沥青路面剪应力影响因素分析研究

各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系

各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系我们在设计的时候常取许用剪切应力，在不同的情况下安全系数不同，许用剪切应力就不一样。校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系，而许用材料的屈服强度（刚度）与各种应力关系如下： <一> 许用（拉伸）应力钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系： 1.对于塑性材料[δ]= δs /n 2.对于脆性材料[δ]= δb /n δb ---抗拉强度极限 δs ---屈服强度极限 n---安全系数轧、锻件n=1.2-2.2 起重机械n=1.7 人力钢丝绳n=4.5 土建工程n=1.5 载人用的钢丝n=9 螺纹连接n=1.2-1.7 铸件n=1.6-2.5 一般钢材n=1.6-2.5 注：脆性材料：如淬硬的工具钢、陶瓷等。塑性材料：如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。 <二> 剪切许用剪应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ] 2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ] <三> 挤压许用挤压应力与许用拉应力的关系 1.对于塑性材料[δj]=1.5- 2.5[δ]

2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ] 注：[δj]=1.7-2[δ]（部分教科书常用） <四> 扭转许用扭转应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ] 2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ] 轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m；对于精密件，可取[φ]=0.25°-0.5°/m；对于要求不严格的轴，可取[φ]大于1°/m计算。 <五> 弯曲许用弯曲应力与许用拉应力的关系： 1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值 2.对于实心型钢可以略高一点，具体数值可参见有关规范。

低温地区沥青路面结构设计分析

低温地区沥青路面结构设计分析发表时间：2019-05-23T11:01:43.723Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：潘攀 [导读] 因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义，特别是针对低温地区的沥青路面，合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。中铁四局集团有限公司设计研究院 230000 摘要：本文就低温地区沥青路面结构破坏类型及低温影响效果进行简单分析，并从沥青混合料、基层结构、联结层结构及表面层结构四个方面展开设计研究，旨在为低温地区沥青路面结构设计提供参考建议。关键词：低温地区；沥青路面；结构设计沥青路面具有平坦整洁、环保美观、舒适安全、维修养护简单等特点，因此逐渐成为世界道路桥梁建设工程首要选择，调查发现沥青路面在我国道路建设项目所占比重也呈现逐渐增加的趋势。因此对沥青路面进行结构设计具有非常重要的意义，特别是针对低温地区的沥青路面，合理的结构设计有助于提高道路使用寿命与质量。一、低温地区沥青路面结构破坏研究 1、沥青路面结构破坏类型通过对部分沥青道路调研发现，虽然道路结构、材料配比及使用年限存在较大差异，但道路路面呈现的结构破坏类型及特点却大致相同，具体表现在于：低温地区大多存在周期性冻土现象，道路基层在冻胀融缩的物理作用下容易出现结构变异，破坏道路结构引起不同程度的路面开裂问题。图1展示的就是低温地区常见的沥青路面结构破坏类型。（a）路面剪裂（b）温缩开裂（c）反射开裂图1 沥青论结构破坏类型 2、低温对沥青路面结构影响道路建设需要应用到多种建筑材料，这些材料若长期处于低温状态会出现不同程度的收缩现象，由此产生较大拉应力，若拉应力超过材料拉伸强度将会导致材料结构被破坏进而出现开裂问题。道路路面纵向长度远大于横向长度，因此低温收缩引起的裂缝往往呈现为横向间隔，严重时才会出现纵向裂缝。种类各异的沥青基层对应特定的温度拉应力，因此结合实际情况选择合适的沥青材料显得尤为重要。二、低温地区沥青路面结构设计研究对低温地区沥青路面进行结构设计研究的时候需要针对基层耐受性、面层抗车辙、表面层抗裂性进行综合考量，因此需要对沥青混合料配比、基层温差、联结层荷载、表面层开裂等内容进行重点分析，以便确保结构设计的科学合理。图2 沥青路面基本结构图 1、基于感温性能的沥青混合料设计进行沥青混合料配比设计时需要综合考虑混合料所在位置及耐受特点，进而实现最优设计。图2展示的是沥青路面基本结构，分析可知表面层及联结层处于主要压力承载的高压应力区域，在进行建筑设计时需要选择抗磨损、高模量的沥青混合料，联结层处于表面层与基层的过度位置，最好选择传导效果优异的沥青材料，以便做好路面压力疏导工作。基层结构承受较大的拉应变，就整个路面而言担负着路面压力的重任，因此就沥青道路基层而言结构设计需要围绕荷载疲劳展开，研究发现沥青占比高的混合基层能够承受更大的荷载压力，有效避免了疲劳裂缝的出现。对于处于低温地区的沥青路面设计还需要着重考虑混合料感温性能，不同类型的沥青混合料其感温性能存在差异，在此基础上计算获得代表其粘弹性的劲度抗压指标，进而明确沥青混合料在特定温度时的物理特性。 2、基于大温差作用的沥青基层设计沥青路面各结构在低温大温差的作用下会沿着路面横向出现不均衡温度场，此时的沥青路面这一受约整体在温度场作用下将产生温度

