《【交通運(yùn)輸】第14章 瀝青路面設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【交通運(yùn)輸】第14章 瀝青路面設(shè)計(jì)（67頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 瀝青路面是在柔性基層、半剛性基層上，鋪筑一定厚度的瀝青混合料作面層的路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)確定經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)，使之能承受交通荷載和環(huán)境因素的作用，在預(yù)定的使用期限滿足各級(jí)公路相應(yīng)的承載能力，耐久性、舒適性、安全性的要求。路面設(shè)計(jì)應(yīng)包括原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試與確定，路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計(jì)算，以及路面結(jié)構(gòu)的方案比選等內(nèi)容。路面設(shè)計(jì)除行車(chē)道部分的路面外，對(duì)高速公路、一級(jí)公路還應(yīng)包括路緣帶、硬路肩、加減速車(chē)道、緊急停車(chē)帶、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)的場(chǎng)面設(shè)計(jì)以及路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)其它各級(jí)公路應(yīng)包括路

2、肩加固、路緣石和路面排水設(shè)計(jì)。 當(dāng)前世界各國(guó)眾多的瀝青路面設(shè)計(jì)方法，可概括分為兩類(lèi)：一類(lèi)是以經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)為依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)法；一類(lèi)是以力學(xué)分析為基礎(chǔ)，考慮環(huán)境、交通條件以及材料特性為依據(jù)的理論法。近三十年來(lái)，有關(guān)理論法的研究取得了很大進(jìn)展，許多國(guó)家相繼提出較完整的設(shè)計(jì)體系。目前理論法對(duì)瀝青路面的應(yīng)力、形變和位移的分析，大多應(yīng)用彈性層狀體系理論，并采用電算的方法。鑒于理論法有著廣闊的發(fā)展前景，我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定瀝青路面設(shè)計(jì)理論以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)，所以本章著重闡述基于理論法的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。 §14-1 彈性層狀體系理論概述 　　由不同材料的結(jié)構(gòu)層及土基組成的路面結(jié)構(gòu)，

3、在荷載作用下其應(yīng)力形變關(guān)系一般呈非線性特性，且形變隨應(yīng)力作用時(shí)間而變化，同時(shí)應(yīng)力卸除后常有一部分變形不能恢復(fù)。因此，嚴(yán)格地說(shuō)，瀝青路面在力學(xué)性質(zhì)上屬于非線性的彈－粘－塑性體。但是考慮到行駛車(chē)輪作用的瞬時(shí)性（百分之幾秒），在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的粘—塑性變形數(shù)量很小，所以對(duì)于厚度較大、強(qiáng)度較高的高等級(jí)路面，將其視作線性彈性體，并應(yīng)用彈性層狀體系理論進(jìn)行分析計(jì)算將是合適的。 一、基本假設(shè)與解題方法 彈性層狀體系是由若干個(gè)彈性層組成，上面各層具有一定厚度，最下一層為彈性半空間體，如圖14-1。 圖14-1

4、 彈性層狀體系示意圖 圖14-2 圓柱坐標(biāo)系中微分單元體受力分析圖 應(yīng)用彈性力學(xué)方法求解彈性層狀體系的應(yīng)力、變形和位移等分量時(shí)，引入如下一些假設(shè)： （1）各層是連續(xù)的、完全彈性的、均勻的、各向同性的，以及位移和形變是微小的； （2）最下一層在水平方向和垂直向下方向?yàn)闊o(wú)限大， 其上各層厚度為有限、水平方向?yàn)闊o(wú)限大； （3）各層在水平方向無(wú)限遠(yuǎn)處及最下一層向下無(wú)限深處，其應(yīng)力、形變和位移為零； （4）層間接觸情況，或者位移完全連續(xù)（稱(chēng)連續(xù)體系），或者層間僅豎向應(yīng)力和位移連續(xù)而無(wú)摩阻力（稱(chēng)滑動(dòng)體系）； （5）不

5、計(jì)自重。 求解時(shí)，將車(chē)輪荷載簡(jiǎn)化為圓形均布荷載（垂直荷載與水平荷載），并在圓柱坐標(biāo)體系中分析各分量。在圖14-2的圓柱坐標(biāo)（r、q、z）中，在彈性層狀體系內(nèi)微分單元體上，應(yīng)力分量有三個(gè)法向應(yīng)力sr、sq和sz ， 及三對(duì)剪應(yīng)力rz=zr，rq=qr，zq=qz。 當(dāng)層狀體系表面作用著軸對(duì)稱(chēng)荷載時(shí)，各應(yīng)力、形變和位移分量也對(duì)稱(chēng)于對(duì)稱(chēng)軸，即它們僅是r和z的函數(shù)。因而rq=qr=0， zq=qz=0，三對(duì)剪應(yīng)力只剩下一對(duì) rz=zr 。下面以這種軸對(duì)稱(chēng)的情形為例，簡(jiǎn)述彈性層狀體系各分量的求解方法。 由彈性力學(xué)得知，對(duì)于以圓柱坐標(biāo)表示的軸對(duì)稱(chēng)課題，其平衡方程（不計(jì)體積力）為：

6、 （14-1） 表示體系內(nèi)任一點(diǎn)應(yīng)力形變關(guān)系的物理方程為： （14-2） 又知軸對(duì)稱(chēng)課題的幾何方程為： （14-3） 變形連續(xù)方程為： （14-4） 式中 ； 如果引用應(yīng)力函數(shù) j =j（r，z），并把應(yīng)力分量表示成為：

7、 （14-5） 則將（14-5）式代人（14-1）式及（14-4）式中，（14-1）式的第一個(gè)方程自然滿足，其余各方程的共同要求是： （14-6） 如果能從（14-6）式中解得應(yīng)力函數(shù)，代入（14-5）式中即得各應(yīng)力分量，如將各應(yīng)力分量代入（14-2）式中則得形變分量。 由（14-5）、（14-2）及（14-3）式可得以應(yīng)力函數(shù)表示的位移分量，即：

8、 （14-7） 將解得的應(yīng)力函數(shù)代入上式可以得到位移分量表達(dá)式。 求解方程（14-6）（r，z）的方法有分離變量法和積分變換法，習(xí)慣上多采用漢克爾積分變換法。由漢克爾變換求得解為： （14-8） 式中： — 第一類(lèi)零階貝塞爾函數(shù)； — 待定系數(shù)；由彈性層狀體系的層間連續(xù)條件和邊界條件確定。 將（14-8）式代入（14-5）和（14-7）式中可得各應(yīng)力分量和位移分量表達(dá)式。對(duì)于某種特定的荷載、體系層數(shù)與層間連續(xù)條件，式中的待定系數(shù)就可以確定。例如表面作用圓面積均布垂直荷載

