rA路面设计理论与方法

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1、第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理n路面的分类路面的分类n 按力学性分为按力学性分为：n 柔性路面柔性路面刚度低、强度小、弯沉大，对基层刚度低、强度小、弯沉大，对基层与路基的作用力大。与路基的作用力大。n 刚性路面刚性路面刚度大、强度高、弯沉小，对基层刚度大、强度高、弯沉小，对基层与路基的作用力小。与路基的作用力小。福委胺释毗咸壳馁桃凉介望厚备哥魁拘蜘曾使婴戚痕摹黑简由咽混辕非龟rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法沥青路面（柔性路面）结构类型可分为五类：沥青路面（柔性路面）结构类型可分为五类：n1.在半刚性基层上设在半刚性基层上设30mm150mm薄沥青层的结构，称半刚

2、性基层沥青路薄沥青层的结构，称半刚性基层沥青路面面(semi-rigid base asphalt pavement)；n2.在半刚性基层或底基层上，设在半刚性基层或底基层上，设160mm260mm厚沥青层的结构，称混合厚沥青层的结构，称混合式沥青路面式沥青路面(combination-type asphalt pavement)；n3.水泥混凝土做基层（比如旧水泥混凝土路面或碾压混凝土、贫混凝土、低水泥混凝土做基层（比如旧水泥混凝土路面或碾压混凝土、贫混凝土、低标号混凝土基层），其上一般设标号混凝土基层），其上一般设70mm220mm沥青层厚度，称为刚性基层沥青层厚度，称为刚性基层沥青路面（

3、或复合式路面，沥青路面（或复合式路面，composite pavement）；）；n4.采用沥青混合料与无结合料的集料组成的结构，称柔性路面（采用沥青混合料与无结合料的集料组成的结构，称柔性路面（flexible pavement)）；）；n5.在路基上或处治了的路基上铺筑约在路基上或处治了的路基上铺筑约400mm550mm的全厚式沥青混合料的全厚式沥青混合料结构层，称全厚式沥青路面结构层，称全厚式沥青路面（Full-Depth Asphalt Pavement）。）。第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理钒窿诧仅椿八马闭旬墅契篇哮蝶鸳信夺徽贬民默播插溪到弗侣良攘腑膛驻rA路面设计

4、理论与方法rA路面设计理论与方法第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理n半柔性路面（半柔性路面（semi- flexible asphalt pavement）n 半柔性路面是将特殊级配的水泥胶浆灌入多孔的开级半柔性路面是将特殊级配的水泥胶浆灌入多孔的开级配沥青混合料的空隙之中而形成的路面，它通过沥青混合料骨配沥青混合料的空隙之中而形成的路面，它通过沥青混合料骨料之问的嵌挤作用和灌入的水泥浆共同形成强度。料之问的嵌挤作用和灌入的水泥浆共同形成强度。 n 半柔性路面具有优良的高温稳定性、耐疲劳和耐油蚀性，半柔性路面具有优良的高温稳定性、耐疲劳和耐油蚀性，同时具有良好的低温稳定性和抗水

5、害性同时具有良好的低温稳定性和抗水害性宾伎够篷啼延喊概姆堪痔卯愁噎拴勿佃聚矗辜尾咒燎罩咀凄貉米敛盖榔钝rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法高速公路和一级公路式检折莎掳谚靖佣尿柯就奇疡厅隆跌力摆诉多念钙攀酵墙边良植椭支赞怂rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法水泥路面（刚性路面）可分为：水泥路面（刚性路面）可分为：n水泥混凝土路面（水泥混凝土路面（cement concrete pavement）是指用各种水泥混凝土作面是指用各种水泥混凝土作面层的路面结构，亦称刚性路面，属于高级路面。根据对材料的要求、组成以层的路面结构，亦称刚性路面，属于高级路面。根据对材料的要求、组成以及施工工

6、艺的不同，水泥混凝土路面分为以下几种：及施工工艺的不同，水泥混凝土路面分为以下几种：n普通水泥混凝土路面（普通水泥混凝土路面（plain concrete pavement）是指除接缝区和局部范是指除接缝区和局部范围（如角隅和边缘）外，其余部位不配置钢筋的混凝土路面，也叫素混凝土围（如角隅和边缘）外，其余部位不配置钢筋的混凝土路面，也叫素混凝土路面。目前，该路面广泛用于公路及城市道路中。路面。目前，该路面广泛用于公路及城市道路中。n碾压混凝土路面（碾压混凝土路面（roller compected concrete）是利用沥青混凝土路面摊是利用沥青混凝土路面摊铺、碾压技术施工的一种水泥混凝土路面

7、。它与普通水泥混凝土路面所用材铺、碾压技术施工的一种水泥混凝土路面。它与普通水泥混凝土路面所用材料基本组成相同，均为水、水泥、砂、碎（砾）石及外掺剂，不同之处是碾料基本组成相同，均为水、水泥、砂、碎（砾）石及外掺剂，不同之处是碾压混凝土为用水量很少的特干硬性混凝土，比普通水泥混凝土路面节约水泥压混凝土为用水量很少的特干硬性混凝土，比普通水泥混凝土路面节约水泥1030，且施工速度快，养生时间短，具有很好的社会经济效益。，且施工速度快，养生时间短，具有很好的社会经济效益。 n钢纤维混凝土路面（钢纤维混凝土路面（steel fiber reinforced concrete pavement）是在混

8、是在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢或碳纤维等纤维，即成为一种均匀而多向配凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢或碳纤维等纤维，即成为一种均匀而多向配筋的混凝土路面。与普通混凝土路面相比，该种路面的板厚在同等条件下相筋的混凝土路面。与普通混凝土路面相比，该种路面的板厚在同等条件下相对较薄，且使用寿命长，养护费用少，国外一致认为它是一种新型路面材料，对较薄，且使用寿命长，养护费用少，国外一致认为它是一种新型路面材料，具有广泛的发展前途，特别是作为旧混凝土路面的罩面尤为适宜。具有广泛的发展前途，特别是作为旧混凝土路面的罩面尤为适宜。第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理萝魂盼女熟辽蜒抱叮汹宴皂过轴

9、昧董矗侨痢妻惟窟寓漏画纵颇镐掏耪棚士rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理n钢筋混凝土路面（钢筋混凝土路面（jointed reinforced concrete pavement）是指板是指板内配置有纵横向钢筋（或钢丝）网并设接缝的混凝土路面。其中，钢内配置有纵横向钢筋（或钢丝）网并设接缝的混凝土路面。其中，钢筋网的设置可以控制裂缝缝隙的张开量，把开裂的板拉在一起，使板筋网的设置可以控制裂缝缝隙的张开量，把开裂的板拉在一起，使板依靠断裂面上集料的嵌琐作用而保证结构强度。依靠断裂面上集料的嵌琐作用而保证结构强度。n复合式混凝土路面（复合式

10、混凝土路面（composite pavement）为面板由两层或两层以上为面板由两层或两层以上不同材料类型和力学性质的混凝土复合而成，通常下层用当地品质较不同材料类型和力学性质的混凝土复合而成，通常下层用当地品质较差的材料来铺筑，而上层用品质较好的材料，以降低造价，该路面也差的材料来铺筑，而上层用品质较好的材料，以降低造价，该路面也叫双层式或组合式路面。一般下层为碾压混凝土，其厚度取总厚度的叫双层式或组合式路面。一般下层为碾压混凝土，其厚度取总厚度的2/3，上层为普通混凝土，其厚度一般取总厚度的，上层为普通混凝土，其厚度一般取总厚度的1/3，并不宜小于，并不宜小于8cm。n此外，还有此外，还有

11、水泥混凝土预制块路面（水泥混凝土预制块路面（concrete block pavement）、）、连续配筋混凝土路面（连续配筋混凝土路面（continuous reinforced concrete pavement）等水泥混凝土路面。等水泥混凝土路面。水泥路面（刚性路面）可分为：水泥路面（刚性路面）可分为：软臭氯岁也考珐誊兢字列躇恃溪毕蔡想彼炮棚找奏苍勾澈携垒姜摊郭茸文rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理n设计理论设计理论 柔性路面柔性路面采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论、以

12、设计弯沉为路面结构整体刚度的设计指标，计算路面厚度。理论、以设计弯沉为路面结构整体刚度的设计指标，计算路面厚度。对于高速、一级、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基对于高速、一级、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行层底拉应力的验算。厚度计算采用多层弹性体系理论解的层应进行层底拉应力的验算。厚度计算采用多层弹性体系理论解的专用设计程序进行。专用设计程序进行。 刚性路面刚性路面采用弹性半空间地基上的小挠度弹性薄板理采用弹性半空间地基上的小挠度弹性薄板理论和有限元法计算标准轴载在临界荷位处产生的最大应力。论和有限元法计算标准轴载在临界荷位处产生的最大应力。脸循辩处腰啸携熙派毡犯

13、轴凋藩触筒嫌煮幸寓所髓鹊铜谈钨巍炒巩安脾贞rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n设计方法设计方法 1 1、经验、经验- -力学法力学法 通过试验路的行车荷载试验和观测，采集大量路面结构、轴通过试验路的行车荷载试验和观测，采集大量路面结构、轴载和作用次数以及路面使用性能指标的数据，经统计分析和整理后，载和作用次数以及路面使用性能指标的数据，经统计分析和整理后，建立使用性能指标同路面结构和荷载参数间的经验关系式。建立使用性能指标同路面结构和荷载参数间的经验关系式。 如：如：AASHTOAASHTO设计法。设计法。 2 2、力学、力学- -经验法经验法 如：我国沥青路面和水泥路面设计方法，如

14、：我国沥青路面和水泥路面设计方法，SHELLSHELL设计法的设计法的沥青路面设计、沥青路面设计、PCAPCA水泥混凝土路面设计、水泥混凝土路面设计、AIAI沥青路面设计。沥青路面设计。第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理冠汗敷并镍路拼馋触狂籍灵麻枢匿玲遵摹瘴震锋愁硼散唱惭嫂茅废星钙渺rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法路面设计的任务路面设计的任务n 路面设计的任务路面设计的任务是以最低的寿命周期费用提供一种路面结构，是以最低的寿命周期费用提供一种路面结构，它在设计使用期内能按目标可靠度满足预定的使用性能要求。同它在设计使用期内能按目标可靠度满足预定的使用性能要求。同时，

15、这种路面结构所需的材料、施工技术和资金，符合当地所能时，这种路面结构所需的材料、施工技术和资金，符合当地所能提供的条件和经验。提供的条件和经验。n 路面设计使用期路面设计使用期是指新建成改建的路面从开始使用到其使用是指新建成改建的路面从开始使用到其使用性能退化到预定的最低标准时的时段。设计使用期以年数或该时性能退化到预定的最低标准时的时段。设计使用期以年数或该时段内标准轴载累计作用次数表示。到设计使用期末，路面并非损段内标准轴载累计作用次数表示。到设计使用期末，路面并非损坏到完全无法使用的程度，而是必需采取重大的改建措施以恢复坏到完全无法使用的程度，而是必需采取重大的改建措施以恢复其使用性能，

16、使之达到与使用要求相适应的水平。其使用性能，使之达到与使用要求相适应的水平。n 设计使用期的选择，涉及技术的合理性和可能性、投资的效设计使用期的选择，涉及技术的合理性和可能性、投资的效益和使用者的费用，可依据路面类型、交通繁重程度、道路等级、益和使用者的费用，可依据路面类型、交通繁重程度、道路等级、资金供应等条件确定。资金供应等条件确定。 第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理意追短靡蒲渊键谴饿兔舒酋凸滁讯滁轩逼篆讼奥粕嫩侗券援改滑穿捧狙肆rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法路面设计的任务路面设计的任务n路面的全寿命设计方法路面的全寿命设计方法路面设计使用期的路面设计使用期

17、的建设费、运营费、养建设费、运营费、养护费、改造费、用户费等费用总和最低。护费、改造费、用户费等费用总和最低。 n永久性路面永久性路面第一篇第一篇 路面设计概念和原理路面设计概念和原理筑肯胸合癌侩描酸越潍脓擒浑辐酗用傲嗡吧伍鸡吮瘁尺糜墨丧初黎涪坷吮rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法设计内容设计内容n 路面设计的内容包括结构、构造、材料和表路面设计的内容包括结构、构造、材料和表面特性等方面，或者分为以下六部分：面特性等方面，或者分为以下六部分：n (1)(1)行车道路面与路肩铺面的类型选择和结构层组合设计行车道路面与路肩铺面的类型选择和结构层组合设计 依据道路等级、当地环境、交通要求、

18、路基支承条件、材依据道路等级、当地环境、交通要求、路基支承条件、材料供应、施工和养护技术水平、资金来源等情况，选择路面和料供应、施工和养护技术水平、资金来源等情况，选择路面和铺面类型，设计符合使用性能要求的路面和铺面结构的结构层铺面类型，设计符合使用性能要求的路面和铺面结构的结构层组合方案。组合方案。n (2) (2)水泥混凝土路面面层的接缝构造和配筋设计水泥混凝土路面面层的接缝构造和配筋设计选择和选择和布设接缝的类型和位置，设计接缝构造，确定配筋量和布置钢布设接缝的类型和位置，设计接缝构造，确定配筋量和布置钢筋；筋； n (3)(3)路面内部排水设计路面内部排水设计 需设置路面内部排水设施时

19、，选需设置路面内部排水设施时，选择排水系统的布设方案，确定各项排水设施的构造尺寸和材料择排水系统的布设方案，确定各项排水设施的构造尺寸和材料规格要求。规格要求。柳好植福垢骄矾揩戴距践紊甚祸汝敌实白娟溉蒸渣饼整饲鲜耽蔽讹庭咏朗rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n (4) (4)各结构层材料组成设计各结构层材料组成设计依据对所选材料和混合料的性依据对所选材料和混合料的性状要求以及当地自然条件，进行各结构层混合料的组成设计和性状要求以及当地自然条件，进行各结构层混合料的组成设计和性质试验。质试验。n (5) (5)路面表面特性设计路面表面特性设计按抗滑、透水或低噪声等使用要求，按抗滑、透水

20、或低噪声等使用要求，进行路面上面层的材料组成设计。进行路面上面层的材料组成设计。n (6) (6)经济评价和最终方案选择经济评价和最终方案选择 对各备选方案进行寿命周对各备选方案进行寿命周期费用分析，依据资金筹措情况、目标可靠度以及其它非经济因期费用分析，依据资金筹措情况、目标可靠度以及其它非经济因素，选择费用素，选择费用- -效果最佳设计方案。效果最佳设计方案。叼竖淀尉所腿标肋掷赋纵巨费姥脖泡峦巡浸恤赏未悔屡力痴车滤谩诬栏貉rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法路面结构设计过程路面结构设计过程1 1、收集基础资料收集基础资料：交通数据、环境、气候区划、平均温度、最大温：交通数据、环境、

21、气候区划、平均温度、最大温度梯度、材料、地质与水文、经济、当地技术水平和设备条件。度梯度、材料、地质与水文、经济、当地技术水平和设备条件。2 2、初拟路面结构组合方案初拟路面结构组合方案：路面结构形式、路肩结构形式、路面排：路面结构形式、路肩结构形式、路面排水设计、水设计、 混凝土板的平面尺寸等。混凝土板的平面尺寸等。3 3、各结构层混合料的组成设计、力学实验各结构层混合料的组成设计、力学实验4 4、确定设计参数确定设计参数：分析期（设计年限）、目标可靠度、荷载、环境、：分析期（设计年限）、目标可靠度、荷载、环境、材料的力学参数（模量、强度）材料的力学参数（模量、强度）5 5、结构分析结构分析

22、：计算路面厚度、预估路面使用性能：计算路面厚度、预估路面使用性能6 6、寿命周期费用分析：寿命周期费用分析：考虑路面在使用周期内所有费用的分析法。考虑路面在使用周期内所有费用的分析法。包括：修建费用、养护费用、改造费用、用户费用。包括：修建费用、养护费用、改造费用、用户费用。用户费用：车辆运行费用、行车时间费用、交通事故费用、交通延用户费用：车辆运行费用、行车时间费用、交通事故费用、交通延误费用误费用。7 7、综合各方面的分析和考虑，、综合各方面的分析和考虑，选择一个最终方案选择一个最终方案。技术、经济、使。技术、经济、使用性能等最佳。用性能等最佳。秒罐甩州从苏糙官弟侨渗馋郎兴视汝购芥三剑瞪扩