沥青路面结构设计

第四章路面结构设计 1.1设计资料（1）自然地理条件新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。（2）土基回弹模量济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度cω=1.3；因此该路基处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa。（3）交通资料交通组成及各车型汽车参数表1-1

1.2交通分析（1）轴载换算路面设计以双轮组-单轴载为100KN为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。表1-2 ○1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN的各级轴载Pi的作用次数Ni按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N的计算公式为： 35 .4 1 2 1 ∑= ? ? ? ? ? = k i i i P P N C C N 式中：N——标准轴载当量轴次数（次/d）； Ni——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d）； P——标准轴载（kN）； Pi——被换算车型的各级轴载（kN）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m，当其间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）；

沥青路面结构及类型

沥青路面结构及类型一、沥青路面结构组成 1.沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。 2.面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，可由1~3层组成。表面层应根据适用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层；中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。 3.基层是设置在面层之下，并对面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应有较高的要求。基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层。 4.底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低。底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上底基层、下底基层。 5.垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。二、沥青路面分类（一）按技术品质和使用情况分类 1.沥青混凝土路面：由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。沥青混凝土路面适用于各级公路面层。 2.沥青碎石路面：用沥青碎石作面层的路面 3.沥青贯入式：用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面，即把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。 4.沥青表面处治：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青面层，表面处治按浇洒沥青和撒布集料的遍数不同，分为单层式、双层式、三层式。（二）按组成结构分类 1、密实—悬浮结构 2、骨架—空隙结构 3、密实—骨架结构（三）按矿料级别分类 1.密级配沥青混凝土混合料 2.半开级配沥青混合料 3.开级配沥青混合料 4.间断级配沥青混合料（四）按矿料粒径分类 1.砂砾式沥青混合料：矿料最大粒径等于或小于4.75mm（圆孔筛5mm）的沥青混合料。也称为沥青石屑或沥青砂。 2.细粒式沥青混合料：矿料最大粒径为9.5mm或1 3.2mm（圆孔筛10mm或15mm）的沥青混合料。 3.中粒式沥青混合料：矿料最大粒径为16mm或19mm（圆孔筛20mm或25mm）的沥青混合料。 4.粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径为26.5mm或31.5mm（圆孔筛30~40mm）的沥青混合料。 5.特粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径等于或大于37.5mm（圆孔筛45mm）的沥青混合料。（五）按施工温度分类 1.热拌热铺沥青混合料：沥青与矿料经加热后拌和，并在一定的稳定下完成摊铺和碾压施工过程的混合料 2.常温沥青混合料：采用乳化沥青或稀释沥青在常温下（或者加热温度很低）与矿料拌和，并在常温下完成摊铺和碾压过程的混合料。

沥青路面结构计算书

新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数

根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。可靠度系数为1.04。根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。根据式（B.3.2-3）和式（B.3.2-4），计算得到d1=-8.23，d2=0.77。把d1和d2的计算结果带入式（B.3.2-2），可得到各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（B.3.2-1）计算各分层永久变形量(Rai)。各计算结果汇总于表5中。各层永久变形累加得到沥青混合料层总永久变形量Ra=19.2(mm)，根据表3.0.6-1，沥青层容许永久变形为20.0(mm)，拟定的路面结构满足要求。

