第十四章 沥青路面设计

第十四章沥青路面设计一、填空1.在《柔规》中规定，路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，并以 _____ 表示。

2. 在《柔规》中采用 _____ 作为路面厚度计算的主要控制指标，所以轴次换算的等效原则是以 _____ 为准。

3. 路表容许弯沉值是柔性路面设计的 _____ 指标，而 _____ 是验算指标。

4. 在车辆垂直荷载作用下，柔性路面产生的总变形包括 _____ 以及 _____ 。

5. 路面弹性模量是表示路面弹性性质的力学指标，又称为 _____ 模量，它表征路面材料的 _____ 能力。

6. 路面弹性性质的力学指标以 _____ 模量表示，它表征了土基或路面材料_____ 能力。

7. 由于路面的垂直变形实际上是由路面各结构层 ( 包括土基 )_____ 的总结果故它也就综合地反映了路面各结构层及土基的---。

8. 沥青混凝土面层及整体性的基层材料在行车荷载的多次重复作用下，由于疲劳现象而使其 _____ 强度降低，从而在板底出现拉伸裂缝，故对高等级公路必须验算其 _____ 强度。

9. 柔性路面结构设计包括 _____ 设计和 _____ 设计。

10. 通常应选用 ____ 的结合料和强度高的材料作为面层材料，且面层类型选择时，要考虑当地的 _____ 特征。

11. 路面的强度和稳定性并不单纯是一个厚度问题，也不是路面各结构层次的简单 _____ 问题，而是路面各结构层次的 _____ 是否合理的问题。

12. 防治路面翻浆要贯彻 _____ 的原则，最基本措施是防止或减少土基水分的——13.柔性路面设计是以 _____ 作为路面整体强度的设计控制指标。

表征路面弹性性质的力学指标是 _____ 。

14. 路面结构层的整体强度，以 _____ 作用下轮隙中心处的 _____ 表示。

15. 目前，我国公路工程中确定 Zo 的方法主要有 _____ 和 _____ 。

16. 目前，我国测定柔性路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。

第十四章沥青路面设计沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。

沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，设计确定经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力，耐久性、舒适性、安全性的要求。

路面设计应包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定，路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等内容。

路面设计除行车道部分的路面外，对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计，对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。

当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括分为两类：一类是以经验或试验为依据的经验法；一类是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。

近三十年来，有关理论法的研究取得了很大进展，许多国家相继提出较完整的设计体系。

目前理论法对沥青路面的应力、形变和位移的分析，大多应用弹性层状体系理论，并采用电算的方法。

鉴于理论法有着广阔的发展前景，我国沥青路面设计规范规定沥青路面设计理论以弹性层状体系理论为基础，所以本章着重阐述基于理论法的沥青路面结构设计与计算。

§14-1 弹性层状体系理论概述由不同材料的结构层及土基组成的路面结构，在荷载作用下其应力形变关系一般呈非线性特性，且形变随应力作用时间而变化，同时应力卸除后常有一部分变形不能恢复。

因此，严格地说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹－粘－塑性体。

但是考虑到行驶车轮作用的瞬时性（百分之几秒），在路面结构中产生的粘—塑性变形数量很小，所以对于厚度较大、强度较高的高等级路面，将其视作线性弹性体，并应用弹性层状体系理论进行分析计算将是合适的。

一、基本假设与解题方法弹性层状体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体，如图14-1。

第14章沥青路面设计一、名词解释1. 半刚性基层：主要采用水泥、石灰或工业废渣等无机结合料，对级配集料作稳定处理的基层结构。

2. 柔性基层：主要采用沥青处治的级配碎石和无结合料的级配碎石修筑的基层结构。

3.刚性基层：采用低强度等级混凝土修筑基层混凝土板而形成的沥青路面基层结构。

二、问答题：1.我国现行沥青路面设计方法属于哪种类型，理论基础和设计指标各是什么?答：（1）我国现行沥青路面设计方法属于力学－经验法；（2）理论基础为多层弹性层状体系理论；（3）设计指标包括路表回弹弯沉和（面层或基层）层底拉应力。

2.沥青路面破坏可分为哪两大类型，各自包括哪些内容？简述我国沥青路面设计控制指标选用依据？（1）分类：分为变形破坏和强度破坏两大类，分别包括：沉陷、车辙；疲劳开裂、推移（拥包）和低温缩裂。

（2）指标：针对两大破坏类型，提出两大设计控制指标，控制变形（刚度要求）指标：路表回弹弯沉；控制应力（强度要求）指标：层底拉应力。

（3）依据：路表回弹弯沉可表征整体刚度弱强、路基工作状况以及路面残余寿命。

即为层底拉应力疲劳破坏，层底拉应力可用于表征强度破坏的力学本质和个别结构层发生的极限破坏状态。

3.简述沥青路面组合设计的基本原则。

（1）表面使用品质长期稳定原则（2）强度刚度与层位相匹配的原则：车辆荷载与环境影响（如温度、降雨）自上而下逐渐衰减，因此对路面材料的强度刚度要求也自上而下降低。

（3）就地取材原则。

4.高等级公路（包括高速和一级公路）沥青路面的设计年限和面层结构层次是多少？高等级公路沥青路面不同结构类型的主要差异是什么，而不同等级公路沥青路面的主要结构差异是什么？高等级公路沥青路面设计年限为15年，面层通常分为3层结构，即表面层、中面层和下面层；高等级公路沥青路面不同结构类型主要差异是基层，而不同等级公路沥青路面的主要结构差异是面层。

5.垫层是否为沥青路面的必要结构层？垫层的基本功能是什么？按照设置功能，垫层可分为哪几种类型？垫层是可选结构层；垫层功能：改善土基水温状况，以免路面结构承受土基变化的不良影响；扩散车辆荷载应力，以免土基承受较大应力和发生过大变形；阻止路基土挤入基层，以免基层发生结构和性能改变。