散顆粒型材料unboundmaterialsgranular②瀝青結(jié)合類材料asphaltmixture③無機(jī)結(jié)合料類材料inorganicbindingmaterial④水泥混凝土材料cementconcrete

由于材料（整體性材料和非整體性材料）的基本性質(zhì)和成型方式的不同，各種路面結(jié)構(gòu)具有不同的力學(xué)強(qiáng)度特性（即應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系），也使得路面具有不同的使用品質(zhì)和使用壽命。第四節(jié)【一、概述】◆1、路面材料的幾種強(qiáng)度21:381）抗剪強(qiáng)度shearstrength

三軸抗剪試驗(yàn)

摩爾—庫侖強(qiáng)度理論：

=c+

tg

直接抗剪試驗(yàn)P/A（極限抗剪力/抗剪面積）

其中c和

是表征路面材料抗剪強(qiáng)度的兩項(xiàng)參數(shù)，c是材料的黏聚力（kpa），

是材料內(nèi)摩阻角，對于土，可以通過直剪試驗(yàn)得到；對于松散粒料無法做直接剪切試驗(yàn)，可用三軸壓縮試驗(yàn)測定。三軸試驗(yàn)確定c.φcφστ第四節(jié)【一、概述】21:38第四節(jié)【一、概述】2）抗壓強(qiáng)度compressivestrength無側(cè)限的強(qiáng)度試驗(yàn)：指試樣在無側(cè)向壓力條件下，抵抗軸向壓力的極限應(yīng)力。材料經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)成型和養(yǎng)生后通過無側(cè)限抗壓試驗(yàn)測定的強(qiáng)度。有側(cè)限的強(qiáng)度試驗(yàn)：描述路面實(shí)際的三維狀態(tài)。三軸試驗(yàn)如鋼管混凝土。有側(cè)限抗壓試驗(yàn)21:383）抗拉強(qiáng)度tensilestrength（直接和間接抗拉強(qiáng)度）氣溫變化會(huì)引起路面材料收縮，濕度變化能產(chǎn)生半剛性材料干縮，當(dāng)收縮變形受到約束，即在材料內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，材料抗拉強(qiáng)度不足即可引起路面結(jié)構(gòu)拉伸斷裂。路面材料的抗拉強(qiáng)度主要由混合料中的結(jié)合料粘結(jié)力提供，可以采用直接拉伸和和間接測定材料的抗拉強(qiáng)度。4）抗彎拉強(qiáng)度flexuralstrength路面材料的實(shí)際工作狀態(tài)是彎曲反復(fù)變化的，結(jié)構(gòu)層底首先容易出現(xiàn)局部拉裂、產(chǎn)生彎曲斷裂。材料的抗彎拉強(qiáng)度一般采用簡支梁三分點(diǎn)加載進(jìn)行測定。第四節(jié)【一、概述】21:38第四節(jié)【一、概述】◆3、路面材料的強(qiáng)度試驗(yàn)1）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)一般有大試件、中試件和小試件。小試件指Φ50mm*50mm；中試件指Φ100mm*100mm；大試件指Φ150mm*150mm。21:38間接拉伸試驗(yàn)

劈裂試驗(yàn)1-壓條；2-試件pp112直接拉伸試驗(yàn)1-上蓋帽；2-變形傳感器；3-金屬箍；4-下蓋帽；5-試件32154第四節(jié)【一、概述】2）抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)1）直接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)2）抗彎拉試驗(yàn)（T0715）3）間接拉強(qiáng)度試驗(yàn)（T0716）抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)劈裂實(shí)驗(yàn)示意圖21:38第四節(jié)【一、概述】直接拉伸試驗(yàn)間接拉伸試驗(yàn)T0716②瀝青和水泥混凝土簡接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)①瀝青和水泥混凝土直接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)21:38

我國《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中標(biāo)準(zhǔn)彎曲實(shí)驗(yàn)試件為250mm×30mm×35mm的棱柱體小梁，跨徑200

0.5mm。試驗(yàn)溫度采用15

0.5℃，評(píng)價(jià)低溫拉伸性能時(shí)，宜采用-10

0.5℃。

第四節(jié)【一、概述】③瀝青混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)(T0715)彎曲實(shí)驗(yàn)有切口的彎曲實(shí)驗(yàn)21:38150mm×150mm×550mm的棱柱體梁圖2-30小梁試驗(yàn)加載圖式(1-試驗(yàn)梁；2-承壓板；3-支點(diǎn)；4-頂桿；5-千分表)LPhl/3l/321345l1l0第四節(jié)【一、概述】④水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)—彎拉試驗(yàn)T05583）抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)—概念試驗(yàn)方法討論???21:38第四節(jié)【一、概述】4、疲勞概念疲勞：路面材料在循環(huán)加載下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部損傷，在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋，并進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞過程具有可累計(jì)、不可逆的特點(diǎn)（Miner原理）疲勞破壞：在低于材料極限強(qiáng)度的循環(huán)荷載作用下，材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象稱為疲勞破壞。疲勞強(qiáng)度：是指材料在多次循環(huán)荷載作用下出現(xiàn)疲勞破壞所對應(yīng)的應(yīng)力（應(yīng)變）稱為

