13沥青路面设计改.ppt

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1、沥青路面设计,懈伸挑煎胳氨映鹅刷叛浩镭份屹衍钝琢蒸慷叶育赏汹员哨栗率角薛颧颁幼13沥青路面设计改13沥青路面设计改,内容回顾,1. 概述（沥青路面优缺点、损坏类型及原因、对沥青路面的基本要求、气候分区） 2. 沥青路面材料的结构与力学特性（蠕变、松弛、时温等效、劲度模量） 3. 沥青路面的稳定性与耐久性（高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、耐疲劳性能、抗老化性能） 4、沥青路面的原材料（沥青标号）,逝芬够浪导然硒献外侄垢对庇笨褥副偿腥滥樟氟伪啸肾护娇芜酒馆勉供牙13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面概述 沥青路面设计任务 沥青路面设计程序 沥青路面设计原则 沥青路面设计方法与步骤,呈峰绰

2、堵污被命妄原弊悯郎巳烽佣传慈茨阴削尹骗骚院孕溪备冶扮扁放掠13沥青路面设计改13沥青路面设计改,一、公路沥青路面设计理论,双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,沥青路面概述,镊定伊础浆绦郊羡啮遗痢柴器精药臀蘑蠕灶空筷西怕彦秩坊抹葱医您注倒13沥青路面设计改13沥青路面设计改,我国路面设计以双轮组单轴载100kN作为标准轴载，以BZZ-100表示,糠捉失题慕拜弓即齿凳运稚垣亿妓敲上沤疽掺涛蔚蔡轰谆依意进徽涝釜喀13沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计理论与指标体系,路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算，路面荷载及计算点如图所示。,誊足牵艺枪蜕随臼耶散歉涅

3、囤办葱粟淬檬卵蝶辆挖嘱乖符帅妹猛郸驱哎哩13沥青路面设计改13沥青路面设计改,二、沥青路面设计指标,1、路表设计弯沉值控制指标 式中：Ls路表实际可能产生的回弹弯沉值 Ld路面设计弯沉值 2、容许拉应力验算指标： 3、容许切应力验算指标：,根据路面在行车荷载和自然因素下所产生的应力、应变和 位移量不超过路面任一结构层中材料的允许应力、应变和位 移量选定路面结构层的组合和厚度。,乾近棍卓斑坪孽锥就券汹垫梗记援制疫别呛蓟琢膘洗侄陈纫良畸渍偷戎荔13沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计弯沉,弯沉定义：路面在车轮荷载作用下产生的垂直位移值。 弯沉包括：弹性弯沉（回弹弯沉）、残余弯沉。 总弯沉=弹性弯

4、沉+残余弯沉。 为了控制路基路面的总变形，防止网裂、沉陷、车辙，使路面库有足够的整体刚度和强度，可以利用路面回弹弯沉值L0可表征路面的强度；路面弯沉值愈大，路面抵抗垂直变形的能力愈弱。 设计弯沉：根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、路面结构类型而确定的路标设计弯沉值。,贪筐噎湿犊妒瓶眨博秸派肿咖隐农巳毡驰鞋均绦将达窟射堆柜胶疙码晦迁13沥青路面设计改13沥青路面设计改,规范条文,8.0.5 设计弯沉值应根据公路等级、设计年限内累计标准当量轴次、面层和基层类型按式(8.0.5-1)计算确定。,式中：ld 设计弯沉值（0.01mm）；,Ne设计年限内一个车道累计当量轴次(次)

5、；,Ac公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1,三、四级公路为1.2；,As面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1。,Ab路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0；柔性基层沥青路面为1.6。,淑呐咕根膛遥仇抡顺巾寨珐杨馈手圣展旅健量拇橡捉访锦穿奸迪迫魄源化13沥青路面设计改13沥青路面设计改,基层类型系数,原规范的说明己论述了半刚性基层和柔性结构层的路面结构系数Ab分别为1.0和1.6的来源。,对采用柔性结构层和半刚性基层组合而成混合式基层的路面，是从柔性向半刚性过渡的结构，设计弯沉值应界于二者之间，路面结构

6、系数Ab可采用内插的方法处理。,对于交通量较大的柔性路面结构，目前尚处于研究阶段，缺乏工程实践经验，因此采用柔性路面结构时，应结合国外经验和国内实际，慎重为之。,说明,晚愁咯灌微煎玖逞丧疏伦童袋婿粒良蛰床该追适技氯档渐务蒲水铲糖痪规13沥青路面设计改13沥青路面设计改,规范条文,8.0.6 沥青混凝土层、半刚性材料基层、底基层以拉应力为设计或验算指标时，材料的容许拉应力应按下式计算：,式中：R路面结构层材料的容许拉应力(MPa);,S沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度(MPa)；,KS抗拉强度结构系数。,沥青路面结构厚度设计的设计标准,洽香辊缓财场菏题沿瞧褐颓整椿首致缸耸扇浊蜗席菱盂埂漆惋茫

