沥青混凝土级配设计方法研究
摘要：重点探讨分析了用贝雷法进行级配设计的方法以及贝雷法三个参数的选取对沥青混合料的性能的影响，对贝雷法需要注意的问题加以讨论，简要介绍了其它级配的设计方法。
关键词：级配设计贝雷法参数
矿料级配设计是沥青混凝土配合比设计的一项重要的内容，据国外研究得出的经典的说法是,沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤的作用，沥青结合料的粘结性只能有40%的作用。对于各种沥青混合料类型，《公路沥青路面施工技术规范》虽然也规定了一个范围，但规定的范围较宽，因此，需要对沥青混合料的级配设计引起重视。
贝雷法级配设计
由伊利诺州交通部的罗伯特.贝雷（robert bailey）发明的一种级配组成设计方法被称为“贝雷法”，其主体思想是以集料的骨架作为混合料的承重主体，期望以此提高抗车辙性能，同时通过调整粗细集料的比例，获得合适的间隙率保证设计的混合料具有一定的耐久性。
1.1贝雷法中粗细集料的定义
在贝雷法中，粗细集料的定义不同于传统的以4.75㎜筛孔为界的划分方法，其对粗细集料的定义为：
（1）粗集料。置于单位体积中能产生空隙的大集料颗粒。
（2）细集料。能填充粗集料产生的空隙的集料颗粒。
第5期（总第118期） ■综合论述 国内外沥青路面设计方法分析 姚连军1，李丽2 （1.重庆市交通规划勘察设计院，重庆401121；2.重庆交通大学，重庆400074） 摘要基于国内外沥青路面现有设计体系，介绍了经验法、力学-经验法、基于性能设计法三大类别，并针对其代表性的设计方法的特点进行了评析；结合我国沥青路面结构设计体系，指出我国设计体系中存在的设计指标、路面材料设计参数、交通荷载等方面存在缺陷，并提出相应的建议。 关键词道路工程；沥青路面；设计方法；设计指标 Abstract：Based on current design of asphalt pavement both home and abroad，the paper has made introduction to three means of design，namely empirical method，stress empirical method and property-centered method.Moreover，it has made comments on certain representative features of designs.Taking structure design of asphalt pavement in China into account，the paper presents some demerits in design target，parameter of pavement materials，traffic capacity and the like and finally proposes solutions to such problems. Keywords：highway engineering，asphalt pavement，means of design，design target 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，设计经济合理的路面结构使之能起到承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限内满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性和安全性的要求。以沥青路面为主的柔性路面设计理论与方法研究已有近百年的历史，其发展历程经历了经验法和力学-经验法、基于性能的设计方法等类型。 1国外沥青路面设计方法 1.1经验法 经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构（结构层组合、厚度和材料性质）、荷载（轴载大小和作用次数）和路面性能三者间的经验关系。最为著名的经验设计方法有CBR法和AASHTO法。 CBR法[1~2]以CBR值作为路基土和路面材料（主要是粒料）的性质指标。通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定，建立起路基土CBR轮载～路面结构层厚度（以粒料层总厚度表征）三者间的经验关系。利用此关系曲线，可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。路面各结构层次的厚度，按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。此方法设计过程简单，概念明确，适用于重载、低等级的路面设计；但CBR值仅是一种经验性的指标，并不是材料承载力的直接度量指标，它与弹性变形量的关系很小。而路基土应工作在弹性范围内的应力状态下，因而，路面结构设计对路基土的抗剪强度并无直接兴趣，更关心的是路基土的回弹性质（回弹模量）及其在重复荷载作用下的塑性应变。 