路面設(shè)計(jì)原理與方法

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1、路面設(shè)計(jì)原理與方法1．柔性路面，剛性路面定義，結(jié)構(gòu)特性，二者在設(shè)計(jì)理論與方法上有何主要區(qū)別在柔性基層上鋪筑瀝青面層或用有一定塑性的細(xì)粒土穩(wěn)定各種集料的中、低級路面結(jié)構(gòu)，因具有較大的塑性變形能力而稱這類結(jié)構(gòu)為柔性路面。它的總體結(jié)構(gòu)剛度較小，剛性路面采用波特蘭水泥混凝土建造，用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)。它的分析采用板體理論，不用層狀理論。板體理論是層狀理論的簡化模型。它假設(shè)混凝土板是中等厚度的平板，其截面在彎曲前和彎曲后均保持平面形狀。如果車輪荷載作用在板中，無論是板體理論，還是層狀理論均可采用，兩者將得到幾乎相同的彎拉應(yīng)力和應(yīng)變。如果車輪荷載作用在板邊

2、，假定離板邊距離小于0.61m（2ft），只能用板體理論分析剛性路面。層狀理論之所以適用于柔性路面而不適合于剛性路面，是因?yàn)樗嗷炷恋膭傂员菻MA大得多，荷載分布的范圍很大。而且剛性路面有接縫存在，這也使得層狀理論不能適用。剛性路面和柔性路面不同，剛性路面可以直接鋪設(shè)在壓實(shí)的土基上，或者鋪設(shè)在加鋪的粒料或穩(wěn)定材料層上。柔性路面設(shè)計(jì)以層狀理論為基礎(chǔ)，假設(shè)各層在水平方向是無限的，且是連續(xù)的。剛性路面由于板的剛度大和存在接縫，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)采用板體理論。如果荷載作用在板中，層狀理論同樣也能用于剛性路面設(shè)計(jì)中。2．機(jī)場道面、道路路面各有什么特點(diǎn)。二者在功能和構(gòu)造方面有什

3、么主要區(qū)別？各自的設(shè)計(jì)原理與方法有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)機(jī)場道面的功能性能包括平整度、抗滑性能(對于跑道和快滑道)、縱橫坡和排水性能等。道面使用要求：具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度n表面具有足夠的抗滑能力n表面具有良好的平整度n面層或表層無碎屑機(jī)場道面是指在民用航空運(yùn)輸機(jī)場飛行區(qū)范圍內(nèi)供飛機(jī)運(yùn)行使用的鋪筑在跑道、滑行道、站坪、停機(jī)坪上的結(jié)構(gòu)物。由于飛機(jī)運(yùn)行方式對安全使用的要求高、飛機(jī)荷載重量和輪胎接地壓力大于車輛荷載等原因，機(jī)場道面一般采用熱拌熱鋪瀝青混凝土。最多采用的熱拌瀝青混凝土結(jié)構(gòu)是連續(xù)式密級配瀝青混凝土，也有少數(shù)OGFC，SMA的應(yīng)用也較為廣泛。由于機(jī)場瀝青混凝土道

4、面所要求具備的強(qiáng)度條件、耐久性、抗滑性能等，在道路路面工程中所采用的瀝青表處、瀝青貫入碎石等面層結(jié)構(gòu)不適用于機(jī)場道面。機(jī)場瀝青混凝土道面中面層和底面層一般采用密級配瀝青混凝土。瀝青碎石結(jié)構(gòu)可用于機(jī)場瀝青混凝土道面底面層。由于飛機(jī)的荷載和輪胎壓力比公路車輛的荷載和輪胎壓力大很多，因此機(jī)場道面通常比公路路面厚一些，而且需要較好的面層材料。無論是公路路面，還是機(jī)場道面，任何力學(xué)設(shè)計(jì)方法對荷載和輪胎壓力的作用均可自動(dòng)予以考慮。然而，采用力學(xué)法應(yīng)注意以下不同的地方：（1）、機(jī)場道面的荷載重復(fù)作用次數(shù)通常小于公路路面的荷載重復(fù)作用次數(shù)。對于機(jī)場道面，由于飛機(jī)的左右偏離，

5、一組機(jī)輪通過若干次只認(rèn)為是重復(fù)作用一次；而對于公路路面，一個(gè)車軸通過一次即認(rèn)為是重復(fù)作用一次。實(shí)際上公路荷載并不是作用在同一位置，這個(gè)情況在破壞極限中用增加荷載容許重復(fù)次數(shù)加以考慮。對柔性路面的疲勞引入一個(gè)修正系數(shù)，而對剛性路面的疲勞引入一個(gè)當(dāng)量損傷率。（2）、公路路面設(shè)計(jì)采用移動(dòng)荷載，以荷載作用時(shí)間作為輸入量描述其粘彈性特性，以荷載重復(fù)作用下的回彈模量作為輸入量描述其彈性特性。機(jī)場道面設(shè)計(jì)在跑道中部采用移動(dòng)荷載，在跑道端部采用靜荷載，因此，跑道端部的道面厚度大于中部的厚度。（3）荷載作用位置離公路路面邊緣很近，而離機(jī)場道面外邊緣很遠(yuǎn)，對這一點(diǎn)在柔性路面設(shè)計(jì)

6、中是不考慮的。如果荷載距邊緣0.6～0.9m（2～3ft），邊緣影響是很小的，層狀理論仍然可以應(yīng)用。不過，在剛性路面設(shè)計(jì)中這種情況應(yīng)該考慮。波特蘭水泥協(xié)會用板邊荷載設(shè)計(jì)公路路面（PCA，1984），而用板中荷載設(shè)計(jì)機(jī)場道面（PCA,1955）。美國民用航空局考慮采用板邊荷載，但是因荷載在接縫處的傳遞作用，板邊應(yīng)力減少了25％（FAA，1988），所以將荷載施加在縱縫，而不是施加在道面外側(cè)邊緣。即使荷載能在某種情況下作用在機(jī)場道面的外側(cè)邊緣，由于荷載重復(fù)作用次數(shù)很小，也可以忽略不計(jì)。上述論點(diǎn)是建立在按疲勞假設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)和板邊及板中應(yīng)力大于接縫處應(yīng)力這個(gè)事實(shí)基礎(chǔ)上

7、的。如果設(shè)計(jì)是根據(jù)接縫處板角彎沉產(chǎn)生的沖刷來進(jìn)行的，以上這個(gè)論點(diǎn)就不正確了。（公路路面所用的設(shè)計(jì)原理同樣可以用于機(jī)場道面，只是要考慮飛機(jī)的橫向偏離對荷載重復(fù)作用次數(shù)的影響，以及在跑道端部采用靜荷載。）3．何為路面結(jié)構(gòu)損壞和功能損壞，簡述其發(fā)展形成過程及相互之間的關(guān)系？分析其產(chǎn)生的原因和影響因素結(jié)構(gòu)性損壞是由于路面結(jié)構(gòu)承載能力降低引起的，反映在表面上就是各種結(jié)構(gòu)裂縫（如龜裂，塊裂，縱裂和橫裂），功能性損壞是由于路面提供給道路用戶的服務(wù)能力下降引起的，平整度和抗滑性能降低和車轍加深。隨著道路的使用，路面老化，路面的服務(wù)能力下降，出現(xiàn)功能性損壞，如果此時(shí)不進(jìn)行預(yù)防

8、性養(yǎng)護(hù)，修補(bǔ)，損壞范圍影響擴(kuò)大，逐漸發(fā)展成結(jié)構(gòu)損壞。