9、的雙層連續(xù)體系（圖14-3），體系表面荷載作用軸線上的垂直位移（即彎沉）為： （14-9） 式中 ； E1 ，m1 ，E0 ，m0 — 分別為上層和半空間體的彈性模量與泊松比。 公式（14-9）為含有貝塞爾函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的廣義積分。所有各分量的表達(dá)式都是如此形式，它們的數(shù)值計(jì)算需借助于電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行。在計(jì)算機(jī)已廣泛使用的今天，進(jìn)行這種計(jì)算工作已經(jīng)沒(méi)有什么困難了。 為了使用方便，將（14-9）式改寫(xiě)為：

10、 （14-10） 式中 稱(chēng)為垂直位移系數(shù)，其計(jì)算結(jié)果繪成諾謨圖如圖14-4。計(jì)算時(shí)取m0 =，m1 =。 彈性三層體系由二個(gè)彈性層以及彈性半空間體組成。其分量的求解方法與前述雙層體系相似，即將應(yīng)力函數(shù)解（14-8）式代入應(yīng)力分量和位移分量公式（14-5）與（14-7），并將層間連續(xù)條件和邊界條件引入，求得待定系數(shù)，從而獲得彈性三層體系的各分量表達(dá)式。 圖14-4 彈性層狀體系單圓均布荷載彎沉計(jì)算諾謨圖 當(dāng)彈性層狀體系表面作用水平荷載時(shí)，屬非軸對(duì)稱(chēng)課題，

11、其求解較軸對(duì)稱(chēng)課題復(fù)雜一些。在前述軸對(duì)稱(chēng)課題的方程（14-1）～（14-7）中，除物理方程（14-2）外，由于剪應(yīng)力有三對(duì)，所以都變成更為復(fù)雜的形式，其求解方法及應(yīng)力函數(shù)表達(dá)式也都較為繁復(fù)，但求解步驟和軸對(duì)稱(chēng)課題大體相同。 二、主應(yīng)力計(jì)算 在瀝青路面的結(jié)構(gòu)計(jì)算中，通常要驗(yàn)算路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，為此需計(jì)算彈性層狀體系在荷載作用下產(chǎn)生的主應(yīng)力。根據(jù)彈性力學(xué)得知，用圓柱坐標(biāo)表示的空間問(wèn)題的三個(gè)主應(yīng)力同各應(yīng)力分量之間的關(guān)系為下式的解： 　 （14-11） 式中 ， 稱(chēng)為第一應(yīng)力狀態(tài)不變量； ，稱(chēng)為第二應(yīng)力狀

12、態(tài)不變量； ，稱(chēng)為第三應(yīng)力狀態(tài)不變量。 公式（14-11）中各應(yīng)力分量由彈性層狀體系理論求得后，則可由代數(shù)方法求得此一元三次方程的三個(gè)根，即三個(gè)主應(yīng)力和。 由最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力可得最大剪應(yīng)力，即： 　　　 （14-12） 當(dāng)彈性層狀體系上有多個(gè)荷載作用時(shí)，需先應(yīng)用疊加原理求出相應(yīng)的各應(yīng)力分量，然后由方程（14-11）解算主應(yīng)力。根據(jù)材料力學(xué)中斜截面應(yīng)力的概念，可以得出多個(gè)荷載作用時(shí)各應(yīng)力分量的公式，它們是： （14-13） 式

13、中：為第i個(gè)荷載應(yīng)力分量與計(jì)算應(yīng)力分量之間的夾角。 當(dāng)只有n個(gè)軸對(duì)稱(chēng)垂直荷載作用時(shí)，由于單個(gè)軸對(duì)稱(chēng)垂直荷載作用于彈性層狀體系時(shí)屬軸對(duì)稱(chēng)課題，即，所以得： 　　　　　　　　　 　　　 　（14-14） 對(duì)于瀝青路面設(shè)計(jì)采用的雙圓荷載圖式（見(jiàn)圖14-5），如果計(jì)算某點(diǎn)a的ao1 方向的應(yīng)力分量，則以ao1為計(jì)算截面的法線方向，因而1=0，2=2－1。 §14-2 瀝青路面的破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 瀝青路面由于環(huán)境因素的不斷影響和行車(chē)荷載的反復(fù)作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，便會(huì)產(chǎn)生破壞而失去原有的使用能力。下面著重?cái)⑹鰹r青路面的結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)與

14、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 一、沉 陷 沉陷是路面在車(chē)輪作用下表面產(chǎn)生的較大凹陷變形，有時(shí)凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象出現(xiàn)，如圖14-6，當(dāng)沉陷嚴(yán)重時(shí)，超過(guò)了結(jié)構(gòu)的變形能力，在結(jié)構(gòu)層受拉區(qū)產(chǎn)生開(kāi)裂而形成縱裂，并有可能逐漸發(fā)展成網(wǎng)裂。造成路面沉陷的主要原因是路基土的壓縮。當(dāng)路基土的承載能力較低，不能承受從路面?zhèn)髦谅坊砻娴能?chē)輪壓力，便產(chǎn)生較大的垂直變形即沉陷。 為控制路基土的壓縮引起路面的沉陷，可選用路基土的垂直壓應(yīng)力或垂直壓應(yīng)變作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如： （14-15） 圖14

15、-6 沉陷示意圖 上式中為路基表面由車(chē)輪荷載作用產(chǎn)生的垂直應(yīng)力，可用彈性層狀體系理論求得。為路基土的容許垂直壓應(yīng)力，其數(shù)值同土基的特性（彈性模量）和車(chē)輪荷載作用次數(shù)有關(guān)。 二、車(chē) 轍 車(chē)轍是路面的結(jié)構(gòu)層及土基在行車(chē)重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。這種變形出現(xiàn)在行車(chē)輪帶處，即形成路面的縱向帶狀凹陷。車(chē)轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞型式。因?yàn)檫@類(lèi)路面的使用壽命較長(zhǎng)，即使每一次行車(chē)荷載作用產(chǎn)生的殘余變形量很小，而多次重復(fù)作用累積起來(lái)的殘余變形總和也將會(huì)較大，足以影響車(chē)輛的正常行使。 路面的車(chē)轍同荷載應(yīng)力大小，重復(fù)作用次數(shù)以及結(jié)構(gòu)