AASHTO法[3~4]是在AASHO试验路的基础上建立的，整理试验路的试验观测数据，得到的路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。AASHTO方法提出了现时服务能力指数（PSI）的概念，以反映路面的服务质量。不同轴载的作用，按等效损坏（PSI）的原则进行转换。路面使用性能指标PSI，主要受平整度的影响，与裂缝、车辙、修补等损坏的关系很小。因此，这是一项反映路面功能性能的指标，而不是表征路面结构性损坏的指标。此外，这个方法源于一条试验路的数据，仅反映一种路基土和一种环境条件，推广应用于其它地区或国家时便存在着很大的局限性。但AASHO试验路的测定数据得到了良好的整理和保存，为许多力学-经验法的设计指标和参数验证提供了丰富的依据[5]。AASHO法提出了轴载换算的概念和公式，考虑了结构的可靠度和排水条件的影响，这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。1.2力学-经验法 力学-经验法利用在力学反应量与路面性能（各种损坏模式）之间建立的性能模型，按设计要求设计路面结构。从20世纪60年代初开始，各国科技人员致力于研制和实施沥青路面的力学-经验设计法，著名的有AI法和Shel1法。 Shell法[6]是由英、荷壳牌石油公司研究所研究、发展和完善起来的。在该设计方法中，混合料的粘弹性性质以其劲度模量体现，其值取决于沥青含量、沥青劲度和沥青混合料的空隙率。路基模量受应力影响，路基动态模量可以通过现场的动态弯沉试验在道路实际湿度条件和荷载条件下测定，也可在室内通过三轴仪测定。此方法中交通荷载以标准双轮轴载次数为代表，设计年限内的累计轴次即为设计寿命。临界荷位的应力应变由计算机程序BISAR计算。Shell设计法考虑了控制疲劳开裂的沥青层底面的容许水平拉应变ε fat 和控 制永久变形的路基顶面的容许竖向压应变ε z 两项主要设计标准和水泥稳定类材料底面的弯拉应力和路表面的永久变 3 ··
沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu英文:bituminous concrete沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒(5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。配合矿料有多种方法，可以用公式计算，也可以凭经验规定级配范围，中国目前采用经验曲线的级配范围。沥青混合料中的沥青适宜用量，应以试验室试验结果和工地实用情况来确定，一般在有关规范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时，也可采用经验公式估算。 制备工艺 热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂，在线路较长时宜选用移动式热拌机。冷拌的沥青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。沥青拌和厂的主要设备包括：沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等，有些还有热集料的重新分筛和贮存设备(见沥青混合料拌和基地)。拌和机又可分为连续式和分批式两大类。在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和。近来，又发展一种先
热拌沥青混合料配合比设计方法 1．矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8－22和表8－23（现行规范）或8－24和表8－25（新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm、4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。 2．沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到
的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件数量不少于4个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料总量1200g左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水率大于2%的沥青混合料、沥青碎石混合料等不能用表干法测定的试件应采用蜡封法测定；空隙率较大的沥青碎石混合料、开级配沥青混合料试件可采用体积法测定。 随后，在马歇尔试验仪上，按照标准方法测定沥青混合料试件的马歇尔稳定度和流值。 3．最佳沥青用量的确定