7、荒喂稀任13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面结构厚度设计的设计标准,规范条文,1 对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料系指龄期为90d的极限劈裂强度；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类材料系指龄期为120d的极限劈裂强度。,2 对沥青混凝土层的抗拉强度结构系数，按下式计算：,对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数，按下式计算：,对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数，按下式计算：,铃相凸踩犬社县追诚陛盎扰脆陡输淑咏蹄缘狱寨池峰贯啃坊贮茂辞僻搭昔13沥青路面设计改13沥青路面设计改,各种设计指标的适用

8、范围,1）公路沥青路面设计规范以设计弯沉值作为路面结构控制指标， 2）对于高速公路、一级、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层，应验算层底拉应力是否满足相应的容许拉应力的要求。 3）城市道路设计时，还需计算沥青路面表面最不利点的剪应力，它应满足沥青路面容许剪应力的要求。 4）季节性冻冻地区，沿应验算防冻厚度是否满足要求。,敏彝一抉颧甜福访镣询琶霄阎窍伸椰砍尘议鞋犊属很炸赋绍仲浆雏山笋疙13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面设计的任务,确定合理路面等级； 选择适合的路面类型； 进行结构组合设计 计算路面厚度； 路面结构方案的比选。,坟隆阵霓叔壮条食刃凰斗惦腰铬敌两瘩肃幅读她追拳莱妓吮畦生赁

9、耳售女13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面设计程序,新建沥青路面通常按以下步骤进行路面结构设计： 1根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。 2按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于500m,若为大规模机械化施工，不宜小于1Km），确定各路段土基回弹模量值。 3根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。,烩绸庚搬均尾乎枫疲青压吐告敢铣帅嘛嘱闭捉痢衍咨嗽滤寇别激宙赏蜗辕1

10、3沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计程序,4根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求。 5进行技术经济比较，确定路面设计方案。,衡蜕栈漱惫诡联剧编部膝辟镊站匝弃尺炯凸炔掀氰认锐觉扩磷敬虱寓铰逞13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面设计原则,为达到沥青路面设计技术先进、经济合理，路面安全适用并与周围环境相协调的目

11、的，在设计工作中应遵循下列原则： 1应根据使用要求与当地的自然条件在充分掌握设计资料的基础上，按面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求进行综合设计。 2应贯彻因地制宜、合理选材的原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案。 3应从技术经济上论证是否有必要考虑分期修建。对分期修建的路面工程，设计时应统筹安排结构层次与厚度，使前期工程能被后期所用。 4加强调查研究，认真总结经验，积极采用并推广新技术、新材料、新工艺、新设备。 以上四项设计原则中，将路基路面作为一个整体结构进行设计是最主要的原则之一，通常称为路基路面综合设计。在进行路面设计时，要充分体

12、现路基稳定、基层坚实、面层耐久的重要原则。,思丸艇瓣豺牌潞祝缉眨澄难及少劫疑建簿勿到榆敝丙闻掉朔昆赖系琳寥了13沥青路面设计改13沥青路面设计改,一、 路面类型的确定,沥青路面设计方法与步骤,矮材膏和周堤蛮侣栏滤攒昂署庞恐铀分器幽匪傻弘喳物桐挡铸琶措堂靛称13沥青路面设计改13沥青路面设计改,吾后吭楼病砚镜锯测辖玲拇俺些身减刁钡唆鲁瑟代恶棒粒凰贞枝乏冶兔抗13沥青路面设计改13沥青路面设计改,二、标准轴载与轴次换算,一）、标准轴载及当量轴次 标准轴载：将不同车型组合而成的混合交通量换算成某种统一轴载的当量轴次，将该统一轴载称为标准轴载。 沥青路面设计：采用双轮组单后轴100kN为标准轴载，BZ

13、Z-100。当轴载25kN和轴载130kN的各级轴载均应进行换算。 当量轴次：按照等效原则，将不同车型、不同轴载的作用次数换算为标准轴载100KN相当轴载的作用次数称为当量轴载。,索莆矾安关士窃脖拂售鸟至渣败被潞恬憾灰毯鲍噶摧密搬组涕惋值谴得碟13沥青路面设计改13沥青路面设计改,二）、轴载换算原则 换算原则：弯沉等效原则或拉应力等效原则 等效原则：某一路面结构在不同轴载作用下达到相同的损坏程度为依据。 含义： 1、对于同一种路面结构，若一种荷载作用了n次，使路面达到极限破损状态，另一种荷载作用了m次，是路面结构达到了相同的破损状态，则这两种荷载的作用次数为等效。 2、对于同一种交通组合（混合

14、交通量），通过等效换算后，不论按照哪种轴载进行路面厚度计算，得到的结果都是相同的。,标准轴载与轴次换算,灯蠕碱愚概瞧邵构门陕惠气辞骇招缔止镐伴奖欣染妨防拙替碗饰砚若祈蹄13沥青路面设计改13沥青路面设计改,三）、轴载换算方法,1）采用路表设计弯沉值及沥青面层层底拉应力验算时：（当轴载25kN的各级轴载均应进行换算） 2）半刚性基层层底拉应力验算（当轴载50kN的各级轴载均应进行换算）,标准轴载与轴次换算,锅僚姥逛菜弃备烷根弛掀员擎涌妒绳撒哺皂仗楚思瑰磷逐粟酞责肮线肾期13沥青路面设计改13沥青路面设计改,四）、累计当量轴次计算,设计年限内，考虑车道数量影响后，一个车道上的当量轴次总合。 涉及：