16、層和土基的性質(zhì)有關(guān)。根據(jù)觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，國(guó)外已提出了表征上述關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式和設(shè)計(jì)指標(biāo)。有代表性的控制車(chē)轍深度的指標(biāo)有兩種：一種是路面各結(jié)構(gòu)層包括土基的殘余變形總和；另一種是路基表面的垂直變形。 對(duì)于前一種，可表示為： （14-16） 上式中為路面的計(jì)算總殘余變形，可由各結(jié)構(gòu)層殘余變形經(jīng)驗(yàn)公式確定（各層應(yīng)力由彈性層狀體系理論計(jì)算）。為容許總殘余變形，由使用要求確定。 路基表面的垂直應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)，可表示為：

17、 （14-17） 其中為路基表面的垂直應(yīng)變，可由彈性層狀體系理論求得。為路基表面容許垂直應(yīng)變，可由路基殘余變形和荷載應(yīng)力、應(yīng)力重復(fù)次數(shù)及路基土彈性模量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定。 三、疲勞開(kāi)裂 開(kāi)裂是瀝青路面常見(jiàn)的一種破壞類(lèi)型。開(kāi)裂的種類(lèi)及產(chǎn)生的原因有幾種。這里講的開(kāi)裂是路面在正常使用情況下，由行車(chē)荷載的多次反復(fù)作用引起的。疲勞開(kāi)裂的特點(diǎn)是，路面無(wú)顯著的永久變形，開(kāi)裂開(kāi)始大都是形成細(xì)而短的橫向開(kāi)裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開(kāi)裂的寬度和范圍不斷擴(kuò)大。產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂的原因，是瀝青結(jié)構(gòu)層受車(chē)輪荷載的反復(fù)彎曲作用，使結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生

18、的拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）值超過(guò)材料的疲勞強(qiáng)度（它較一次荷載作用的極限值小很多），底面便開(kāi)裂，并逐漸向表面發(fā)展。經(jīng)水硬性結(jié)合料穩(wěn)定而形成的整體性基層也會(huì)產(chǎn)生出疲勞開(kāi)裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。 結(jié)構(gòu)層達(dá)到臨界疲勞狀態(tài)時(shí)所承受的荷載重復(fù)次數(shù)稱(chēng)為疲勞壽命。某一種路面結(jié)構(gòu)層疲勞壽命的大小，主要取決于所受到的重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）大小，同時(shí)也與路面的環(huán)境因素有關(guān)。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)路段的觀測(cè)，可以建立路面或結(jié)構(gòu)層材料承受重復(fù)荷載次數(shù)與重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）大小之間的關(guān)系，即疲勞方程或疲勞曲線。因而可根據(jù)路面的設(shè)計(jì)使用年限求得累計(jì)荷載作用次數(shù)，由疲勞方程確定路面結(jié)構(gòu)層所容許的重復(fù)應(yīng)變（或應(yīng)力）的大小。

19、以疲勞開(kāi)裂作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用結(jié)構(gòu)層底面的拉應(yīng)變或拉應(yīng)力不超過(guò)相應(yīng)的容許值控制設(shè)計(jì)，即： 　　 （14-18） 或 　　 （14-19） 其中e r或s r分別為按彈性層狀體系理論計(jì)算的結(jié)構(gòu)層底面的最大拉應(yīng)變和拉應(yīng)力，e R 和s R分別為由疲勞方程確定的該結(jié)構(gòu)層容許拉應(yīng)變和容許拉應(yīng)力。 四、推 移 當(dāng)瀝青路面受到較大的車(chē)輪水平荷載作用時(shí)（例如經(jīng)常啟動(dòng)

20、或制動(dòng)路段及彎道、坡度變化處等），路面表面可能出現(xiàn)推移和擁起。造成這種破壞的原因是，車(chē)輪荷載引起的垂直力和水平力的綜合作用，使結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度。同時(shí)也與行駛車(chē)輪的沖擊、振動(dòng)有關(guān)。 為防止瀝青面層表面產(chǎn)生推移和擁起，可用面層抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)計(jì)。也就是在車(chē)輪的垂直力和水平力的共同作用下，面層中可能產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力（由彈性層狀體系理論計(jì)算的各應(yīng)力分量求得），應(yīng)不超過(guò)材料的容許剪應(yīng)力 ，即： （14-20） 這項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通常用于停車(chē)站、交

21、叉口等車(chē)輛頻繁制動(dòng)地段及緊急制動(dòng)路段高溫情況下的瀝青路面設(shè)計(jì)。對(duì)于同瀝青混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻角有關(guān)的容許剪應(yīng)力 ，其取值應(yīng)考慮路面的溫度狀況。 五、低溫縮裂 路面結(jié)構(gòu)中某些整體性結(jié)構(gòu)層在低溫（通常為負(fù)溫度）時(shí)由于材料收縮受限制而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)它超過(guò)材料相應(yīng)條件下的抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生開(kāi)裂。由于路面的縱向尺度遠(yuǎn)大于橫向，低溫收縮時(shí)側(cè)向約束不大，故這種開(kāi)裂一般為橫向間隔性的裂縫，嚴(yán)重時(shí)才發(fā)展為縱向裂縫。在冰凍地區(qū)，瀝青面層和用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的整體性基層，冬季可能出現(xiàn)這種開(kāi)裂。 低溫縮裂是一項(xiàng)同荷載因素?zé)o關(guān)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，即低溫時(shí)結(jié)構(gòu)層材料因收縮受約束而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力應(yīng)不大于該溫度時(shí)材料的容

22、許拉應(yīng)力 ，即： （14-21） 六、路面彎沉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 　路面彎沉是路面在垂直荷載作用下，產(chǎn)生的垂直變形。一般認(rèn)為，路面彎沉不僅能夠反映路面各結(jié)構(gòu)層及土基的整體強(qiáng)度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)彎沉值的測(cè)定也比較方便。所以我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)方法采用設(shè)計(jì)彎沉作為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路的瀝青路面除了按彎沉設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)之外，還須對(duì)瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。城市道路路面設(shè)計(jì)尚須進(jìn)行瀝青混

23、合料面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。 路面設(shè)計(jì)彎沉值是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，它是根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)、面層和基層類(lèi)型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。路面設(shè)計(jì)彎沉值可以作為路面竣工后第一年不利季節(jié)、路面溫度為20℃時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN作用下，竣工驗(yàn)收的最大回彈彎沉值，它與交通量、公路等級(jí)、面層和基層類(lèi)型有關(guān)。 §14-3 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 瀝青路面結(jié)構(gòu)層次的合理選擇和安排，是整個(gè)路面結(jié)構(gòu)是否能在設(shè)計(jì)使用年限里承受行車(chē)荷載和自然因素的共同作用，同時(shí)又能發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能，使整個(gè)路面結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理的關(guān)鍵。根據(jù)理論分析和多年的使用經(jīng)

