永久沥青路面课件.ppt
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1、永久沥青路面永久沥青路面永久路面定义美国沥青路面协会(APA)定义:永久路面是指设计使用年限达50年的沥青路面,在设计使用年限内无结构性的修复和重建,仅需根据表面层损坏进行周期性的修复。欧洲长寿命路面团体ELLPAG则采用了一个相似的功能性定义:经过合适的表面维护,路面基础和基层在使用中不会出现明显损坏的路面叫长寿命路面。长安大学的王选仓和侯荣国两位教授对长寿命沥青路面的定义为路面设计寿命超过40年的路面结构,并具有以下特点:1.设计年限达到40年 2.路面不发生结构性破坏,损坏只发生在表面功能层,不需要结构性大修,只对表面功能层进行养护维修 3.路面厚度较大,初期费用可能偏高,但维修费用低,
2、在寿命周期内最经济永久路面结构组成按功能要求合理设置路面结构层:面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力联结层要具有良好的耐久性基层要具有抗疲劳和耐久的能力图1 永久路面的结构结构特点:结构特点:轮载下100150mm区域是高受力区域,也是各种损坏(主要是轮载)的发生区域。面层40一75mm高质量沥青混凝土为车辆提供良好的行驶界面。中间层100175mm高模量抗车辙沥青混凝土起到连接和扩散荷载的作用。HMA基层75100mm高柔性抗疲劳沥青混凝土起到消除疲劳破坏的作用。结构层结构层厚度厚度/mm/mm材料选择材料选择主要受力特点主要受力特点主要作用和要求主要作用和要求表层(磨耗层)4075SMA,
3、Superpave,密级配沥青混合料,OGFC受压受剪抗滑耐磨,抗车辙和开裂,降噪等沥青砼(中间层)100175高模量抗车辙沥青混合料竖向受压应具有高强度和良好抗车辙性能;具有很强的高温抗变形能力;具有很强的抗水作用能力沥青砼(基层)75100柔性抗疲劳沥青混合料(沥青含量高,具有足够厚度)底层受拉具有足够的抗疲劳性能;具有足够的耐久性;具有足够的水稳定性土基密实路基,化学稳定路基或粒料,或非稳定类粒料等受压必须具有最基本的强度、刚度和稳定性表1 永久路面结构组合分析Japanp日本长寿命路面简称LSP,它的设计目标是拥有2倍于现行路面的使用性能,因功能破坏而维修的周期在15年以上,结构性寿命
4、在40-60年。Europeanp欧洲各国长寿命沥青路面结构形式多种多样USAp美国长寿命沥青路面结构种类很多Chinap山东滨州长寿命路面结构Chinap江苏省沿江高速公路长寿命路面试验路结构 图中:CS水泥稳定碎石,ATB沥青稳定碎石,GRH级配碎石,红色采用改性沥青。C/FDAC粗/细型密级配沥青混凝土混合料Chinap广梧(广州-梧州)高速长寿命试验路结构永久路面设计理念沥青路面能够使用4050年以上、采用较厚的沥青层的柔性路面,可降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。由于沥青层相对较厚,传统的疲劳开裂可能性大大降低,路面的损坏主要位于面层的顶部(25 100mm)。一旦路面表面损坏
5、达到临界水平,其经济性处理方法就是将损坏的顶层或面层铣刨、罩面或者加铺面层,沥青面层材料可以再生利用。设计指标:将面层底面在荷载重复作用下的拉应变以及路基顶面的压应力或压应变作为设计指标,结合考虑了交通参数、环境因素、土基状况、材料特性进行路面设计。以沥青面层的疲劳开裂以及永久性变形作为沥青路面的主要损坏模式。基于力学的永久性路面结构设计方法1.Monismth1992年在TRB会议上提出了这种设计方法,Monismth和Long建议控制沥青层底的弯拉应变60,基顶压应变200。行车荷载行车荷载沥青层底沥青层底弯拉应变弯拉应变 60me 基顶压应变基顶压应变 200me基层基层基层基层路基路基
6、设计流程(Monismith,1992)2.伊利诺斯州的基于力学的路面结构设计方法 以ILLI_PAVE程序的有限元分析结果为基础,采用一个控制应变的疲劳方程,这个疲劳方程可以用来控制HMA层的配合比、拉应力和路用性能。这种设计方法已经被伊利诺斯州交通运输部(IDOT)所采纳。3.以明尼苏达公路研究课题采集的数据为基础,明尼苏达州制定了一种力学设计方法。用层状弹性理论程序WESLEA计算路面结构在荷载下的响应。4.英国的设计方法 u 以计算结构层中临界位置的响应为理论基础。Nunn 等人在1997年发现,沥青路面面层存在一个厚度极限,在施工良好的道路中,超过这个厚度限值,由下到上的疲劳开裂和结
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