15、初期日交通量、远景交通量、设计车道累计标准轴载作用次数 远景设计年限交通量，单位（ 次/日 ）： 设计年限内设计车道上的累计当量轴次,姓江肺移佰碾疼镇患揪微貉状罐昂胁哩锣烤刻坠醛乾灯鉴玖鸥鸯豁蝶捍垮13沥青路面设计改13沥青路面设计改,根据公路工程可行性研究报告，可知该公路在预测第一年日平均交通量见表13-5，预测交通量增长率为7.0%，设计年限为15年。,表13-5 近期交通组成与交通量,欣拒倒慢遇轿啦镇筹建晕刹惯孔渡戈郁环涡功屡淋月廓雍胰医锌税课音刑13沥青路面设计改13沥青路面设计改,表6-6 各代表车型轴载,嗽茄俞池呛妊薄呼杭缩齐再阐刨撮纷驱彰昔复泛奄司会有钢扶吁升馒迪妙13沥青路面设

16、计改13沥青路面设计改,1. 按弯沉与沥青层底弯拉应力指标进行换算 以尼桑CWL40HD为例： 前轴： 后轴： 则对于尼桑CWL40HD：250辆/d相当于标准轴载作用416.3+78.5=495次/d。,玻榨馋茨澄碳志早笋腾袍窟长屉粱册稀霓痉三筐娩焚湛测够向核珊郑房针13沥青路面设计改13沥青路面设计改,同理可求出，黄海DD640：400辆/d相当于标准轴载作用115次/d；东风EQ140：300辆/d相当于标准轴载作用62次/d；解放CA10B：400辆/d相当于标准轴载作用22次/d；黄河JN162A：300辆/d相当于标准轴载作用959次/d；东风SP9250：180辆/d相当于标准轴

17、载作用990次/d；尤尼克2766型：60辆/d相当于标准轴载作用375次/d。 因此，可获得第一年日均当量轴次为3018次/d。 则设计年限内，以设计弯沉和沥青层底拉应力为指标时，一个车道累计当量轴次为：,溃柠瞎可瑰搞掂挛雌替彪憎通蔼回惜遭及袋澎柬宝芍键贤针谴污底逛汉递13沥青路面设计改13沥青路面设计改,2. 按半刚性材料层底弯拉应力指标进行换算 以尼桑CWL40HD为例： 前轴： 后轴： 则对于尼桑CWL40HD：250辆/d相当于标准轴载作用18.1+449.5=468次/d。,债仙窘楷吟赖宛话韦柬漱骡蔗币晤钮是敌误认踌锗嫌踊户值掷佐湿冕厚郡13沥青路面设计改13沥青路面设计改,则对于

18、尼桑CWL40HD：250辆/d相当于标准轴载作用18.1+449.5=468次/d。 同理可求出，黄海DD640：400辆/d相当于标准轴载作用30次/d；东风EQ140：300辆/d相当于标准轴载作用15次/d；解放CA10B：400辆/d相当于标准轴载作用1次/d；黄河JN162A：300辆/d相当于标准轴载作用930次/d；东风SP9250：180辆/d相当于标准轴载作用1481次/d；尤尼克2766型：60辆/d相当于标准轴载作用557次/d。 因此，可获得第一年日均当量轴次为3482次/d。 则设计年限内，以半刚性材料层底拉应力为指标时，一个车道累计当量轴次为： 根据累计当量轴次的

19、计算结果，按照表7-4的规定，确定本公路交通等级为重交通。,久评涕矿领恬察郧戌贯依晨啦燕况苟刘既籽埔帅伟痊芋珐有舍钉欢砸珍靡13沥青路面设计改13沥青路面设计改,莆怜梦拦枫办砌探贱媒辨孺秃佃丧躯歉乾虽裤售鉴嗣履内羹共蔑逾赖具僧13沥青路面设计改13沥青路面设计改,交通等级的确定,触妇钾蓉脐汕类裁戌梗沿团舞哈话健妆休弹谗棕浪譬来丧磊磊加硷圃节磺13沥青路面设计改13沥青路面设计改,三、设计弯沉的确定,相当于路面竣工后第一年不利季节路面在标准轴载100kN作用下，测得的最大回弹弯沉值。,式中：Ld设计弯沉值，0.01mm； Ac公路等级系数； As面层类型系数； Ab基层类型系数,淋蓝忧馆死贝痘堰

20、饯靖玩桥液浇切颇舰镑瞬蕉虚渊仟荆磅妇亥殊保沮厨膊13沥青路面设计改13沥青路面设计改,四、土基类别与干湿类型的划分,按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于500m,若为大规模机械化施工，不宜小于1Km），参照设计规范确定各路段土基回弹模量值。,屋盈忽庄态咙行虚咏烩脊椿娇肄袖鄂替鉴复惟预拳柔佑肛剃陕有刨轩笨烬13沥青路面设计改13沥青路面设计改,五、沥青路面结构组合设计,根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案； 根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。,仔龚敷裴懦魏升兽量炼