24、驗(yàn)，在路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中要遵循下列原則。 1. 適應(yīng)行車(chē)荷載作用的要求 作用在路面上的行車(chē)荷載，通常包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。水平力作用產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變，隨深度遞減的速率更快。路面表面還同時(shí)承受車(chē)輪的磨耗作用，因此，要求路面面層具有足夠的強(qiáng)度和抗變形能力，在其下各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減小。這樣，在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合時(shí)，各結(jié)構(gòu)層應(yīng)按強(qiáng)度和剛度自上而下遞減的規(guī)律安排，以使各結(jié)構(gòu)層材料的效能得到充分發(fā)揮。 按照這種原則組合路面時(shí)，結(jié)構(gòu)層的層數(shù)愈多愈能體現(xiàn)強(qiáng)度和剛度沿深度遞減的規(guī)律。但就施工工藝、材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理而言，層數(shù)又不

25、宜過(guò)多，也就是不能使結(jié)構(gòu)層的厚度過(guò)小。表14-1是各種結(jié)構(gòu)層的適宜厚度以及考慮施工因素的最小厚度，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。適宜的結(jié)構(gòu)層厚度需結(jié)合材料供應(yīng)、施工工藝并按該表的規(guī)定確定，從強(qiáng)度要求和造價(jià)考慮，宜自上而下由薄到厚。 路面設(shè)計(jì)時(shí), 瀝青面層厚度與公路等級(jí)、交通量及組成、瀝青品種和質(zhì)量有關(guān)，瀝青面層推薦厚度列于表14-2，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通量大小、重車(chē)所占的比例、選用瀝青質(zhì)量等因素，綜合考慮確定瀝青層厚度?；鶎?、底基層厚度應(yīng)根據(jù)交通量大小、材料力學(xué)性能和擴(kuò)散應(yīng)力的效果，發(fā)揮壓實(shí)機(jī)具的功能以及有利于施工等因素選擇各結(jié)構(gòu)層的厚度。

26、 各類(lèi)結(jié)構(gòu)層的最小厚度和適宜厚度 表14-1 結(jié)構(gòu)層類(lèi)型 施工最小厚度（cm） 結(jié)構(gòu)層的適宜厚度（cm） 瀝青混凝土 熱拌瀝青碎石 粗 粒 式 中 粒 式 細(xì) 粒 式 6～8 4.0 4～6 2.5 ～4 瀝青石屑 1.5 1.5～2．5 瀝青砂 1.0 ～ 瀝青貫入式 4.0 4～8 瀝青上拌下貫式 6.0 6～10 瀝青表面處治 1.0 層鋪1～3，拌和2～4 水泥穩(wěn)定類(lèi) 16～20 石灰穩(wěn)定類(lèi) 15.0 16～20 石灰工業(yè)廢渣類(lèi) 15.0 16～20 級(jí)配碎

27、、礫石 8 10～15 泥結(jié)碎石 8 10～15 填隙碎石 10 10～12 瀝青層推薦厚度 表14—2 公 路 等 級(jí) 推 薦 厚 度（cm） 高速公路 12～18 一級(jí)公路 10～15 二級(jí)公路 5～10 三級(jí)公路 2～4 四級(jí)公路 1～ 瀝青路

28、面相鄰結(jié)構(gòu)層材料的模量比對(duì)路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布有顯著影響，是合理確定結(jié)構(gòu)層層數(shù)，選定適宜結(jié)構(gòu)層材料的重要考慮因素。 根據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)，基層與面層的模量比應(yīng)不小于，土基與基層或底基層的模量比宜為～。 2. 在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好 如何保證瀝青路面的水穩(wěn)性，是路面結(jié)構(gòu)層選擇與組合需要解決的重要問(wèn)題。在潮濕和某些中濕路段上修筑瀝青路面時(shí)，由于瀝青層不透氣，使路基和基層中水份蒸發(fā)的通路被隔斷，因而向基層積聚。如果基層材料中含土量多(如泥結(jié)碎石、級(jí)配礫石)，尤其是土的塑性指數(shù)較大時(shí)，遇水變軟，強(qiáng)度和剛度急劇下降，結(jié)果導(dǎo)致路面開(kāi)裂破壞。所以瀝青路面的基層一般應(yīng)選擇水穩(wěn)性好的材料，在潮濕路段及中濕路段

29、尤應(yīng)如此。 在季節(jié)性冰凍地區(qū)，當(dāng)凍深較大，路基土為易凍脹土?xí)r，常常產(chǎn)生凍脹和翻漿。在這種路段上，路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)置防止凍脹和翻漿的墊層。路面總厚度的確定，除滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足防凍厚度的要求，以避免在路基內(nèi)出現(xiàn)較厚的聚冰帶，防止產(chǎn)生導(dǎo)致路面開(kāi)裂的不均勻凍脹。防凍的厚度與路基潮濕類(lèi)型，路基土類(lèi)、道路凍深以及路面結(jié)構(gòu)層材料熱物理性有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)觀測(cè)，表14-3給出路面防凍最小厚度推薦值，可供生產(chǎn)使用。如按強(qiáng)度計(jì)算的路面總厚度小于表列厚度規(guī)定時(shí)，應(yīng)增設(shè)或加厚墊層使路面總厚度達(dá)到表列要求。 在冰凍地區(qū)和氣候干燥地區(qū)，無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土或粒料的基層常常產(chǎn)生收縮裂縫。如果瀝青面層直接鋪筑其上，會(huì)

30、導(dǎo)致面層出現(xiàn)反射裂縫，為此可在其間加設(shè)一層粒料或優(yōu)質(zhì)瀝青材料層，或者適當(dāng)加厚面層。 3. 考慮結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn) 路面結(jié)構(gòu)層通常是用密實(shí)級(jí)配、嵌擠以及形成板體等方式構(gòu)成的，因而如何構(gòu)成具有要求強(qiáng)度和剛度并且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)層是設(shè)計(jì)和施工都必須注意的問(wèn)題。影響結(jié)構(gòu)層構(gòu)成的因素，除材料選擇、施工工藝之外，路面結(jié)構(gòu)組合也是十分重要的。例如瀝青面層不能直接鋪筑在鋪砌片石基層上，而應(yīng)在其間加設(shè)碎石過(guò)渡層，否則鋪砌片石不平穩(wěn)或片石可能的松動(dòng)都會(huì)反映到瀝青面層上，造成面層不平整甚至沉陷開(kāi)裂。這類(lèi)片石也不能直接鋪在軟弱的路基上，而應(yīng)在其間鋪粒料層。又如,瀝青混凝土或熱拌瀝青碎石之類(lèi)的高級(jí)面層與粒料基層或穩(wěn)定土基層之

