《道路工程》第八-2章

柔性路面设计方法：经验法，理论法路面结构破坏形式：裂缝类、变形类、表面缺损类8.3.1沥青路面的主要损坏模式1)变形类损坏模式及原因（1）沉陷形式原因路基压实度小路基土基水文条件差，湿软轮载过大设计措施控制路基压实度路面防水。8.3柔性路面损坏模式和设计标准（2）车辙形式原因路基路面永久变形积累结果路基路面压实不够车辙试验在60C、p=0.7Mpa、行走1小时或变形达到25mm作用次数（次数/mm），用动稳定度DS表征。要求高速公路：上面层、中面层，DS800次数/mm一级公路：上面层、中面层，DS600次数/mm（3）推移形式原因路面受较大水平荷载作用路面结构的剪应力或拉应力材料的抗剪强度或抗弯拉强度2）裂缝类损坏模式及原因（1）开裂（疲劳裂缝）形式原因路面材料在交变应力作用下当作用次数达到一定程度超过材料的疲劳寿命或疲劳强度时产生（2）低温缩裂和反射裂缝a低温缩裂形式和原因低温或气温骤降，路面材料急剧收缩，受阻会产生较大拉应力大于路面材料抗拉强度产生纵向一定距离会产生裂缝b反射裂缝形式原因温度或湿度变化引起温度应力或湿度变化收缩应力路面材料抗拉强度。设计中措施铺土工格栅、改善材料性能3）表面缺损类（松散和坑槽）形式原因路面材料选配组合不当施工时集料含泥量过大偷工减料，结合料牌号不对、量小、结合力不足措施集料含泥量控制；沥青与集料粘接力；加抗腐蚀剂8.3.2路面设计指标控制指标应该是多种——即多临界状态多设计指标疲劳开裂车辙（永久变形）路表面回弹弯沉面层剪切面层断裂（推移）低温缩裂rrpplleellarsrsrtrt现行柔性路面设计规范方法，以路面容许弯沉值作为路面结构整体承载能力控制指标，验算高级路面、整体性基础底面弯拉应力。验算停车站等受水平力较大的地段面层高温条件下的剪应力。即：控制验算lR—路面使用末期的不利季节，在设计标准荷载作用下的容许出现最大弯沉值Rllrra8.4弹性层状体系的实用应力和位移计算8.4.1一般概念1）力学图式模型弹性层状体系示意图圆柱坐标系单元受力示意图2）基本假定每层内均质、各向同性、无重量线弹性体系组成Ei、i最下层为水平方向无限延深半无限体，其上各层为有一定厚度hi水平方向无限延伸各层分界面应力，位移完全连续（连续体）或仅竖向位移应力连续，层间摩阻力为零（滑动体）最下层无限深处应力和位移为零3）应力——应变关系式轴对称荷载作用下，弹性层状体系应力——应变关系物理方程zrrE1zrE1rzzE1zrzrzrEG)1(21体系内任一定主应力可列一元三次方程032213III式中1I—第一应力状态不变量，zrI1；2I—第二应力状态不变量，22zrrzzrI；3I—第三应力状态不变量，23zrzrI。可解出三个实根321,,若321最大剪应力)(2131max8.4.2弹性层状体系解①单层体系00niniEEE集中荷载P作用下路表面弯沉rW：ErPWzr)1(|20单圆均布荷载作用下，即prP2采用积分办法：0r，EpWz20012|r，EpWz2014|双圆均布荷载作用下，prP22：5.1r712.012|20EpWze刚性承载板：4122Epl路中一点（r，z）应力3223212RzrzRRRPrzRRRzRP22215323RPzz5323RPzrzzr用途：求解路基土弹性模量E0。②弹性双层体系解式中Wr—竖直位移系数，是贝塞尔函数和指数函数的广义积分单圆荷载弹性双层体系rrWEpW02/,/,/,/10zrhEEfWr010210041dJrJhMeLeEEWhhr双层体连续体系荷载面中轴处表面弯沉系数诺模图其他分量表达式：rrppzzpzrzrprrEp1式中r—应力系数；r—应变系数，查诺模图确定。双轮组双圆图式荷载作用时，中心点处弯沉We最大:—双圆图式荷载竖直位移系数双圆均布竖向荷载作用下的弹性双层体系2102rreWWEpWrWEp220eWEp02eW双层体系双圆轮隙中心处表面弯沉系数诺模图③弹性三层体系解弹性三层体系在竖直和水平荷载共同作用下的三层体系求双圆竖向均布荷载作用下，路表轮迹中心点处弯沉l式中L、L’—以E0或E1表达时理论弯沉系数；L(L’)=f(E2/E1,E0/E2,H/,h/)'1022LLEplEpl'21LEpl21'kkL（路表双轮中心处弯沉）11rrp211mmr（上层底面弯拉应力）22rrp212nnr（中层底面弯拉应力）)3.0()3.0(mmp21)3.0(mm（路表面最大剪应力f=q/p=0.3）11p211（路表主压应力）三层体系表面弯沉系数诺模图三层体系上层底面弯拉应力系数诺模图三层体系中层底面弯拉应力系数诺模图三层体系表面最大剪应力系数诺模图三层体系表面主压应力系数诺模图