路面材料分类及结构类型

路面材料分类及结构类型（一）路面材料的分类路面材料分为矿料和结合料两大类。矿料分为骨料和填充料两类。骨料是指碎石、卵砾石，有时为片石、料石；填充料是指土、砂、石粉和矿渣等；结合料分为有机结合料———沥青和无机结合料——粘土、石灰、煤粉灰和水泥。（二）路面结构类型按矿料在路面结构层中所占位置的不同，路面结构可分为嵌锁结构、混凝结构和细粒结构三种结构形成。 1．嵌锁结构主要由矿料组成的结构，以中小规格碎石为主体，借碾压外力将骨料拧紧并相互嵌锁牢固，这样形成的结构层，常见的有：（1）沥青碎石，贯入式或拌合式的沥青碎石路面结构，主要靠骨料相互嵌锁，固结成板，沥青材料只起粘结、密封防水的作用；（2）泥结碎石，骨料结构方式相同，粘结材料为粘土；（3）水结碎石，骨料在重型压路机及洒水碾压下，相互嵌锁形成结构层，再接着在结构层上撒嵌缝料，再用重碾洒水碾压，使之结成密实的上壳，成为完整的路面结构。

其他用强度高耐风化的料石嵌成的路面面层，称为条石或石块路面，用手摆片经碾压嵌锁形成的路面基层，都属于这一结构类型。 2混凝结构采用混凝结构铺筑的路面，都以骨料为主要成分，按比例掺入填充料，并以凝聚性材料使之结合成板状。比如水泥混凝土路面，沥青混凝土路面，砂石级配路面等。（1）水泥混凝土路面，以碎石为骨料。砂为填充料，水泥为凝聚料胶结而成的路面结构层，具有强度高、水温稳定性好的特点（2）沥青混凝土路面，以碎石为骨料，砂和石粉为填充料，以石油沥青或煤沥青为凝聚料结合成的路面结构层，具有弹性和放水性能好的特点。（3）砂石级配路面，以级配碎石为骨料，以级配砂为填充料，按一定比例掺入粘土，结合成的路面结构层，具有一定的整体性。但级配砂砾作基层，抗剪度不足，切均匀度极差，易引起沥青混凝土路面面层的开裂。北京市近20年来的经验证明，级配砂砾层做沥青混凝土路面的基层，往往由于碾压密实度不一，强度不一而过早损坏。 3．细粒结构以细粒与粘结料相结合，构成具有较高耐磨性但强度不高的结构层，只能用于低级路面的面层或高级里面结构层中的磨耗

沥青路面种类

沥青路面种类沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。沥青混凝土路面由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。 ①碾压式。沥青混凝土混合料多用热拌热铺法制备，其路用性质比较好，故对制备工艺和原材料要求也较高，大多采用集中厂拌法。用得较普遍的沥青混凝土混合料为碾压式类型，即混合料需经重型机械压实后才能成型，故有的国家称它为碾压式地沥青。成型以后路面平整、密实、少尘，有一定粗糙性，因而有较好的行车舒适性和外观；且有较好的耐老化性、耐磨性、温度稳定性和抗行车损坏的能力。使用寿命一般较长，当采用石油沥青作结合料时，大修年限常在15年以上。 ②冷铺式。沥青混凝土热拌冷铺，有的国家也称为冷地沥青，常用于养护小修或需远距离输送混合料的工程，所用沥青比热拌热铺者为稀，用量亦较少，以求在常温时有适当的松散度和粘性，但其使用寿命不及热拌热铺者。

③摊铺式。热拌热铺的沥青混凝土混合料可以不用重型机械压实即能成型，常称作摊铺地沥青。为了使摊铺地沥青混合料在摊铺时有适当流动。厂拌沥青碎石路面也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面，但其孔隙较大（两者的分界线并不严格，中国以孔隙率10%为分界）。沥青碎石混合料可以热拌热铺，也可热拌冷铺；热铺质量较好，用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分，多采用有级配者。和沥青混凝土相比，沥青碎石的细集料和矿粉含量较少，粗集料的比例较大，沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力，故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽，而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故，路面容易渗水和老化，故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时，须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上，作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面，但其工程造价常较廉。沥青贯入式路面是浇洒成型的一类沥青路面。把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单，运料方便；其缺点是施工受气