23、厉敝捍回楔对屠垢寡终rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法怎缄盒篆贾坏狞孟栏杆氦庄措盎通羡埋缎雀肩府欢哮辫焰引佳剪园释娩慷rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通路面设计使用期内标准轴载的累计作用次数路面设计使用期内标准轴载的累计作用次数交通量、交通量、轴载大小、交通量年平均增长率、当量轴次。轴载大小、交通量年平均增长率、当量轴次。1.11.1车辆荷载的特性车辆荷载的特性 轴型轴型：单轴、双轴或三轴：单轴、双轴或三轴 轮组轮组：单轮组、双轮组：单轮组、双轮组 标准轴载：标准轴载：我国设计规范选用双轮组单轴载我国设计规范选用双

24、轮组单轴载100100KNKN作为作为标准轴载。其他设计参数为：双轮组轮载为标准轴载。其他设计参数为：双轮组轮载为5050KNKN，均布压强，均布压强0.0.7MPa,7MPa,当量圆直径为当量圆直径为21.3cm21.3cm，双轮中心间距，双轮中心间距31.95cm31.95cm（1.51.5倍当量圆直径）。倍当量圆直径）。线芜旋盈账公顽静畏痢鸽践呕鞘秋剐桅连睹逐意瘪翰蛋贤谈号剥卷囱克偏rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数多轴车多轴车第一章第一章 交通交通墙句垢髓摩冶铁吉芭串完务渔备盔虫卯啃韶椰帆羡缠穴竖梆哨屉叛研甘控rA路面设计理论与方法rA路

25、面设计理论与方法1.2当量轴次当量轴次沥青路面设计规范方法沥青路面设计规范方法沥青路面设计规范方法沥青路面设计规范方法（JTGD50-2006JTGD50-2006）(1 1） 以设计弯沉值以设计弯沉值以设计弯沉值以设计弯沉值l ld d或沥青混凝土面层底面拉应力为设计指标确定路面或沥青混凝土面层底面拉应力为设计指标确定路面或沥青混凝土面层底面拉应力为设计指标确定路面或沥青混凝土面层底面拉应力为设计指标确定路面厚度时，当量轴次厚度时，当量轴次厚度时，当量轴次厚度时，当量轴次n ns s为：为：为：为：式中：式中：式中：式中：P Pi i、n ni ii i级轴载的重力级轴载的重力级轴载的重力级

26、轴载的重力（KNKN）和作用次数；（和作用次数；（和作用次数；（和作用次数；（PiPi为为为为4040130KN130KN）PsPs、nsns 标准轴载重力标准轴载重力标准轴载重力标准轴载重力（KNKN）和作用次数；和作用次数；和作用次数；和作用次数； CC1 1轴数系数；轴数系数；轴数系数；轴数系数； CC1 1=1+1.2(m-1)=1+1.2(m-1)（轴距大于（轴距大于（轴距大于（轴距大于3 3米单独计算）米单独计算）米单独计算）米单独计算） mm 轴数；轴数；轴数；轴数； CC2 2轮组系数；双轮组轮组系数；双轮组轮组系数；双轮组轮组系数；双轮组1.01.0，单轮组，单轮组，单轮组，

27、单轮组6.46.4，四轮组，四轮组，四轮组，四轮组0.380.38。 当单轴当单轴当单轴当单轴PiPi为为为为130130200200KNKN时，指数可按时，指数可按时，指数可按时，指数可按4.854.85计算计算计算计算 第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通告踞挤捌毁兑嗡事等色叠孤彩温故疗调捎兴以陆粥刮辊佃奎刑状摹沈罗娥rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法1.2轴载换算（当量轴次）轴载换算（当量轴次） （2）以半刚性基层底面拉应力为设计指标（即计算半刚性基层底面）以半刚性基层底面拉应力为设计指标（即计算半刚性基层底面拉应力）时，当量轴次为：拉应力）时，当量轴次

28、为：式中：式中：C1轴数系数；轴数系数；C1=1+2（m-1）(轴距小于轴距小于3米米)C2轮组系数；双轮组轮组系数；双轮组1.0，单轮组，单轮组18.5，四轮组，四轮组0.09。上述换算公式仅适用于单轴载小于上述换算公式仅适用于单轴载小于130KN，双轴载小于，双轴载小于220KN，三轴载小于三轴载小于260KN的情况。的情况。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通佃款协赔篇暑罢底阁肝参沁丈鳖瑶踌淡奈城尝羔楞邪幅鹰守拎线跺幽翠抑rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 按荷载应力和温度应力综合疲劳损耗等效原则建立的当量轴次计算式按荷载应力和温度应力综合疲劳损耗等效原

29、则建立的当量轴次计算式为：为：式中：式中： 轴轮型数系数。单轴双轮组时为轴轮型数系数。单轴双轮组时为1.01.0、单轴单轮组、单轴单轮组时为时为 双轴双轮时为双轴双轮时为三轴双轮组时，三轴双轮组时， 上述换算公式仅适用单轴轴载小于上述换算公式仅适用单轴轴载小于130130KNKN，双轴轴载小于，双轴轴载小于280280KNKN的情况。的情况。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通1.2轴载换算（当量轴次）轴载换算（当量轴次） 公路水泥混凝土路面设计规范公路水泥混凝土路面设计规范钻丽估蝗稳用肩捂胚塔帛审韧倚韵羊挤舔疫化振脆详棺褪掌燥活吩肩玛暮rA路面设计理论与方法rA路面设

30、计理论与方法1.3累计当量轴次累计当量轴次 我国公路与城市道路设计时，在设计年限（t年）内设计车道上的标准轴载累计作用次数Ne，按下式计算：第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通 设计使用期内交通量年平均增长率，由调查分析确定。设计使用期内交通量年平均增长率，由调查分析确定。N N 1 1、N Nt t 使用初期（末期）行车道（双向）的日平均标准轴载作用次使用初期（末期）行车道（双向）的日平均标准轴载作用次数（沥青路面），或者使用初期（末期）设计车道的日平均标准轴载作用数（沥青路面），或者使用初期（末期）设计车道的日平均标准轴载作用次数（水泥次数（水泥 混凝土路面）（次混

31、凝土路面）（次/ /日）；日）；梆缩陛秒铣号丑验供贞轿就抉剂你孕蓄他眉远朋蟹琅羌蝇耽惟挂么挪疆骇rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 不严格分车道行驶的二级及二级以下公路，在交通量小而车道窄不严格分车道行驶的二级及二级以下公路，在交通量小而车道窄时，双向车辆往往跨路中线行驶，轮迹横向分布频率曲线往往呈正态分时，双向车辆往往跨路中线行驶，轮迹横向分布频率曲线往往呈正态分布。布。 第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通车通系数，即方向分配系数和车通分配系数的乘积，按交通状况和车通系数，即方向分配系数和车通分配系数的乘积，按交通状况和车通数通过调查确定车通数通过调查确定

32、. .或查表确定。或查表确定。荤聘肤基枫顾爽阐孩缕酋湾前没五悠孺诌辛础巡学译颐底跃蓑闷梆盛馈匪rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 沥青路面设计时，车道系数参照表沥青路面设计时，车道系数参照表1 1确定。确定。车道数车道数（双向）（双向）1 12 2 （分道行驶）（分道行驶） 2 2 （不分道行驶）（不分道行驶）4 46 68 8车道系数车道系数1.01.00.50.50.6-0.70.6-0.70.4-0.50.4-0.50.3-0.40.3-0.40.25-0.25-0.350.35表表1 1 车道系数车道系数公路等级公路等级高速、一级高速、一级公路公路二级公路二级公路三级公路三级

33、公路四级公路四级公路设计年限（年）设计年限（年）151512128 86 6第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通蓄样肚调蕴婆侧译吉当凶替拐升霜秋芭海征稿痢赖极搅烛探尧啥传粟委轨rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法水泥路面设计时，轮迹横向分布系数参照表水泥路面设计时，轮迹横向分布系数参照表2 2确定。确定。高速公路、一级公路高速公路、一级公路=0.17-0.22=0.17-0.22二级及二级以下公路二级及二级以下公路车道宽度大于车道宽度大于7 m7 m=0.34-0.39=0.34-0.39车道宽度小于车道宽度小于7 m7 m=0.54-0.62=0.54-0.6

34、2表表 2 2轮迹横向分布系数轮迹横向分布系数第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第一章第一章 交通交通脂酥旗律宁众赚销喳鞘苑打蕾肢蚊早统声构膨秘架湿星腕欠淫隋邦碟蚜石rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.1 2.1 2.1 2.1 公路自然区划公路自然区划公路自然区划公路自然区划第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境忆苦里哑忧挽断镰附绊兰座廷燥肛只乌矩瓦窄苯朗火糙酥刻渡孔团掌浴方rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法了痹碉勒框溪佑条纸遁秆道搁牙鸵涪椽邦醒吗额郴山舜耍邻矣橱解侥爪佯rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.2路面温度状况路面温度状况

35、理论分析模型理论分析模型1 1）均质半无限体热传导方程）均质半无限体热传导方程 由大气进入路面表面的热流，向路面结构的深处传导。对于由大气进入路面表面的热流，向路面结构的深处传导。对于长度和宽方向比厚度大的路面结构来说，可以近似地假设为仅向深处的一长度和宽方向比厚度大的路面结构来说，可以近似地假设为仅向深处的一维热传导。由于路面结构层材料的导热性能差别不很大，因而可近似地将维热传导。由于路面结构层材料的导热性能差别不很大，因而可近似地将路面结构简化为均质半无限体。按上述假设，路面的温度场（路面内不同路面结构简化为均质半无限体。按上述假设，路面的温度场（路面内不同深度、不同时刻的温度值）可由均质

36、半无限体的一维热传导偏微分方程确深度、不同时刻的温度值）可由均质半无限体的一维热传导偏微分方程确定。定。2 2）多层体系温度场）多层体系温度场 多层路面体系的温度场，由于各结构层材料具有不同的热特性参数，多层路面体系的温度场，由于各结构层材料具有不同的热特性参数，须为各层分别建立热传导方程。须为各层分别建立热传导方程。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境书株捧成丫履琉索齿抒迟敦皑毛珐耀椎润仅赎铡斡层猛扒涣垃桅扰纤魁硅rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 2.3沥青面层温度的估算沥青面层温度的估算1 1）美国沥青协会）美国沥青协会( (AIAI) )法法 美国沥青

37、协会路面厚度设计手册美国沥青协会路面厚度设计手册(MS(MS一一l)l)中，采用维特中，采用维特查克查克( (Witczak)Witczak)导出的公式估算沥青面层的月平均温度导出的公式估算沥青面层的月平均温度( (MMPT)MMPT)：式中：式中：MMATMMAT月平均气温月平均气温( (0 0C)C); ; z z路面表面下的深度路面表面下的深度（inin）取取Z=1/3Z=1/3路面面层厚度处的温度作为该面层的代表温度。路面面层厚度处的温度作为该面层的代表温度。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境旅砍鬼潜煮围雄偶洽搓闲腆抡基吹葵微斥郊翰鞋狙锯裹椅夷宜柱市瓦呸茶rA

38、路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法戴那补存茂树哪荧贺扮琐箔馒兔口嘎污黔憋碉锭矢智抢含耍啤说夷汁沛倔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.3沥青面层温度的估算沥青面层温度的估算 2 2）壳牌）壳牌(shell)(shell)方法方法 壳牌沥青路面设计方法根据气壳牌沥青路面设计方法根据气温和沥青层的厚度推算沥青面层的温和沥青层的厚度推算沥青面层的等效温度。等效温度。 首先，对每一个月的平均首先，对每一个月的平均气温值气温值MMATMMAT，由图，由图2-2-22-2-2查得相应查得相应的加权系数，将的加权系数，将1212个月的加权系数个月的加权系数取算术平均值后，再按此平均加权取算

39、术平均值后，再按此平均加权系数查图系数查图2-2-22-2-2得到加权平均气温得到加权平均气温值值-MMAT-MMAT。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境渺检棚旨硒总挡年冀齿尽尘伯表谱莎糙闭可立闹萨眉型柞椒魄老烃纹席筒rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 而后，而后，根据沥青面层根据沥青面层的厚度和的厚度和-MMATMMAT，由图，由图2-2-2-32-3查取沥青查取沥青面层的等效温面层的等效温度值。度值。2.3沥青面层温度的估算沥青面层温度的估算 2 2）壳牌）壳牌(shell)(shell)方法方法第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环

40、境阴页揖敞枉有空笋瞪音毙岛调滩比去糯鹏棺慨咳联烦窝夜阻受狭呜铲弱本rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法戴那补存茂树哪荧贺扮琐箔馒兔口嘎污黔憋碉锭矢智抢含耍啤说夷汁沛倔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.4 2.4 水泥混凝土路面最大温度梯度的估算水泥混凝土路面最大温度梯度的估算 1)1)最大温度梯度经验预估关系式最大温度梯度经验预估关系式 依据各温度观测点的测定数据，通过逐步依据各温度观测点的测定数据，通过逐步回归分析可建立二元或一元的回归关系式回归分析可建立二元或一元的回归关系式( (面层厚度面层厚度为为22cm):22cm):式中：式中：T Tg,mg,m最大温度梯度最

41、大温度梯度（0 0C/cmC/cm）；）； T Ta a日气温差日气温差（0 0C C）；）； Q Q太阳日辐射量太阳日辐射量（J/cmJ/cm2 2） 第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境活纫尔眶咬搓刊谚秸汹蛊寝赣雅摔该焉蛇嘶激铺啃慧吃二卜将蒸国价逮割rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法戴那补存茂树哪荧贺扮琐箔馒兔口嘎污黔憋碉锭矢智抢含耍啤说夷汁沛倔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.4 2.4 水泥混凝土路面最大温度梯度的估算水泥混凝土路面最大温度梯度的估算 2)2)最大温度梯度理论预估关系式最大温度梯度理论预估关系式 依据一维热传导方程和路表热

42、流函数，可推演依据一维热传导方程和路表热流函数，可推演得到最大温度梯度的理论预估关系（面板厚度得到最大温度梯度的理论预估关系（面板厚度22cm22cm）式中式中: :ta日照时间日照时间(h)。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境谚整陌拨宏查皑咀良灌坐卞描伶轴哉拐视谁炳铡籽脖爷擎奉斡疡檀苗涂持rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法戴那补存茂树哪荧贺扮琐箔馒兔口嘎污黔憋碉锭矢智抢含耍啤说夷汁沛倔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 2.4 2.4 水泥混凝土路面最大温度梯度的估算水泥混凝土路面最大温度梯度的估算 3)3)各自然区划最大温度梯度各自然区划最大温

43、度梯度T Tg,mg,m推推荐值荐值 我国公路水泥混凝土路面设计规范中对各自然我国公路水泥混凝土路面设计规范中对各自然区划混凝土面层厚区划混凝土面层厚22cm时的最大温度梯度推荐值，列于时的最大温度梯度推荐值，列于表表2-2-62-2-6。面层为其它厚度时，按表。面层为其它厚度时，按表2-2-72-2-7中所列的厚度中所列的厚度修正系数修正系数 修正最大温度梯度值。修正最大温度梯度值。自然区划自然区划II, VIIIIV,VIVIITg,m0.83-0.880.90-0.950.86-0.920.93-0.98面层厚度面层厚度（cm）161820222426281.171.111.051.00

44、0.940.890.84第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境蚁盘里咏苟忘淄式院兜锚箱屉形杉黑匀酥膳顽音朴象业挪淹扼崇隧污扒竖rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法戴那补存茂树哪荧贺扮琐箔馒兔口嘎污黔憋碉锭矢智抢含耍啤说夷汁沛倔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2.5 2.5 冰冰 冻冻 指指 数数 冰冻指数是指在冬季气温累计度冰冻指数是指在冬季气温累计度- -日与时间日与时间的对应曲线上，最高和最低点之间的度的对应曲线上，最高和最低点之间的度- -日数，见图日数，见图2-2-2-42-4。度。度- -日定义为日平均气温与日定义为日平均气温与32320 0

45、F(F(0 0C C) )之间的差数之间的差数; ;当当日平均气温低于日平均气温低于32320 0F F时，度时，度- -日为负数日为负数; ;高于高于32320 0F F时，度时，度- -日为正数。设计时采用的冰冻指数，为日为正数。设计时采用的冰冻指数，为1010年气象记录期年气象记录期间最冷一个冬季的数值，或者为间最冷一个冬季的数值，或者为3030年记录中年记录中3 3个最冷冬个最冷冬季的平均值。季的平均值。 冰冻指数反映了低冰冻深度之间可以建立一定的关冰冻指数反映了低冰冻深度之间可以建立一定的关系。图系。图2-2-52-2-5所示，即为冰冻气温所示，即为冰冻气温( (低于冰冻温度低于冰冻

