第10章沥青路面设计.ppt

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1、第第1414章章 沥青路面沥青路面第一节概述第一节概述第二节第二节 沥青路面设计沥青路面设计第三节沥青路面结构组合设计第三节沥青路面结构组合设计第四节第四节 沥青路面施工质量管理与检查沥青路面施工质量管理与检查学习要点重点掌握重点掌握国内沥青路面组合设计的国内沥青路面组合设计的基本基本步骤步骤、基本计算公式基本计算公式和和设计指标标准设计指标标准；掌握沥青路面结构组合设计掌握沥青路面结构组合设计基本原则基本原则；了解沥青路面的类型及各自的特点；了解沥青路面的类型及各自的特点；了解施工质量管理与检查的工作内容。了解施工质量管理与检查的工作内容。第一节第一节 概述概述l一、沥青路面的特点和分类一、

2、沥青路面的特点和分类l（一）特点（一）特点l 具有较高的强度和稳定性；表面平整无接缝，行车舒适，振具有较高的强度和稳定性；表面平整无接缝，行车舒适，振动小；开放交通快；养护简便；适宜于路面分期改建。温度敏感动小；开放交通快；养护简便；适宜于路面分期改建。温度敏感性高。性高。l（二）分类（二）分类l 1、嵌挤式：、嵌挤式：l 稳定性好，易透水，耐久性差。稳定性好，易透水，耐久性差。l 宜作基层或面层的下层。宜作基层或面层的下层。l 沥青表面处治、沥青贯入式、沥青碎石路面。沥青表面处治、沥青贯入式、沥青碎石路面。l 次高级路面次高级路面第一节第一节 概述概述l一、沥青路面的特点和分类一、沥青路面的

3、特点和分类l 2、密实式：、密实式：l 路面结构致密，孔隙率小，强度高，耐久性好。路面结构致密，孔隙率小，强度高，耐久性好。l 沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石、沥青稳定碎石混沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石、沥青稳定碎石混合料路面。合料路面。l 高级路面高级路面第一节第一节 概述概述l一、沥青路面的特点和分类一、沥青路面的特点和分类l 3、层铺法、路拌法、厂拌法、层铺法、路拌法、厂拌法层铺法：分层洒布沥青，分层摊铺矿料和碾压。层铺法：分层洒布沥青，分层摊铺矿料和碾压。l 沥青表面处治、沥青贯入式路面沥青表面处治、沥青贯入式路面路拌法：在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和、路拌法：在路上用机械将矿料和沥青

4、材料就地拌和、摊铺并碾压密实摊铺并碾压密实厂拌法：厂拌法：将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专 用设备加热拌和，然后运送至工地摊铺碾压。用设备加热拌和，然后运送至工地摊铺碾压。热拌热铺、热拌冷铺热拌热铺、热拌冷铺l二、沥青路面类型二、沥青路面类型l 1、沥青混合料路面：集料、沥青混合料路面：集料+沥青结合料沥青结合料l 沥青混凝土路面、沥青碎石路面、沥青玛蹄脂碎沥青混凝土路面、沥青碎石路面、沥青玛蹄脂碎石路面。石路面。l 施工过程：沥青混合料的拌和、运输、摊铺和压施工过程：沥青混合料的拌和、运输、摊铺和压实成型。实成型。l2、沥青表面处治路面：分层浇洒沥青、

5、撒铺矿料并压、沥青表面处治路面：分层浇洒沥青、撒铺矿料并压实成型实成型.l （3cm)作磨耗层作磨耗层/表面封层。层铺法表面封层。层铺法/拌和法拌和法 施工工序：清理基层施工工序：清理基层 洒布透层沥青洒布透层沥青 浇洒浇洒第一层沥青第一层沥青 撒铺矿料撒铺矿料 碾压碾压 养护养护第一节第一节 概述概述l二、沥青路面类型二、沥青路面类型l3、沥青贯入式路面：沥青、沥青贯入式路面：沥青 碎石层碎石层 嵌缝料嵌缝料l “先石后油先石后油”l 浅贯入（浅贯入（4-5cm），深贯入（），深贯入（6-8cm）l 用作三、四级公路的面层用作三、四级公路的面层l 上拌下贯式路面，拌和层厚度应为上拌下贯式路面