05沥青路面应力分析讲稿

第五章沥青路面应力分析一．古典设计方法 1．麻省公式图5-1 古典公式示意图１９０１年，美国麻省道路委员会第八次年会上发表了世界上第一个路面设计的公式。它假定汽车是一个集中荷载P ，荷载以４５?角通过碎石基层分布于边长为碎石层厚2倍的正方形面积的土基上，所以： q P h q h P 2122 ＝）＝（（5-1）载荷中集度强载承基土中：式 P q 2．Ｄｏｗｎｓ公式１９３３年，Ｄｏｗｎｓ对麻省公式进行修正，认为荷载在路面层内的传布与垂直方向成某一分布角θ的圆锥上，所以传到路面的顶面时，压力分布于一个圆形的面积上而不是正方形，但他仍假定汽车荷载为集中荷载。据此：图5-2 古典公式改进 P h tg q h tg P q ＝＝　πθθ 220564.（5-2）载荷中集度强载承基土中：式 P q 3．Ｇｒａｙ公式

1934年、Ｇｒａｙ认为由于汽车荷载轮胎接触路面由一个面积，所以不应当假定汽车荷载为集中荷载，而应当假定汽车荷载为圆形均布荷载，并设轮载接地圆形面积的半径为a ，即： P htg a q h tg P q a ＝（）＝（） πθθ+-210564. （5-3）载荷中集度强载承基土中：式 P q 4．评述古典理论公式是假定路面只要起分布荷载的作用，采用简单的分布角的概念，这个朴素思想的路面力学理论应予解决的问题；从各公式得知，路面厚度主要取决于土基承载力得大小，这就是土基强度得问题。但初期没有提出土基参数的测定问题；古典公式以轮载作为交通荷载，它不能反映交通量的因素，这在当时轻交通时代可能矛盾不突出，但随着交通得发展，不考虑交通量是无法使用的解决的办法就是在土基承载力取值上应根据交通量的大小采取不同的安全系数。二．弹性半空间体１．解答过程１８８７～１８８５布辛尼斯克得到完整的解答，方法是采用半逆解法。１９２５年Ａ．Ｅ．Ｌｏｖｅ势能法得到了解答。采用路面力学中的方法，同样可以得到解答。２．Ａ．Ｅ．Ｌｏｖｅ解轮隙弯沉的计算及应用采用以上公式 ()()[ ]π μμμμ2 1201200211221 222/1222E pa w z a r E pa w z r z z a z a a E p w ）（＝时　＝，＝当）（＝时　＝，＝当＋）＋（）（＝２／--? ? ?? ??--++ () ????????+??? ??+??? ??+??? ??+??? ??? ?? ??- 6 422024.0047.0125.011120r a r a r a r r a F r a F E pa z a r ２＝时　ｗ＝＝，＞当μ 三．多层体系１．解答过程 1945年，Ｄ．Ｍ．Ｂｕｒｍｉｓｔｅｒ得到理论解． 1945－1955 研究层状体系的工程应用 1955，Ｒ．Ｌ．希夫曼得到非轴对称的解２．计算方法采用查诺模图法采用程序计算法四．计算程序沥青路面通常是多层体系。自从本世纪四十年代以来无论在理论分析，还是在数值计算方面，都取得很大进展，特别是计算机科学的发展及其在工程技术中广泛应用，使层状体系理论的研究的日趋完善，其中有波米斯特(D.M.Burmister)(1945年)及英因福克斯(L.Fox)、阿堪姆(W.E.Acum)、苏联科岗(Korah)及英国琼斯(A.Jones)等所作的贡献。在荷载形式方面，包括轴对称均布荷载与非轴对称单向水平荷载，都可直接进行数值计算，在层次结构方面，由双层体系、三层体系发展到多层体系。在计算机程序方面，有壳牌公司编制的Bisar 程序，雪弗隆公司编制的Chevron 程序，美国地沥青学会所采用的DAMA 程序。

沥青路面结构设计

第四章路面结构设计 1、1设计资料（1）自然地理条件新建济南绕城高速，道路路基宽度为24、5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长得情况，根据近期得交通量预测该路段得年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。（2）土基回弹模量济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13、8℃，无霜期178天，最高月均温27、2℃（7月），最低月均温-3、2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1、3；因此该路基处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5Ⅱ 区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5、1、4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。（3）交通资料

1、2交通分析（1）轴载换算路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载得计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 得各级轴载Pi 得作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 得当量作用次数N 得计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算得车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型得各级轴载（kN ）； C1——被换算车型得各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独得一个轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1、2（m-1）； C2——被换算车型得各级轴载轮组系数，单轮组为6、4，双轮组为1、0，四轮组为0、38。沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709、00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18、5，双轮组为1、0，四轮组为0、09。注：轴载小于50KN 得特轻轴重对结构得影响可以忽略不计，所以不纳入当量换算。沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：