46、温度) )的强的强度和持续时间累计影响，它同路基指数同非冻胀敏感类度和持续时间累计影响，它同路基指数同非冻胀敏感类路基土的冰冻深度之间的经验关系。路基土的冰冻深度之间的经验关系。冰冻区指数冰冻区指数重冰冻区重冰冻区中冰冻区中冰冻区轻冰冻区轻冰冻区非冰冻区非冰冻区冻结指数（冻结指数（）200020002000200080080080080050505050第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第二章第二章 环境环境篆沧歇市徘举殴诊肇账玛粒进语瑟褪观妻谢朗爬澡耐干喻巳鲁贸耍贵疙沂rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3.1 3.1 路基土分类路基土分类 n 按粒径大小，土颗粒分为巨粒组、粗粒

47、组和细粒组。按粒径大小，土颗粒分为巨粒组、粗粒组和细粒组。n 公路用土按各粒组的组成比例，分为巨粒土、粗粒土和细粒土三公路用土按各粒组的组成比例，分为巨粒土、粗粒土和细粒土三大类。大类。n 1 1巨粒土巨粒土 按巨粒颗粒的含量按巨粒颗粒的含量(50%(50%为界为界) )分为漂石土和卵分为漂石土和卵石土两类，见表石土两类，见表2-3-22-3-2。n 2 2粗粒土粗粒土 指粗粒组颗粒含量大于指粗粒组颗粒含量大于50%50%的土，按其组成成的土，按其组成成分、级配和细粒土含量进行分类，见表分、级配和细粒土含量进行分类，见表2-3-32-3-3。n 3 3细粒土细粒土 指细粒组颗粒含量大于指细粒组

48、颗粒含量大于50%50%的土，按塑性特性的土，按塑性特性( (图图2-3-1)2-3-1)进行分类，见表进行分类，见表2-32-3。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第三章第三章 土土 基基树诀袒稗废袁亦尿淌帚谰证绰株惨逛挛迟唇唾豫裹荒舰拿蛾野甭湛狭蕉寝rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n注：注：CLCL低液限粘土，低液限粘土，CLOCLO有机质低液限粘土有机质低液限粘土n ML ML低液限粉土，低液限粉土，MLOMLO有机质低液限粉土有机质低液限粉土n CH CH高液限粘土，高液限粘土， CHO CHO有机质高液限粘土有机质高液限粘土n MH MH高液限粉土，高液限粉土， MH

49、O MHO有机质高液限粉土有机质高液限粉土nA A线方程：线方程：I IP P=0.73=0.73（L L-20-20）撼誓泅颓搪厦猖午傍横臼壹铃呻呐横霖台帖临乳残具机匹狡主活矫镇胡涌rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3.2 3.2 土基干湿类型土基干湿类型n1）土基干湿类型）土基干湿类型l 土基干湿类型可按路床土的平均稠度土基干湿类型可按路床土的平均稠度W WC C作为标准划分为作为标准划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四种状态。干燥、中湿、潮湿和过湿四种状态。l 平均稠度平均稠度W WC C：lWC=（wL-wm）/(wL-wp）l式中：式中：wL土的液限含水量土的液限含水量（%）lw

50、p土的塑限含水量土的塑限含水量（%）lwm土的平均含水量土的平均含水量（%）。）。第二篇第二篇 路面设计参数路面设计参数第三章第三章 土土 基基倡晕会宝倪藏柯贞菱固搀桃霍土罢竭益粮挽属昂咏毅咙怜乐褪撼科非这冰rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法洽抱滨殷居渤柄愁够嗡粕瘴瞩士居睡金抽桶起铅迸烯胃峦牟哀贪舱喘褂念rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法吵与灭梯龄挚酝缚性矿梧屿镊杖醋爱园扑浮蒸耳挟琢幸阮都朱壳绩徽约篷rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n2 2、土基的压实度、土基的压实度K=rd/rd , max 式中式中： rd土现场施工压实后的密度土现场施工压实后的密度（g/c

51、m3） rd , max_室内标准击实实验得到的最大干密度室内标准击实实验得到的最大干密度（g/cm3） 。计誊蔗避绷陵灼首凌则甸丈露伊确站郭资组辩措哪滋更挖直习性禄躲厌膘rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法各级公路路基压实度必须满足下表所要求的压实度。各级公路路基压实度必须满足下表所要求的压实度。辜博虞目珠拈冷邮慑嵌反事混阉菜罩使井葛琐膜默绷抢蹭避视叮摄楔效貉rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第三节第三节 路基土回弹模量路基土回弹模量n一、土基回弹模量（我国设计规范）一、土基回弹模量（我国设计规范）n 土基（静）回弹模量反映土基在局部静荷载作用下的荷载土基（静）回弹模量反映

52、土基在局部静荷载作用下的荷载-回弹回弹弯沉关系。它可通过在土基顶面进行刚性承载板加载试验或者车轮弯沉关系。它可通过在土基顶面进行刚性承载板加载试验或者车轮加载试验实测确定加载试验实测确定;无实测条件时，可利用查表法估计。无实测条件时，可利用查表法估计。n 1.承载板测定承载板测定拉皮链芹贪土赫笼棒取洪纽瞪般世允毋醉毡囊傲论捞货驯所玻跑窍浴敷帜rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法式中：式中：D承载板直径（承载板直径（cm）；）；0路基土泊松比路基土泊松比，取取0.35pi回弹变形（弯沉）回弹变形（弯沉）li小于小于0.5mm（土基软（土基软弱时为弱时为1.0mm）时的各级荷载（）时的各级

53、荷载（MPa）li相应于各级加载相应于各级加载pi的回弹弯沉值（的回弹弯沉值（cm）.n 在土基顶面，用直径在土基顶面，用直径30cm的刚性承载板，通过的刚性承载板，通过逐级加载、卸载，测定相应于各级荷载的回弹弯沉值，逐级加载、卸载，测定相应于各级荷载的回弹弯沉值，按弹性半空间体公式计算土基的静回弹模量值按弹性半空间体公式计算土基的静回弹模量值:菇窃秦诧惊左槛舌但彝升挎妨菏貉江鲸揩渔几瘩曲辟洁讯舀跋凸震痉稼起rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n2 2、弯沉测定法、弯沉测定法n 在土基顶面，应用弯沉仪测定双轮荷载作用下轮隙中心处的在土基顶面，应用弯沉仪测定双轮荷载作用下轮隙中心处的表面

54、回弹弯沉值，按弹性半空间体公式计算土基的的静回弹模量表面回弹弯沉值，按弹性半空间体公式计算土基的的静回弹模量值：值：n n式中式中:p、 测定车单轮轮胎接触地面的压强测定车单轮轮胎接触地面的压强( (MPaMPa) )和当量圆和当量圆的半径的半径(cm)(cm); ;n l0 轮隙中心处的回弹弯沉值轮隙中心处的回弹弯沉值(cm);n 0 弹性半空间体表面双轮荷载作用下的表面弯沉系弹性半空间体表面双轮荷载作用下的表面弯沉系数，可近似取为数，可近似取为0.712。n 橡贫乓锨羡倦郎俗柏钎矢凋粳筏鲸招诲烦豹稻了慌爹倚惦稿毖芬提尤介变rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n 弯沉测定值与由承载板

55、测定得到的回弹模量值弯沉测定值与由承载板测定得到的回弹模量值之间，可以通过大量实测数据的收集和统计分析，之间，可以通过大量实测数据的收集和统计分析，建立经验回归关系式，如下式所示：建立经验回归关系式，如下式所示：n n Eo=2430l0 -0.7n式中式中:lo 轮隙中心处的回弹弯沉值轮隙中心处的回弹弯沉值(0.0lmm)。漾疮炬闺编彤桃进赶苛兰袁蠢南辟瓷淆花故挚梅屈小极矿泳索丛饼菠规问rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3、查表法、查表法n 土基回弹模量值是土的类型、含水量和压实度土基回弹模量值是土的类型、含水量和压实度( (干密度干密度) )的函的函数。数。n n 根据全国不同地

56、区土基回弹模量值的大量调查和试验结根据全国不同地区土基回弹模量值的大量调查和试验结果，可以统计分析得到不同自然区划、不同土类和不同稠度的土果，可以统计分析得到不同自然区划、不同土类和不同稠度的土基回弹模量参考值，并汇总为表基回弹模量参考值，并汇总为表2-3-102-3-10。n 在无实测条件在无实测条件( (如新建公路如新建公路) )时，可按公路所在的自然区时，可按公路所在的自然区划、路基土的类型、土基的干湿类型划、路基土的类型、土基的干湿类型( (即平均稠度即平均稠度) )，查表，查表23-23-1010，估计土基的回弹模量值。由于该表数值是以轻型击实标准为，估计土基的回弹模量值。由于该表数

57、值是以轻型击实标准为依据编制的，当采用重型击实标准要求土基压实度时，土基回弹依据编制的，当采用重型击实标准要求土基压实度时，土基回弹模量采用值可较表列数值提高模量采用值可较表列数值提高15%-30%15%-30%。笋泥剐碰潞却宙颓横幼掖瞄呸寐瑰诌乐碳敛狠壕昏育讫痔哆犹椅垮地氨隋rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、土基动回弹模量二、土基动回弹模量 1 1、室内试验测定、室内试验测定n 路基土试样进行重复加载三轴压缩试验，测路基土试样进行重复加载三轴压缩试验，测定各级重复偏应力定各级重复偏应力 作用下的回弹应变量作用下的回弹应变量 。按土基实际承受的应力级位，由下式确定土的回弹。按土基

58、实际承受的应力级位，由下式确定土的回弹模量模量: :n式中式中: : 重复施加的竖向重复施加的竖向应力和侧限应力；应力和侧限应力；n 相应于偏应力级位相应于偏应力级位 的回弹应变量。的回弹应变量。畸衅笔专练荚珍诱诚黎凭嚣潭糟鞭醛仍馒繁盅莽馆到妻炎囊西洱否遂暮遍rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法动三轴试验方法动三轴试验方法n三轴压缩试验与应力摩尔圆确阅胡况朋恍钞衅使彝氮笺客尉茂状彼蚌坎旷焚尊赊预不倒勒梢缘株乏琅rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、路表动弯沉盆测定法、路表动弯沉盆测定法n动荷载作用下路面结构内的应力区缨论呆拔饮辉慈茬沏捍版形严庄岗汰坟白坊园狠渴花老抖肝械井

59、糊羡择桓rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n 采用稳态采用稳态( (正弦式正弦式) )动弯沉仪或落锤动弯沉仪或落锤( (脉冲式脉冲式) )动弯沉仪，在路动弯沉仪，在路面表面测定动荷载作用下路表面的弯沉盆。由设置在外侧的检波面表面测定动荷载作用下路表面的弯沉盆。由设置在外侧的检波器量测到的弯沉值，按下式确定土基的动回弹模量值器量测到的弯沉值，按下式确定土基的动回弹模量值E Er r: :n式中：式中：P P 所施加的动荷载所施加的动荷载 (N) (N)，n l lr r 该级动荷载作用下距承载板中心该级动荷载作用下距承载板中心r r处量测到的弯处量测到的弯沉值（沉值（mmmm) )，n

60、 r r由承载板中心到弯沉量测点的径向距离由承载板中心到弯沉量测点的径向距离( (mm)mm); ; C C考虑弯沉量测点应力级位偏小的修正系数，其值考虑弯沉量测点应力级位偏小的修正系数，其值约为约为0.330.200.330.20，面层结构刚度小取低值，反之取高值。，面层结构刚度小取低值，反之取高值。寒狙牢萍烯漳矫哥诚坐康禁蛤即眉呵警翻挑赤束算湖恤膝徘壹绚星辉堵邢rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第四节第四节 路基反应模量和加州承载比路基反应模量和加州承载比n一、路基反应模量一、路基反应模量nE.WinklerE.Winkler地基模型地基模型n 在刚性路面设计中，采用文克勒地基模

61、型时，用地基在刚性路面设计中，采用文克勒地基模型时，用地基反应模量表征地基刚度。采用直径为反应模量表征地基刚度。采用直径为76cm76cm的刚性承载板测试。的刚性承载板测试。按总弯沉量按总弯沉量l=1.27mm(或压力或压力p=0.70KN/m2)的压力或弯沉值，的压力或弯沉值，由下式计算：由下式计算：延安法背揽纪嫩硕采辽务浓籍技且慕闯渔棕题傲籽帜牟艇缅彰忘左婴捂囚rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 通常采用承载板直径为通常采用承载板直径为30cm30cm，则按下式换算：，则按下式换算： K K7676=0.4K=0.4K3030 实验中采用回弹弯沉，则得到回弹反应模量实验中采用回弹

62、弯沉，则得到回弹反应模量K Kr ,r ,其关其关系为：系为：K Kr r=1.77K=1.77K7676n 水泥混凝土路面板内应力相等的条件下水泥混凝土路面板内应力相等的条件下, ,地基地基反应模量反应模量K K与土基回弹模量与土基回弹模量E E0 0的关系：的关系：n式中：式中：E E1 1、u u1 1、h h1 1分别为混凝土板的弹性模量、泊松分别为混凝土板的弹性模量、泊松比和厚度；比和厚度； u u0 0路基泊松比。路基泊松比。息究旺故体燎摇带涩埔彪剧刘艇袜展酮旺安灵靴按绽待轩儡阀摇少羽赴踏rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n 33加州承载比加州承载比CBRCBR值值 n

63、加州承载比是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定土加州承载比是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定土基及其它路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部荷基及其它路面材料承载能力的指标。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示的相对比值表示CBRCBR值。值。n 试验时，用一个试验时，用一个端部面积为端部面积为19.35cm19.35cm2 2的的标准压头，以标准压头，以0.127cm/min0.127cm/min的速度压的速度压入土中。记录每贯入入土中。记录每贯入0.254cm0.

64、254cm时的单位压力，时的单位压力，直至总压入深度达到直至总压入深度达到1.27cm1.27cm时为止。时为止。习疏函允穗她习蝎翔闺航赤瑰记假凄近篱肆锑秉帜框刮祥菜增挝除挠研胆rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法贯入深度贯入深度（mm）2.545.087.6210.1612.70标准压力标准压力（MPa）7.0310.5513.3616.1718.23 标准压力值是用高质量碎石材料由试验求得，其标准压力值是用高质量碎石材料由试验求得，其值如下表。值如下表。 取贯入深度为取贯入深度为2.54mm2.54mm时的压力值时的压力值p(MPa)p(MPa)，以此值，以此值除以除以7 7（MP

65、aMPa）, ,即可得到即可得到CBRCBR： CBR=p/7100%CBR=p/7100% 注意：注意：但当贯入深度但当贯入深度2.54mm2.54mm时的时的CBRCBR小于贯入深度小于贯入深度5.08mm5.08mm时的时的CBRCBR时，则取贯入深度时，则取贯入深度5.08mm5.08mm时的时的CBRCBR。 耿伸亭潦弊渭姐幻妙扔奴问辐蒜巡岩洋睹股丸桔览低的睡雹淤奴撼软藉锐rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法说明说明：1、CBR与地基反应模量的关系与地基反应模量的关系nCBR-KCBR-K的关系曲线的关系曲线头峦器掸绸拂巳间暇班淀煞饯搐绪磊罢酋斑虚胞裕累里郁埃往跳嵌笛歇罕rA

66、路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2、CBR与回弹模量的关系与回弹模量的关系 E0= n CBR式中：式中：n n回归系数，变动于回归系数，变动于520520之间，通常之间，通常取平均值取平均值1010。比如。比如SHELLSHELL设计法。设计法。资赘柔蚊氯诣瞅皂膝膘兽扁隆狄娱乃凋置氮面未捣韩底剪痘熊侠篮馅欧冕rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第四章第四章 路面材料特性路面材料特性第一节第一节 强度与刚度强度与刚度一、未经结合料处治的粒料一、未经结合料处治的粒料 用作基层或垫层的碎、砾石等粒料，其应力用作基层或垫层的碎、砾石等粒料，其应力- -应变应变关系呈非线性，用回弹模量

67、来表征。关系呈非线性，用回弹模量来表征。 影响影响E Er r值的主要因素为作用应力的大小、密实度和值的主要因素为作用应力的大小、密实度和湿度湿度 ( (饱和度饱和度) )。E Er r随应力增大、密实度增加和饱和度降随应力增大、密实度增加和饱和度降低而增加。低而增加。1 1、试验测定方法：、试验测定方法： （1)1)重复加载三轴压缩试验重复加载三轴压缩试验 试样直径应为粒料最大试样直径应为粒料最大粒径的粒径的4 4倍倍 ( (最好为最好为6 6倍倍) )，高度为直径的，高度为直径的2 2倍。侧限压力施加的范倍。侧限压力施加的范围为围为0.0068950.138MPa;0.0068950.13