31、間應(yīng)設(shè)瀝青碎石或?yàn)r青貫入式聯(lián)結(jié)層。 為了保證路面結(jié)構(gòu)的整體性和結(jié)構(gòu)層之間應(yīng)力傳遞的連續(xù)性，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)層之間結(jié)合緊密穩(wěn)定。 在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)時(shí)，要按照面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定的要求，貫徹因地制宜、合理選材方便施工、利于養(yǎng)護(hù)的原則以及上述結(jié)構(gòu)組合原則，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)擬定幾種路面結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行分析比較，并優(yōu)先選用便于機(jī)械化施工和質(zhì)量管理的方案，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。 路面最小防凍厚度(cm) 表14-3 路基 類(lèi)型 土 質(zhì) 粘 性 土、細(xì) 亞 粘 土 粉 性 土

32、 基層、墊層類(lèi)型 道路凍深(cm) 砂石類(lèi) 穩(wěn)定土類(lèi) 工 業(yè) 廢料類(lèi) 砂 石 類(lèi) 穩(wěn)定土類(lèi) 工 業(yè) 廢料類(lèi) 中 濕 50～100 40～45 35～40 30～35 45～50 40～45 30～40 100～150 45～50 40～45 35～40 50～60 45～50 40～45 150～200 50～60 45～55 40～50 60～70 50～60 45～50 大于200 60～70 55～65 50～55 70～75 60～70 50～65 60～100 45～55 40～50 35～45

33、 50～60 45～55 40～50 潮 濕 100～150 55～60 50～55 45～50 60～70 55～65 50～60 150～200 60～70 55～65 50～55 70～80 65～70 60～65 大于200 70～80 65～75 55～70 80～100 70～90 65～80 注：? 對(duì)潮濕系數(shù)小于的地區(qū)，II、III、IV等干旱地區(qū)防凍厚度應(yīng)比表中值減少15%～ 20% ? 對(duì)II區(qū)砂性土路基防凍厚度應(yīng)相應(yīng)減少5 %～10% §14-4 新建瀝青路面的結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算 我國(guó)新建公路瀝青路面設(shè)

34、計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論，以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層應(yīng)進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。由于汽車(chē)在瀝青面層上啟動(dòng)、制動(dòng)常常引起面層表面產(chǎn)生推擠和擁起等剪切破壞，我國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定在彎沉和拉應(yīng)力兩項(xiàng)指標(biāo)之外，增加一項(xiàng)剪應(yīng)力指標(biāo)。在進(jìn)行瀝青面層的剪切驗(yàn)算時(shí)，要求面層在車(chē)輪垂直荷載與水平荷載共同作用下，其破壞面上可能產(chǎn)生的剪應(yīng)力 ，應(yīng)不超過(guò)材料的容許剪應(yīng)力 。 一、計(jì)算圖式 路面彎沉、拉應(yīng)力和面層剪應(yīng)力的計(jì)算圖式分別見(jiàn)圖14-7，14-8和14-9。圖14-7中，A點(diǎn)是路表彎沉的計(jì)算點(diǎn)，位于雙圓均布荷載的輪隙中間，

35、驗(yàn)算瀝青混凝土層底部拉應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力最大點(diǎn)在B和C兩點(diǎn)之間，可分別計(jì)算圖14-8中點(diǎn)B、D、C、E的應(yīng)力，然后確定最大應(yīng)力?？紤]到路面實(shí)際使用情況以及計(jì)算的合理性，在進(jìn)行彎沉計(jì)算或驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時(shí)，層間接觸條件設(shè)定為完全連續(xù)體系。 圖14-7 路表彎沉值計(jì)算圖式 圖14-8 瀝青混凝土層和半剛性材料層的層底拉應(yīng)力計(jì)算圖式 圖14-9 三層彈性體系剪應(yīng)力計(jì)算圖式 二、路面容許彎沉和設(shè)計(jì)彎沉值 現(xiàn)有路面回彈彎沉值是用杠桿式彎沉儀和具有標(biāo)準(zhǔn)軸載的規(guī)定汽車(chē)按前進(jìn)卸荷法測(cè)定的。彎沉值的大小反映了路基路面

36、的強(qiáng)弱，在相同車(chē)輪荷載下，路面的彎沉值愈大，則路面抵抗垂直變形的能力愈弱，反之則強(qiáng)。實(shí)踐表明，回彈彎沉值大的路面，在經(jīng)受了輪載不太多次的重復(fù)作用后，即呈現(xiàn)出某種形態(tài)的破壞；而回彈彎沉值小的路面，能經(jīng)受輪載較多次重復(fù)作用才能達(dá)到這種形態(tài)的破壞。就是說(shuō)，在達(dá)到相同程度的破壞時(shí)，回彈彎沉大小同該路面的使用壽命即輪載累計(jì)重復(fù)作用次數(shù)成反比關(guān)系。如果能夠找到路面達(dá)到某種破壞狀態(tài)時(shí)的重復(fù)荷載作用次數(shù)與此時(shí)彎沉值之間的關(guān)系，那么，就可以根據(jù)對(duì)該種路面所要求的使用壽命來(lái)確定它所容許的最大彎沉值，這個(gè)彎沉值被稱(chēng)作容許彎沉值。因此，路面容許彎沉值的確切含義是：路面在使用期末的不利季節(jié)，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下容許出現(xiàn)

37、的最大回彈彎沉值。 容許彎沉值與路面使用壽命的關(guān)系可通過(guò)調(diào)查測(cè)定確定。選擇使用多年并出現(xiàn)某種破壞狀況的路面，測(cè)定彎沉值，調(diào)查累計(jì)交通量，進(jìn)行分析整理。其中對(duì)于路面破壞狀況的判定十分重要，既要考慮路面的使用要求，又要顧及能夠達(dá)到這種要求的經(jīng)濟(jì)力量。因此世界各國(guó)確定容許彎沉值采用的標(biāo)準(zhǔn)不盡統(tǒng)一。我國(guó)對(duì)公路瀝青路面按外觀特征分為五個(gè)等級(jí)，如表14-4，并把第四外觀等級(jí)作為路面臨界破壞狀態(tài)，以第四級(jí)路面的彎沉值的低限作為臨界狀態(tài)的劃界標(biāo)準(zhǔn)。從表中所列的外觀特征可知，這樣的臨界狀態(tài)相當(dāng)于路面已疲勞開(kāi)裂并伴有少量永久變形的情況。對(duì)相同路面結(jié)構(gòu)不同外觀特征的路段進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，外觀等級(jí)數(shù)愈高，彎沉