作者：风骤起 作品编号：31005C58G01599625487 创作日期：2020年12月20日 实用文库汇编之 沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete 定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu 英文:bituminous concrete 沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒 (5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经
国内外沥青路面设计方法综述 周利,蔡迎春,杨泽涛 (郑州大学环境与水利学院,郑州450002) 摘要:当前世界各国众多的沥青路面设计方法,可概括地分为2类:一类是以经验或试验为依据的经验法;一类是以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的力学-经验法。简要介绍目前国内外典型设计方法(CBR法、A ASHT O法、S HEL L法、A I法及国内方法),并比较其优缺点,针对现行设计方法,特别是我国设计方法,提出改进意见。 关键词:沥青路面;设计方法;综述 文章编号:1009-6477(2007)04-0036-04中图分类号:U416.217文献标识码:B S ummary of Dome stic&Overseas Asphalt Paveme nt Design M ethod Zhou Li,Cai Y ingc hun,Y ang Zetao 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作为面层的路面结构。以沥青路面为主的柔性路面设计理论与方法研究已有近百年的历史,其发展历程经历了古典法、经验法和力学-经验法3个阶段。当前世界各国众多的沥青路面设计方法大体为后面2种,即以工程使用经验或试验为依据的经验法和以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的力学-经验法。为了更好地借鉴前人的研究成果,有助于指导今后设计方法的研究,本文简要介绍目前国内外几种典型的设计方法:(1)经验法的代表方法:CBR法和A AS HTO法;(2)力学-经验法的典型代表:AI法和SHEL L法;(3)我国2004规范(报批稿)采用的设计方法,并作简单评价。 1国外沥青路面设计方法 国外的沥青路面设计方法,可分为经验法和力学-经验法2大类[1]。 1.1经验法 经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构、荷载和路面性能三者间的经验关系。最为著名的经验设计方法有美国加州承载比(CBR)法和美国各州公路和运输工作者协会(AA SHT O)柔性路面设计法。 1.1.1CBR法[2-3] CBR法是以CBR值作为路基土和路面材料(主要是粒料)的性质指标,通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定,建立起路基土CBR-轮载-路面结构层厚度3者之间的经验关系。利用此关系曲线,可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。路面各结构层的厚度,按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。此方法设计过程简单、概念明确,适用于重载、低等级的路面设计,所提出的C BR指标已作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。如日本的路面设计经验法(T A法)就是以CB R法为基础制定的。 1.1.2AA SHT O法[2,4-5] A AS HTO法是在1958)1962年间A AS HO试验路的基础上建立的。整理试验路的试验观测数据,得到了路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。路面结构中的路基土采用回弹模量表征其性质,路面结构层按各层材料性质的不同转换为用一个结构数(S N)表征。AAS HT O方法提出了现时服务能力指数(PSI)的概念,以反映路面的服务质量。PS I是一个由评分小组进行主观评定后得到的指标,它与路面实际状况(坡度变化、裂缝面积、车辙深度、修补面积)之间建立经验关系式,提出了轴载换算的概念和公式,考虑了结构的可靠度和排水条件的影响,这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。 1.2力学-经验法 力学-经验法首先分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应(应力、应变、位移),利用在力学 公路交通技术2007年8月第4期Technology of Highw ay and Transport Aug.2007No.4 收稿日期:2007-01-10