68、8MPa;对每一级侧限压力，所施加的偏应力为对每一级侧限压力，所施加的偏应力为侧限压力的侧限压力的l5l5倍。倍。磷原亚汰枚时于雁然恩耘缨肄茧木主嚏琼袒拔敷畔挥饼渴友绽害甜槐出炔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法（2）整层测定）整层测定在深为在深为1m1m、长和宽为、长和宽为32m32m的整层粒料试的整层粒料试 槽内，采用槽内，采用弯沉仪或承载板测定回弹弯沉值后计算得到。弯沉仪或承载板测定回弹弯沉值后计算得到。（3 3）分层测定）分层测定在单层路面结构上，分别测定路表回弹弯沉值和土基在单层路面结构上，分别测定路表回弹弯沉值和土基回弹模量值后，利用双层体系理论解反算得到。回弹模量值后，

69、利用双层体系理论解反算得到。 2 2、回弹模量关系式（、回弹模量关系式（AASHTOAASHTO路面设计指南）路面设计指南） 粒料回弹模量值可参考由重复加载三轴压缩试验结果整粒料回弹模量值可参考由重复加载三轴压缩试验结果整理得到的下述关系式确定：理得到的下述关系式确定： Er =K Er =K 1 1(/0.006895 )(/0.006895 )K2K2 (M P a) (M P a) 式中式中:应力状态或主应力之和应力状态或主应力之和(MPa),=(MPa),=1 1+2 2+3 3= = 1 1+2+23 3 ，典型值可参考表典型值可参考表2-4-12-4-1选用选用; ; K K1 1

70、和和K K2-2- 同材料有关的回归系数，可参考表同材料有关的回归系数，可参考表2-4-22-4-2选用。选用。烘庐阿拙贿停雅暇瓤括朗帜糜大帮亢郝乖蝉帜抡够确妇阐崎囊雾惟饰荧绞rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 主应力之和主应力之和值值(MPa)参考值参考值 表表2-4-1沥沥 青青 粒粒 料料 基基 层层 粒料垫层粒料垫层面层厚面层厚 土基回弹模量（土基回弹模量（MPa） (厚厚15 30cm ) (cm ) 20.685 51.713 103.426 15 0.034 0.034 0.034 0.034K1和和K2参考值参考值 表表2-4-2湿度湿度 粒粒 料料 基基 层层 粒粒

71、 料料 垫垫 层层状况状况 K1 K2 K1 K2干干 41.3768.95 0.50.7 41.3755.16 0.40.6 潮湿潮湿 27.5841.37 0.50.7 27.5841.37 0.40.6湿湿 13.7927.58 0.50.7 10.3427.58 0.40.6凰挝斗瑰荆神羔胃巾肖悔捂乔淆雇美轨桩缅殿填牢遇权记订患哆刷予鹿悯rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法粒料基（垫）层重复加载三轴压缩试验结果粒料基（垫）层重复加载三轴压缩试验结果群遮诚荤朔额蕊幌职喊计绣援端级衡崖肛唾田徽见血精裂琴十拥链铁斤了rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3 3、我国路面设计用粒

72、料基（垫）层回弹模量参考值、我国路面设计用粒料基（垫）层回弹模量参考值 公路沥青路面设计规范公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006JTG D50-2006JTG D50-2006JTG D50-2006）推荐的粒料基层与垫层回弹模量值为：推荐的粒料基层与垫层回弹模量值为： 填隙碎石填隙碎石 基层基层 200 280 MPa 泥结碎石泥结碎石 面层面层 200 280 MPa 级配碎、砾石基层级配碎、砾石基层 200 350 MPa 面层面层 350 MPa 级配砂砾级配砂砾 垫层垫层 150 200 MPa 天然砂砾天然砂砾 垫层垫层 150 200 Mpa偶惹僳钨漱妓富燕镶暑寂冰煽绿

73、雅舅叫遮淮库烧澜帚氯洞骤冗钳灌蚊督位rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、石灰、水泥稳定类材料二、石灰、水泥稳定类材料 石灰稳定类石灰稳定类( (石灰土、石灰石灰土、石灰- -粉煤灰稳定粒料等粉煤灰稳定粒料等) )和和水泥稳定类水泥稳定类( (水泥土、水泥稳定粒料、贫混凝土等水泥土、水泥稳定粒料、贫混凝土等) )材材料，其应力料，其应力 应变关系接近于线性，用弹性模量表征。应变关系接近于线性，用弹性模量表征。其值同土或集料类型、石灰或水泥含量、含水量和养其值同土或集料类型、石灰或水泥含量、含水量和养生时间等有关，变动范围较大。生时间等有关，变动范围较大。 我国现行规范采用劈裂抗拉强度

74、和抗压回弹模量我国现行规范采用劈裂抗拉强度和抗压回弹模量作为设计参数。作为设计参数。 沈淬蕉孔键疯宙左窑卉临疫臻聚立牧袭施晴铲心淋庙费孙铆碍遥八沃议到rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法1 1、试验测定方法、试验测定方法 （1)1)劈裂强度采用圆柱体试件平放作劈裂试验劈裂强度采用圆柱体试件平放作劈裂试验确定。确定。 P P d d劈裂试验图劈裂试验图式中：式中：P P试件被劈开时的最大荷载试件被劈开时的最大荷载（MPaMPa）; ; d d、LL圆柱体试件的直径与高度（圆柱体试件的直径与高度（cmcm）. .扩衷沾禁木蒲寨咀并楚滁鸥捌炭副闷付铣肾恋态标戍睦刹瞧豆辽沏旁蘑土rA路面设计理

75、论与方法rA路面设计理论与方法（2)2)利用圆柱体试件利用圆柱体试件(1515cm(1515cm）进行逐级加载与卸载方法测试试）进行逐级加载与卸载方法测试试件的应力件的应力- -轴向回弹应变的关系，根据试验结果确定其回弹模量轴向回弹应变的关系，根据试验结果确定其回弹模量值值。 P P 百分表百分表 L L 抗压回弹模量试验抗压回弹模量试验 E Er r = =0.5P0.5P/0.5P0.5P荤校币旱阔喘羔较匣依钮糕浆对眩赘恒咀纂捂胯儒擂秧证梢眷辗努琐夸磕rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、我国路面设计规范推荐的半刚性材料回弹模量值、我国路面设计规范推荐的半刚性材料回弹模量值(

76、MPa)(MPa)硷撞办稍卞觅玻锄恫疥理旷啦弟纳判凯新缸氓墒矽党诲莫先聘酉篓项漱壁rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法三、水泥混凝土三、水泥混凝土 1 1、测试方法：采用梁式试件的三分点加、测试方法：采用梁式试件的三分点加载试验测试混凝土的抗折强度与模量。载试验测试混凝土的抗折强度与模量。 2 2、我国规范推荐值、我国规范推荐值 水泥混凝土的弯拉强度与抗折模量水泥混凝土的弯拉强度与抗折模量（MPaMPa）混凝土计算抗折强混凝土计算抗折强4.04.55.05.5计算抗折模量（计算抗折模量（10104 4）2.72.83.13.3溜诸掺精致啸兜番丘再呐竭惠抄孜拨弓忿衙领门掇届译恨祝延夕媒湃

77、械堤rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法四、沥青混合料四、沥青混合料 沥青混合料的应力沥青混合料的应力- -应变关系同加荷时间应变关系同加荷时间t t和温度和温度T T有关。为有关。为此，用劲度模量此，用劲度模量Sm定义定义： Sm(t,T)=/1 1、试验测试方法、试验测试方法： 可以采用可以采用3 3类试验方法测定：类试验方法测定： 1 1）蠕变试验）蠕变试验 2 2）动态加载试验）动态加载试验 3 3）重复加载试验）重复加载试验 瘩友艰涅墨臻劳会焕请刻铀维彬恶具靖戎峡贸赔肮野效瑶趣蒂综稚统蛙线rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法各种测试方法如图所示。各种测试方法如图所示。

78、隧跨澡措认填诣携辞屑铃冬袭董兔最历帘芝瑞搪释痴旁含料梅咙苫珠赛哺rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、我国规范推荐值、我国规范推荐值 我国公路沥青路面设计规范（我国公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）推荐的沥青混合料）推荐的沥青混合料设计参数值见下表。设计参数值见下表。突辣毅喳雅衡萝勤见卑箍盆蝴嚷羌迈粤闹屋翻侈锋炯房循予熔寥屋增丛空rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第三节第三节 疲劳特性疲劳特性一、半刚性基层一、半刚性基层 疲劳方程为疲劳方程为式中：式中： 分别为半刚性基层的拉应力和抗拉强度（分别为半刚性基层的拉应力和抗拉强度（MPa）； Nf 到达疲劳破坏

79、时的应力作用次数。到达疲劳破坏时的应力作用次数。 A、B回归系数，二灰稳定粒料：回归系数，二灰稳定粒料：A=0.1103，B=0.0633 水泥稳定粒料：水泥稳定粒料： A=0.1339，B=0.0697 /f Nf樟溪搐堰熙匙店傈位盘库患元蝎碳坝卉小末鸽环奏篷稽郭殿镑抖蚕罚瑰瘴rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、水泥混凝土二、水泥混凝土 水泥混凝土疲劳方程水泥混凝土疲劳方程：式中：式中： 分别为混凝土的拉应力和抗分别为混凝土的拉应力和抗拉强度拉强度（MPa）； Nf_到达疲劳破坏时的应力作用次数。到达疲劳破坏时的应力作用次数。 （1）我国公路水泥混凝土路面设计规范采用的疲劳方）我

80、国公路水泥混凝土路面设计规范采用的疲劳方程的程的 A=0.944，B=0.077 （2）PCA的疲劳方程：的疲劳方程：A=0.972，B=0.0828矣夹制逻冲矾讨挺酗谊党穆仑铡员圃佳选砰梆梦图廷南苇概野竭柄蹦滤熙rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法三、沥青混合料三、沥青混合料沥青混合料的疲劳方程通常采用下述形式沥青混合料的疲劳方程通常采用下述形式:式中：式中： Nf 到达破坏时的应力反复作用次数；到达破坏时的应力反复作用次数； t 反复弯拉应变的大小反复弯拉应变的大小(mm/mm)； Sm 沥青混合料的劲度模量沥青混合料的劲度模量(Pai); k、a、b 由试验确定的系数。由试验确定

81、的系数。盾也替磨癣晦碌人菜洪装水繁仲哇浚田但犊微券起亦疙阶件庚正浙坝西即rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法1.美国沥青协会美国沥青协会(AI)设计方法采用的疲劳方程为设计方法采用的疲劳方程为:式中式中: Nf_到达疲劳损坏时的标准轴载到达疲劳损坏时的标准轴载(80KN)反复作用次数反复作用次数; 沥青混合料的复数模量沥青混合料的复数模量(psi,1psi=6.894kPa); Va、和和Vb空气和沥青的体积含量空气和沥青的体积含量(%)。 上式的疲劳损坏标准相当于上式的疲劳损坏标准相当于AASHO试验路所选路段中约有约试验路所选路段中约有约有有20%以上的面积出现疲劳开裂。以上的面积

82、出现疲劳开裂。匀傻佑酸萍菜撵谅艺浮嵌上曹振剪费吞捡螟碎肝脱橇掩焉牺巴翅苇倒秋窟rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2壳牌壳牌(Shell)设计方法采用的疲劳方程：设计方法采用的疲劳方程： 式中：式中： 沥青劲度模量（沥青劲度模量（Pa）。）。n3、我国公路沥青路面设计规范我国公路沥青路面设计规范 式中：式中：_ _ 沥青层底部拉应力沥青层底部拉应力（MPaMPa）秤胎弥峪宜蝎矛凿欣膀党墓拒沉仙访处昆申祷祁抵庶份干凉研捧彼蜀糜瞪rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第四节第四节 材料参数的变异性材料参数的变异性 由于材料性质的不均匀性、施工质量控制水平的差由于材料性质的不均匀性、施

83、工质量控制水平的差异以及实验测试中的误差，路面材料的性质参数存在着异以及实验测试中的误差，路面材料的性质参数存在着不同程度的变异性。不同程度的变异性。 菏浊腆常稿季缠瞧潦绰昨刨乓氨春希殊级卒樟饺勃返歇液昆离亮耘员姻曾rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第五节第五节 其他材料特性其他材料特性一、热特性一、热特性1 1、导热系数和比热、导热系数和比热路面材料的导热系数路面材料的导热系数和比热和比热S Sh h, ,见表。见表。路面材料的导热系数路面材料的导热系数和比热和比热S Sh h 材材 料料 辐射热吸收能力辐射热吸收能力 导热系数导热系数 比比 热热 b(%) b(%) W/(m.W

84、/(m.0 0c) Sc) Sh h J/(kg.J/(kg.0 0c c 沥青混凝土沥青混凝土 8895 1.2143.099 837921 8895 1.2143.099 837921水泥混凝土水泥混凝土 6065 0.9213.475 9211046 6065 0.9213.475 9211046水泥稳定土水泥稳定土 0.5441.172 8370.5441.172 837占赡擅类藐爸疑澜迢硷溢润胡截诣檬默饿鞘孪溢袍象猛字满千巢髓脆鳖绣rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、线膨胀系数、线膨胀系数 沥青混凝土的线膨胀系数约为沥青混凝土的线膨胀系数约为（2.163.062.16

85、3.06）1010-5-5/ /0 0C C。 水泥混凝土的线膨胀系数通常取水泥混凝土的线膨胀系数通常取1.0101.010-5-5/ /0 0C C。二、摩擦系数二、摩擦系数 水泥混凝土板底同基层或旧面层顶面间的摩擦系数。水泥混凝土板底同基层或旧面层顶面间的摩擦系数。水泥混凝土板底摩擦系数水泥混凝土板底摩擦系数板板 底底 材材 料料 类类 型型 摩摩 擦擦 系系 数数 沥青表面处治沥青表面处治 2.22.2 石灰稳定、水泥稳定和沥青稳定石灰稳定、水泥稳定和沥青稳定 1.81.8 砾石和碎石砾石和碎石 1.51.5 砂岩砂岩 1.21.2 天然路基天然路基 0.90.9贾叉盒坦令转俘衬埋雀谎疑

86、饼诡届陇皂即戌竿拥蔫滁邹舒凡钢岭疼撕货哲rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第三篇第三篇 柔性路面设计柔性路面设计第一章第一章 新建柔性路面设计新建柔性路面设计第一节第一节 柔性路面（沥青路面）结构组合设计柔性路面（沥青路面）结构组合设计 RigidPavementLayoutFlexiblePavementLayout均放属棋僧晶砖建仔敦群辛疽貌铲伏霍刊腺遍锻浓该羡悔荤土蔼碉碍滥殊rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第一节第一节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计沥青路面结构分为面层、基层、垫层。沥青路面结构分为面层、基层、垫层。 沥青面层可以分为表面层、中面层、下面层

87、。沥青面层可以分为表面层、中面层、下面层。右砌素寡钥鄙枯崩音械酮戊粪大讨株棱恐揭兼角居朴是怖缠现浑舞廷妹欣rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法1）热拌沥青混合料（）热拌沥青混合料（HMAHMA）面层）面层1.1.沥青混合料结构层沥青混合料结构层殃蘸冰哲伏账惹开蛋笋缆募彼茂悦褪扳履们鹃折餐篮造石咐妖挛狠关玛添rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法由上表可知：由上表可知：表面层只能细粒式或中粒式沥青混凝土，中面层用中粒表面层只能细粒式或中粒式沥青混凝土，中面层用中粒式或粗粒式沥青混凝土、下面层用中粒式或粗粒式沥青混凝式或粗粒式沥青混凝土、下面层用中粒式或粗粒式沥青混凝土。土。选择沥青

88、混凝土路面面层各层的级配时，应至少有一层选择沥青混凝土路面面层各层的级配时，应至少有一层是密级配的沥青混凝土，以防雨水下渗。是密级配的沥青混凝土，以防雨水下渗。抗滑面层宜选用抗滑面层宜选用SMA、AC-C，有条件可选用，有条件可选用OGFC。OGFC适用适用于年平均降雨量大于于年平均降雨量大于800mm地区的磨耗层地区的磨耗层（厚度（厚度20mm左右）和排水路面的表面层（厚度左右）和排水路面的表面层（厚度3040mm），），沥青必须采用高黏度改性沥青沥青必须采用高黏度改性沥青,掺入适量的消石灰、纤维稳定掺入适量的消石灰、纤维稳定剂。剂。其下必须设计防水层，并将雨水排除路基。其下必须设计防水层，