疲勞強(qiáng)度或疲勞應(yīng)變。21:38第四節(jié)【一、概述】疲勞壽命：材料疲勞破壞時(shí)所作用的應(yīng)力（應(yīng)變）循環(huán)次數(shù)稱為疲勞壽命疲勞極限：當(dāng)重復(fù)荷載作用次數(shù)為無限大時(shí)的最大應(yīng)力（應(yīng)變）值即稱為疲勞極限。疲勞曲線：將重復(fù)拉應(yīng)力

r與一次加載破壞的極限拉應(yīng)力的比值(稱為應(yīng)力比)或重復(fù)拉應(yīng)變?chǔ)舝

作為縱坐標(biāo)，繪制出

r/

f或εr與重復(fù)作用次數(shù)Nf的關(guān)系曲線，即稱為疲勞曲線。疲勞試驗(yàn)方法21:38第四節(jié)【一、概述】5、瀝青混凝土疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)瀝青及無機(jī)材料劈裂疲勞試驗(yàn)懸臂梯形梁疲勞試驗(yàn)三分點(diǎn)疲勞試驗(yàn)四點(diǎn)彎曲疲勞

試驗(yàn)示意圖節(jié)尾21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】①無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)用途：確定7天抗壓強(qiáng)度，進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)方法：按照預(yù)定干密度和壓實(shí)度制備試件成形方法：靜壓法、振動(dòng)成型法試件高：

直徑×高度=?100mm×高150mm，

直徑×高度=?150mm×高150mm，

直徑×高度=?150mm×高300mm。頂面法21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】②無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的無側(cè)限抗壓回彈模量試驗(yàn)養(yǎng)生時(shí)間為材料設(shè)計(jì)齡期（90天或180天），整個(gè)養(yǎng)生期間的溫度應(yīng)保持20±2℃，養(yǎng)生期的最后一天，將試件浸泡在水中（水的深度應(yīng)使水面在試件頂上約2.5cm）方法：無側(cè)限單軸抗壓模量（側(cè)面法）--是靜態(tài)法用途：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】④無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的彎拉強(qiáng)度（T0851）用途：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎拉疲勞驗(yàn)算試驗(yàn)：三分點(diǎn)加載彎拉強(qiáng)度T0851-彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)T0853-彎拉模量試驗(yàn)彎拉強(qiáng)度計(jì)算：彎拉模量計(jì)算：21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】⑤無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（材料組成設(shè)計(jì)用）21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】⑤無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)90d或180d彎拉強(qiáng)度及側(cè)面法抗壓模量（路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用）21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】⑥無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)（T0856）通過試件施加重復(fù)應(yīng)力進(jìn)行試驗(yàn)，可繪出應(yīng)力比水平與重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)系曲線（疲勞曲線），并回歸出疲勞方程：

r/

f=

-

lgNf。（荷載頻率10Hz）疲勞試驗(yàn)方法劈裂疲勞試驗(yàn)小梁疲勞試驗(yàn)（我國規(guī)范）直接抗拉試驗(yàn)21:38T0856-彎拉疲勞試驗(yàn)二灰砂礫（小梁）應(yīng)力強(qiáng)度比疲勞壽命曲線第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】21:38水泥砂礫（小梁）應(yīng)力與強(qiáng)度比疲勞壽命曲線第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】21:38第四節(jié)【二、無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】⑦無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)參數(shù)-疲勞參數(shù)采用小梁彎曲三分點(diǎn)疲勞試驗(yàn)方法-疲勞壽命節(jié)尾21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】①瀝青混凝土的彎曲試驗(yàn)（T0715）采用的試驗(yàn)溫度為15℃、

20℃、

25℃試驗(yàn)加載速率為50mm/min，泊松比采用0.30，測定其彎曲強(qiáng)度。采用的試驗(yàn)溫度為-10℃測定其低溫抗拉特性。試件輪輾成型：試件的尺寸為長250mm，寬30mm，高35mm，試件跨徑200mm；道路現(xiàn)場切割試件的試件的尺寸為長250mm，寬30mm，高35mm，試件跨徑200mm。用途：低溫性能評(píng)價(jià)彎曲試驗(yàn)：T0715彎曲試驗(yàn)計(jì)算：21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】②瀝青混凝土的單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)（T0738）采用的試驗(yàn)溫度為-10℃、5℃、

20℃、

35℃、

50℃試件在恒溫烘箱中存放4-5h（溫度小于5℃時(shí)