第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久 ；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％时，
沥青混凝土摊铺机的分类及其特点 一、概况 沥青商品混凝土摊铺机是铺筑沥青路面的专用施工机械，其作用是将拌制好的沥青商品混凝土均匀地摊铺在路面底基层上，并保证摊铺层厚度、宽度、路面拱度、平整度、密实度等达到施工要求。它广泛用于公路、城市道路、大型货场、机场码头等工程中沥青商品混凝土摊铺作业，可大幅度降低施工人员的劳动强度，加快施工进度，保证所铺路面的质量。沥青商品混凝土摊铺机与自卸车、压路机联合，进行沥青商品混凝土摊铺机械化施工。 自卸车将沥青商品混凝土运至施工现场，倒车行驶至摊铺机前，将后轮抵靠在摊铺机的顶推滚轮上，变速器放在空挡位置，当自卸车将部分沥青商品混凝土 卸入摊铺机接料斗内，由刮板输送机、螺旋摊铺器送至摊铺面后，摊铺机以稳定速度顶推着自卸车向前行驶，自卸车边前进边卸料使摊铺机实现连续摊铺。摊铺后的沥青商品混凝土层由振捣器初步振实，再由熨平器整平。 沥青商品混凝土摊铺机还可用于摊铺各种材料的基层和面层，倒如摊铺防护墙、铁路路基、PCC基础层材料、稳定土等。 现代沥青商品混凝土摊铺机采用全液压驱动和电子控制、中央自动集中润滑、液压振动、液压无级调节摊铺宽度等新技术，自动化程度高，操作简单方便，并 设有自动找平装置、卸载装置、闭锁装置，保证了摊铺面的平整度和质量。摊铺 机上有可以加热的熨平装置，能在较冷的气候条件下施工。
二、分类及特点 沥青商品混凝土摊铺机分类及特点如下： （1）按摊铺宽度分类，沥青摊铺机可分为小型、中型、大型、超大型等四类。 1）小型机的最大摊铺宽度一般小于3600mm，用于路面养护和城市道路的修筑工程。 2）中型机的摊铺宽度为4000-6000mm，用于一般公路路面的修筑和养护工程。 3）大型机的摊铺宽度在7000-9000mm之间，主要用于高等级公路路面施工。 4）超大型机的摊铺宽度为≥12000mm，主要用于高速公路、机场、码头、广场等大面积沥青商品混凝土路面施工，设有自动找平装置的大型、超大型摊铺机摊铺的路面，纵向接缝少，整体性和平整度好。 （2）按行走方式分类可分为拖式和自行式两类。其中自行式又分为履带式 和轮胎式。 1）拖式摊铺机是将接料、输料、分料和熨平等工作装置安装在一个特制的 机架上，摊铺作业靠运料自卸车牵引或顶推进行。它的结构简单，制造、使用成 本低，但因摊铺能力小、质量差，仅适用于低等级公路的路面养护作业。
教师授课教案 2.掌握我国沥青路面的设计过程。 旧知复习：1.石灰土、水泥土的强度形成原理 2.石灰、水泥稳定类粒料的混合料组成设计过程 重点难点：我国沥青路面设计方法 教学过程：（包括主要教学环节、时间分配） 1、旧知复习5min； 2、概述25min； 3、我国的沥青路面设计55min； 4、小结5min； 课后作业： 请结合路面结构设计计算与分析，讨论道路工程中应用半刚性基层材料的具体受力情况，并从结构与材料角度分析使用得失。 教学后记： 任课教师教研室主任：
第三章沥青路面设计 §3.1概述 一、沥青路面设计的内容 1.结构组合设计 2.材料组成设计 3.厚度设计验算 4.结构方案比选 5.路肩构造设计 6.排水系统设计 二、沥青路面结构设计的原则 （一）路基路面整体综合设计原则 （二）密切结合自然条件及实践基础原则 （三）满足交通与使用要求原则 （四）因地制宜、合理选材原则 （五）保护自然生态与沿线环境原则 （六）工厂及机械化施工、方便施工原则 （七）技术与经济性并重原则 （八）分期修建、方便养护原则 三、沥青路面结构设计方法种类 1.经验法：AASHTO法；CBR法。 依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。 2.力学经验法（M-E）：AI法；SHELL法；我国设计方法。 依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。 3.典型结构法：法国方法；中国八·五研究成果。 通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。 4.优化设计法 通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。 四、沥青路面厚度设计的基本过程 ①确定交通量：如车型、轴重、轮胎压力、各车型通过数及横向分布； ②路面结构组合：确定材料品种及其它参数； ③参数修正： ④路面设计的指标与标准确定： ⑤运用基本关系式进行设计计算或验算