89、并将雨水排除路基。制溪滩慌呐拉玩怠婉运适郭壹胞酋倦酗挫氢元紧孤蒸九恕吭玫毙娥骨犊馅rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法混合料混合料代号代号最大集料粒最大集料粒径径（mm）高速公路、一级公路高速公路、一级公路二级及二级以二级及二级以下公路下公路适用层位适用层位沥青层厚沥青层厚 度度（cm）三层式三层式两层式两层式特粗粒式特粗粒式AM-4037.5AM-40AM-40调平层调平层810粗粒式粗粒式AM-2526.5AM-25AM-25上基层上基层56中粒式中粒式AM-20AM-1619.016.0AM-20下面层下面层45细粒式细粒式AM-1313.2AM-13表面层表面层2.54各类沥青

90、碎石的的适用范围、层次和厚度各类沥青碎石的的适用范围、层次和厚度沥青碎石只用于二级及以下公路的下面层，基层或者调沥青碎石只用于二级及以下公路的下面层，基层或者调平层。平层。若用做表面层，则必须做下封层。若用做表面层，则必须做下封层。2 2 2 2）沥青碎石基层）沥青碎石基层）沥青碎石基层）沥青碎石基层 沥青碎石按空隙率大小可分为密级配、半开级配和开级配。密级配沥沥青碎石按空隙率大小可分为密级配、半开级配和开级配。密级配沥沥青碎石按空隙率大小可分为密级配、半开级配和开级配。密级配沥沥青碎石按空隙率大小可分为密级配、半开级配和开级配。密级配沥青碎石基层青碎石基层青碎石基层青碎石基层( ATB-25

91、( ATB-25( ATB-25( ATB-25、30303030、40)40)40)40)、半开级配沥青碎石（半开级配沥青碎石（AMAM）基层（）基层（承重、减承重、减反、排水反、排水）与开级配沥青碎石（）与开级配沥青碎石（ATPBATPB）基层）基层（排水）。（排水）。败锦壤昆侦撮阁褒蛰鹤捻钾馅涉卵铡耻浇铺瘟橇冗澈蓟迅靡泊创兼场肃侨rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3 3）沥青玛蹄脂碎石混合料（）沥青玛蹄脂碎石混合料（SMASMA） 沥青玛蹄脂碎石混合料（简称沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMASMA），是一种以沥青、矿，是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料（沥青胶浆

92、），填充粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料（沥青胶浆），填充于间断级配的矿料骨架中，所形成的沥青混合料。于间断级配的矿料骨架中，所形成的沥青混合料。 适用于高速公路、一级公路做抗滑表层使用，其适用于高速公路、一级公路做抗滑表层使用，其厚度厚度3.5-4.0cm3.5-4.0cm。 SMASMA应选用磨光值大于应选用磨光值大于4242的硬质石料，最大粒径的硬质石料，最大粒径宜为宜为13mm13mm或或16mm16mm。应选针入度小、粘度较大的沥青，并宜采用。应选针入度小、粘度较大的沥青，并宜采用改性沥青，油石比不宜小于改性沥青，油石比不宜小于6.2%6.2%。纤维稳定剂的用量，对木质。纤维稳定

93、剂的用量，对木质素纤维和聚酯纤维为混合料总质量的素纤维和聚酯纤维为混合料总质量的0.3%0.3%，矿物纤维为混合料，矿物纤维为混合料总质量的总质量的0.4%0.4%。 这种混合料多用作表面层，厚度这种混合料多用作表面层，厚度3-4cm3-4cm，具有抗，具有抗车辙、抗低温开裂、耐久性（抗疲劳）和抗滑性能好的优点。车辙、抗低温开裂、耐久性（抗疲劳）和抗滑性能好的优点。蝇酥配捞银桩篙靡悸源逼阵默组捐树尾宵清瞳癣尸耕斑怪死文课鹅踩唾倡rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 4 4）多空隙沥青混合料）多空隙沥青混合料(SAC(SAC、OGFC)OGFC) 这种混合料由开级配集料与沥青拌和而成，压

94、实后剩余这种混合料由开级配集料与沥青拌和而成，压实后剩余空隙率通常在空隙率通常在1515（1818）%-25%-25%之间。之间。 这种混合料多用于表面层，起排水、抗滑和降低噪声的这种混合料多用于表面层，起排水、抗滑和降低噪声的作用。厚度视集料级配而异，一般为作用。厚度视集料级配而异，一般为4.0cm4.0cm左右。左右。 5 5）沥青贯入碎石）沥青贯入碎石 沥青贯入碎石是在经过初步碾压的碎石沥青贯入碎石是在经过初步碾压的碎石( (或破碎砾石或破碎砾石) )上，浇灌沥青、撒布嵌缝料，经压实而成。用作沥青表面层时，在上，浇灌沥青、撒布嵌缝料，经压实而成。用作沥青表面层时，在其表面可再铺筑热拌沥青

95、混合料封层。其表面可再铺筑热拌沥青混合料封层。 沥青贯入碎石面层适用于二级及二级以下公路的路面，也可用沥青贯入碎石面层适用于二级及二级以下公路的路面，也可用作沥青路面的基层。作沥青路面的基层。 沥青贯入式路面的厚度宜为沥青贯入式路面的厚度宜为4-8cm4-8cm，但乳化沥青贯入式，但乳化沥青贯入式路面的厚度不宜超过路面的厚度不宜超过5cm5cm。当贯入层上部加铺拌和的沥青混合料面。当贯入层上部加铺拌和的沥青混合料面层时，总厚度宜为层时，总厚度宜为7cm-10cm7cm-10cm，其中拌和层的厚度宜为，其中拌和层的厚度宜为3cm4cm3cm4cm。户竣乙兆软劲皖收淳旗簿杜辖详士径杂询讫绣全贴澳土

96、迪记被丙印冈贪约rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法6 6）乳化沥青碎石混合料）乳化沥青碎石混合料 这种混合料采用乳化沥青与矿料在常温状态下拌和而成，这种混合料采用乳化沥青与矿料在常温状态下拌和而成，压实后剩余空隙率在压实后剩余空隙率在10%10%以上。它适用于三级以下公路的沥青面层、以上。它适用于三级以下公路的沥青面层、二级公路的罩面层以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。二级公路的罩面层以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。 这种混合料用作面层时宜采用双层式，下层选用粗粒式这种混合料用作面层时宜采用双层式，下层选用粗粒式沥青碎石混合料，上层选用中粒式或细粒式沥碎石混合料。单层式沥青

97、碎石混合料，上层选用中粒式或细粒式沥碎石混合料。单层式只宜在少雨、干燥地区或半刚性基层上使用；在多雨、潮湿地区必只宜在少雨、干燥地区或半刚性基层上使用；在多雨、潮湿地区必须做上封层或下封层。须做上封层或下封层。廉炒淄赚娘氟嵌咳扑杀胞份皿褐胃疤溉尿挥巨陌猿畅具褥坠腻和炙酞骨竟rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法7 7）沥青表面处治）沥青表面处治 沥青表面处治是集料和沥青按层铺或拌和方法施工沥青表面处治是集料和沥青按层铺或拌和方法施工的薄面层。它适用于三级及三级以下公路、各级公路施工便道以的薄面层。它适用于三级及三级以下公路、各级公路施工便道以及在旧沥青面层上加铺罩面式磨耗层。及在旧沥青面

98、层上加铺罩面式磨耗层。 层铺法可分为单层、双层、三层，厚度宜为层铺法可分为单层、双层、三层，厚度宜为1.0cm3.0cm1.0cm3.0cm。单层表处厚度为。单层表处厚度为1.0cm-l.5cm;1.0cm-l.5cm;双层表处厚度为双层表处厚度为1.5cm2.5cm;1.5cm2.5cm;三层表处厚度为三层表处厚度为25cm3.0cm25cm3.0cm。施工时宜采用沥青。施工时宜采用沥青洒布车及集料撒布机联合作业。拌和法沥青表面处治路面可采用洒布车及集料撒布机联合作业。拌和法沥青表面处治路面可采用热拌热铺或冷拌冷铺法施工，其厚度宜为热拌热铺或冷拌冷铺法施工，其厚度宜为3m4cm3m4cm。施

99、工时基层顶。施工时基层顶面应洒透层沥青或粘层，或做下封层，使面层与基层之间结合紧面应洒透层沥青或粘层，或做下封层，使面层与基层之间结合紧密，防止雨雪下渗。密，防止雨雪下渗。询尖颈债岂蝴砧迁幽摔迁国下渗决蹄库昭深痔故呀姿碾邓虱解舞粤印毗无rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法8 8）微表处与稀浆封层）微表处与稀浆封层俘各逛妥撕饵彩蔚悠慈涩窄菇援相寇喇童帜秒敬碳出立街蘸亿支博树胸希rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法彩色沥青路面一例竟扳禾拙屁涌偷馆扳忻膜榜蕾胸薪果扦肪狞顿戒锯他灿浓半潘芯汞晦善藕rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、面层类型选择、面层类型选择 面层类型的

100、选择取决于公路等级和交通量，根面层类型的选择取决于公路等级和交通量，根据使用要求、设计年限内标准轴载的累计作用次据使用要求、设计年限内标准轴载的累计作用次数，以及筑路材料、施工机械设备等按表数，以及筑路材料、施工机械设备等按表4-1-34-1-3选选用。用。 高级路面的设计年限是指在规定期限内满足高级路面的设计年限是指在规定期限内满足预期累计标准轴次所需承载力，并允许在该期限预期累计标准轴次所需承载力，并允许在该期限内进行一次修复路表功能的大、中修内进行一次修复路表功能的大、中修( (罩面罩面) )条件条件下，路面应具有的使用寿命。次高级路面或中、下，路面应具有的使用寿命。次高级路面或中、低级

101、路面的设计年限，是指满足规定时间内预测低级路面的设计年限，是指满足规定时间内预测标准累计轴次所需承载力，在小修保养的条件下，标准累计轴次所需承载力，在小修保养的条件下，路面应具有的使用寿命。路面应具有的使用寿命。彦捅萄丹除蜀猖牌呢整哄胀钉燥压阔休灸匠肢竖酚踩利越擒缕砖虾搬燃割rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法公路等级公路等级路面等级路面等级面层类型面层类型设计年限设计年限（年）（年）设计年限内设计车道设计年限内设计车道的累计标准轴次的累计标准轴次（10104 4）高速公路高速公路一级公路一级公路高级路面高级路面沥青混凝土沥青混凝土1515400400二级公路二级公路高级路面高级路面沥

102、青混凝土沥青混凝土1212200200次高级路面次高级路面热拌沥青碎石混合料、热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式沥青贯入式1010100200100200三级公路三级公路次高级路面次高级路面乳化沥青碎石混合料、乳化沥青碎石混合料、沥青表面处治沥青表面处治8 81010010100四级公路四级公路中级路面中级路面水结碎石、泥结碎石、水结碎石、泥结碎石、级配碎石、半整齐石级配碎石、半整齐石块路面块路面5 51010低级路面低级路面粒料改善土粒料改善土5 5路面面层类型选择路面面层类型选择圃睬砂部娠豢牌厘鳃昭岁善使千泛哪吐忠尽界购棕催破一厕踞店赞蚊驱的rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 3 3

103、、面层厚度、面层厚度 沥青面层直接承受着车辆荷载的反复作用和各种气候条件的影沥青面层直接承受着车辆荷载的反复作用和各种气候条件的影响，它直接关系着路面是否能提供平整、坚实、抗滑、耐久、稳响，它直接关系着路面是否能提供平整、坚实、抗滑、耐久、稳定的服务性能。定的服务性能。 为保证沥青路面的使用性能和耐久性，沥青面层必须要有适为保证沥青路面的使用性能和耐久性，沥青面层必须要有适当的厚度。半刚性基层上沥青面层的厚度应根据公路等级、交通当的厚度。半刚性基层上沥青面层的厚度应根据公路等级、交通量及其组成、沥青品种和质量以及气候条件，按照表量及其组成、沥青品种和质量以及气候条件，按照表4-14-1中的沥青

104、中的沥青层推荐厚度选用。各省、市修建的高速公路、一级公路，其交通层推荐厚度选用。各省、市修建的高速公路、一级公路，其交通量变化范围较大，交通组成也不相同量变化范围较大，交通组成也不相同( (现有高速公路和一级公路，现有高速公路和一级公路，每一车道的设计当量轴次可达每一车道的设计当量轴次可达400-2700400-2700万次万次) )。沥青面层厚度的确。沥青面层厚度的确定，应认真分析定，应认真分析“工程可行性研究报告工程可行性研究报告”所提供的资料，必要时所提供的资料，必要时应作补充交通量及轴载组成调查，经论证并结合当地实践经验确应作补充交通量及轴载组成调查，经论证并结合当地实践经验确定适宜的

105、厚度。定适宜的厚度。仅遣荔举杀磺希箕滩隔否哎覆蠕蝴豆篡怀趁铸蕴辈梨罪捐逝细肺杂椎狠具rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法表4-1 阿话桐粤傅皱蓄赏锋鞠奸皿领辉挎秃绰镀溜岛丫墩核狮酉毖获痉徘往厦治rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法4 4、层间结合、层间结合 设计时，需采取一定的技术措施，加强路面设计时，需采取一定的技术措施，加强路面结构各层之间的结合，提高路面结构整体性，应使各结结构各层之间的结合，提高路面结构整体性，应使各结构层之间不产生层间滑移。下列措施供设计参考。构层之间不产生层间滑移。下列措施供设计参考。 （1 1）在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之）在沥青面层与半刚性

106、基层或粒料基层之间用改性乳化沥青作一层稀浆封层（厚度间用改性乳化沥青作一层稀浆封层（厚度1 11.5cm1.5cm），），即加强即加强层间粘结也起防水层作用层间粘结也起防水层作用。黏层油黏层油 (2) (2)在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之间在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之间须洒透层沥青。须洒透层沥青。透层沥青透层沥青可用乳化沥青或稀释沥青。当可用乳化沥青或稀释沥青。当半刚性基层表面过分干燥而出现细料松散时，应清除松半刚性基层表面过分干燥而出现细料松散时，应清除松散细料，并洒少量水，待表面稍干后再浇透层沥青。若散细料，并洒少量水，待表面稍干后再浇透层沥青。若基层表面细料较多，可均匀地撒少量

107、石屑，待洒水碾压基层表面细料较多，可均匀地撒少量石屑，待洒水碾压稳定后，再酒透层沥青。稳定后，再酒透层沥青。免忍煞甭醛漱萨三荡属说赘佐窑创绿锯仓殉赁箩猿访少戌县抬虾搪裸君浩rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 透层沥青透层沥青用量应根据基层类型而定，宜通过试用量应根据基层类型而定，宜通过试洒确定，透层沥青不宜流淌，不能在基层表面形成油膜，洒确定，透层沥青不宜流淌，不能在基层表面形成油膜，最好是沥青透入基层表面最好是沥青透入基层表面35mm35mm。也可在半刚性基层上分。也可在半刚性基层上分两次洒乳化沥青，一次洒布量为两次洒乳化沥青，一次洒布量为0.31/m0.31/m2 2-0.51l

108、/m-0.51l/m2 2，再撒，再撒布布2m2m3 3/1000m/1000m2 2 3m3m3 3/1000m/1000m2 2的粗砂或石屑，若有施工车辆的粗砂或石屑，若有施工车辆通行，撒布量宜增加到通行，撒布量宜增加到3m3m3 3/1000m/1000m2 2 4m4m3 3/1000m/1000m2 2 。 (3) (3)在多雨地区或多雨季节施工，宜用层铺在多雨地区或多雨季节施工，宜用层铺法单层表处或沥青石屑混合料做下封层，以防止雨水渗法单层表处或沥青石屑混合料做下封层，以防止雨水渗入基层。入基层。 (4) (4)当沥青层由双层或三层组成时，若不能当沥青层由双层或三层组成时，若不能连

109、续施工而沥青表面被污染或在旧沥青面层及水泥混凝连续施工而沥青表面被污染或在旧沥青面层及水泥混凝土面层上加铺沥青层时，均应在该层上洒布粘层沥青。土面层上加铺沥青层时，均应在该层上洒布粘层沥青。粘层沥青可用快裂沥青乳液，洒布量约为粘层沥青可用快裂沥青乳液，洒布量约为0.4l/m0.4l/m2 2一一0.7l/m0.7l/m2 2。若要求层间结合良好，增加层间粘结强度可用。若要求层间结合良好，增加层间粘结强度可用改性乳化沥青。改性乳化沥青。抵欠笑力赖袭锅挚荫绪关苦詹燃喳崭吮度庸支摆太在凝咀掂否涝孵卉炉凳rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、基层与垫层二、基层与垫层1 1、有机结合料稳定类：

110、、有机结合料稳定类： 乳化沥青碎石混合料、乳化沥青碎石混合料、 沥青贯入式、沥青贯入式、热拌沥青碎石混合料热拌沥青碎石混合料2 2、无机结合料稳定类、无机结合料稳定类n 水泥稳定类：水泥稳定类：各级公路的基层与底基层各级公路的基层与底基层n 石灰稳定类：石灰稳定类：各级公路底基层、二级及以下公路各级公路底基层、二级及以下公路 的基层的基层n 工业废渣稳定类（工业废渣稳定类（石灰粉煤灰类、水泥粉煤灰类、石灰粉煤灰类、水泥粉煤灰类、石灰煤渣类）：石灰煤渣类）：各级公路的基层与底基层各级公路的基层与底基层n各种稳定细粒土均不能用于高级路面的基层。各种稳定细粒土均不能用于高级路面的基层。 贴请甫又潘驼

111、菠森绪隔疾逃棚婆瓦塞申走凡投竹凭度似舔焊晾陀弗好眯羊rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、基层与垫层二、基层与垫层3 3、粒料类、粒料类n 级配型级配型n 嵌锁型嵌锁型4 4、刚性基层、刚性基层n 厚度厚度202028cm,28cm,最小厚度最小厚度15cm.15cm.n 贫混凝土（水泥用量贫混凝土（水泥用量8 81212）集料最大粒径不应大于）集料最大粒径不应大于31.5mm31.5mm。可掺入水泥质量。可掺入水泥质量20204040的粉煤灰。的粉煤灰。痒豌摈丹哦半司端呕插惶怜蛤裁诵助珐诣沽泌蛀壕立渗钻疵届茁米帽诣荆rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法三、土基三、土基n1.