38、值愈大，并且外觀等級(jí)同彎沉值大小有著明顯的聯(lián)系。這樣，便可確定路面處于不同極限狀態(tài)時(shí)的容許彎沉值，并將此彎沉值同該路面在以前使用期間的累計(jì)交通量建立關(guān)系。國(guó)內(nèi)外的大量調(diào)查測(cè)定資料表明，路面達(dá)到某種臨界狀態(tài)時(shí)，累計(jì)交通量同容許彎沉值之間存在良好的雙對(duì)數(shù)關(guān)系。這種關(guān)系可普遍地表示為： （14-22） 式中 — 容許回彈彎沉值，cm； Ne — 累計(jì)當(dāng)量軸載作用次數(shù)； B — 回歸系數(shù)； b —隨N改變的變化率。

39、 瀝青路面外觀等級(jí)描述 表14－4 外 觀 等 級(jí) 外 觀 狀 況 路 面 表 面 外 觀 特 征 一 好 堅(jiān)實(shí)、平整、無(wú)裂紋、無(wú)變形 二 較 好 平整、無(wú)變形、少量發(fā)裂 三 中 平整、無(wú)變形、有少量縱向或不規(guī)則裂紋 四 較 壞 無(wú)明顯變形，有較多縱橫向裂紋或局部網(wǎng)裂 五 壞 連片嚴(yán)重龜（網(wǎng)）裂或拌有車(chē)轍、沉陷 為了建立累計(jì)交通量和容許彎沉之間的關(guān)系，有關(guān)部門(mén)進(jìn)行了廣泛的調(diào)查，選擇了五十四個(gè)路段，其中高速公路一條，一級(jí)公路10條，二級(jí)公路41條，三級(jí)公路2條，面

40、層類(lèi)型有瀝青混凝土面層20段，瀝青碎石面層12段，上拌下貫瀝青面層14段，表面處治8段，瀝青面層厚度3cm～19cm?；鶎宇?lèi)型有水泥穩(wěn)定砂礫、二灰碎石、二灰砂礫、水泥灰土砂、石灰水泥砂礫、碎石灰土等半剛性基層，還有少量級(jí)配碎石等柔性基層。交通量換算為BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)軸次的范圍為27×104～1470×700萬(wàn)次。 將不同路面外觀狀態(tài)的實(shí)測(cè)路面彎沉值，分別按二倍標(biāo)準(zhǔn)差原則舍棄異常點(diǎn)后，計(jì)算其代表彎沉值，并考慮測(cè)點(diǎn)數(shù)的影響，進(jìn)行加權(quán)平均求得各路段的容許彎沉值。與累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次的計(jì)算回歸可以得到 （14-23） 圖 1

41、4—10 累計(jì)交通量同容許彎沉關(guān)系 圖14-9是一級(jí)公路瀝青混凝土路面容許彎沉散點(diǎn)圖及回歸結(jié)果。 路面設(shè)計(jì)彎沉值是根椐設(shè)計(jì)年限內(nèi)每個(gè)車(chē)道通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次、 公路等級(jí)、 面層和基層類(lèi)型確定的, 相當(dāng)于路面竣工后第一年不利季節(jié)、路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN作用下，測(cè)得的最大回彈彎沉值。路面設(shè)計(jì)彎沉和容許彎沉的關(guān)系實(shí)際上反映了路表彎沉在使用期間的變化，該變化過(guò)程是一個(gè)多方面因素綜合作用的復(fù)雜過(guò)程。路基路面結(jié)構(gòu)層的材料特性、壓實(shí)程度、干濕狀況、溫度環(huán)境、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、氣候條件、交通組成、檢測(cè)時(shí)的環(huán)境條件以及所使用的儀器設(shè)備等均將對(duì)彎沉的變化產(chǎn)生很大的影響。如果將竣工的路表彎沉取為1，

42、而將其后各年標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的彎沉值LT 與L0的比值定義為相對(duì)彎沉AT，即：，計(jì)算各路段隨年份變化的相對(duì)彎沉值。如果將路面竣工后第一年不利季節(jié)的路面結(jié)構(gòu)狀態(tài)取作為路面設(shè)計(jì)狀態(tài)，則路表彎沉的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)與路面竣工的彎沉驗(yàn)收指標(biāo)相一致。可得到瀝青路面的設(shè)計(jì)彎沉Ld： （14－24） 式中：L0 為竣工驗(yàn)收彎沉，LR 為設(shè)計(jì)彎沉，AT 為彎沉增長(zhǎng)系數(shù)。 經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試和分析，得到路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算公式如下：

43、（14－25） 式中：Ld—路面設(shè)計(jì)彎沉值（），該值是在標(biāo)準(zhǔn)溫度，標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，測(cè)定的 路表回彈彎沉值，對(duì)半剛性基層用米彎沉儀，對(duì)柔性基層為米彎沉儀；若用自動(dòng)彎沉車(chē)或落錘式彎沉儀測(cè)定時(shí)，應(yīng)建立相應(yīng)的換算關(guān)系進(jìn)行換算； Ne—設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上累計(jì)當(dāng)量軸次； Ac—公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為，二級(jí)公路為，三、四級(jí)公路為； As—面層類(lèi)型系數(shù)，瀝青混凝土面層為；熱拌瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面為；瀝青表面處治為；中低級(jí)路面為； Ab—基層類(lèi)型系數(shù)，對(duì)半剛性基層、底基層

44、總厚度等于或大于20cm時(shí)，Ab=1.0，若面層與半剛性基層之間設(shè)置等于或小于15cm級(jí)配碎石層、瀝青貫入碎石、瀝青碎石的半剛性基層結(jié)構(gòu)時(shí)，仍為；柔性基層、底基層或柔性基層厚度大于15cm，底基層為半剛性下臥層時(shí)為。 路面厚度是根據(jù)彈性多層體系理論、層間接觸狀態(tài)為完全連續(xù)，在以雙圓均布荷載作用下，輪隙中心實(shí)測(cè)路表彎沉值Ls等于設(shè)計(jì)彎沉值Ld的原則進(jìn)行計(jì)算，即Ls=Ld，由于力學(xué)計(jì)算模型，土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設(shè)和實(shí)際狀態(tài)之間存在一定的差異，理論彎沉值和實(shí)測(cè)彎沉值之間存在一定誤差，因此需要對(duì)理論彎沉值進(jìn)行修正，通過(guò)對(duì)大量的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析，得到如下實(shí)測(cè)彎沉和理論彎沉關(guān)系式：