沥青路面结构设计方法的简介 摘要：针对沥青路面结构设计方法进行调研，重点对AASHTO沥青路面设计法、壳牌( SHELL)设计法和我国沥青路面结构设计法进行深入分析.对沥青路面结构设计方法的形成及发展、各沥青路面设计方法 的特点进行评述、 关键词：沥青路面:结构设计:AASHTO:路面力学模型 1 引言 沥青路而设计方法随着路而技术、交通状况及人们对路而破坏状态认识的变化而不断发展，经历了古典理论法、经验设计法和理论分析法三个阶段。 2沥青路面设计方法的形成及发展 从1901年美国麻省道路委员会第八次年会上提出的第一个路而设计方法的公式，至1940年的Goldbeck公式，沥青路而设计法均属于古典理论法，其特点是以土基顶而的应力大小为依据设计路而厚度。随着路而结构形式、施工技术水平、以及路而力学理论和计算手段的发展，古典理论法逐渐被淘汰。经验法和理论分析法是目前常用的路而设计方法。 经验法是建立在大量实际道路和试验路调查基础上的设计方法，典型的有AASHTO沥青路而设计法、CBR设计法等。经验法通过路而调查提出路而破坏标准、设计指标以及交通作用与设计指标的关系，以此为基础进行厚度计算。经验法建立在实践的基础上，因此在路而设计因素变化不大的情况下，经验法的设计结果比较容易接近实际要求。但是，由于经验法设计曲线或设计公式是由一定时期的路而调查得到的，随着路而结构、材料、施工养护以及交通情况的变化，其对以后路而设计的适用性往往受到限制，需要根据各种影响因素的变化不断修订，但由于其参数、指标有很大的主观性，理论基础模糊，修订工作比较困难。 随着路而力学和计算技术的发展逐渐产生了理论分析法。理论分析法典型的有壳牌(SHELL)法、美国地沥青协会(TAI)法等，我国沥青路而设计法也属于理论法的范畴。当然，沥青路而设计中任何理论分析法都不是纯理论的，都必须与路而调查、室内试验结论相结合，包含有经验法的部分成果。理论分析法的特征是通过路而力学模型计算结构层厚度，其优点是理论基础清晰，便于修订更新，缺点是路而模型对实际路而的大量简化会引起一些误差，而误差的修正系数与经验法的指标一样，是比较模糊的，带有一定的经验性。同经验法一样，理论分析法也要随着路而实践的发展而修订。 近年来，随着人们对路而破坏特性认识的深入，逐渐产生了长寿命路而的设计思想。长寿命路而的设计思路是:保证路而足够的整体强度，把病害限制在路而表层，通过定期(10 -20年)的表而修复，防比表而病害影响路而结构安全，保证路而在相当长的设计年限内不发生结构性损坏(40年以上)。以下针对国内外主流的沥青路而设计方法做介绍。 3美国AASHT093沥青路面设 计方法
第十四章沥青路面设计 一、填空 1.在《柔规》中规定，路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，并以 _____ 表示。 2. 在《柔规》中采用 _____ 作为路面厚度计算的主要控制指标，所以轴次换算的等效原则是以 _____ 为准。 3. 路表容许弯沉值是柔性路面设计的 _____ 指标，而 _____ 是验算指标。 4. 在车辆垂直荷载作用下，柔性路面产生的总变形包括 _____ 以及 _____ 。 5. 路面弹性模量是表示路面弹性性质的力学指标，又称为 _____ 模量，它表征路面材料的 _____ 能力。 6. 路面弹性性质的力学指标以 _____ 模量表示，它表征了土基或路面材料 _____ 能力。 7. 由于路面的垂直变形实际上是由路面各结构层 ( 包括土基 )_____ 的总结果故它也就综合地反映了路面各结构层及土基的---。 8. 沥青混凝土面层及整体性的基层材料在行车荷载的多次重复作用下，由于疲劳现象而使其 _____ 强度降低，从而在板底出现拉伸裂缝，故对高等级公路必须验算其 _____ 强度。 9. 柔性路面结构设计包括 _____ 设计和 _____ 设计。 10. 通常应选用 ____ 的结合料和强度高的材料作为面层材料，且面层类型选择时，要考虑当地的 _____ 特征。 11. 路面的强度和稳定性并不单纯是一个厚度问题，也不是路面各结构层次的简单 _____ 问题，而是路面各结构层次的 _____ 是否合理的问题。 12. 防治路面翻浆要贯彻 _____ 的原则，最基本措施是防止或减少土基水分的—— 13.柔性路面设计是以 _____ 作为路面整体强度的设计控制指标。表征路面弹性性质的力学指标是 _____ 。 14. 路面结构层的整体强度，以 _____ 作用下轮隙中心处的 _____ 表示。 15. 目前，我国公路工程中确定 Zo 的方法主要有 _____ 和 _____ 。 16. 目前，我国测定柔性路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。 17. 整层材料测定路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。 18. 柔性路面设计年限内最基本的任务是：通过设计工作，防止路面结构_____ ，由于 _____ 和自然因素综合作用而出现各种损坏。 19. 为了调查 _____ 情况，应测定原有路面下 _____ 深度内路基分层含水量。 20.原有路面结构调查中，一般应每隔 ____ 挖一试坑，查明原有路面的 _____ 、各结构层厚度及材料组成等。 21. 若原有路面面层为 _____ 结构层，且厚度 _____ ，或气温等于 2 0 ℃±20 ℃时，所测得的弯沉值进行修正，其它情况下测得的弯沉值均应进行温度修正。 22. 对原有路面路况的调查的时间一般应安排在改建工程 _____ 的 _____ 进行。 23. 我国现行规范对原有路面补强时各路段的计算弯沉值的计算公式是。 24. 原有路面设计要得到正确的结果，正确地确定原有路面的 _____ 和 _____ 是非常重要的。
