美國和歐洲瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)方法介紹.ppt

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1、國外瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介國外瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡介◎豐富我國現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)類型的必要性◎永久性瀝青路面簡介◎國外瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法介紹CBR設(shè)計(jì)法(加州承載比法)美國各州公路工作者協(xié)會(huì)(AASHTO)設(shè)計(jì)法shell(殼牌)設(shè)計(jì)法豐富我國現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)類型的必要性我國高速公路路面的早期損壞嚴(yán)重：◎?yàn)r青路面建成不久，當(dāng)年或者2～3年后，瀝青路面就發(fā)生不同程度的開裂、車轍、坑槽等早期損壞?！蛄硗獾脑缙趽p壞是指所修建的路面普遍達(dá)不到路面的設(shè)計(jì)年限。路面的大修經(jīng)常是“開膛破肚”式的。張春賢部長在全國交通工作會(huì)

2、議上指出“要有針對性地引進(jìn)國外成熟的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范?？蒲谐晒菍?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是人類文明的結(jié)晶，我們要善于借鑒一切先進(jìn)的科研成果。在公路建設(shè)與管理領(lǐng)域、國與國之間的技術(shù)問題及解決方法具有很多共性。發(fā)達(dá)國家研究早、實(shí)踐早、積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，許多技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范屬于政府所有，沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的障礙，我們要把技術(shù)引進(jìn)作為公路交通實(shí)現(xiàn)新的跨越式發(fā)展的重要手段”20～4030～4020～4020～4030～404030～4030～50設(shè)計(jì)年限澳大利亞加拿大日本南非法國英國德國美國（AASHTO93）國家國外瀝青

3、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限部分國家使用的主要瀝青路面結(jié)構(gòu)√中國√√√加拿大√√√德國√√日本√√（中、輕交通）√美國√(貧水泥混凝土)√（中、輕交通）√英國√(水穩(wěn)碎石)√√法國薄瀝青層厚粒料基層厚瀝青層下臥底基層半剛性基層混合式全厚式粒料基層主要路面結(jié)構(gòu)國家※※俄羅斯※※※法國※※※比利時(shí)※※諾丁漢大學(xué)※※※※南非※※日本※※※澳大利亞※※※SHELL補(bǔ)強(qiáng)※※※AI路表彎沉永久變形粒料層剪切應(yīng)力路基頂面壓應(yīng)變穩(wěn)定粒料層拉應(yīng)力瀝青層疲勞機(jī)構(gòu)部分國家或單位采用的設(shè)計(jì)指標(biāo)國外常見瀝青路面結(jié)構(gòu)組成國外常見瀝青路面

4、結(jié)構(gòu)組成永久性瀝青路面永久性瀝青路面產(chǎn)生的背景永久性瀝青路面的特點(diǎn)永久性瀝青路面經(jīng)濟(jì)性永久性瀝青路面對結(jié)構(gòu)層材料的要求永久性瀝青路面設(shè)計(jì)方法永久性瀝青路面產(chǎn)生的背景重載交通對歐洲瀝青路面的挑戰(zhàn)◎軸載增加與重載交通量的快速增長；◎慢速交通產(chǎn)生了更大的路面應(yīng)力；◎高壓輪胎引起作用應(yīng)力的增加；◎道路磨光加速。永久性路面的特點(diǎn)◎在總費(fèi)用上：初期建設(shè)費(fèi)很高，日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)與使用費(fèi)較少，總費(fèi)用效益比最大◎在設(shè)計(jì)年限上：至少40年◎在損壞模式上：路面的損壞只發(fā)生在表面層，如表面開裂，不存在結(jié)構(gòu)性破壞◎在養(yǎng)護(hù)維修上：只

5、需要日常養(yǎng)護(hù)，不需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)性大修瀝青路面周期費(fèi)用經(jīng)濟(jì)分析永久性瀝青路面經(jīng)濟(jì)性永久性路面能夠承受更大的交通量與更重的交通荷載，雖然其初期建設(shè)費(fèi)用較高，但是如果評價(jià)整個(gè)使用周期的總費(fèi)用，永久性路面較傳統(tǒng)的瀝青路面更經(jīng)濟(jì)，降低了使用周期內(nèi)的維修費(fèi)用，同時(shí)極大降低了道路使用者的使用費(fèi)用（交通延誤及事故費(fèi)用）。最大拉應(yīng)變路面基礎(chǔ)（PavementFoundation）高模量抗車轍材料（聯(lián)結(jié)層）柔性抗疲勞材料3-4”（HMA基層）1.5-3”SMA,OGFC或Superpave（表面層）}4”to6”高壓應(yīng)力

6、區(qū)永久性瀝青路面對結(jié)構(gòu)層材料的要求◎要求面層應(yīng)具有足夠的抗車轍能力、抗?jié)B性及抗磨耗性能；◎要求中間層（聯(lián)結(jié)層）具有較強(qiáng)的抗車轍性能；◎要求基層具有足夠的抗疲勞及耐久性能。◎要求路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)可以為路面結(jié)構(gòu)的鋪筑提供穩(wěn)定的施工平臺(tái)，其在服務(wù)期內(nèi)的性能指標(biāo)不會(huì)隨季節(jié)的改變而發(fā)生較大的變化?！?yàn)r青路面較厚=應(yīng)變較小◎應(yīng)變低于疲勞閾值=疲勞壽命無限長壓應(yīng)變拉應(yīng)變應(yīng)變疲勞壽命疲勞壽命無限長瀝青基層的抗疲勞性能◎有效瀝青含量較高的混合料=混合料具有較高的應(yīng)變能力◎改性瀝青=混合料具有較高的應(yīng)變能力疲勞壽命應(yīng)變高

7、瀝青含量低瀝青含量疲勞壽命無限長瀝青基層的抗疲勞性能影響永久性路面抗車轍性能的因素◎集料級配；◎?yàn)r青等級及改性劑的添加；◎施工過程中混合料的密度（空隙率）；◎選擇適宜的表面層材料。瀝青層厚度(mm)車轍率(mm/msa)01002003004000.11101001000車轍率與瀝青層厚度的關(guān)系永久性瀝青路面設(shè)計(jì)方法路面力學(xué)模型材料性能指標(biāo)(模量值)路面反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變等）轉(zhuǎn)換函數(shù)路面壽命是否滿足要求？最終設(shè)計(jì)面層底部大于70me的拉應(yīng)變出現(xiàn)的可能性最??；路基頂部大于200me的壓應(yīng)變出現(xiàn)的可能性最

8、?。挥谰眯月访嬖O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載限制彎拉應(yīng)變<70me限制豎向壓應(yīng)變<200me厚瀝青層(>8”)基層(按要求確定)路基永久性路面設(shè)計(jì)目標(biāo)反復(fù)彎曲產(chǎn)生疲勞開裂反復(fù)變形產(chǎn)生車轍HMA基層路基國外瀝青路面設(shè)計(jì)方法介紹CBR設(shè)計(jì)法AASHTO設(shè)計(jì)法SHELL設(shè)計(jì)法CBR設(shè)計(jì)法該方法是上世紀(jì)二十年代美國加州使用的一種方法。該法根據(jù)多年實(shí)測結(jié)果得到一條土基承載值與路面總厚度的關(guān)系曲線。而土基的承載值用標(biāo)準(zhǔn)碎石承載能力的百分比（稱為加州承載比，記為CBR值）表示。所以這種方法也