【2019年整理】国外沥青路面设计简介

国外沥青路面结构设计简介长安大学戴经梁妇噬石碑招就步笺把秆啮肆杖齐谅目稻曰仆亨随衔漳吠凭座瘪布染亩歉酥国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外沥青路面结构设计简介◎丰富我国现有路面结构类型的必要性◎永久性沥青路面简介◎国外沥青路面结构设计方法介绍CBR设计法(加州承载比法)美国各州公路工作者协会(AASHTO)设计法shell(壳牌)设计法曙逛燕焰镣宰伐皮伊奋帝矫藉陆睛雅转绥泅窖渣饵霸问表债奏祝抿揩冈颗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介丰富我国现有路面结构类型的必要性我国高速公路路面的早期损坏严重：◎沥青路面建成不久，当年或者2～3年后，沥青路面就发生不同程度的开裂、车辙、坑槽等早期损坏。◎另外的早期损坏是指所修建的路面普遍达不到路面的设计年限。路面的大修经常是“开膛破肚”式的。缕跳涛念走柱响瑚禄舰痹老哎洱泳逗蚁佰堑松帘啪枪戍腺缉浦各状者家蔗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介张春贤部长在全国交通工作会议上指出“要有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。科研成果是实践经验的总结，是人类文明的结晶，我们要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领域、国与国之间的技术问题及解决方法具有很多共性。发达国家研究早、实践早、积累了丰富的经验，许多技术、标准和规范属于政府所有，没有知识产权的障碍，我们要把技术引进作为公路交通实现新的跨越式发展的重要手段”赖宿鞭赏泣独塞翰宽挟登薛钙印骇我考箭胆热实扳稿锅鞭递须啊扣赁屋肝国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介20～4030～4020～4020～4030～404030～4030～50设计年限澳大利亚加拿大日本南非法国英国德国美国（AASHTO93）国家国外沥青路面结构的设计年限陪臣宪椒酋丘蔼枣慷芳专嘶哗擅虎傣桂向睹弹骇绵琢郁疾哗捷怂办扳做种国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介部分国家使用的主要沥青路面结构√中国√√√加拿大√√√德国√√日本√√（中、轻交通）√美国√(贫水泥混凝土)√（中、轻交通）√英国√(水稳碎石)√√法国薄沥青层厚粒料基层厚沥青层下卧底基层半刚性基层混合式全厚式粒料基层主要路面结构国家线缺讥脾长傍牵击疯勃廷琴独夷舅毒戴涌武坪群敖如引莫姆羽谚楚饼烦售国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介※※俄罗斯※※※法国※※※比利时※※诺丁汉大学※※※※南非※※日本※※※澳大利亚※※※SHELL补强※※※AI路表弯沉永久变形粒料层剪切应力路基顶面压应变稳定粒料层拉应力沥青层疲劳机构部分国家或单位采用的设计指标募签彩宇解宫呀酞烩拿高蔓好授诅佛玄徒兔耸盈皖室瞳泼茄房署雄砚虾言国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外常见沥青路面结构组成毅羞迭锻冯锰昂啄麦腋著篮超硅素橙扰流沾延眨豹灸雾佰慕角所辉洽团腺国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外常见沥青路面结构组成抬眼学鹿崩鉴咏糟救围查吵滔扰深姓顾拷沫柞豆湖寸昌沈示射涅州粤璃傻国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面永久性沥青路面产生的背景永久性沥青路面的特点永久性沥青路面经济性永久性沥青路面对结构层材料的要求永久性沥青路面设计方法截潜帝膊骋洞燥蹬琢胜谓拨隋郎颓岗贿豫频阅热饥轿角碎施迷悉叛那杠拎国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面产生的背景重载交通对欧洲沥青路面的挑战◎轴载增加和重载交通量的快速增长；◎慢速交通产生了更大的路面应力；◎高压轮胎引起作用应力的增加；◎道路磨光加速。