45、 （14-26） （14-27） 式中： Ls——路面實(shí)測(cè)彎沉值（）； P、d——標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型的輪胎接地壓強(qiáng)（MPa）和當(dāng)量圓半徑； F——彎沉綜合修正系數(shù)； ?c——理論彎沉系數(shù)；，其中E0為土基回彈模量值（MPa），E1、E2、En-1各層材料回彈模量值（MPa），h1、h2、hn-1為各結(jié)構(gòu)層厚度（cm）。 三、標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸載換算 路面設(shè)計(jì)時(shí)使用累計(jì)當(dāng)量軸次的概念。但路

46、上行駛的車(chē)輛類(lèi)型很多，所以必需選定一種標(biāo)準(zhǔn)軸載，把不同類(lèi)型軸載的作用次數(shù)換算為這種標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。考慮到我國(guó)公路汽車(chē)運(yùn)輸車(chē)輛的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ—100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按表14—5確定。 標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù) 表14-5 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 BZZ—100 標(biāo)準(zhǔn)軸載P（kN） 100 輪胎接地壓強(qiáng)p（MPa） 單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d（cm） 兩輪中心距（cm） 當(dāng)把各種軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載時(shí)，為使換算前后

47、軸載對(duì)路面的作用達(dá)到相同的效果，應(yīng)該遵循兩項(xiàng)原則：第一，換算以達(dá)到相同的臨界狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，即對(duì)同一種路面結(jié)構(gòu)，甲軸載作用N1次后路面達(dá)到預(yù)定的臨界狀態(tài)，路面彎沉為L(zhǎng)1，乙軸載作用使路面達(dá)到相同臨界狀態(tài)的作用次數(shù)為N2，彎沉為L(zhǎng)2，此時(shí)甲乙兩種軸載作用是等效的，則應(yīng)按此等效原則建立兩種軸載作用次數(shù)之間的換算關(guān)系；第二，對(duì)某一種交通組成，不論以哪種軸載的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軸載換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計(jì)算的路面厚度是相同的。 當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)及瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于25kN的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛的前、后軸）Pi的作用次數(shù)ni，均按公式（14-28）換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)N。

48、 （14-28） 式中： N —標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）； ni —被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/日）； P —標(biāo)準(zhǔn)軸載（kN）； Pi —被換算車(chē)輛的各級(jí)軸載（kN）； k —被換算車(chē)輛的類(lèi)型數(shù)； C1 —軸數(shù)系數(shù)，C1（m－1），m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大于3米時(shí)，按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，當(dāng)軸間距小于3米時(shí)，應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)； C2—輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為1，四輪組為。 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層

49、底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載大于50KN的各級(jí)軸載（包括車(chē)輛的前后軸）Pi的作用次數(shù)ni，均按公式（14-29）換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量作用次數(shù)Nˊ。 （14-26） 式中： C’1—軸數(shù)系數(shù)，c’1=1+2（m-1）； C2 —輪組系數(shù)，單輪組為，雙輪組為，四輪組為。 四、土基回彈模量值的確定 彈性理論中表征材料性質(zhì)的參數(shù)是彈性模量和泊松比。在應(yīng)用彈性層狀體系理論進(jìn)行路面計(jì)算時(shí)，必須確定路基土和路面材料的彈性模量值。無(wú)論路基土或路面材料，在通常荷載作用下其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是非線性的，因而彈性模量

50、不是定值，而是應(yīng)力狀態(tài)的函數(shù)。工程上通常采用承載板試驗(yàn)或彎沉測(cè)定的方法確定路基土和路面材料回彈模量值，并將這種回彈模量作為彈性模量。土基回彈模量（E0）是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，其取值的大小對(duì)路面結(jié)構(gòu)厚度有較大影響，正確地確定E0 是十分重要的。土基回彈模量值與土的性質(zhì)、密實(shí)度、含水量、路基所處的干濕狀態(tài)以及測(cè)試方法有密切的關(guān)系。當(dāng)前，確定土基回彈模量（E0）的常用方法有以下幾種。 1. 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法是在不利季節(jié)，采用剛性承載板直接在現(xiàn)場(chǎng)土基上實(shí)測(cè)E0，目前采用的測(cè)試方法是按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTJ059—95）的規(guī)定用大型承載板測(cè)定土基0～（路基軟弱時(shí)測(cè)至1mm

51、）的變形壓力曲線，按式（14-28）計(jì)算土基回彈模量。 （14-30） 式中： E0—土基回彈模量（MPa）； m0—土的泊松比，??； D—承載板直徑30cm； pi—承載板壓力（MPa）； Li—相應(yīng)于荷載pi時(shí)的回彈變形值（）。 因彎沉測(cè)定比承載板法簡(jiǎn)便、快捷，可選擇典型路段測(cè)試，建立E0和L0的相關(guān)關(guān)系，用彎沉值檢驗(yàn)土基回彈模量，由回彈彎測(cè)值計(jì)算土基回彈模量EoL可用公式（14-31）；

52、（14-31） 式中：P、d——測(cè)定車(chē)單輪輪胎接地壓強(qiáng)（MPa）與當(dāng)量園半徑（cm）； Lo——輪隙中心處的回彈彎沉（）; ?o——均勻體彎沉系數(shù)，取0.712。 實(shí)測(cè)到回彈彎沉后，可按式（14-32）確定土基回彈模量設(shè)計(jì)值。在非不利季節(jié)實(shí)測(cè)土基回彈模量時(shí)，還應(yīng)考慮季節(jié)影響系數(shù)。 （14-32） 式中：Eos——某路段土基回彈模量設(shè)計(jì)值； 、S——分別為該路段實(shí)測(cè)土基回彈模量平均值與標(biāo)準(zhǔn)差； Za——保證率系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為

53、2，二三級(jí)公路為1.648，四級(jí)公路為； K1——不利季節(jié)影響系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選用。 2. 查表法 在無(wú)實(shí)測(cè)條件時(shí)，可按下述步驟由查表法預(yù)測(cè)土基回彈模量值 1）確定臨界高度 臨界高度指在不利季節(jié)，土基分別處于干燥、中濕或潮濕狀態(tài)時(shí)，路床表面距地下水位或地表積水水位的最小高度?？筛鶕?jù)土質(zhì)、氣候條件按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。當(dāng)缺乏實(shí)際資料時(shí)，中濕、潮濕狀態(tài)的路基臨界高度（H1、H2、H3）可參考表14-6選用。 2）擬定土的平均稠度 在新建公路的初步設(shè)計(jì)中，因無(wú)法實(shí)測(cè)求得的平均稠度，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或路基臨界高度，判斷各路段土基的干濕類(lèi)型，利用表14-7或表14-8論證得到