沥青路面结构设计与计算书

沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介本路段属于安图至汪清段二级公路.K0+000～K3+500，全线设计时速为60km/h的二级公路，路面采用60km/h的二级公路标准。路基宽度为10m，行车道宽度为2×3. 5m，路肩宽度为2×0.75m硬路肩、2×0.75土路肩。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为12年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土和6cm厚中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚水泥稳定碎石，底基层采用石灰粉煤灰土。 2 土基回弹模量的确定本设计路段自然区划位于Ⅱ3区，当地土质为粘质土，由《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2004）》表F.2查得，土基回弹模量在干燥状态取39Mpa,在中湿状态取34.5Mpa. 3 设计资料（1）交通量年增长率：5% 设计年限：12年

。 4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载,以BZZ －100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1.1 轴载换算轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。

注：轴载小于25KN 的轴载作用不计 5.1.1.2 累计当量轴次根据设计规范，二级公路沥青路面设计年限取12年，车道系数η=0.7，γ=5.0% 累计当量轴次： ()[][] 329841405 .07 .005.8113651)05.01(3651112 =???-+=??-+= ηγ γN N t e 次 5.1.2 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 5.1.2.1 轴载验算验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：

沥青路面结构

青结构沥青路面结构设计指标和参数姚祖康 2007.09.13 云林

沥青路面结构设计指标和参数 ■现行设计指标和参数 ■结构层组合方案和损坏类型■损坏预估模型 ■设计参数

现行设计指标和参数现行设计指标 ■路表回弹弯沉 d s l l ≤d ——001mm b s c e d A A A N l 2.0600?=l s 和l d 计算弯沉值和容许弯沉值（0.01mm ）N e ——设计车道的标准轴载（100kN ）累计当量轴次公路等级面层类型和基层类型系数 A c 、A s 、A b —— 公路等级、面层类型和基层类型系数

现行设计指标和参数现行设计指标 ■层底拉应力 ≤σb s s R R m k ?==σσσ——计算点的层底拉应力（MPa ） e c s N aA k m σ——材料容许拉应力和劈裂强度（MPa ） k s ——材料疲劳应力系数；系数沥青层为009无机结合料稳定粒料为035s σσ、R a ——系数，沥青层为0.09、无机结合料稳定粒料为0.35、无机结合料稳定土为0.45； b ——系数，沥青层为0.22，半刚性层为 0.11

现行设计指标和参数现行设计参数 ■材料参数 ——路基模量：承载板法 ——无机结合料稳定材料：压缩模量和劈裂强度无机结合料稳定材料压缩模量和劈裂强度——沥青混合料：150或200C压缩模量 150C劈裂强度 ■环境参数 ——未考虑温度对沥青混合料性质的影响

现行设计指标和参数设计结构实际上受弯沉指标控制路表弯沉是总体性、综合性、表观性指标，具有非唯一性，无法包容各种损坏，难以协调各单项损坏指标沥青面层疲劳损坏模型应重新建立材料性质指标和测试方法未反映其力学特性（应力依赖性、温度依赖性和湿度依赖性）

拉伸、剪切、挤压、扭转许用应力

拉伸、剪切、挤压、扭转许用应力剪应力与抗拉强度关系我们在设计的时候常常取许用剪切应力,在不同的情况下安全系数不同,许用剪切应力就不一样...校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系,而许用材料的屈服强度(刚度)与各种应力的关系一拉伸钢材的屈服强度与许用拉伸应力的关系 [σ ]= σu/n n为安全系数 a.ASME VIII-II, [σ ]=0.67σs 二剪切许用剪应力与许用拉应力的关系 1 对于塑性材料 [τ]=0.6—0.8[σ] 2 对于脆性材料 [τ]=0.8--1.0[σ] 三挤压许用挤压应力与许用拉应力的关系 1 对于塑性材料 [σj]=1.5—2.5[σ] 2 对于脆性材料 [σj]=0.9—1.5[σ] 注：：[σj]=(1.7—2)[σ]（部分教科书常用）四扭转许用扭转应力与许用拉应力的关系:

