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第二章 沥青路面使用性能、工作条件和损坏特征 主 要 内 容 1 第2.1节 路面使用性能的设计考虑 2 第2.2节 沥青路面的工作条件 3 第2.3节 自然因素对沥青路面的影响 4 第2.4节 沥青路面损坏 第2.1节 路面使用性能的设计考虑 □ 2.1.1路面使用性能与结构行为 路面性能是一个复盖面很宽的技术术语，泛指路面的各种技术行为。包含了路面行驶质量、损坏状况、结构的力学反映、行驶安全性及路面材料的疲劳、变形、开裂、老化特性等各方面的含义，成为一个泛指路面和材料各种技术行为的术语。从道路使用者角度说，希望路面拥有的性能如下： ? 可接受的行车舒适性； ? 行车安全性 ? 最小的环境影响 ? 高质量的车辆运营条件，以最大限度降低车辆损坏的风险；路面使用性能变化的原因则在于路面的结构行为。 同济大学的孙立军等将路面结构行为定义为“路面结构(和材料)的物理特征和力学特性在外界因素(荷载、环境)作用下的相互关系”，包括如下几个方面： (1）路面损坏(裂缝、松散、坑槽、构造深度变化等)； (2) 路面变形(车辙、平整度等)； (3) 材料特性(材料模量和劲度、材料强度等)； (4) 力学特性(弯沉、应力、应变等)。 上述的①和②属于路面的物理特征，将影响到路面的使用性能；③和④则属于力学特性，决定了路面物理特征的演变过程。 □ 2.1.2 路面结构行为在沥青路面设计中的应用 从路面结构行为定义可知：为保证路面使用性能，应当限制损坏与 变形。 在过去的表述中，一般是对路面的最基本要求是耐久、平整和抗滑。 ? 耐久性是指路面具有足够长的使用寿命；这要求整个路面结构具 有足够的强度和抗变形能力。事实上，迄今为止所有的设计方法 都是围绕着耐久性这个核心而提出的。路面的过早损坏意味着路 面的耐久性不足。 ? 路面的损坏具有各种类型和各种形态。一般而言，高等级公路／ 道路的路面损坏包括变形(车辙)、开裂(疲劳开裂、低温开裂和反 射裂缝)以及目前出现的一些新的损坏类型，过多的路面损坏意味 着路面寿命的终结； ? 平整性要求是为了保证路面的行驶舒适性；对高等级公路／道路，由于行车速度快，平整度尤为必要。要做到路面长期平整，就必须有正确的厚度设计、正确的材料设计和正确的施工方法。 ? 抗滑是对路面表面特性的要求，表征了路面的行驶安全性，传统上不属于路面结构设计的内容，主要通过表层材料的选择和材料的设计予以保证。不满足于基本要求的沥青路面意味路面使用性能不良， 路面设计的主要任务就是要保证使用期内路面使用性能，限制、延迟影响路面使用性能的过早损坏的发生和发展。 根据以上讨论，可以认为结构、材料、荷载、环境、经济五个因素应当是影响路面使用性能的关健，也是本课程将讨论的主要内容。 □ 路面设计的主要任务就是确保其寿命期间不发生不可接受的损坏，这是任一种路面设计方法的共同目标。要达到这一目标，就要考虑路面的“结构、材料、荷载、环境和经济”这五个方面的因素，而最终的判据则是路面的使用性能。根据使用性能设计路面是一种合理的选择，这不仅是发展的趋势，也是发展的必然。 □ 所以，正确判定路面工作条件，分析路面损杯类型与损坏机理，是路面设计的基础 □ 2.2.1车辆类型与轴型 ? 客车—小客车：6座以下 中客车：6—20座 大客车：20座以上 ? 货车----整车：货厢与发动机一体 牵引式挂车：货厢与牵引车分离 牵引式半挂车：货厢与牵引车分离，但通过铰接相互连接，牵引后轴承担部分货车重量． 2.2.2行车荷载 1、垂直力作用 0.4—1.1Mp，路面设计标准轴载按０.7 Mp取值.轮胎接地面形状椭圆形，近似处理为圆形接触面积。 2、轮胎接地压强与以下因素有关 1）轮胎的新旧程度 2）轮胎的花纹 3）路面的刚度 4）轮胎的充气程度 □ 1.单圆当量圆半径 □ 2.双圆当量圆半径 □ 公路路面设计标准ZZ-100单轴双轮组，轴载重100KN，轮胎内充气压强0.7Mpa. 以Ｐ=25KN,轮胎充气压强700Kp代入计算可知 ? 单圆图式半径0.151cm,直径0.302cm ? 双圆图式半径0.106cm,直径0.213cm ?汽车行驶水平力对路面的要求 ? 保证路面具有足够的附着系数，以保证行车安全。 ? 保证面层层间结合良好。 ? 保证面层材料抗剪强度，以防止波浪形成。 车速—车速越高,摩阻系数越小，路面面层类型—面层等级越高，摩阻系数越大，路面干湿状况－路面越干燥，摩阻系数越大 3、动力作用 □ 动载定义—汽车在不平整路面上行驶,车轮以一定频率和振幅在路面上跳动,从而使轮载对路面的压力呈现动态波动状态． □ 动载的表示方法—冲击系数，振动轮载的最大峰值与静载之比．一般在１.5左右.