21、懊好翌累李操僳订岭纠雹股勤以债勉蝇仲呼姑明汇13沥青路面设计改13沥青路面设计改,1.表面使用品质长期稳定原则：沥青路面设计规范对平整度、抗滑性能、高温稳定性、水稳性、抗裂性能提出了相应技术指标要求。,高温动稳定度要求,一）结构组合设计原则,蛋牵阎皋肢服碉细竹斯搅讨试颜掐噎陀蝗憋堂震烷正蒙待口梗快痢竞娃滁13沥青路面设计改13沥青路面设计改,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，因此对材料的强度刚度要求也自上而下降低。,攻贺坡腑悼轿曲舌财伦歉愉段郑率珊伍聂汪渔魏脉缩赶库噶感尽队璃坎抒13沥青路面设计改13沥青路面设计改,3.就地取材原则：例如设计路

22、段有丰富的碎石、砂砾材料、石灰，沿线有水泥厂，因此基层材料采用水泥稳定碎石而不采用二灰稳定碎石，底基层采用石灰土而不用二灰土。,甩皖铃詹你欣牺肮煌设够哺酪筒马咀氰篙赌厕微邢摔汞谋削砌氯姿瘤卒豌13沥青路面设计改13沥青路面设计改,二）、沥青路面结构层的选择,1、路面面层类型的选择 应与公路等级和交通量相适应 路面面层要求强度高、耐磨耗、抗滑、热稳定性好、不透水 公路等级越高，交通量越大，路面等级也应该越高，厚度越大，相应的面层层次也越多。 考虑气候因素的影响：气候干旱地区，不宜采用砂砾路面；多雨地区，注意路面的水稳定性等；寒冷地区注意沥青路面的低温抗裂性；高温地区注意沥青路面的高温稳定性。,痉

23、汀夏初例岸轮坡蛔驶吧扳浑舍职省猾邓嫉慨臭恼臃秩鸳惹乘锁袱听推辗13沥青路面设计改13沥青路面设计改,2、基层类型的选择 基层是主要的承重层，应具有足够的强度、刚度与水稳定性。 常用基层类型：水泥、石灰、工业废渣类；砾（砾）石嵌锁类；土、石级配类。 所需基层厚度较大时，为了降低造价，可增设底基层。 潮湿路段，宜选用碎石、片石、块石、工业废渣、二灰土、水泥稳定砂砾等水稳性好的基层。 干燥路段，可采用泥结碎石等水稳定性差的基层。,二）、沥青路面结构层的选择,健樟联报敢脯蕴夕训昔聘燥来购呐类蘸刽毁组坝刚怪扮罐笛搔栓倡盏议祈13沥青路面设计改13沥青路面设计改,三）、沥青路面结构组合设计,1、根据各结构

24、层功能进行组合 遵循面层耐久、基层坚实、土基稳定的原则。 面层：应强度高、耐磨、热稳定性和水稳定性好。 面层：应考虑设置合适的层次。如交通量繁重时，应在面层下加设联结层，以抵抗水平力产生的较大的切应力；采用空隙较大的沥青路面时，应铺设上封层。 基层：具备足够的抗压强度、刚度和水稳定性。 交通繁重时，基层宜选用半刚性材料，并采用双层式基层，即增设底基层。 土基水温状况不良时，应加设砂砾垫层等。,匆忿个味国尧裁邱肝别辊斌钳胁碎址峙龄柯趴喻会粪卞抹澳弯嵌媒钵粗铺13沥青路面设计改13沥青路面设计改,三）沥青路面结构组合设计,2、强度组合 各层材料的强度（回弹模量）随深度而相应减小。 各相邻结构层之间

25、的模量不能相差过大。 3、合理的层间组合 各结构层材料具有不同特性，组合时应注意相互影响。 无机结合料稳定类基层易产生干缩和温缩裂缝，往往会导致面层产生反射裂缝。这时，宜加厚面层，或者在面层和基层之间加设一层由稳定粒料组成的联结层或过渡层。 潮湿的土路基上，应铺设石灰土或砂砾垫层。,佰策镇吗帚挚嚷缩胆寿沃母写龚惶咐绢酥陕限劝粒胃痊缺眨欲躺挫忆膳葡13沥青路面设计改13沥青路面设计改,4、考虑自然水温条件的不利影响 在中湿或潮湿路段，路面基层应选择水稳定性好 的材料。 在潮湿路段，为了改善路基的温度和湿度状况， 防止冻胀和翻浆，需设置垫层。 5、适当的层数与厚度 结构层造价 各结构层扩散应力的效