1 对于塑性材料 [σn]=0.5—0.6[σ] a.ASME VIII-II AD132-0.6Sm(Key,shear ring and pin), b.ASME VIII-II AD132-0.8Sm(Sm=0.67σs(circle round of stem ) 2 对于脆性材料 [σn]=0.8—1.0[σ] 轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。对于一般传动可取 [υ]=0.5°--/m;对于精密传动，可取[υ]=0.25°—0.5°/M；对于要求不严格的轴，[υ]可大于1°/M计算。五弯曲许用弯曲应力与拉应力的关系: 1 对于薄壁型钢一般采用轴向拉伸应力的许用值. 2 对于实心型钢可以略高一点,具体数值可参见有关规范..拉应力与材料的屈服强度有关,

浅谈几种公路沥青面层的结构特点

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/9f1572135.html, 浅谈几种公路沥青面层的结构特点作者：冯彦龙来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第03期摘要：沥青面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层，应具有足够的结构强度，良好的温度稳定性，耐磨、抗滑、平整和不透水性。现已得到广泛的应用，所以质量已成为今后研究的重点。本文针对公路沥青面层的结构类型及其各自的特点进行了分析，在实际工程中应根据当地的交通状况、气候条件、降雨量、材料情况、施工工艺、经济造价等因素选择合适的沥青面层类型。关键词：沥青路面面层结构类型特点从我国目前高等级公路沥青路面来看，主要有以下几种结构形式：①传统的沥青混凝土面层(AC)；②多碎石沥青混凝土面层(SAC)；③沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA)。 1 传统的沥青混凝土面层(AC) 《公路沥青路面设计规范》JTJ014—97，根据“七五”国家科技攻关研究及修订该规范的专题研究，统一将沥青混合料中集料粒径标准由圆孔筛标准改为方孔筛标准。其主要原因为：①计量标准向ISO国际标准靠近；②便于参考国外同类结构形式的级配标准；③世行项目增多，便于国际招标、监理及质量检验；④许多国外拌和设备均以方孔筛为标准。沥青混凝土的符号由原LH改为AC。 1.1 按沥青混合料集料的粒径分类 ①细粒式沥青混凝土：AC—9.5mm或AC—13.2mm。②中粒式沥青混凝土：AC—16mm 或AC—19mm。③粗粒式沥青混凝土：AC—26.5mm或AC—31.5mm。其组合原则是：沥青面层集料的最大粒径宜从上层至下层逐渐增大。上层宜使用中粒式及细粒式，且上面层沥青混合料集料的最大粒径不宜超过层厚1/2，中、下面层集料的最大粒径不宜超过层厚的2/3。 1.2 按沥青混合料压实后的孔隙率大小分类 ①Ⅰ型密级配沥青混凝土：孔隙率为(3％～6％)。②Ⅱ型密级配沥青混凝土：孔隙率为(4％～10％)。③AM型开级配热拌沥青碎石：孔隙率为(大于10％)。

沥青路面结构组成及性能要求

沥青路面结构组成及性能要求一、沥青路面结构组成（一）垫层垫层是介于基层和土基之间的层位，其作用为改善土基的湿度和温度状况(在干燥地区可不设垫层),保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力，以减小土基所产生的变形。 (二)基层基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层下传的应力扩散到垫层或土基。（三）面层面层是直接同行车和大气相接触的层位，承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。二、沥青路面性能要求（一）垫层的性能要求垫层主要改善土基的湿度和温度状况,通常在土基湿、温状况不良时设置。垫层材料的强度要求不一定高，但其水稳定性必须要好。（二)基层的性能要求 (1)基层应具有足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度；有足够的抗冲刷能力和抗变形能力,坚实、平整、整体性好。（2）不透水性好。（３）抗冻性满足设计要求。 (三）面层的性能要求 1.平整度为减缓面层平整度的衰变速率,应重视面层结构及面层材料的强度和抗变形能力。 2.承载能力