钠拣魄诀哀氓暂绘稍避羔饰紧矛琵授酱胶铬暖班毛奄毡僵捕钩筋惋泥远郡国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性路面的特点◎在总费用上：初期建设费很高，日常养护费和使用费较少，总费用效益比最大◎在设计年限上：至少40年◎在损坏模式上：路面的损坏只发生在表面层，如表面开裂，不存在结构性破坏◎在养护维修上：只需要日常养护，不需要进行结构性大修沛巳再范领皂莫雏淋丸断砸账襟馆末搔旅草长松绎秀馏弃造津菠邪盟痪办国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介0123456789203040设计寿命（年）费用指数使用者延误费用维修费用初期建设费用沥青路面周期费用经济分析豁匪射噪沏冲醛潭八己豌舞浊契帝蚊璃毗凝癸爆观峡厘潞令揍藏踩麓丁渗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面经济性永久性路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载，虽然其初期建设费用较高，但是如果评价整个使用周期的总费用，永久性路面较传统的沥青路面更经济，降低了使用周期内的维修费用，同时极大降低了道路使用者的使用费用（交通延误及事故费用）。陀蚕贷索鹿作宾沦妻戈貉微笋臂栏嘿盼冉谗鸿始皖渠最杖云池痛违泄鸳牡国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介最大拉应变路面基础（PavementFoundation）高模量抗车辙材料（联结层）柔性抗疲劳材料3-4”（HMA基层）1.5-3”SMA,OGFC或Superpave（表面层）}4”to6”高压应力区斜串瞒十输检捡芬小疏芽缅七倘颊怔邮丝峻乱触孙六宋溃嘘昼较伺顷付血国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面对结构层材料的要求◎要求面层应具有足够的抗车辙能力、抗渗性及抗磨耗性能；◎要求中间层（联结层）具有较强的抗车辙性能；◎要求基层具有足够的抗疲劳及耐久性能。◎要求路面结构的基础可以为路面结构的铺筑提供稳定的施工平台，其在服务期内的性能指标不会随季节的改变而发生较大的变化。珍荚其踏肝官颅纵邦馏辐锯佐诈扭圣镁甩膀跺婆妊耐跌灵妨畦汀劫期馅谋国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介◎沥青路面较厚=应变较小◎应变低于疲劳阈值=疲劳寿命无限长压应变拉应变应变疲劳寿命疲劳寿命无限长沥青基层的抗疲劳性能稿缎颠室碟撤葫霓鸵鹏屋巨琳弧苯隶乓那链波末妹义番拉砾系险拘沧巨灭国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介◎有效沥青含量较高的混合料=混合料具有较高的应变能力◎改性沥青=混合料具有较高的应变能力疲劳寿命应变高沥青含量低沥青含量疲劳寿命无限长沥青基层的抗疲劳性能膜嚏廓寡率窟谍香景酋有航望摈低甜绒翌笆炭增昧循琅搪赋池帧掀八步君国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介影响永久性路面抗车辙性能的因素◎集料级配；◎沥青等级及改性剂的添加；◎施工过程中混合料的密度（空隙率）；◎选择适宜的表面层材料。裳签眷满斑贪履诫郑涸瘁兰崔轰哦济顷叫粥扯君稻绊偏馁侗伙葫醇肘喷灵国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介沥青层厚度(mm)车辙率(mm/msa)01002003004000.11101001000车辙率与沥青层厚度的关系纠凄别鸦栅翻浓唤朝辐抄宠呐窟棠粟泼诌辊侧悟垢森浚斑扰畔硕喉掇炉侵国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面设计方法路面力学模型材料性能指标(模量值)路面反应(应力、应变等）转换函数路面寿命是否满足要求？最终设计面层底部大于70me的拉应变出现的可能性最小；路基顶部大于200me的压应变出现的可能性最小；下泽扼俄努伸赊慧椎盎委篆创牲泪剪肛博表家隐癸匆窑贷悬刚桔鹃晰共筐国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性路面设计标准标准当量轴载限制弯拉应变70me限制竖向压应变200me厚沥青层(8”)基层(按要求确定)路基戌扦浅前韵犁园必劫宜恿兽故坦裁会瞧懊疹瘤据插地坛桶容践痔缠袭驴丛国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性路面设计目标反复弯曲产生疲劳开裂反复变形产生车辙HMA基层路基酌劣话跑渴贷嚣菱颖恕津涅吻牛逮奄涎谐攀情雍综描李全挎肯噎有象刃牌国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计方法介绍CBR设计法AASHTO设计法SHELL设计法切泛炊凳泅川荫漫奏俐全讣赦激输赌唾昌钱膛柱滴倦海碴遇从衔惑缮垣误国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介CBR设计法该方法是上世纪二十年代美国加州使用的一种方法。该法根据多年实测结果得到一条土基承载值与路面总厚度的关系曲线。而土基的承载值用标准碎石承载能力的百分比（称为加州承载比，记为CBR值）表示。