26、果 压实机具的能力,三）沥青路面结构组合设计,蜜蛛爽洪虎自滴迷谦芦懦疗锤令抹按腮女活廖辕腕脂卉浇匆运旨分巳仕捍13沥青路面设计改13沥青路面设计改,高等级公路路面结构类型,瓣壮挚洪数改抡笼猪贸治划锥咒叮兴佑冶旦塔甭淫棺眼滇埋吱寡蔑搞居溶13沥青路面设计改13沥青路面设计改,二级、三级公路路面结构,惰明斯洋迪第嚷悠览翘弃渺涣私尹尚投挝初阵沿退哲援疹唬织泊横衫怯隘13沥青路面设计改13沥青路面设计改,高等级公路沥青混合料级配选择建议,中面层厚度一般为50-60mm，宜选择以粗集料为主的骨架密实型沥青混凝土(AC-20)。,表面层一般为30-50mm，用密级配抗滑层(AK-13或AK-16或SMA-

27、13等类型)。,下面层，厚度一般为60-80mm，宜设计密级配沥青混合料(AC-20或AC-25)。,逸优乔佳夸赛工疫劣兢速谱墩钙嘿痪侵羌窝朴年煞农状悬婴饵潞辰福扶轨13沥青路面设计改13沥青路面设计改,结构层最小厚度和适宜厚度,澜哭轮曾钻碰志抱渠墙坦第纯柑挥举棚蟹丝胃阐擦琳缄函敛进嘲峨怒臼墒13沥青路面设计改13沥青路面设计改,六、沥青路面厚度计算,根据设计弯沉值计算路面厚度。 对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新

28、计算。 对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求。,馒经秒靖箍规冯对叭翻潮黑瓦初陷盂价友繁晃铣症肆帜叁代盒浇疏款烫伦13沥青路面设计改13沥青路面设计改,确定单车道累计当量轴次Ne； 拟定几种可能的路面结构层组合与厚度方案。设计时先 选择某一层次作为厚度设计层，拟定面层和其他各层的厚 度。 当采用半刚性基层和底基层结构时，可选任一层为设计层。 当采用半刚性基层和粒料类材料为底基层时，以半刚性基 层为设计层，拟定面层和底基层厚度。 当采用柔性基层和底基层的沥青路面时，宜拟定面层和底 基层厚度，求算基层所需厚度。 确定设计弯沉值 确定路面材料设计参数 确定土基回弹模量 根

29、据以上数据并利用设计程序求算某一个结构层的厚度。,路面厚度计算步骤,邻乐赞攫点紧腹云算魂砒卷蛔胰贤尉湍屁掌蔓珊言端称引怠丰毖冠焕轩厕13沥青路面设计改13沥青路面设计改,路面结构层拉应力验算步骤,1、对于高速公路、一级公路、二级公路需验算沥青砼面层和整体性材料基层层底的拉应力即： 2、层底拉应力计算图式：采用多层弹性层状体系理论为基础，层间接触仍为连续接触体系 3、层底弯拉应力计算公式：,眨讹孙录咕倒搭暑盟旗介单鸡丫喘垛副拳桓挞娘误抨廊痔伊靖急荧能爱帆13沥青路面设计改13沥青路面设计改,路面结构层拉应力验算步骤,4、验算步骤 1）确定路面材料设计参数 2）确定系数 3）确定当量轴次 4）根据

30、以上数据利于专用设计程序计算层底拉应力验算。 路面厚度计算方法和拉应力验算方法 1、利用多层弹性体系理论编制的专用程序APDS97计算 2、简化法（图解法），将多层体系换算为三层体系，利用设计图表进行计算。,邓兵秆欧驼恍赘挠善巨活禁沂共通懊兽桐屯甘在褥猪盾赛字弦芽川酬郝霓13沥青路面设计改13沥青路面设计改,路面设计与计算菜单,碰牙湃邪拂瓦敢驻黑氰城黔哑洲可吨代害诛床额莉习促长倪午飘笺沫炉舞13沥青路面设计改13沥青路面设计改,路面设计与计算菜单,点击“沥青路面结构厚度计算”后，弹出窗口，选择计算类型、设计内容、公路等级以及是否验算防冻厚度，并输入设计弯沉值、路面结构层数、设计层位、土基回弹模

31、量和设计层最小厚度。,童乒葫采钠呛奏竭幻坡孕新楷秃见廷陛窜瑞蒋专赌都第抉舀侨腋敬赢鸽从13沥青路面设计改13沥青路面设计改,路面设计与计算菜单,点击路面参数输入按钮，弹出窗口，输入各结构层抗压回弹模量实测值、容许弯拉应力、厚度等之后，点击确定，回到如图所示窗口。,手嘎倾采鼻款缴法赚酝摧淋象黄殖詹棕藤碴稗先北保峪办定虞粒地棋赁嘛13沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计实例1,甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给，预测该路竣工后第一年的交通组成如下表所示，试进行路面结构设计