有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度。 3.温度稳定性 4.抗滑能力 5.透水性 6.噪声量降噪排水路面结构组合：上面(磨耗层)层采用OGFC沥青混合料,中面层、下(底）面层等采用密级配沥青混合料。 ★★★★★沥青混合料的组成与材料沥青混合料的组成与材料一、结构组成按级配原则构成的沥青混合料,其结构组成可分为三类：图１沥青混合料的典型组成结构 (1）密实一悬浮结构：该结构具有较大的黏聚力f,但内摩擦角φ较小，高温稳定性较差。 (2)骨架一空隙结构:这种结构内摩擦角φ较高,但黏聚力c也较低。 (3)骨架一密实结构：这种结构不仅内摩擦角φ较高,黏聚力c也较高。二、主要材料与性能 (一)沥青城镇道路面层宜优先采用Ａ级沥青,不宜使用煤沥青。乳化石油沥青根据凝固速度可分为快凝、中凝和慢凝三种,适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面，常温沥青混合料面层以及透层、粘层与封层。用于沥青混合料的沥青应具有下述性能：（1）具有适当的稠度:表征粘结性大小，即一定温度条件下的黏度; (2)具有较大的塑性：以“延度”表示,即在一定温度和外力作用下变形而不开裂的能力； (3)具有足够的温度稳定性:即要求沥青对温度敏感度低,夏天不软,冬天不脆裂；

2020年一建市政精讲第05讲-沥青路面结构组成特点1

2020年一建市政课程 1K411012 沥青路面结构组成特点本节知识框架一、结构组成（一）基本原则 (1)城镇沥青路面是城市道路的典型路面，道路结构由面层、基层和路基组成，层间结合必须紧密稳定，以保证结构的整体性和应力传递的连续性。 (2)行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱，因而对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。各结构层的材料回弹模量应自上而下递减。 (3)按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设基层和面层等结构层。 (4)面层、基层的结构类型及厚度应与交通量及载重量相适应。交通量大、轴载重时，应采用高级路面面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。（二）路基与填料 1.路基分类路基断面形式有：路堤——路基顶面高于原地面的填方路基；路堑——全部由地面开挖出的路基（又分全路堑、半路堑、半山峒三种形式）；

半填、半挖——横断面一侧为挖方，另一侧为填方的路基。 2.路基填料高液限黏土、高液限粉土及含有机质细粒土，不适于做路基填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。岩石或填石路基顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定粒料，其厚度视路基顶面不平整程度而定，一般为 100-150mm。（三）基层与材料 (1)基层是路面结构中的承重层，主要承受车辆荷载的竖向力，并把面层下传的应力扩散到路基。基层可分为基层和底基层

(2)应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。 (3)常用的基层材料： 1)无机结合料稳定粒料无机结合料稳定粒料基层属于半刚性基层，适用于交通量大、轴载重的道路。 2)嵌锁型和级配型材料级配砂砾及级配砾石基层属于柔性基层，可用作城市次干路及其以下道路基层。补充：半刚性基层：用无机结合料稳定粒料或土类材料铺筑的基层。刚性基层：用普通混凝土、碾压混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料铺筑的基层。柔性基层：用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入式碎石、粒料类等材料铺筑的基层。（四）面层与材料 (1)高级沥青路面面层可划分为磨耗层、面层上层、面层下层，或称之为上（表）面层、中面层、下（底）面层。 1)热拌沥青混合料面层热拌沥青混合料(HMA)，包括SMA（沥青玛碲脂碎石混合料）和OGFC（大空隙开级配排水式沥青磨耗层）等嵌挤型热拌沥青混合料，适用于各种等级道路的面层。 2)冷拌沥青混合料面层冷拌沥青混合料适用于支路及其以下道路的面层、支路的表面层，以及各级沥青路面的基层、连接层或整平层；冷拌改性沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。 3)温拌沥青混合料面层温拌沥青混合料是通过在混合料拌制过程中添加合成沸石产生发泡润滑作用、拌合温度120～130℃条件下生产的沥青混合料，与热拌沥青混合料的适用范围相同。 4)沥青贯入式面层沥青贯入式面层宜用作城市次干路以下道路面层，其主石料层厚度应依据碎石的粒径确定，厚度不宜超过100mm。 5)沥青表面处治面层沥青表面处治面层主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎（砾）石路面的作用，其集料最大粒径应与处治层厚度相匹配。

沥青路面结构厚度计算

沥青路面结构厚度计算路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)

H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------- 细粒式沥青混凝土40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基