112、 路堤填料最小路堤填料最小CBR值要求值要求填料最小强度（填料最小强度（CBR）(%) n2路基的最低回弹模量路基的最低回弹模量E E0 0要求要求n 为了保证路面的强度与稳定性，除加强路基排水外（使路基处于干为了保证路面的强度与稳定性，除加强路基排水外（使路基处于干燥或中湿状态），可采用低剂量石灰稳定路基土上层或加设粒料垫层等燥或中湿状态），可采用低剂量石灰稳定路基土上层或加设粒料垫层等技术措施进行综合处理，以改善路基水温状况，并保证处理后技术措施进行综合处理，以改善路基水温状况，并保证处理后土基回弹土基回弹土基回弹土基回弹模量不小于模量不小于模量不小于模量不小于30MPa30MPa30MP

113、a30MPa，对于重交通、特重交通公路（高速公路和一级公路），对于重交通、特重交通公路（高速公路和一级公路），对于重交通、特重交通公路（高速公路和一级公路），对于重交通、特重交通公路（高速公路和一级公路）的土基回弹模量值应大于的土基回弹模量值应大于的土基回弹模量值应大于的土基回弹模量值应大于40MPa40MPa40MPa40MPa。路面底面以下深路面底面以下深度度（cm） 高速公路、高速公路、一级公路一级公路 二级公路二级公路 三级公路、三级公路、 四级公路四级公路 030 8653080 543铆炳勤市史哗值宪枚延秽揉我藕褥噪魔瑞橡卸瀑哆玛隋曲癸颤添牧恭才羽rA路面设计理论与方法rA路面设计

114、理论与方法第二节第二节我国公路沥青路面我国公路沥青路面厚度设计方法厚度设计方法 我国公路沥青路面设计方法采用我国公路沥青路面设计方法采用20062006年由交通部发布的年由交通部发布的公路沥青路面设计规范公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)(JTG D50-2006)。这一厚度设计方法适用。这一厚度设计方法适用于各级公路沥青路面新建和改建设计，以及四级公路中的中、低级路于各级公路沥青路面新建和改建设计，以及四级公路中的中、低级路面设计。面设计。一、设计标准一、设计标准 1 1、为控制路基路面结构的总变形，防止沉降、车辙等整、为控制路基路面结构的总变形，防止沉降、车辙等整体强度不足的

115、损坏，采用弯沉设计指标路基路面结构表面在双圆均布体强度不足的损坏，采用弯沉设计指标路基路面结构表面在双圆均布荷载作用下轮隙申心处的实测路表弯沉值荷载作用下轮隙申心处的实测路表弯沉值l ls s小于或等于设计弯沉值小于或等于设计弯沉值l ld d，作为确定沥青路面结构厚度的设计标准。也即，作为确定沥青路面结构厚度的设计标准。也即，炔肾遥爹巍馈缄槽缓孤荔渭噪蚁湾晃裂恰湾完瑞袖砷柱火廓熙足亮哀遁袱rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 路面设计弯沉值路面设计弯沉值l l d d 是表征路面整体刚度大小的指标，是路面是表征路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。路面设计弯沉值应根据公路

116、等级、设计年厚度计算的主要依据。路面设计弯沉值应根据公路等级、设计年限内累计标准轴次、面层和基层类型，按下式计算确定限内累计标准轴次、面层和基层类型，按下式计算确定: : 式中：式中： l ld d 路面设计弯沉值路面设计弯沉值(0.01mm);(0.01mm); Ne Ne 设计年限内一个车道上的累计标准轴次设计年限内一个车道上的累计标准轴次; ; A A C C 公路等级系数，高速公路、一级公路为公路等级系数，高速公路、一级公路为1.01.0，二，二级公路为级公路为1.11.1，三、四级公路为，三、四级公路为1.2;1.2; A AS S 面层类型系数，沥青混凝土面层为面层类型系数，沥青混

117、凝土面层为1.0;1.0;热拌沥青热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为、沥青表面处治为碎石、乳化沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为、沥青表面处治为1.1; 1.1; 中、低级路面为中、低级路面为1.3; 1.3; A Ab b 基层系数，半刚性材料基层沥青路面基层系数，半刚性材料基层沥青路面AbAb =l.0 =l.0; ;柔性柔性基层沥青路面基层沥青路面A Ab b=1.6=1.6。刮流铡孺婿针互娱培描杜趣过瘩疯籍愿个选疫盼坯侧反退碴机蜀忧塌予扭rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 2 2、为防止沥青混凝土或半刚性基层、底基层的疲劳、为防止沥青混凝土或半刚性基层、底基层的

118、疲劳开裂，采用拉应力指标开裂，采用拉应力指标沥青混凝土面层或半刚性材料层底面沥青混凝土面层或半刚性材料层底面计算点的拉应力计算点的拉应力m m应小于或等于该层材料的容许拉应力应小于或等于该层材料的容许拉应力R R，即即: : 式中：式中：R R路面结构层的容许拉应力路面结构层的容许拉应力(MPa)(MPa)，按下列公式计算：，按下列公式计算： spsp 沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度沥青混凝土或半刚性材料的劈裂强度(MPa)(MPa)， 对沥青混凝土，系指对沥青混凝土，系指1515时的劈裂强度；对水泥稳定时的劈裂强度；对水泥稳定类的材料龄期为类的材料龄期为90d90d，对二灰稳定类、石灰稳定

119、类的材料龄期，对二灰稳定类、石灰稳定类的材料龄期为为180d180d的劈裂强度的劈裂强度(MPa)(MPa)； 汝婴妖找酗膏意滓婿村艘饮敲鄙荐坞障己袭胯挠痔妄妆拉洱暑涧憎撂招个rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法KsKs抗拉强度结构系数。抗拉强度结构系数。 对于沥青混凝土面层：对于沥青混凝土面层： 其中其中:Aa:Aa沥青混合料级配的系数，细、中粒式沥青混合料级配的系数，细、中粒式ACAC为为1.01.0，粗粒式，粗粒式ACAC为为1.11.1。（20062006版规范全取版规范全取1.01.0）无机结合料稳定集料：无机结合料稳定集料： 无机结合料稳定细粒土：无机结合料稳定细粒土：贫混

120、凝土基层（待）贫混凝土基层（待）挥搂握霖渝咱液卫授粤懈差污哈掷闰没忻凳鬼翟刑侦索蝶逐龟趣幂辑缴稍rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法3 3、设计理论和方法、设计理论和方法 路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，设计弯沉值为路面结构整体刚度的设计指标，计算路面体系理论，设计弯沉值为路面结构整体刚度的设计指标，计算路面结构所需的厚度。结构所需的厚度。 对于高速、一级、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性对于高速、一级、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层还必须满足底拉应力的要求（双指标控制）。材料的基层、底基层还

121、必须满足底拉应力的要求（双指标控制）。 计算路面厚度可采用多层弹性体系计算路面厚度可采用多层弹性体系理论解的专用设计程序进行。理论解的专用设计程序进行。采兔俱无睦腐破冠抉氨坞但蹈掘索孝鸡澜管秀鞠戮瘸囊损畅氓逗卉脯觉仲rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、设计参数二、设计参数1 1、交通资料：、交通资料：标准轴载、当量作用次数、设计年限内设计车道标准轴载、当量作用次数、设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数的标准轴载累计作用次数NeNe2 2、路面材料设计参数：、路面材料设计参数：抗压回弹模量、劈裂强度、土基回弹抗压回弹模量、劈裂强度、土基回弹模量模量 当路基建成后，应在不利季节实测

122、各路段土基回弹模量当路基建成后，应在不利季节实测各路段土基回弹模量代表值以检验是否符合设计值的要求。若代表值小于设计值，应采代表值以检验是否符合设计值的要求。若代表值小于设计值，应采取翻晒补压、掺灰处理等加强路基或调整路面结构厚度的措施，以取翻晒补压、掺灰处理等加强路基或调整路面结构厚度的措施，以保证路基路面的强度和稳定性。保证路基路面的强度和稳定性。酿厉架乏消千层倍融亿晕坎耐裴筹圭蝗指盾管阅萄拭曾圭二此剑碌匡逞做rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法三、路表弯沉值计算三、路表弯沉值计算 将路面结构看成多层弹性体系，各层面之间的接触状将路面结构看成多层弹性体系，各层面之间的接触状况按连续

123、体系处理。荷载图式为与双轮组相当的两个圆形均布荷载，况按连续体系处理。荷载图式为与双轮组相当的两个圆形均布荷载，其圆心距假定为其圆心距假定为3 3倍荷载圆半径倍荷载圆半径( (如图如图) )。计算点的位置选在轮隙中。计算点的位置选在轮隙中心处心处( (图中图中A A点点) )。 某研左炬苯泄筋铭皖否彦暮原佰泪酵膨先尽盆寐背辊仗岛坑太侮苏邱枣矫rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 双轮轮隙中心点双轮轮隙中心点( (图中图中A A点点) )的路表弯沉值按的路表弯沉值按下式计算下式计算: :式中：式中：l lS S 路面实测弯沉值路面实测弯沉值(0.01mm)(0.01mm)； E E。 土

124、基回弹模量值土基回弹模量值(MPa)(MPa)； E E1 1、E E2 2、E En-1n-1 各层材料抗压回弹模量值各层材料抗压回弹模量值(MPa)(MPa)； h hi i 各结构层厚度；各结构层厚度； p p、 标准轴载的轮胎接地压强标准轴载的轮胎接地压强(MPa)(MPa)和当量圆半和当量圆半径径(cm)(cm)； C C理论弯沉系数，可通过计算分析程序计算而得。理论弯沉系数，可通过计算分析程序计算而得。搐地燎阜开负仑寅站摇块摄赎游穿娩怨仅施落武卢橇酋厦发欺堵郎赃配椿rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法F F 弯沉综合修正系数，弯沉综合修正系数， 半刚性基层沥青路面半刚性基层

125、沥青路面 柔性路面（待）柔性路面（待） 混合路面（待）混合路面（待） 挚烫报擎蝗疚司啊吩卯检稳场挽类益编棍段隶溯杭突趁咆事翰伯平荆诫劫rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法四、沥青混凝土面层和半刚性材料层底面拉应四、沥青混凝土面层和半刚性材料层底面拉应力计算力计算 沥青混凝土面层和半刚性材料层底面拉应力的计算沥青混凝土面层和半刚性材料层底面拉应力的计算图式，如图所示。计算点的位置为单圆中心点图式，如图所示。计算点的位置为单圆中心点B B以及双圆间隙中心以及双圆间隙中心点点C C，并取其中的最大值作为层底的最大拉应力。，并取其中的最大值作为层底的最大拉应力。 栖垄勃雁词罗盘隧悦喉跋灭泉倔辞

126、挑嫁酮穴皇嘻鬼糖仟仍袋囊千囤傈望倾rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 验算层底拉应力采用弹性多层体系理论，验算层底拉应力采用弹性多层体系理论，层间接触条件为完全连续。双圆荷载作用下计算层底层间接触条件为完全连续。双圆荷载作用下计算层底面的最大拉应力面的最大拉应力m m按下式计算按下式计算: : m m=p. =p. 式中式中: : 理论最大拉应力系数，可通过计算分理论最大拉应力系数，可通过计算分析程序计算而得。析程序计算而得。任境果火询罐夹稻俘嚏油都除姆鹅伐缺莫酌身沉肚垦馋悔略懊凯鸡垂陇摔rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法五、设计步骤五、设计步骤 路面结构层所需厚度的确定，

127、可参照下述步骤进行：路面结构层所需厚度的确定，可参照下述步骤进行： (1) (1)根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内设计车道的累计标准轴次和设计弯沉值。计算设计年限内设计车道的累计标准轴次和设计弯沉值。 (2) (2)按路基土类型和干湿类型，将路基划分为若干路段按路基土类型和干湿类型，将路基划分为若干路段( (在一般情况下路段长度不宜小于在一般情况下路段长度不宜小于500m500m，若为大规模机械化施工，若为大规模机械化施工，不宜小于不宜小于1km)1km)，确定各路段的土基回弹模量。，确定各路段的土基回弹模量。 (3)

128、(3)根据当地的设计使用经验（可参考表根据当地的设计使用经验（可参考表41164116和和41174117中的推荐结构），拟定几种可能的路面结构层组合与厚度中的推荐结构），拟定几种可能的路面结构层组合与厚度方案。根据选用的材料进行配合比试验，并测定各结构层材料的抗方案。根据选用的材料进行配合比试验，并测定各结构层材料的抗压回弹模量和抗拉强度，确定各结构层材料的设计参数。一般说来，压回弹模量和抗拉强度，确定各结构层材料的设计参数。一般说来，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。度。妥觉拓钻愁播灌荡墓褐煎娟策盏丝穗居

129、箔层劲苹逾略形贸峦耍愧缸薛书电rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 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，应拟定面层和底基层当采用半刚性基层和粒料类材料为底基层时，应拟定面层和底基层厚度，以半刚性基层为设计层；当采用柔性基层和底基层的沥青路厚度，以半刚性基层为设计层；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的厚度，求算基层所需厚度；当求得基面时，宜拟定面层和底基层的厚度，求算基层所需厚度；当求得基层厚度太大时，可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层，以层厚度太大时，

130、可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石做上基层，以减薄路面结构的总厚度，增加结构强度和稳定性。季节性冰冻地区减薄路面结构的总厚度，增加结构强度和稳定性。季节性冰冻地区的高级和次高级路面，所拟定的路面结构层组合和厚度方案应符合的高级和次高级路面，所拟定的路面结构层组合和厚度方案应符合防冻层厚度的要求。防冻层厚度的要求。 (4)(4)根据设计弯沉值计算路面设计层所需的厚度。若不满足要求，或根据设计弯沉值计算路面设计层所需的厚度。若不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合方案，或调整材料配调整路面结构层厚度，或变更路面结构层组合方案，或调整材料配合比，以提高其强度，再重新计算。上述计算过程，

131、可采用按弹性合比，以提高其强度，再重新计算。上述计算过程，可采用按弹性多层体系理论编制的专用设计程序进行。多层体系理论编制的专用设计程序进行。 (5) (5)进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。 田诬完颤慷擞向暖瀑晾矢绅躇哮蛊徘梨蓄羌诽食闰侮官烁幌齿煌辐澎篆妄rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法岛算叁鹅痈阿燕佳姨拖叶沉单胀医倦诞瞥耀椅边剖澳酚壕覆鞭吁防普侧肇rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第二章第二章 柔性路面改建设计柔性路面改建设计n1.划分路段段落划分路段段落n2.原路面当量回弹模量的计算原路面当量回弹模量的计算害蓉寥复纤

132、慰斧坛弓狂镭饶聪恨铱尾榷泵昆弥弱求鞭赌壹珍肯柔炼鸣墩教rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法n3.俗厅沉媳身剐扮剿紧险郡鞋嚷毡圃昆片匪粘佳拈仓公殊樱群侮侈巫句磊泉rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第三章第三章 美国美国AASHTOAASHTO沥青路面沥青路面厚度设计方法厚度设计方法一、设计指标：一、设计指标：PSIPSI现时服务能力指数（使用性能指现时服务能力指数（使用性能指数）数） PSI PSI与平整度、开裂度、维修面积和车辙与平整度、开裂度、维修面积和车辙深度的关系深度的关系( (调查数据回归得到调查数据回归得到) )： PSIPSI5-45-44-33-22-11-0评