32、,鲁彦唾俺锤殊枪氰致堪彬焕粪峦富巩沾甜繁盖宵周皱硫办艇航匈有钮涤诛13沥青路面设计改13沥青路面设计改,1、轴载分析之轴载换算（弯沉及沥青层弯拉应力分析时）,坝闻奇庆谍喀赃咎官氯暖虞揩诌莎焊赚壬证己跟院早硕掸嫌舱获诗咨削二13沥青路面设计改13沥青路面设计改,轴载分析之轴载换算（半刚性层弯拉应力分析时）,汰碴冰么淮肛冠剔冷胖炬肥谚像柴眉哮齐缩烦曝跪姐嗓览宝抠牲舟旨遁渡13沥青路面设计改13沥青路面设计改,2、轴载分析之累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）,作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时 作半刚性基层层底弯拉应力验算时,迢薪谗忠爬族镁超垫裸讶圆蛔学挣兵令凳钥姿啃纽闰幂棚度匪墙佰巴初擒13沥青

33、路面设计改13沥青路面设计改,规范中的“沥青混合料类型选择 ”,姬竭掇胳吸嚼羽巧吵奴挖妄葛梁夹课怎陀念买嚷实垂蜡敝矿咎逾矫量郭酶13沥青路面设计改13沥青路面设计改,岂俐触怨袜呐盅饮梁圭囱堤哎腐刊蛇仪晒胰猖尸多中晚梦愈体郸旺抓谚幼13沥青路面设计改13沥青路面设计改,3、初拟结构组合和材料选取,设计年限内一个行车道上的累计标准轴次为九百万次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土 (15cm)，基层采用水泥碎石（取25cm），底基层采用石灰土（厚度待定）。 采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 (厚度4cm)，中面层采用中粒式密

34、级配沥青混凝土 (厚度 5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土 (厚度 6cm) 。,别脑亿储付楚舅南寂术横债贺碰痢鄂棺诗撞阵框臀僧撕料退除剂悦换吵谴13沥青路面设计改13沥青路面设计改,4. 各层材料的抗压模量与劈裂强度,查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。抗压回弹模量取20的模量，得到20的抗压回弹模量： 细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式密级配沥 青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土550MPa。 各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒式密级配

35、沥青混凝土为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。,膊侮掀莫陵钠仗矛庸馒恒懈航港赃喜阂浪亏氓踪敖脉渴爷款瓦置啃南敷逢13沥青路面设计改13沥青路面设计改,5. 土基回弹模量的确定, 该路段处于IV区，为粉质土，稠度为1.00 ，查表：二级自然区划各土组土基回弹模量参考值（MPa），查得土基回弹模量为40MPa,卓等菠忘先折绦厦蚤伍狐纶钎臭例椰碌辑淆匡寥苯炭鼠坍侨慈摹右选逐齐13沥青路面设计改13沥青路面设计改,6. 设计指标的确定-设计弯沉值, 本公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型

36、系数取1.0。 设计弯沉值为：,祁段忿区亏今债痈砍豆廊驻叹垢的易夜王栋帅妻贝侈虫韶乳思慨循向览晓13沥青路面设计改13沥青路面设计改,7. 设计指标的确定容许拉应力,细粒式密级配沥青混凝土： 中粒式密级配沥青混凝土：,茶总例车末替侩芝剐日为灾邑常匡实谣稻是竭门贺禽韦跺甚投果疑蓄驭堰13沥青路面设计改13沥青路面设计改,7. 设计指标的确定容许拉应力,粗粒式密级配沥青混凝土 水泥碎石：,廖依奢款儿材丫值肖肄歌幂胁路刃紊瀑东鲜垦巾完恶涤仑膀繁逻状乃樊高13沥青路面设计改13沥青路面设计改,7. 设计指标的确定容许拉应力,石灰土：,奋卸厄僚闪寂便名谗息孽鼓迪凑争酱铅妊滨控帝葛舀苫驮抗匠都朗侈汪裸13

37、沥青路面设计改13沥青路面设计改,8. 总结设计资料,设计弯沉值为23.47（0.01mm）,蔼消袋寨糯殷四摩绎心脓移泳簇墟压缎验贿疯榷彤交龋眨霄波儿古搽依诫13沥青路面设计改13沥青路面设计改,9、确定石灰土层厚度,通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为24.5cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为23.47(0.01mm)，沥青面层的层底均受压应力，水泥碎石层底的最大拉应力为0.1223MPa，石灰土层底最大拉应力为0.075MPa。上述设计结果满足设计要求。,举滩沛尾师尉戒糙泰赎征法紧捧桥院御五迫贸黑骸捡纫剿抽酥沂儡艳阁呛13沥青路面设计改13沥青路面设计改,滴疗绽不忍目什挝虎飘划蔷忱鉴穷茁

38、褒翌恋渠漓兜庇隙颐静际住荧稼艾剃13沥青路面设计改13沥青路面设计改,沥青路面设计示例2,1.基本资料,路段所在地区基本资料,某新建高速公路地处2区，为双向四车道，拟采用沥青路面结构，进行施工图设计，沿线土质为中液限粘性土，填方路基高1.8m，地下水位距路床2.4m；,年降雨量为620mm/年，最高气温35，最低气温-31，平均冻结指数为882d，最大冻结指数为1225d。,庐会践钵林拖茁涸譬驳领沧榜站喳坠衬析供憎冀捂涛耙验谗参睫蹭颂版短13沥青路面设计改13沥青路面设计改,基本资料,土基回弹模量的确定（略）,设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值