6、，拌和层厚度应为2.5-4cm。总厚度应为总厚度应为7-10cm。l 施工工序：施工工序：先摊铺矿料先摊铺矿料 碾压碾压 洒布洒布沥青沥青 撒铺嵌缝料撒铺嵌缝料 碾压碾压 撒铺封层料撒铺封层料 碾压碾压第一节第一节 概述概述灌入灌入摊铺摊铺第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述三、施工要求三、施工要求 1 1、施工季节、施工季节 温暖干燥的气候条件温暖干燥的气候条件 2 2、施工路段、施工路段 不宜铺筑在纵坡大于不宜铺筑在纵坡大于6%6%路段上，纵坡大路段上，纵坡大于于3%3%的路段，应采用粗粒式的沥青碎石或粗粒式的路段，应采用粗粒式的沥青碎石或粗粒式的沥青表面处治。的沥青表面处治。第第

7、二节二节 沥青路面设计设计内容沥青路面设计设计内容1.原材料调查与选择原材料调查与选择调查：查明拟修建道路路线附近调查：查明拟修建道路路线附近材料分布材料分布情况（石灰、情况（石灰、粉煤灰、水泥、石料、沥青等），以便粉煤灰、水泥、石料、沥青等），以便就地取材就地取材选择：根据选择：根据经济技术性原则经济技术性原则，选择沥青材料和集料种类，选择沥青材料和集料种类2.沥青混合料及基层材料配合比设计沥青混合料及基层材料配合比设计沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量基层材料配合比设计：确定各组成材料的比例基层材料配合比设计：确定各组成材料的比例3.材料参数的测定

8、材料参数的测定路面材料抗压强度、劈裂强度、抗压模量、弯拉模量以路面材料抗压强度、劈裂强度、抗压模量、弯拉模量以及土基回弹模量等及土基回弹模量等第第1 1节节 沥青路面设计设计内容沥青路面设计设计内容4.路面结构组合设计路面结构组合设计交通交通调查调查与与分析分析：交通量、交通组成、轮迹横向分布：交通量、交通组成、轮迹横向分布拟定拟定路面结构路面结构设计方案设计方案：根据现场工程地质情况、材料：根据现场工程地质情况、材料调查、自然条件以及交通条件拟定调查、自然条件以及交通条件拟定设计层位设计层位厚度厚度确定：采用设计确定：采用设计指标指标与与标准标准验算验算5.路面结构方案比选路面结构方案比选分

9、析各类路面设计方案的分析各类路面设计方案的技术要求技术要求（强度和变形）满足（强度和变形）满足情况；分析各类路面设计方案的情况；分析各类路面设计方案的工程造价工程造价，根据经济技，根据经济技术原则予以比选术原则予以比选淮盐高速累积标准轴载淮盐高速累积标准轴载淮安淮安盐城盐城高速公路高速公路设计年限设计年限1515年年，双向四车道双向四车道设计路段设计路段单个车道设计年限内单个车道设计年限内累积标准轴载累积标准轴载(10106 6)淮安枢纽淮安枢纽-车桥车桥 2121.8484 车桥车桥-建湖建湖 2121.8686 建湖建湖-鞍湖鞍湖 2121.3838 鞍湖鞍湖-盐城西盐城西 1818.59

10、.59 盐城西盐城西-盐城南盐城南 1111.27.27 盐城南盐城南-盐城东盐城东 1313.90.90 淮盐高速路面结构组合设计方案淮盐高速路面结构组合设计方案淮安淮安盐城盐城高速公路路面结构组合设计方案高速公路路面结构组合设计方案细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm沥青稳定碎石24cm？水泥稳定碎石63cm 水泥稳定碎石63cm 级配碎石15cm土 基细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm粗粒式沥青混凝土8cm？水泥稳定碎石34cm 水泥稳定碎石34cm 二灰土20cm土 基细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm沥青稳定碎石12cm级配碎石15cm？水泥稳定碎石32c

11、m 水泥稳定碎石32cm 水泥稳定碎石20cm细粒式沥青混凝土4cm中粒式沥青混凝土6cm沥青稳定碎石10cm？水泥稳定碎石35cm 水泥稳定碎石35cm 级配碎石20cm土 基土 基柔性路面柔性路面半刚性基层沥青路面半刚性基层沥青路面夹层式组合基层沥青路面夹层式组合基层沥青路面组合基层沥青路面组合基层沥青路面 夹层结构夹层结构夹层夹层：半刚性基层半刚性基层中夹带中夹带柔性级配碎柔性级配碎石石形成的基层。形成的基层。设置目的设置目的：缓和缓和半半刚性基层的裂缝刚性基层的裂缝尖尖端应力端应力，防止防止半刚半刚性基层应力过大造性基层应力过大造成基层自下而上开成基层自下而上开裂引起沥青面层裂引起沥青