沥青混凝土的规格如AC-13C AC-20等等是什么意思另外AK系列 SMA系列都指什么？ 代号： AH 重交通量道路用石油沥青（重交通道路石油） AC 沥青混凝土混合料AM 沥青碎石混合料 AK 抗滑表层沥青混合料 MS 马歇尔稳定度 FL 马歇尔实验的流值 VV 沥青混合料中的空隙率 VMA 沥青混合料中的矿料间隙率 如AC-13C C 表示粗型沥青混合料，就是corse； F 表示细型沥青混合料，就是fine。两者的划分是根据关键筛孔的通过率来确定的，而关键筛孔则与沥青混合料的公称最大粒径有关，具体的信息可以参考沥青路面施工技术规范，其中有详细的说明。 AC表示为连续级配，13是指该混合料公称最大粒径为13毫米，C是连续级配中的一个分类！ 细粒式5%SBS改性沥青混凝土AC-13中5%SBS改性沥青是什么意思
5%值油石比的意思，也就是在混合料中沥青的质量与石料的重量之比。SBS改性沥青就是说用的沥青时SBS改性沥青。 总体的意思是：SBS改性沥青用量为5%的沥青混合料。 改性沥青SMA和改性沥青SBS有什么不同，请具体说明一下！！ SMA 是一种沥青混合料，全称沥青马蹄脂碎石混合料，用于铺筑高性 能沥青路面，改性沥青SMA 就是使用改性沥青生产的沥青马蹄脂碎石混合料，使用SBS改性沥青生产的沥青马蹄脂碎石混合料是SMA 的一种；SBS则指一种高分子聚合物沥青改性剂，目前在改性沥青领域已应用较为成熟，生产的SBS改性沥青性能较高，在高性能沥青路面中应用已较普遍。 通常所说的改性沥青AC-13是什么意思？指的就是SBS改性么？一般有哪几种改性的呢 沥青混凝土通常用AC来表示，意思是asphalt concrete; 13指的是矿料级配中的公称最大粒径，是13mm；AC-13 指的是公称最大粒径为 13mm 的沥青混凝土。 AC-13 中的沥青可以采用普通沥青，也可以采用改性沥青采用 改性沥青的公称最大粒径为13mm 的沥青混凝土称为改性沥青 AC-13。 改性沥青沥青有很多种，都可以采用，如SBS改性沥青、SBR
国内外沥青路面设计方法综述 周 利,蔡迎春,杨泽涛 (郑州大学环境与水利学院,郑州 450002) 摘 要:当前世界各国众多的沥青路面设计方法,可概括地分为2类:一类是以经验或试验为依据的经验法;一类是以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的力学-经验法。简要介绍目前国内外典型设计方法(CBR法、AASHTO法、SHELL法、AI法及国内方法),并比较其优缺点,针对现行设计方法,特别是我国设计方法,提出改进意见。 关键词:沥青路面;设计方法;综述 文章编号:1009-6477(2007)04-0036-04 中图分类号:U416.217 文献标识码:B Summary of Domestic&Overseas Asphalt Pavemen t Design Method Zhou Li,Cai Yingc hun,Yang Zetao 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作为面层的路面结构。以沥青路面为主的柔性路面设计理论与方法研究已有近百年的历史,其发展历程经历了古典法、经验法和力学-经验法3个阶段。当前世界各国众多的沥青路面设计方法大体为后面2种,即以工程使用经验或试验为依据的经验法和以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的力学-经验法。为了更好地借鉴前人的研究成果,有助于指导今后设计方法的研究,本文简要介绍目前国内外几种典型的设计方法:(1)经验法的代表方法:CBR法和AASHTO法;(2)力学-经验法的典型代表:AI法和SHELL法;(3)我国2004规范(报批稿)采用的设计方法,并作简单评价。 1 国外沥青路面设计方法 国外的沥青路面设计方法,可分为经验法和力学-经验法2大类[1]。 1.1 经验法 经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构、荷载和路面性能三者间的经验关系。最为著名的经验设计方法有美国加州承载比(CBR)法和美国各州公路和运输工作者协会(AASHTO)柔性路面设计法。 1.1.1 CBR法[2-3] CBR法是以CBR值作为路基土和路面材料(主要是粒料)的性质指标,通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定,建立起路基土CBR-轮载-路面结构层厚度3者之间的经验关系。利用此关系曲线,可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。