133、价评价非常好良好一般坏非常坏拥俞传舒歉脸瘦艰遗刚潮臀哼耙趴缆妄旗男怜侍请糕挂绊肃旅娩缕朗抄负rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、设计参数：使用性能期和分析期、交通、可靠度二、设计参数：使用性能期和分析期、交通、可靠度参数、路基土有效回弹模量。参数、路基土有效回弹模量。 结构数结构数 D Di i各结构层的厚度，各结构层的厚度， a ai i 与各结构层材料类型和性质有关的层位系数与各结构层材料类型和性质有关的层位系数 m mi i相应为基层和垫层的排水系数。相应为基层和垫层的排水系数。其中粒料基层与垫层的层位数与该材料的回弹模量有关：其中粒料基层与垫层的层位数与该材料的回弹模量有关

134、： 粒料基层：粒料基层： 粒料垫层：粒料垫层：三、设计方法与步骤三、设计方法与步骤嘶丹层乒利释砷辰滩过触借吕蛇纹乱淋肺沙毗刷倡组亚讯踌澡逸漳清蝉蘑rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法阶段测试题1、路面按力学特性可分为几类，其力学特性如何？各采用何种设计理论？2、我国沥青路面的设计参数有哪些？3、你对我国现行的沥青路面设计有何看法？些逻逞好芝攒弃恢老腻社用蔑姜除惨豪肢棺列瓶倘埋笛瘩必韧骚俯豆矾稽rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第四篇第四篇 刚性路面路面设计刚性路面路面设计第一节第一节 结构组合设计结构组合设计一、面层一、面层1 1、普通水泥混凝土、普通水泥混凝土2 2、碾压混

135、凝土、碾压混凝土3 3、钢筋混凝土、钢筋混凝土4 4、连续配筋混凝土、连续配筋混凝土5 5、纤维混凝土（钢纤维）、纤维混凝土（钢纤维） 面层类型面层类型适用条件适用条件连续配筋混凝土面层连续配筋混凝土面层高速公路高速公路沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传力杆的普通混凝土沥青上面层与连续配筋混凝土或横缝设传力杆的普通混凝土下面层组成的复合式路面下面层组成的复合式路面特重交通的高速公路特重交通的高速公路碾压混凝土面层碾压混凝土面层二级及二级以下公路、服务区停车场二级及二级以下公路、服务区停车场钢纤维混凝土面层钢纤维混凝土面层标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层和标高受限制路段、收费站、混凝土加铺

136、层和桥面铺装桥面铺装矩形或异形混凝土预制块面层矩形或异形混凝土预制块面层服务区停车场、二级及二级以下公路桥头引服务区停车场、二级及二级以下公路桥头引道沉降未稳定段道沉降未稳定段其他面层类型选择其他面层类型选择 茁痉庄斤病方蓖暂祟状滞噪缩援辣角辩哩悯批懦炮豢卞酚坡鼎靶轮浓共留rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 在混凝土中掺拌钢纤维，以提高混凝土的韧度和强度，在混凝土中掺拌钢纤维，以提高混凝土的韧度和强度，减少其收缩量。钢纤维可以采用不同方式制造，如钢丝截断法、薄钢减少其收缩量。钢纤维可以采用不同方式制造，如钢丝截断法、薄钢板剪切法、熔抽法和钢胚铣削法，相应地得到不同形状和横截面的纤板剪

137、切法、熔抽法和钢胚铣削法，相应地得到不同形状和横截面的纤维。前两种钢纤维所需的用量较大，体积掺量维。前两种钢纤维所需的用量较大，体积掺量( (混凝土体积的百分率混凝土体积的百分率) )一般为一般为1.0%1.2%(1.0%1.2%(约约78kg-94kg78kg-94kg纤维纤维/m/m3 3) )。熔抽法主要生产不锈钢纤。熔抽法主要生产不锈钢纤维。铣削纤维的掺量约为维。铣削纤维的掺量约为30kg60kg30kg60kg纤维纤维/m/m3 3。由于钢纤维混凝土的弯。由于钢纤维混凝土的弯拉强度高于普通混凝土，所需的面层厚度薄于普通混凝土面层。但钢拉强度高于普通混凝土，所需的面层厚度薄于普通混凝土

138、面层。但钢纤维混凝土的造价高，因而主要用作设计标高受到限制的旧混凝土路纤维混凝土的造价高，因而主要用作设计标高受到限制的旧混凝土路面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。面上的加铺层，或者用作复合式混凝土面层的上面层。 除钢纤维外，在混凝土中尚可添加聚丙烯纤维或塑刚纤维。除钢纤维外，在混凝土中尚可添加聚丙烯纤维或塑刚纤维。殖爆祝检锦试肩宰肇照睫倍夏哮慌渐虱卤瞒院晦釜田阎狄简超探俄节号涅rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、土基二、土基 由于混凝土面层的刚度大，板体性强，具有良好的由于混凝土面层的刚度大，板体性强，具有良好的扩散荷载能力，传到土基顶面的荷载应力很小，一般情况下不

139、会扩散荷载能力，传到土基顶面的荷载应力很小，一般情况下不会超过超过0.07MPa0.07MPa。因而，对混凝土面层下的土基不要求强度高或承载。因而，对混凝土面层下的土基不要求强度高或承载力大。然而，由于混凝土是脆性材料，对土基变形的适应能力较力大。然而，由于混凝土是脆性材料，对土基变形的适应能力较差，因而更重要的是要求土基提供稳定而均匀的支承。差，因而更重要的是要求土基提供稳定而均匀的支承。 一般其强度要求为一般其强度要求为E E0 0=25MPa=25MPa。三、基层三、基层交通等级交通等级基层类型基层类型特重交通特重交通贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基

140、层重交通重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通中等或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层适宜各交通等级的基层类型适宜各交通等级的基层类型 碎夯鳖店唬碎占拿也煮赛过网洒舅塘屋昭茶寺筷箔痉票脖功冈汇呕弄付令rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法基层的作用：基层的作用： (1) (1)防止或减轻唧泥、错台和断裂病害的出现防止或减轻唧泥、错台和断裂病害的出现; ; (2) (2)改善接缝的传荷能力及其耐久性改善接缝的传荷能力及其耐久性; ; (3) (3)缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对混凝

141、土面层的不利缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对混凝土面层的不利影响影响; ; (4) (4)为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。 唧泥和错台是混凝土路面最主要的一种病害，它的产生唧泥和错台是混凝土路面最主要的一种病害，它的产生须具备三个条件：须具备三个条件： a. a.混凝土板下存在自由水混凝土板下存在自由水; ; b. b.重轴载的反复作用重轴载的反复作用; ; c. c.细粒料的供给。细粒料的供给。 因此，为防止或减轻卿泥而设置的基层，必须具有足够的因此，为防止或减轻卿泥而设置的基层，必须具有足够的刚度以降低板边缘和角隅处的挠度量，同时应具有足

142、够的耐刚度以降低板边缘和角隅处的挠度量，同时应具有足够的耐冲刷性以减少细粒料的产生。冲刷性以减少细粒料的产生。炮颖兼储肃秽六批糯翔参衷廉拜墙磅倒篇辙呵谰啡眩业慌播氰缨柿桶烫聊rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 现行水泥混凝土路面设计规范中对基层顶面刚度现行水泥混凝土路面设计规范中对基层顶面刚度( (当量回当量回弹模量值弹模量值) )所提出的最低要求，用于控制不同交通等级公路的基层类所提出的最低要求，用于控制不同交通等级公路的基层类型选择。型选择。基层顶面当量回弹模量基层顶面当量回弹模量E Et t的最低要求的最低要求 交通分级特重重 中等轻设计车道标准轴载（100KN）日作用次数15

143、00201150052005Et (MPa)1201008060基层类型基层类型厚度适宜的范围（厚度适宜的范围（mmmm）贫混凝土或碾压混凝土基层贫混凝土或碾压混凝土基层120120200200水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层水泥或石灰粉煤灰稳定粒料基层150150250250沥青混凝土基层沥青混凝土基层40406060沥青稳定碎石基层沥青稳定碎石基层8080100100级配粒料基层级配粒料基层150150200200多孔隙水泥稳定碎石排水基层多孔隙水泥稳定碎石排水基层100100140140沥青稳定碎石排水基层沥青稳定碎石排水基层8080100100各类基层厚度的适宜范围各类基层厚度的适宜范围

144、剂敖君缉觅庙垣刃渴冶馆档径祖官栋痉校垢楔耶芹餐腥剩涕靖揉鸽汁紫音rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第二节第二节 接缝设计接缝设计一、板平面尺寸一、板平面尺寸 按温度应力确定。板宽为一个车道的宽度，板长为按温度应力确定。板宽为一个车道的宽度，板长为45米，不超米，不超过过6米。米。 二、接缝二、接缝 按作用的不同，接缝分为：缩缝、胀缝和施工缝三类。按作用的不同，接缝分为：缩缝、胀缝和施工缝三类。 按构造的不同，接缝分为：平头缝、企口缝、假缝。按构造的不同，接缝分为：平头缝、企口缝、假缝。 纵缝设置拉杆（螺纹钢筋）、横缝（除锯缝外）设置传力杆（圆纵缝设置拉杆（螺纹钢筋）、横缝（除锯缝外）

145、设置传力杆（圆钢筋）。钢筋）。 量逻回画汝缉残刁林创幽汐森惺会陈会舵爱揣呜地昭茹扫倘哭哀帕鞍巷样rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法其设置位置和构造应能实现三方面的要求其设置位置和构造应能实现三方面的要求: (1)控制温度伸缩应力和翘曲应力所引起的开裂出现控制温度伸缩应力和翘曲应力所引起的开裂出现的位置；的位置； (2)能提供一定的荷载传递能力能提供一定的荷载传递能力; (3)防止路表水下渗和坚硬杂物贯入缝隙内（缝上部防止路表水下渗和坚硬杂物贯入缝隙内（缝上部1/4h1/5h范围内填设填缝料）。范围内填设填缝料）。n 特殊部位的接缝布置（交叉口、与桥梁衔接处、构造物横穿特殊部位的接缝布

146、置（交叉口、与桥梁衔接处、构造物横穿公路）公路）夹酋蛆演蕾肘涅庚秧兽譬淘届际如侗探禁戈缔簇捞埃蛔蹈腹谭憾悉齐绕边rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第三节第三节 配配 筋筋 设设 计计一、普通水泥混凝土面层一、普通水泥混凝土面层 普通水泥混凝土面层在下述情况下需配普通水泥混凝土面层在下述情况下需配置钢筋，使板内裂缝不张开置钢筋，使板内裂缝不张开: : (1) (1)非矩形板的锐角部分，在板上部配置角隅补非矩形板的锐角部分，在板上部配置角隅补强钢筋，距板顶面不小于强钢筋，距板顶面不小于5cm5cm图图4-2-8(a);4-2-8(a); (2) (2)有可能出现裂缝的板边缘部分有可能出现

147、裂缝的板边缘部分( (如接缝错缝，如接缝错缝，接缝为无传荷能力的平缝等接缝为无传荷能力的平缝等) )，在板下部配置边缘，在板下部配置边缘补强钢筋，距板底面不小于补强钢筋，距板底面不小于5cm5cm图图4-2-8(b); 4-2-8(b); 塌心角壹力录勾冬末系总周霜高代击未札潭慷盖卓镐芽孵赦臂郑氨朔覆断rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 (3) (3)板内有孔口时，在孔口周围布置双层钢筋网板内有孔口时，在孔口周围布置双层钢筋网 图图4-2-8(c);4-2-8(c); (4) (4)构造物横穿公路处，或者板下有可能出现局部构造物横穿公路处，或者板下有可能出现局部不均匀沉降或塑性变形处

148、，在面层板内配置单层不均匀沉降或塑性变形处，在面层板内配置单层( (放放在板上部在板上部) )或双层钢筋网或双层钢筋网 图图4-2-8(d)4-2-8(d)。 逝疟可棒漳剧挥糖浑境裹荒课邻元所禹翁免羊勘吹垃犀衫喻炊滇嘲硝啄纂rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法劈匠辫仙倚铁乔鸟咆徐朵交幻伴辟陷瞧者伯君赵虏悍确憎盂产理丧脏廷抗rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、钢筋混凝土面层二、钢筋混凝土面层 钢筋混凝土面层的配筋量，按混凝土收钢筋混凝土面层的配筋量，按混凝土收缩受板底摩阻约束而产生的拉应力大小，由下式确定：缩受板底摩阻约束而产生的拉应力大小，由下式确定：式中：式中： A sA

149、 s每延米混凝土面层宽（或长）所需的钢筋面积（每延米混凝土面层宽（或长）所需的钢筋面积（mm2mm2）；）； L L纵向钢筋时，为横缝之间或横缝与自由边之间的距离纵向钢筋时，为横缝之间或横缝与自由边之间的距离(m);(m);横横向钢筋时，为纵缝之间或向钢筋时，为纵缝之间或 纵缝与自由边之间的距离（纵缝与自由边之间的距离（m m）。）。 面层与基层之间的磨阻系数，基层为水泥、石灰或沥青稳定粒料面层与基层之间的磨阻系数，基层为水泥、石灰或沥青稳定粒料时，可取时，可取1.81.8；基层为无结合料的粒料时，可取；基层为无结合料的粒料时，可取1.51.5； 纵向和横向钢筋的直径差，应在纵向和横向钢筋的直

150、径差，应在4mm4mm以内。以内。钢筋最小直径和最大间距（钢筋最小直径和最大间距（mmmm）钢钢 筋筋 类类 型型最最 小小 直直 径径纵向最大间距纵向最大间距横向最大间距横向最大间距光面钢筋光面钢筋8 8150150300300螺纹钢筋螺纹钢筋1212350350750750嫌泞疾兰讨子粟咙后么甲迎贵籽女保刮七奉褒穆资善狡湾捉他烦是紊格巫rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第四节第四节 我国水泥混凝土路面厚度我国水泥混凝土路面厚度设计方法设计方法 我国水泥混凝土路面厚度设计方法，采用我国水泥混凝土路面厚度设计方法，采用20022002年由交通部发布的公路水泥混凝土路面设计规范年由交通

151、部发布的公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)(JTG D40-2002)。这一厚度设计方法适用于普通。这一厚度设计方法适用于普通水泥混凝土、钢筋混凝土和连续配筋混凝土面层。水泥混凝土、钢筋混凝土和连续配筋混凝土面层。艇匠灭吓鬼亿寒饱侮椰摊寝撰埃灌棍冻虏忧桅敌糠踌葡梆喳倒浦免嘎需墩rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法一、设计标准一、设计标准 以混凝土面层板的疲劳断裂作为水泥混凝以混凝土面层板的疲劳断裂作为水泥混凝土路面损坏的主要模式。以控制行车荷载反复作用土路面损坏的主要模式。以控制行车荷载反复作用在板内所产生的荷载疲劳应力在板内所产生的荷载疲劳应力prpr与温度梯度反

152、复作与温度梯度反复作用在板内所产生的温度疲劳应力用在板内所产生的温度疲劳应力trtr之和不大于混凝之和不大于混凝土的弯拉强度土的弯拉强度f fr r，作为确定混凝土面层板厚度的设计，作为确定混凝土面层板厚度的设计标准。也即标准。也即 r r（prpr+ + trtr）=f=fr rnr r为可靠度系数。即为保证设计的结构具有规定的为可靠度系数。即为保证设计的结构具有规定的可靠度，而在极限状态设计中采用的单一综合系数。可靠度，而在极限状态设计中采用的单一综合系数。 饲彝畏兆窒笑舀止叹种戈艳帅揪扎引饭毗壕酒澜众括小芬粪燎弱频镶亿省rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法可靠度设计标准可靠度设计

153、标准 公路技术等级公路技术等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路二级公路三、四级公路三、四级公路目标可靠度（目标可靠度（% %）9595909085858080目标可靠指标目标可靠指标1.641.641.281.281.041.040.840.84变异水平等级变异水平等级 低低低中低中中中中高中高变异水平等级变异水平等级目标可靠度（目标可靠度（% %）95908580低低1.201.331.091.161.041.08中中1.331.501.161.231.081.131.041.07高高1.231.331.131.181.071.11可靠度系数可靠度系数r r变异系数变异系数c cv