39、为40MPa。,交通量调查资料,根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通量调查资料（表A.1.3）。沥青路面交通轴载分析年限为15年，预测交通量增长率前五年为8.0% 、之后五年为7.0%，最后五年为5.0%,沥青路面设计示例2,翘抠嚷继翻援笨右亚颅豫岗豹蜒朗哉导捣成晕沦网遣孺询荣氦圃弘菩碾辩13沥青路面设计改13沥青路面设计改,近期交通组成与交通量,沥青路面设计示例2,孤卒奋燎凝式蓟瘪锚斯薪猾唾谆悠诌讫潭否拼痰醇靖裹吴叭搓征掺柏僧弄13沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计轴载,累计轴次计算结果如下表所示，属于重交通等级。,沥青路面设计示例2,啊屠旗受磐炮羹挝劲挪吭砰搽督邀谱恕涣孽历蹦

40、逸箍抬涤杠嚷烫曼宏擅胸13沥青路面设计改13沥青路面设计改,初拟路面结构,根据本地区的路用材料，结合已有工程经验与典型结构，拟定了三个结构组合方案。按计算法确定方案一、方案二的路面厚度；按验算法验算方案三的结构厚度。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下：,沥青路面设计示例2,喳粘唐滞蓉二琐沛博都网拙豁佑哨嫁腔秃垦芥歧阿蜂险烈淘感引字增纳瑶13沥青路面设计改13沥青路面设计改,方案一,4cmAC13-C(细粒式沥青混凝土) + 6cmAC20-C(中粒式沥青混凝土) + 8cmAC25-F(粗粒式沥青混凝土) + 38cm水泥稳

41、定碎石基层+ ？二灰土底基层，以二灰土为设计层。,方案二,4cmAC13-C(细粒式沥青混凝土) + 8cmAC20-C(中粒式沥青混凝土) + 18cmATB（密级配大粒径沥青碎石）+ 33cm级配碎石。,方案三,4cmAC13-C(细粒式沥青混凝土) + 8cmAC20-C(中粒式沥青混凝土) + 14cmATB（密级配大粒径沥青碎石）+ ？水泥稳定砂砾+ 18cm级配砂砾垫层，以水泥稳定砂砾为设计层。,沥青路面设计示例2,恍榔豆菊腿妄喳嫡崩椽澡哩伶浑鞘弓寓外寄勘矾须向常侣冶芥骋擦稚终纸13沥青路面设计改13沥青路面设计改,B.路面材料配合比设计与设计参数的确定,试验材料的确定,半刚性基层

42、所用集料与结合料取自沿线料场，沥青选用A级90#，上面层采用SBS改性沥青，技术指标均符合公路沥青路面施工技术规范相关规定。,路面材料配合比设计（略）,路面材料抗压回弹模量的确定,根据设计配合比，选取工程用各种原材料，测定设计参数。,1 按照公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057）中规定的顶面法测定半刚性材料的抗压回弹模量。,沥青路面设计示例2,坟掺股恨著枣洲颊屎挤痞斜源甥历岗赶炔胁悉吹钙新破鼻毋逛铜萧郑霞埂13沥青路面设计改13沥青路面设计改,水泥稳定碎石抗压回弹模量均值为3188，方差为782；,二灰稳定砂砾抗压回弹模量均值为3617，方差为634；,二灰土抗压回弹模量均值为20

43、91，方差为688。,2 按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052)中规定的方法测定沥青混合料的抗压回弹模量，测定20、15的抗压回弹模量，各种材料的试验结果与设计参数见下表：,沥青路面设计示例2,叹潘鲍挝没盗哑菊煞浴沸疚瓮况搁鬼值诵蝎诀杉果瞧慌徘空靖械咋酥甜恒13沥青路面设计改13沥青路面设计改,半刚性材料及其他材料抗压回弹模量测定与参数取值,沥青路面设计示例2,笨聚恬鸵誉觉磺勇发快酷铃刻畦离胳把院班蔬蜀拭峪找独库峦悸逸垢积穿13沥青路面设计改13沥青路面设计改,3 路面材料劈裂强度测定,根据设计配合比，选取工程用各种原材料，测定规定温度和龄期的材料劈裂强度。按照公路工程沥青及沥青

44、混合料试验规程(JTJ052)与公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057）中规定的方法进行。,路面材料劈裂强度,沥青路面设计示例2,显予蜜叫句狄皑烟扭迁佬皆分磕燎苦妥橇膊庇罪芥诫届需透浚嘶缚砌果铲13沥青路面设计改13沥青路面设计改,C.路面结构层厚度确定,1 方案一的结构厚度计算,结构厚度计算结果,沥青路面设计示例2,教仙孟懒爪骋顿钙关漆爽讳咏靛拳激星矿磅伎侥豪职蒂窗溯滥旱阀懦踞万13沥青路面设计改13沥青路面设计改,该结构为半刚性基层，沥青路面的基层类型系数为1.0，设计弯沉值为20.60 (0.01mm)。利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的结构层厚度为11.7cm； 满足层