12、面层反反射裂缝射裂缝 沥青面层水泥稳定碎石基层反射裂缝常规的半刚性基层沥青路面结构水泥稳定碎石基层沥青面层级配碎石反射裂缝铺设级配碎石的沥青路面结构 第二节第二节 沥青路面设计设计原则沥青路面设计设计原则参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-20041.综合设计原则综合设计原则路基路面整体考虑，综合设计路基路面整体考虑，综合设计2.技术经济原则技术经济原则技术先进，经济合理技术先进，经济合理3.推广应用新材料新技术原则推广应用新材料新技术原则如如Superpave、SMA4.环保安全原则环保安全原则注重环境保护、注重工作人员的安全注重环境保护、注重工作人员的安全5.机械化工厂

13、化施工原则机械化工厂化施工原则有利于保证工程质量有利于保证工程质量6.一次设计分期修建原则一次设计分期修建原则适用于不良地质条件（如软适用于不良地质条件（如软土地基）下道路设计，土地基）下道路设计，日本日本采用该原则修建高速公路解采用该原则修建高速公路解决了决了软土地基沉降软土地基沉降导致的路面导致的路面病害问题病害问题第二节第二节 沥青路面设计设计理论与方法沥青路面设计设计理论与方法设计方法设计方法分为分为经验法经验法和和力学经验法力学经验法1.经验法经验法CBR法和法和AASHTO法法2.力学经验法力学经验法美国沥青学会美国沥青学会(AI)法、壳牌法、壳牌(Shell)法法以及我国现行的沥

14、青路面设计方法以及我国现行的沥青路面设计方法3.经验法经验法通过试验路或现场试验测试，建立通过试验路或现场试验测试，建立路面结构路面结构、车辆荷载车辆荷载与与路面使用性能路面使用性能之间的之间的关系关系并用于路面结构并用于路面结构设计的方法。设计的方法。4.力学力学经验法经验法应用应用力学原理力学原理分析分析荷载与环境荷载与环境作用下作用下的的路面结构路面结构力学响应，建立力学响应，建立力学响应力学响应与与路面使用性能路面使用性能关关系模型系模型并用于路面结构设计的方法并用于路面结构设计的方法1.标准轴载标准轴载我国路面设计以我国路面设计以双轮组双轮组单轴载单轴载100kN作为标准轴载，以作为

15、标准轴载，以BZZ-100表示表示参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004100kNd1.5dP=0.7MPa第二节第二节 沥青路面设计交通等级沥青路面设计交通等级2.轴载当量换算轴载当量换算各种车型按照疲劳等效效应换算为标各种车型按照疲劳等效效应换算为标准轴载作用次数准轴载作用次数 换算原则：在换算原则：在不同不同轴载轴载作用下，作用下，相同相同路面结构路面结构达到达到相同相同损伤程度损伤程度参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004a.弯沉和沥青层底拉应力为设计指标弯沉和沥青层底拉应力为设计指标8211)(PPnCCNiiKi12211)(PP

16、nCCNiiKib.半刚性材料层底拉应力为设计指标半刚性材料层底拉应力为设计指标c.贫混凝土层底拉应力为设计指标贫混凝土层底拉应力为设计指标35.4211)(PPnCCNiiKi第二节第二节 沥青路面设计交通等级沥青路面设计交通等级4.轴载当量换算轴载当量换算算例算例参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004a.弯沉和沥青层底拉应力为设计指标弯沉和沥青层底拉应力为设计指标b.半刚性材料层底拉应力为设计指标半刚性材料层底拉应力为设计指标汽车汽车名称名称交通量交通量次次/日日汽车总汽车总重重/kNkN汽车前后轴计算参数汽车前后轴计算参数轴位轴位轴重轴重轮组轮组轴数轴数轴距轴距中货车中货车EQ140100092.90前轴前轴28.70113m后轴后轴64.2021 3mN=11.0+1.2(1-1)1000(64.20/100)4.35=145.47次次/日日N=11.0+2.0(1-1)1000(64.20/100)8=28.86次次/日日第二节第二节 沥青路面设计交通等级沥青路面设计交通等级5.设计年限累计当量标准轴载计算设计年限累计当量标准轴载计算设计年限设计年限