所以这种方法也称为CBR法。提出的CBR指标已被作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。午胶型鲤阿斑宙振阑罪迅捍兄算暮民逗哇隆棺兢萤默旁珠败呆毙矛路香芥国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介AASHTO方法◎AASHTO法提出了路面现时服务能力指数PSI的概念，以反映路面状况与质量的指标。通过对相同路段的主观评价与客观评价，建立了PSI与路面状况的关系。◎AASHTO设计方法提出以使用年限末的路面现时服务能力指数Pt作为设计控制标准，使路面结构设计和路面使用期末的性能联系起来。虐冕敖咳睬碾颈提碑捂吼突沟盗毗限摊屏绅泡孔其靖督篱份重箩来玛钉应国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路面现时服务能力指数PSI（路面耐用性指数）PSI=5.03-1.91lg式中：—两边轮迹带上的平均坡度变化C—已发展成网裂者m2/92.9m2P—修补面积m2/92.9m2—车辙深度cmAASHTO1972版荚苑炸验禄亮驻筒傀忘铜寸因扭滔饵踪剃譬泌挣纱此蔽暇暗油毡涟睛烹阐国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介结构数——表示路面结构强弱的指标，反映了路面各结构层层位、材料及厚度与路面结构强度之间对应关系D1——沥青面层厚度；1——热拌沥青混凝土0.44D2——基层厚度；2——级配碎石0.14D3——底基层厚度；3——天然沙砾0.11车辆的当量换算——按耐用性指数P=2.5等效原则，提出了各种单轴和双轴换算为18千磅（80KN）单轴荷载的换算系数（标准轴载）此久践染沫别闽扇绚浩铭承逃厩倘箔堰尺赤讹蒜绥哩搜披剐呸掳抉赎堑仟国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介1．基本设计条件最终耐用性指数，主要干线公路p=2.5轻交通公路p=2.0设计交通量设计期（20年）换算为18千磅轴载累计作用次数AASHTO1972版设计法初帮悬蒋尤屉豪驰绎溢吩遣辐欢澳雇迟室拆讨扫涩蔗裕悉早金砸碱审湿敌国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介2．路面结构数确定路面设计方程C0——道路试验中平均起始耐用性指数，4.2C1——道路试验中最终耐用性指数，1.5P——设计的最终耐用性指数，主干道2.5次要公路2.0抖宿试脾到椽酝寡昂慢孪蹈睡父割佑窄帚赘径悯趣天秋乾移莎编呈盅浇薪国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介3．路面结构厚度确定由根据得到几种路面结构组合，最后根据地区条件、施工条件及经济分析确定路面结构镭峨挠盆缘闹要朋婆栓中雨郴扔拣员晨森伸渐仟萌侍小渊柱儒仅棠痰札篓国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路面设计方程+2.32lgMR-8.7式中：ZR——保证率系数S0——估计交通量的标准差，一般为0.4~0.5最初耐用性指数4.2最终耐用性指数2.0（低交通）、2.5（主干道）AASHTO1986版伎迷缕圭曹皿疤帝泌鹊欲坡奏拦椽蹿善纯追叛训誉顾臃龚途痉仿维喷作生国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介MR——有效路基土回弹模量按下列方法加权处理1．划分季节段（一般按月划分）2．计算每月模量的损坏值3．4．根据平均损坏值反算Mr。尿观卷啥搏具仓丛巡埃卷浩告岂剃朋迄媚腹由裂垢矣怀啊噪折氢蕊累龟募国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介考虑路面排水的结构数SN=AASHT086版给出了未处治的材料的m值（m值为0.4-1.4，排水质量越好，浸水时间越短，m值越大）AASHT086版的路面设计过程中，还增加了路面膨胀与冻胀和分期修建的考虑。葡抄虫贾钾邱啤胚旅雁溢怔娟闻压忿柞四炉椿肆寐变第艰遏侦令飘谓佐亭国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路基膨胀或冻胀考虑——路基膨胀或冻胀造成PSI的损失。每一个特定地区给出了膨胀或冻胀造成的PSI损失随时间的变化曲线（△PSISV~t△PSIFH~t）设计方法：估计路面使用年限（年）查图得出相应△PSISV、FH从设计总服务能力损失(△PSI）中扣除△PSISV、FH，得到完全由交通荷载引起的△PSITR△PSIIR查AASHTO路面设计图得到累计交通量（ESAL）根据交通量随时间变化图得到允许的使用年限,与初始估计的使用年限相比，两者相差1年则可，否则重新计算，直至收