154、v的变化范围的变化范围变异水平等级变异水平等级低低中中高高水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量水泥混凝土弯拉强度、弯拉弹性模量c cv v 0.10 0.100.100.10c cv v 0.15 0.150.150.15c cv v0.200.20基层顶面当量回弹模量基层顶面当量回弹模量c cv v 0.25 0.250.250.25c cv v 0.35 0.350.350.35c cv v0.550.55水泥混凝土面层厚度水泥混凝土面层厚度c cv v 0.04 0.040.040.04c cv v0.060.060.060.06c cv v0.080.08岭状歉夕刷劈使趴逆悸孽峦鲍繁估变歧

155、贝报尊炉倾思埔枚惑赤翟揭肺操蚜rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 荷载疲劳应力为荷载疲劳应力为当量应力，它使混凝土面层产生的疲劳当量应力，它使混凝土面层产生的疲劳损耗，相当于标准轴载在临界位置上所产生的应力在设计使损耗，相当于标准轴载在临界位置上所产生的应力在设计使用期内引起的累计疲劳损耗。可以用计算式表示为用期内引起的累计疲劳损耗。可以用计算式表示为: : prpr=k=kc ck kf fk kj jp sp s 式中：式中：p sp s标准轴载在临界位置处产生的荷载应力，计算标准轴载在临界位置处产生的荷载应力，计算时末考虑接缝的传荷能力时末考虑接缝的传荷能力(MPa);(MPa

156、); k kj j 考虑接缝传荷能力而对上述计算应力进行修正的应力折考虑接缝传荷能力而对上述计算应力进行修正的应力折减系数减系数; ; k kc c考虑超载和动载等因素的影响而对标准轴载进行修正考虑超载和动载等因素的影响而对标准轴载进行修正的荷载安全系数的荷载安全系数; ; k kf f考虑设计使用期内轴载应力累计疲劳损耗作用的荷载考虑设计使用期内轴载应力累计疲劳损耗作用的荷载应力疲劳系数。应力疲劳系数。 迄楼损堵绊壮瘟票埔芭位硝甚坛菲鼓筋虱窖斜酥湛郝檄搐屑伍屑墩狸碟囤rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 温度疲劳应力温度疲劳应力t t是一个与不同温度梯度反复作用引起的累是一个与不同温

157、度梯度反复作用引起的累积疲劳损耗等效的应力，它可用下式表述积疲劳损耗等效的应力，它可用下式表述: :trtr=k=kt ttmtm式中：式中：tmtm当地最大温度梯度作用下临界荷位处所产生的当地最大温度梯度作用下临界荷位处所产生的温度翘曲应力温度翘曲应力(MPa)(MPa)； k kt t 考虑使用年限内不同温度梯度作用下的等效考虑使用年限内不同温度梯度作用下的等效( (或或当量当量) )累计疲劳损耗的系数。累计疲劳损耗的系数。 设计方法选用板纵缝边缘中点作为临界荷位，采用弹性设计方法选用板纵缝边缘中点作为临界荷位，采用弹性半空间地基上的薄板理论和有限元法计算标准轴载在该处产半空间地基上的薄板

158、理论和有限元法计算标准轴载在该处产生的最大荷载应力。生的最大荷载应力。 设计方法规定了混凝土路面的设计使用期分别为设计方法规定了混凝土路面的设计使用期分别为3030年年( (特重特重和重交通时和重交通时) )和和2020年年( (中等和轻交通时）。中等和轻交通时）。期寅耸绚填瞬剿杉粗朝曲茸澳株搐辨览芜灭箩搁区槽帚宅酥印佰坠占楼者rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法二、设计参数二、设计参数1 1、交通、交通 采用重量为采用重量为100KN100KN的单轴轴载作为标准轴载，重量小于的单轴轴载作为标准轴载，重量小于40kN40kN的的轴载可略去不计。轴载可略去不计。 使用初期设计车道上的日货

159、车交通量和各级轴载的作用次数，使用初期设计车道上的日货车交通量和各级轴载的作用次数，可通过交通调查，并参照第二篇第一章第二节中所述的方法分析确定。可通过交通调查，并参照第二篇第一章第二节中所述的方法分析确定。 按荷载应力和温度应力综合疲劳损耗等效原则建立的当量轴按荷载应力和温度应力综合疲劳损耗等效原则建立的当量轴次计算式进行轴载换算。次计算式进行轴载换算。轴轴- -轮型系数，单轴轮型系数，单轴- -双轮组时，为双轮组时，为1 1；单轴单轴- -单轮时单轮时双双 轴轴- -双轮组时双轮组时三轴三轴- -双轮组时双轮组时销晓他瞎磁诸踞钠拦引咎移江说园赴仰惮腰包饺孪膊杭斡哟幅季茨收恢靳rA路面设计理

160、论与方法rA路面设计理论与方法交通等级交通等级特重特重重重中等中等轻轻设计使用期（设计使用期（a a）3030303020202020使用初期设计车道标准使用初期设计车道标准铀载作用次数铀载作用次数(n/d)(n/d)20002000200010020001001003100333综合影响系数综合影响系数K KC C1.301.301.251.251.201.201.101.10交通分级和综合影响系数交通分级和综合影响系数 按使用初期设计车道的日标准轴载累计作用次数按使用初期设计车道的日标准轴载累计作用次数N NS S，将，将设计道路分为四级，见下表。设计道路分为四级，见下表。 按所设计道路的

161、交通等级，参照下表选取相应的按所设计道路的交通等级，参照下表选取相应的荷载安全系数荷载安全系数( (或称综合影响系数或称综合影响系数K KC C) )接昏作筑六氧仅耐蠢萧宜频坞扒佣锈茹挎贷爵砌干啊玉皆搜佳搀吱撞终创rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、温度梯度、温度梯度 依据设计道路所在地的公路自然区划，参照表依据设计道路所在地的公路自然区划，参照表2-2-62-2-6确定混凝确定混凝土路面的最大温度梯度土路面的最大温度梯度T Tg,mg,m。3 3、基层顶面当量回弹模量和计算回弹模量、基层顶面当量回弹模量和计算回弹模量 (1) (1)新建公路时的基层顶面当量回弹模量新建公路时的

162、基层顶面当量回弹模量 地基为由土基、垫层和基层组成的多层体系。地基为由土基、垫层和基层组成的多层体系。 依据设计道路所在地的公路自然区划、路基土的类别、依据设计道路所在地的公路自然区划、路基土的类别、路床表面下路床表面下80cm80cm深度内土的平均稠度深度内土的平均稠度w wc c，查表确定土基的回弹模，查表确定土基的回弹模量值。量值。 按所选垫层和基层的类型和混合料组成，通过室内试按所选垫层和基层的类型和混合料组成，通过室内试验或参照表确定相应的垫层和基层回弹模量值。验或参照表确定相应的垫层和基层回弹模量值。自然区划自然区划II, VIIIIV,VIVIITg,m0.83-0.880.90

163、-0.950.86-0.920.93-0.98( (/cm/cm) )峨兹排剖后戍懊经优履虎瞩蕊八妓髓骋脊疙湍浊纸幻煎币唆贷拾楔雁惊奠rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法由土基的模量及垫层的厚度和模量，利用双层体系理论解由土基的模量及垫层的厚度和模量，利用双层体系理论解( (图图4-2-4-2-9)9)，确定垫层顶面的当量模量，确定垫层顶面的当量模量E Et t。由此当量模量及基层的厚度和模量，。由此当量模量及基层的厚度和模量，再次利用图再次利用图4-2-94-2-9，确定基层顶面的当量回弹模量，确定基层顶面的当量回弹模量E Et t 。图图4-2-9 4-2-9 双层体系当量回弹模量

164、计算图双层体系当量回弹模量计算图孵椅博乍骚鲤策确幕陵戊涩爷连证膀化茨娘所芹工祈串纶珐嗣迸烘弱身迟rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 (2)(2)改建公路时原路面顶面的当量回弹模量改建公路时原路面顶面的当量回弹模量 在原路面的顶面，可通过承载板试验测定其当量回弹在原路面的顶面，可通过承载板试验测定其当量回弹模量模量E Et t值。或者，应用后轴轴载为值。或者，应用后轴轴载为100kN100kN的汽车进行回弹弯沉测定，的汽车进行回弹弯沉测定，由设计路段的计算回弹弯沉值，利用下述经验关系式转换为当量回由设计路段的计算回弹弯沉值，利用下述经验关系式转换为当量回弹模量值弹模量值E Et t：式

165、中：式中： 以后轴轴载为以后轴轴载为100KN100KN的汽车测得的计算的汽车测得的计算 回弹弯沉值回弹弯沉值(10(10-2-2mm)mm)。 灿捧欧提任樊瀑皮苯事痒辐村撮戈缄妮祝捍堑友贸肤艳纷依舵委节享代骂rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法(3)(3)基层顶面的计算回弹模量基层顶面的计算回弹模量E Etctc 分析混凝土面层应力时采用的地基模量值，也即基层顶面的计分析混凝土面层应力时采用的地基模量值，也即基层顶面的计算回弹模量算回弹模量E Etctc，利用下述经验关系式确定：，利用下述经验关系式确定：式中：式中：nn模量经验修正系数（增大系数）。模量经验修正系数（增大系数）。 计

166、算荷载应力时，计算荷载应力时，式中：式中：h h 混凝土面层的厚度混凝土面层的厚度(cm)(cm)； E E。 混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量(MPa)(MPa)。 计算温度应力时，计算温度应力时，n=0.35n=0.35。蕊屹劈捌种恩械官姑茨纬脐绍沥霓烹生自傅碌年恬恒沉植滦眉谷酣嘱披泳rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法4 4、混凝土的设计弯拉强度和弹性模量、混凝土的设计弯拉强度和弹性模量 混凝土的设计强度以混凝土的设计强度以28d28d龄期的弯拉强度为标准。如果龄期的弯拉强度为标准。如果混凝土浇筑后混凝土浇筑后90d90d不开放交通，可采用不开放交通，可采用90d90d龄期的强度

167、，其值约为龄期的强度，其值约为28d28d龄期强度的龄期强度的1.11.1倍。倍。 混凝土的弯拉弹性模量可通过试验测得。或者，参照与混凝土的弯拉弹性模量可通过试验测得。或者，参照与弯拉强度的经验关系式确定。下表中列出了与设计弯拉强度对应的弯拉强度的经验关系式确定。下表中列出了与设计弯拉强度对应的弹性模量值。弹性模量值。 尚可按下式计算并结合工程经验分析确定。尚可按下式计算并结合工程经验分析确定。 交通等级交通等级特重特重重重中等中等轻轻水泥混凝土的弯拉强度标准值水泥混凝土的弯拉强度标准值（Mpa）5.05.04.54.0钢纤维混凝土的弯拉强度标准值钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（Mpa）6.06

168、.05.55.0菲慎梢物淌吕窿畏蕴擒喳申宇宿陵带边瓣忽鞭校射喝塘以赞撅缘勿办勋厉rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 三、荷载疲劳应力计算三、荷载疲劳应力计算1 1、标准轴载产生的最大应力、标准轴载产生的最大应力PSPS 标准轴载标准轴载(100kN)(100kN)作用在板纵缝边缘中点作用在板纵缝边缘中点( (临界荷位临界荷位) )处产生的最大应力处产生的最大应力PSPS ，可利用由有限元分析结果绘制成，可利用由有限元分析结果绘制成的应力计算图的应力计算图( (下图下图) )或下式得：或下式得：临界荷位临界荷位混凝土板的相对刚度半径（混凝土板的相对刚度半径（m m）为：）为： h h混

169、凝土板厚度（混凝土板厚度（m m）；）；E Ec c水泥混凝土弯拉弹性模量（水泥混凝土弯拉弹性模量（MpaMpa）；）；E Et t基层顶面的当量回弹模量（基层顶面的当量回弹模量（Mpa)Mpa)。惮卉砰井昨贱巩歌辕怖偶开氏违织寓小惑凸街吩牌釜身叶豁瞄损捅祝准奉rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 标准轴载作用于板纵缝边缘中部时的板内最大应力计算图标准轴载作用于板纵缝边缘中部时的板内最大应力计算图泵或灌浚遇尹免霹浓怖罚祭讨籍赫收云恤赖醇猩茸梁罩疲咎釉储阐哆痉瘟rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法2 2、应力折减系数、应力折减系数k kj j（与传荷能力有关）（与传荷能力有关）

170、纵缝为设置拉杆的平缝或缩缝时，纵缝为设置拉杆的平缝或缩缝时，k kj j=0.920.87=0.920.87； 纵缝为不设拉杆的平缝或缩缝时，纵缝为不设拉杆的平缝或缩缝时，k kj j=1.00=1.00。3 3、疲劳应力系数、疲劳应力系数k kf f其中：其中：v v与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连与混合料性质有关的指数，普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土取续配筋混凝土取0.0570.057；碾压混凝土和贫混凝土，取；碾压混凝土和贫混凝土，取0.0650.065。钢纤维。钢纤维混凝土按混凝土按 计算，其中为计算，其中为 钢纤维的钢纤维的体积率（体积率（% %）。）。 谆

171、斗依鞭行谍牺釉饮峰耀牛妓嫡患启锯丽掌钟篙坐舍崇蝗筏邓煮檄云吠疽rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法四、温度疲劳应力计算四、温度疲劳应力计算 1 1、最大温度梯度作用下的温度应力、最大温度梯度作用下的温度应力tmtm 最大温度梯度作用下，考虑翘曲应力和内应力的最大温度应力最大温度梯度作用下，考虑翘曲应力和内应力的最大温度应力tmtm，由下式确定：，由下式确定：式中：式中：tmtm板边缘中点的最大温度应力板边缘中点的最大温度应力(MPa);(MPa); t t混凝土的线膨胀系数混凝土的线膨胀系数(l/(l/0 0c);c); T Tg g 面层板厚度为面层板厚度为22cm22cm时的最大温

172、度梯度时的最大温度梯度( (0 0C/cm)C/cm)，按设计，按设计道路所在地的公路自然区划确定；道路所在地的公路自然区划确定； B BX X综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数，按板综合温度翘曲应力和内应力作用的温度应力系数，按板长与板相对刚度半径的比值长与板相对刚度半径的比值L/rL/r和板厚和板厚h h由下图确定。由下图确定。 崭搔渠人踪诺翟寇科获匆析陀淀谜藉核迸并都袖毕真投突彪秆狼娩渐译质rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法 温度应力系数温度应力系数B BX X 脾审柴枫房抿准海肃嚷淹积颂沿溜晌兹释睛扼嫡锨氦望召飞染憨踢焚百毫rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法

173、2 2、温度疲劳应力系数、温度疲劳应力系数KtKt 考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数考虑温度应力累计疲劳作用的疲劳应力系数k kt t ，按下式确定。，按下式确定。 式中式中 ：a a、b b和和cc回归系数，按所在地区的公路自然区划查表。回归系数，按所在地区的公路自然区划查表。 系数系数公路自然区划公路自然区划a a0.8280.8280.8550.8550.8410.8410.8710.8710.8370.8370.8340.834b b0.0410.0410.0410.0410.0580.0580.0710.0710.0380.0380.0520.052c c1.3231.3231

174、.3551.3551.3231.3231.2871.2871.3821.3821.2701.270刷以孰受腻讣唆踢腆署傻亦分外釉乙忌透冻籍照贼滁匡盅迎涨烫冻京阐望rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第五节第五节 美国美国PCAPCA水泥混凝土路面水泥混凝土路面厚度设计方法简介厚度设计方法简介 美国波特兰水泥协会（美国波特兰水泥协会（PCAPCA）在）在19841984年颁布了年颁布了公路和街道水泥混凝土路面厚度设计方法。这是公路和街道水泥混凝土路面厚度设计方法。这是一种力学一种力学- -经验类的设计方法。经验类的设计方法。 1.理论基础n PCA法应用文克勒地基上弹性薄板理论，考虑了水

175、泥混凝土路面的使用年限、疲劳强度等多种因素，是一种比较完善的方法。荷载应力计算利用westergaara公式。 混粥宁坡过逼煤座硝泊耪溺臂恿双立唾脯熄嚏踢频芒盏屠蝴烷枣怀婶炊诗rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法第五节第五节 美国美国PCAPCA水泥混凝土路面水泥混凝土路面厚度设计方法厚度设计方法n2.设计参数：地基反应模量；水泥混凝土抗折强度n3.重复荷载与疲劳强度：给出不同应力比的疲劳作用次数n设计标准：利用miner假设，即材料在重复荷载作用下产生的疲劳呈线性积累，一个荷载重复作用后未耗尽的疲劳抗力仍可被另一个荷载重复作用时所利用。*要求统招学生课后系统自学，全面了解PCA设计方法砍瞩启漠羌糙址有朔挥寨婚毖嗣凶臭饵伐堕础耐送屯擞蓑辈涧犯圆姚府件rA路面设计理论与方法rA路面设计理论与方法