路面各结构层的厚度,按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。此方法设计过程简单、概念明确,适用于重载、低等级的路面设计,所提出的C BR指标已作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。如日本的路面设计经验法(TA法)就是以CBR法为基础制定的。 1.1.2 AASHTO法[2,4-5] AASHTO法是在1958—1962年间AASHO试验路的基础上建立的。整理试验路的试验观测数据,得到了路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。路面结构中的路基土采用回弹模量表征其性质,路面结构层按各层材料性质的不同转换为用一个结构数(SN)表征。AASHTO方法提出了现时服务能力指数(P SI)的概念,以反映路面的服务质量。PSI是一个由评分小组进行主观评定后得到的指标,它与路面实际状况(坡度变化、裂缝面积、车辙深度、修补面积)之间建立经验关系式,提出了轴载换算的概念和公式,考虑了结构的可靠度和排水条件的影响,这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。 1.2 力学-经验法 力学-经验法首先分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应(应力、应变、位移),利用在力学 公路交通技术 2007年8月 第4期 Technology of Highway and Transport Aug.2007 No.4 收稿日期:2007-01-10
新公路沥青路面设计规范解读 (沥青路面设计规范2017) 新的沥青路面设计规范2017年9月1日正式实施。公路路基和路面的所有设计规范至此全部更新完毕，系统基本形成。这次新的沥青路面设计规范改动很大，下面把一些问题和重点提出来。 1、明确了路面结构层和功能层的概念。路面结构层里没有垫层这一说法，路面结构层就由三部分组成：面层、基层和底基层。以前一直说的垫层，可归为功能层或路基处置层。 2、设计引入可靠度设计方法。 3、调整了交通荷载等级的划分方法，用设计年限内累计的大客车和货车交通量来确定。 4、标准轴载依然为单轴双轮100KN。但是轴载换算方法进行了很大调整。 5、最大的变动是沥青路面设计指标，摈弃了使用几十年的设计弯沉。设计指标采用了与路面使用性能相关的沥青混合料疲劳开裂、无机结合料稳定层疲劳开裂、沥青混合料永久变形、路基顶面竖向压应变等。
不同的路面结构类型，设计指标不同，比如对于常见的半刚性基层沥青路面，设计指标为半刚性基层疲劳开裂和沥青面层永久变形。这是和不同的结构类型的力学特性相关的，对于半刚性基层沥青路面，沥青面层主要受压力，当然就不会出现疲劳开裂，所以没有必要验算面层了。具体验算时，计算各结构层疲劳寿命不能小于承受的累计当量轴次。 弯沉作为设计指标取消了，但是在路基和路面交（竣）工验收时，要检测验收弯沉。 路基顶面竖向压应变对于半刚性基层沥青路面而言，不是设计指标，但它是路基的设计指标，这就跟路基设计规范统一起来了。 6、4.1.4条明确指明：沥青结合料类材料层与其他材料层间应设置封层。4.6.3条又说：无机结合料稳定类材料层与沥青结合料结构层之间宜设置封层。“应”和“宜”？为何两个条文用词前后不统一呢？ 7、沥青路面结构类型调整为四种：无机结合料稳定类基层沥青路面（半刚性基层沥青路面）、粒料类基层沥青路面（柔性基层沥青路面）、沥青结合料类基层沥青路面（柔性基层沥青路面）和水泥砼基层沥青路面（刚性基层沥青路面）。这是按照基
1国外沥青路面设计方法 1.1经验法 经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构（结构层组合、厚度和 材料性质）、荷载（轴载大小和作用次数）和路面性能三者间的经验关系。最为著名的经验设计方法有CBR法和AASHTO fe。 CBR法［1~2］以CBR?作为路基土和路面材料（主要是粒料）的性质指标。通过对已损 坏或使用良好的路面的调查和CBR测定，建立起路基土CBR轮载?路面结构层厚度（以粒料 层总厚度表征）三者间的经验关系。利用此关系曲线，可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。路面各结构层次的厚度，按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。不 同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。此方法设计过程简单，概念明确， 适用于重载、低等级的路面设计；但CBR值仅是一种经验性的指标，并不是材料承载力的直接度量指标，它与弹性变形量的关系很小。而路基土应工作在弹性范围内的应力状态下，因而，路面结构设计对路基土的抗剪强度并无直接兴趣，更关心的是路基土的回弹性质（回弹模量）及其在重复荷载作用下的塑性应变。 