54、各路段土的平均稠度wc值。 3）預(yù)測(cè)土基回彈模量 根據(jù)土類(lèi)和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，可參考表14-9預(yù)測(cè)土基回彈模量值。當(dāng)采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高15%～30%。 路基臨界高度參考值 表14-6 土組 路床至呼水位 臨界高度（m） 自然區(qū)劃 砂 性 土 地 下 水 地表長(zhǎng)期積水 地表臨時(shí)積水 H1 H2 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3

55、Ⅱ1 Ⅱ2 Ⅱ3 ～ ～ Ⅱ4 Ⅱ5 ～ ～ Ⅲ1 Ⅲ2 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅲ3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅲ4 Ⅲ1a Ⅲ2a ～ ～ Ⅳ1、Ⅳ1a Ⅳ2

56、 Ⅳ3 Ⅳ4 ～ ～ Ⅳ5 Ⅳ6 ～ Ⅳ6a Ⅳ7 ～ ～ ～ Ⅴ3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅴ2\Ⅴ2a（紫色土） Ⅴ3 Ⅴ2、Ⅴ2a (黃土壤，現(xiàn)代沖擊土) Ⅴ4、Ⅴ5

57、、Ⅴ5a Ⅵ1 （） (1.7) (1.3) (1.8) (1.4) (1.0) Ⅵ1a (2.0) (1.6) (1.2) (1.7) (1.3) (1.0) (1.0) (0.5) Ⅵ2 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅵ3 (2.1) (1.7) (1.3) (1.9) (1.5) (1.1) Ⅵ4 (2.2) (1.8) (1.4) (1.9) (1.5) (1.2) Ⅵ4a (1.9) (1.5) (1.1) (1.

58、6) (1.2) (0.9) (0.5) Ⅵ4b (2.0) (1.6) (1.2) (1.7) (1.3) (1.0) Ⅶ1 (2.2) (1.6) (2.1) (1.6) (1.3) (0.87) (0.4) Ⅶ2 Ⅶ3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅶ4 (2.1) (1.6) (1.8) (1.4) (0.9) Ⅶ5 ) (2.4) (2.4) (2.0) (1.5) (1.1) (0.5) Ⅶ6a

59、 續(xù)上表 土組 路床至呼水位 臨界高度（m） 自然區(qū)劃 粘 性 土 地 下 水 地表長(zhǎng)期積水 地表臨時(shí)積水 H1 H2 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3 Ⅱ1 Ⅱ2 Ⅱ3 Ⅱ4 ～ ～ ～ Ⅱ5 ～ ～ Ⅲ1 Ⅲ2 ～ ～ ～

60、～ ～ ～ ～ 0. 9～ ～ Ⅲ3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅲ4 Ⅲ1a Ⅲ2a Ⅳ1、Ⅳ1a ～ ～ ～ Ⅳ2 ～ ～ ～ Ⅳ3 ～ ～ ～ Ⅳ4 ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅳ5 ～ ～ ～ Ⅳ6 ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅳ6a ～ ～ ～ ～ ～

61、 ～ Ⅳ7 ～ ～ ～ Ⅴ3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅴ2\Ⅴ2a（紫色土） ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅴ3 ～ ～ ～ Ⅴ2、Ⅴ2a ～ ～ ～ (黃土壤，現(xiàn)代沖擊土) Ⅴ4、Ⅴ5、Ⅴ5a ～ ～ ～ Ⅵ1 (2.3) (1.9) (1.6) (2.1) (1.3) Ⅵ1a (2.2) (1.9) (1.5) (2.0)

62、(1.6) (1.2) (0.9) (0.5) Ⅵ2 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ Ⅵ3 (2.4) (2.0) (1.6) (2.1) (1.7) (1.4) (0.8) (0.6) Ⅵ4 (2.2) (1.7) (1.3) Ⅵ4a (2.2) (1.7) (1.4) (1.9) (1.4) (1.1) Ⅵ4b (2.3) (1.8) (1.4) (2.0) (1.6) (1.2) (0.8) Ⅶ1 (1.9) (1.5) (2.1) (1

63、.6) (1.2) (0.9) (0.5) Ⅶ2 (2.3) (1.9) (1.6) 1.8 1.4 1.1 0.8 0.4 Ⅶ3 2. 0.45~ Ⅶ4 (2.1) (1.6) (1.3) () (1.4) (1.1) (0.7) Ⅶ5 (3.3) () () (2.4) () (1.6) () () (0.5) Ⅶ6a (2.8) 1.6 () 續(xù)上表 土組 路床至呼水位

64、 臨界高度（m） 自然區(qū)劃 粉 性 土 地 下 水 地表長(zhǎng)期積水 地表臨時(shí)積水 H1 H2 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3 Ⅱ1 Ⅱ2 2.6 Ⅱ3 Ⅱ4 2.6～2.8 Ⅱ5 Ⅲ1 Ⅲ2 2.4～2.85 1.9～2.4 1.4～1.9 1.9～2.4 1.0～1.9 1.0～1.4 1

65、.4～1.9 1.0～1.4 Ⅲ3 2.3～2.75 1.8～ 1.4～1.8 1.8～ 1.4～1.8 1.0～1.4 1.4～1.8 1.0～1.4 Ⅲ4 Ⅲ1a Ⅲ2a Ⅳ1、Ⅳ1a 1. 1.3～1.4 0. Ⅳ2 1.7～1.9 1.2～1.3 ～ Ⅳ3 1.7～1.9 1.2～1.3 ～ Ⅳ4 Ⅳ5 ～

66、1.5 0.9～1.1 Ⅳ6 1.5～1.6 1.0～1.1 Ⅳ6a ～ ～1.4 ～1.1 Ⅳ7 Ⅴ3 2.2～2.65 1.7～2.2 1.3～1.7 1. Ⅴ2\Ⅴ2a（紫色土） 2.3～2.5 0.5～0.7 Ⅴ3 1. Ⅴ2、Ⅴ2a 0.5～0.7 (黃土壤，現(xiàn)代沖擊土) Ⅴ4、Ⅴ5、Ⅴ5a Ⅵ1 (2.5) () (1.6) (2.3) (1.8) (1.3) (1.2) 0.7 Ⅵ1a (2.5) () (1.5) (2.2) (1.7) (1.2) 0.6 Ⅵ2 2.3～2.15 1.85～2.3 1.4～1.85 1.85～2.3 1.4～1.85 0.98～1.4 1.