剪切应力计算

拉伸、压缩与剪切 1 基本概念及知识要点 1.1 基本概念轴力、拉（压）应力、力学性能、强度失效、拉压变形、胡克定律、应变、变形能、静不定问题、剪切、挤压。以上概念是进行轴向拉压及剪切变形分析的基础，应准确掌握和理解这些基本概念。 1.2 轴向拉压的内力、应力及变形 1．横截面上的内力：由截面法求得横截面上内力的合力沿杆的轴线方向，故定义为轴力 F N ，符号规定：拉力为正，压力为负。工程上常以轴力图表示杆件轴力沿杆长的变化。 2．轴力在横截面上均匀分布，引起了正应力，其值为 F A σ= N 正应力的符号规定：拉应力为正，压应力为负。常用的单位为MPa 、Pa 。 3．强度条件强度计算是材料力学研究的主要问题之一。轴向拉压时，构件的强度条件是 []F A σσ= ≤N 可解决三个方面的工程问题，即强度校核、设计截面尺寸及确定许用载荷。 4．胡克定律线弹性范围内，杆的变形量与杆截面上的轴力F N 、杆的长度l 成正比，与截面尺寸A 成反比；或描述为线弹性范围内，应力应变成正比，即 F l l E E A σε?= =N 式中的E 称为材料的弹性模量，EA 称为抗拉压刚度。胡克定律揭示在比例极限内，应力和应变成正比，是材料力学最基本的定律之一，一定要熟练掌握。 1.3 材料在拉压时的力学性能材料的力学性能的研究是解决强度和刚度问题的一个重要方面。材料力学性能的研究一般是通过实验方法实现的，其中拉压试验是最主要、最基本的一种试验，由它所测定的材料性能指标有： E —材料抵抗弹性变形能力的指标；b s σσ,—材料的强度指标； ψδ, —材料的塑性指标。低碳钢的拉伸试验是一个典型的试验。

城市道路沥青路面的结构组成

城市道路沥青路面的结构组成一）路基路基的断面型式有：路堤一路基顶面高于原地面的填方路基。路堑一全部由地面开挖出的路基（又分重路堑、半路堑、半山桐三种型式）；半填、半挖一横断面一侧为挖方，另一侧为填方的路基．从材料上分，路基可分为土路基、石路基、土石路基三种。（二）路面行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱奋对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。为适应这一特点，绝大部分路面的结构是多层次的．按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层、基层和面层等结构层。 1.面层面层是直接同行车和大气相接触的层位承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用，同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性，并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。面层可由一层或数层组成，高等级路面面层可划分为磨耗层、面层上层、面层下层，或称之为上（表）面层、中面层、下（底）面层。（ l ）沥青混凝土面层的常用厚度和适宜层位见表可按使用要求结合各xx 实践经验选用. （ 2）热拌、热铺的沥青碎石可用作双层式沥青面层的下层或单层式面层。作单层式面层时，为了达到防水和平整度要求，应加铺沥青封层或磨耗层。沥青碎石的常用厚度为 50 -70mm。 ( 3)沥青贯入式碎(砾)石可做面层或沥青混凝土路面的下层。作面层

时，应加铺沥青封层或磨耗层，沥青贯人式面层常用厚度为 5 0?80mm . ( 4)沥青表面处治主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎(砾)石路面的作用。常用厚度为15 -30mm . 2 基层基层是路面结构中的承重层，主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层下传的应力扩散到土基，故基层应具有足够的、均匀一致的承载力和刚度．基层受自然因素的影响虽不如面层强烈，但沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形大导致面层损坏。用于基层的材料主要有 ( 1)整体型材料无机结合料稳定粒料 ——石灰粉煤灰稳定砂砾、石灰稳定砂砾、石灰煤渣、水泥稳定碎砾石等，其强度高，整体性好，适用于交通量大、轴载重的道路工业废渣混合料的强度、稳定性和整体性均较好，适用于各种路面的基层。使用的工业废渣应性能稳定、无风化、无腐蚀。 ( 2)嵌锁型和级配型材料级配碎(砾)石应达到密实稳定。为防止冻胀和湿软，应控制小于0.5mm 颗粒的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应掺石灰。符合标准级配要求的天然砂砾可用作基层．不符合标准级配要求时，只宜用作底基层或垫层，并应按路基干、湿类型适当控制小于0.5mm 的颗粒含量。为便于碾压，砾石最大粒径宜不大于60mm. 泥灰结碎(砾)石——适用于中湿和潮湿路段，掺灰量为其含土量的8 % - 12%。骨料的粒径宜小于或等于40mm，并不得大于层厚的0.7 倍。嵌缝料应与骨料的最小粒径衔接．水结碎石一一碎石的粒径宜小于或等于70m m,并不得大于层厚的0.7倍。