5.5 路面结构层的计算 5.5.1 新建沥青路面结构设计应采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算。路面荷载与计算点如图5.5.1所示。 5.5.2 路表弯沉值计算点位置应为双轮轮隙中心点A,计算弯沉值应按下列公式计算: 5.5.3 柔性基层沥青层层底拉应变的计算点位置应为沥青层底面单圆中心点B或双圆轮隙中心点C,并应取较大值作为层底拉应变。柔性基层沥青层层底的最大拉应变应按下列公式计算: 5.5.4 半刚性材料基层层底拉应力的计算点应为半刚性基层层底单圆荷载中心处B或双圆轮隙中心C,并取较大值作为层底拉应力。层底最大拉应力应按下列公式计算: 5.5.5 沥青面层剪应力最大值计算点位置应取荷载外侧边缘路表距单圆荷载中心点0.9δ点D或离路表0.1h1距单圆荷载中心点δ的点E,并取较大值作为面层剪应力,应按下列公式计算: 5.5.6 路面设计抗压回弹模量、劈裂强度和抗剪强度等设计参数应根据道路等级和设计阶段的要求确定,并应符合下列规定: 1 可行性研究阶段可按本规范附录C确定设计参数。 2 快速路、主干路初步设计或次干路(含)以下道路施工图设计时,可借鉴本地区已有的试验资料或工程经验确定。 3 快速路、主干路施工图设计时,设计参数应通过试验确定。当采用新材料时,必须实测设计参数。 5.5.7 材料设计参数的确定应符合下列规定: 1 计算路表弯沉时,设计参数应采用抗压回弹模量,沥青层模量取20℃时的抗压回弹模量。计算路表弯沉值时,抗压回弹模量设计值E应按下式计算: 2 计算柔性基层沥青层层底拉应变时,沥青层模量采用20℃回弹模量,可按本规范附录C表C.3或附录E试验确定;半刚性基层的模量设计值,可按本规范附录C表C.3取值,松散粒料与土基模量可采用下式计算确定: 3 计算半刚性基层层底拉应力时,设计参数应采用抗压回弹模量,沥青层模量取15℃时的抗压回弹模量。 半刚性材料应在规定的龄期下测试抗压回弹模量,水泥稳定类材料的龄期为90d、二灰稳定类和石灰稳定类材料的龄期为180d、水泥粉煤灰稳定材料的龄期为120d。 计算层底拉应力时应考虑模量的最不利组合。在计算层底拉应力时,计算层以下各层的模量应采用式(5.5.7-1)计算其模量设计值;计算层及以上各层模量应采用式(5.5.7-3)计算其模量设计值。 4 计算沥青层剪应力时,设计参数采用抗压回弹模量,沥青上面层取60℃的抗压回弹模量,可按本规范附录C表C.1取用,模量设计值采用式(5.5.7-1)计算,中下沥青面层取20℃的抗压回弹模量,模量设计值采用式(5.5.7-3)计算。 5 路基回弹模量应在不利季节用标准承载板实测确定;当受条件限制时,可在土质与水文条件相近的临近路段测定,亦可现场取土样在室内测定。 5.5.8 沥青路面结构设计宜按下列主要步骤进行: 1 根据道路等级、使用要求、交通条件、投资水平、材料供应、施工技术等确定路面等级、面层类型,初拟路面结构整体结构类型; 2 根据土质、水文状况、工程地质条件、施工条件等,将路基分段,确定土基回弹模量; 3 收集调查交通量,计算设计基准期内一个方向上设计车道的累计当量轴次; 4 进行路面结构组合设计,确定各层材料设计参数; 5 根据道路等级和基层类型确定设计指标(设计弯沉、容许抗拉强度、容许抗剪强度、容许拉应变),根据面层类型、道路等级和变异水平等级确定可靠度系数; 6 进行路面结构厚度设计,路面结构设计应满足各设计指标要求; 7 对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度; 8 按全寿命周期费用分析的理念进行技术经济对比,确定路面结构方案。