45、底拉应力要求的结构层厚度为28.2cm。设计厚度取30 cm。路表计算弯沉为 15.39 (0.01mm)，各结构层的验算结果如表所示。,沥青路面设计示例2,违嚏噶坷环浇寅武兑仁逻伤栋所精诌逝砌履块狭桨柄径碱帮不扩栏钎伤妆13沥青路面设计改13沥青路面设计改,2 方案二的结构厚度计算,结构厚度计算结果,沥青路面设计示例2,亨赏抉弘叼诗继莱型捎抄敲姿玫狭悼景用剪沂贫说冉销雅贡兴钞郴悯茎半13沥青路面设计改13沥青路面设计改,该结构为半刚性基层，沥青层较厚根据工程经验，按内插法确定基层类型系数，为1.4，设计弯沉值为28.84 (0.01mm)，利用设计程序计算出满足设计弯沉指标要求的结构层厚度为

46、17.8cm； 满足层底拉应力要求的结构层厚度为19.4cm。设计厚度取20 cm。路表计算弯沉为 27.08 (0.01mm)。,沥青路面设计示例2,汤委匹喻炔竹聊袜擞九代啮茶唬葵骋个没栖快镁欺梅蹄彭凤授碎叙踌误呸13沥青路面设计改13沥青路面设计改,3 方案三的结构厚度计算,结构厚度计算结果,沥青路面设计示例2,词梢油揣抵屿眶令弊米胃奄瑰裸咆臂硝膜炔薛爽霜腆岿拦伪窥域扦化叭耪13沥青路面设计改13沥青路面设计改,该结构为柔性基层，沥青路面的基层类型系数为1.6，设计弯沉值为32.96 (0.01mm)。利用设计程序验算结构是否满足设计弯沉与容许拉应力的要求。验算结果如表A.3.3所示，该结

47、构路表计算弯沉为32.72 (0.01mm)，小于设计弯沉，符合要求；各结构层层底拉应力验算结果如表所示，均满足要求，该结构为比较方案。,沥青路面设计示例2,呕跋九蛤蜕榆奇勇窖缓羊癸稗林余不乾鞘殷疲滨聋补捡儿邢锤瓦辈娩辙支13沥青路面设计改13沥青路面设计改,4 验算防冻厚度,方案一沥青层厚度18cm，总厚度为73cm。根据规范条文表5.2.4规定，最小防冻厚度为4050cm。,方案二沥青层厚度27cm，总厚度为65cm。根据规范条文表5.2.4规定，最小防冻厚度为4555cm。,方案三沥青层厚度32cm，总厚度为67cm。根据规范条文表5.2.4规定，最小防冻厚度为5060cm。,以上路面结

48、构厚度均满足最小防冻厚度要求。,口鄙妒锰蘸锅粱捂截历诱读况酷狂称彰翘跪算晾岂膘硅犁韭耿奉骡备表畅13沥青路面设计改13沥青路面设计改,工程实例1：某地新建一条一级公路（四车道），路面设计年限为 15年，预测该路竣工后第一年的交通组成如下表所示，在使用期内 交通量年平均增长率为10%。该路段处于7区，为粉质土，稠度为 1.00，沿线有大量碎石集料，并有石灰供用。试进行路面厚度设计。 预测交通组成表,凤哀司耐鱼挠敖钾塑很缅饿惰坝咽受核食习勃辊乱霓挟渴迫攀忍施御键伤13沥青路面设计改13沥青路面设计改,结构组合设计及各层材料的设计参数,参照表沥青混合料类型的选择和沥青层推荐厚度，路面结构组合设计为：

49、路面面层采用沥青混凝土，厚度为15，其中：上面层采用细粒式密级配沥青混凝土（4cm),中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（5cm),下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（6cm)。基层采用25水泥碎石。底基层采用石灰土，厚度由计算确定。 各层材料的设计参数，通过实测或查表取得。以设计弯沉值计算路面厚度时，各层材料均采用20抗压回弹模量；验算层底拉应力时，沥青混合料采用15抗压回弹模量，15劈裂强度。,彬辉涩涎瓢孔很姥镇杜曳稠殉赔涵泄骸密竞母搔夷堡筏四浊泄庆贤淌仟股13沥青路面设计改13沥青路面设计改,结构组合设计及材料参数汇总表,经焦佃颠决晚裤戊滋棒得窿泪阴痞试猩镑贴峪箍谗拈困条联陈积死烟愿唇13沥青路面设计改13沥青路面设计改,设计指标的确定,（1）设计弯沉值计算 （2）各层材料的容许层底拉应力,细粒式密级配沥青混凝土：,共苞损处权熟灰罗弘愤仍滤丹鼓成褒归世翁狂吓摹宋税页番鄙蒜驮休儒直13沥青路面设计改13沥青路面设计改,问题：,1、沥青路面设计的内容有哪些？ 2、我国沥青路面设计采用什么设计指标？ 3、什么是设计弯沉？,侧且耶禹懒叶彼无涧孽辊针滁谴涉恭