，應(yīng)為8h）。加載頻率6等級(jí)：0.1Hz，0.5Hz，1Hz，5Hz，

10Hz，

25Hz先旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型：試件的尺寸為直徑150mm，高170mm

然后鉆孔切割成：試件的尺寸為直徑100mm，高150mm加載方式如表6-21用途：路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)模量計(jì)算：21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】②瀝青混合料回彈模量（2017版路面設(shè)計(jì)規(guī)范）1）瀝青混合料回彈模量測試采用重復(fù)加載單軸壓縮回彈模量試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度采用20℃，面層瀝青混合料加載頻率采用10Hz，基層瀝青穩(wěn)定類材料加載頻率采用5Hz

。2）利用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式確定瀝青混合料的回彈模量。21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】②瀝青混合料回彈模量（2017版路面設(shè)計(jì)規(guī)范）3）常用瀝青混合料在標(biāo)準(zhǔn)條件下的彈模量推薦表21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】③瀝青混凝土四點(diǎn)彎曲疲勞方程試驗(yàn)有控制應(yīng)力與控制應(yīng)變兩種試驗(yàn)方法；試件：長380mm，寬63.5mm，高50mm，試件跨徑300mm；試驗(yàn)溫度：

20℃；面層瀝青混合料加載頻率采用10Hz;基層瀝青穩(wěn)定類材料加載頻率采用5Hz;模量下降到初始50%即為試驗(yàn)結(jié)束。用途：采用控制應(yīng)變的方法（T0739）（2017規(guī)范）。我國2017瀝青混凝土疲勞方程21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】④瀝青彎曲梁流變實(shí)驗(yàn)（T0627）方法：做成127mm*6.35mm*12.70mm小梁溫度：路面低溫設(shè)計(jì)溫度+10℃，得到小梁勁度模量用途：進(jìn)行路面低溫開裂指數(shù)計(jì)算計(jì)算=180s21:38第四節(jié)【三、瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)】⑤瀝青混凝土材料的貫入強(qiáng)度試驗(yàn)試件：直徑100mm或150mm，高100mm；試驗(yàn)溫度：

60℃。節(jié)尾貫入強(qiáng)度要求：貫入強(qiáng)度計(jì)算：21:38第四節(jié)【四、水泥混凝土材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】①水泥混凝土抗折強(qiáng)度和水泥混凝土抗折彈性模量21:38第四節(jié)【四、水泥混凝土材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】①水泥混凝土抗折強(qiáng)度和水泥混凝土抗折彈性模量水泥混凝土抗折強(qiáng)度試件為直角棱柱體小梁，標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為150mm*150mm*550mm，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，經(jīng)養(yǎng)護(hù)28d后，按三分點(diǎn)處雙點(diǎn)加載(圖6-11)測定其抗折強(qiáng)度(fcf)

和抗折彈性模量。②疲勞參數(shù)21:38第四節(jié)【四、水泥混凝土材料的設(shè)計(jì)參數(shù)】③水泥混凝土抗折強(qiáng)度和水泥混凝土抗折彈性模量參數(shù)值水泥混凝土強(qiáng)度和彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考參考值21:38第四節(jié)【五、級(jí)配碎石的設(shè)計(jì)參數(shù)】1）影響因素影響粒料層模量的因素以及變化趨勢影響因素影響趨勢粗集料比例比例越大，模量越高密度密度越大，模量越高碾壓含水率提高到最大值，然后降低應(yīng)力水平應(yīng)力水平越大，模量越高使用期間含水率含水率越大，模量越低齡期模量不變溫度模量不變荷載作用速度模量不變21:38第四節(jié)【五、級(jí)配碎石的設(shè)計(jì)參數(shù)】2）無粘結(jié)材料試驗(yàn)方法①重復(fù)荷載三軸試驗(yàn)無粘結(jié)粒狀材料的回彈反應(yīng)通常是通過回彈模量和泊松比表現(xiàn)其特性。對于有恒定圍壓的重復(fù)荷載三軸試驗(yàn)，采用10Hz(加載0.1s+停0.9s）。②重復(fù)荷載三軸試驗(yàn)試件尺寸：大于19mm顆粒，直徑*高度=150mm*300mm試件尺寸：小于19mm顆粒，直徑*高度=100mm*200mm③計(jì)算公式節(jié)尾21:38第四節(jié)【六、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)取值原則】一般原則路面材料和路基的設(shè)計(jì)參數(shù)，分為3個(gè)層次確定：第一層次，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，實(shí)測材料的設(shè)計(jì)參數(shù)；第二層次，實(shí)測材料的物性參數(shù)，利用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式確定設(shè)計(jì)參數(shù)；第三層次，參照參考值表，根據(jù)項(xiàng)目情況選用。具體規(guī)定高速公路和一級(jí)公