AASHTO fe［3~4］是在AASH（试验路的基础上建立的，整理试验路的试验观测数据，得到 的路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。AASHT（方法提出了现时服务能力指数（PSI）的概念，以反映路面的服务质量。不同轴载的作用，按等效损坏（PSI）的原则进行转换。路面使用性能指标PSI，主要受平整度的影响，与裂缝、车辙、修补等损坏的关系很小。因此，这是一项反映路面功能性能的指标，而不是表征路面结构性损坏的指标。此外，这个方法源于一条试验路的数据，仅反映一种路基土和一种环境条件，推广应用于其它地区 或国家时便存在着很大的局限性。但AASH（试验路的测定数据得到了良好的整理和保存，为许多力学-经验法的设计指标和参数验证提供了丰富的依据［5］。AASH（法提出了轴载换算的概念和公式，考虑了结构的可靠度和排水条件的影响，这些思想对后来世界各国的设计思想 产生了很大的影响。 1.2力学-经验法 力学-经验法利用在力学反应量与路面性能（各种损坏模式）之间建立的性能模型，按 设计要求设计路面结构。从20世纪60年代初开始，各国科技人员致力于研制和实施沥青路面的力
高速公路沥青路面设计实例 、设计资料: 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于W 2区。 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100为标准轴载 1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 (1)累计当量轴次
注：轴载小于25KN的轴载作用不计(2)累计当量轴次
旗开得胜 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取 15年，六车 道的车道系数n 取0.3?0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5% =23599286次 2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 (1)轴载换算 车型 R (KN) C 1 C 2 N i (次/日) P 8 C 1 C 2 n i -P 小客车 前轴 16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴 23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 前轴 25.55 1 18.5 2000 0.67194 SH130 后轴 45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 前轴 28.70 1 18.5 1250 1.06448 CA50 后轴 68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 前轴 13.40 1 18.5 4250 0.00817 BJ130 后轴 27.40 1 1 4250 0.13502 3 [(1 + 7 - 1] ＞： 365 7 [(1 + 0.095尸-l]x 365 0095 X70S6.875 X 0.3
旗开得胜 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 (2)累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数n取0.3?0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。
第8章 沥青路面结构设计方法 1．沥青路面的设计为什么要选用多指标来控制？试说明各设计指标的意义，及其与路面破坏现象的联系。 在路面结构设计中人们不可能控制所有的损坏类型，但鉴于路面损坏模式的多样性，各种损坏对路面的使用性能具有不同性质和不同程度的影响，所以沥青路面设计也不能像其他结构物设计那样，仅选用一种损坏模式的临界状态和单一的设计指标作为结构的临界状态和设计指标，而必须采用多种临界状态和多项设计指标。 1）弯拉疲劳开裂——弯拉应变和弯拉应力指标 在以疲劳开裂作为临界状态的结构设计方法中，通常采用结构中临界点的弯拉应变作为设计，以标准轴载在当量疲劳温度或标准温度时产生的弯拉应变不大于该材料在该温度条件下的容许弯拉应变作为设计准则。 2）车辙——路基顶面的压应变指标 以车辙作为临界状态，采用车辙深度或永久变形量和行车安全所容许的车辙深度或永久变形。国际上采用间接的设计指标控制路面的车辙，即路基顶面的压应变。通过对压应变的控制，控制了路基的变形量，从而间接控制了车辙的大小。 3）路标回弹弯沉 采用路面的回弹弯沉作为路面结构的设计指标，以控制路面结构的整体刚度，间接控制结构的疲劳开裂和永久变形。 2．路面结构组合设计中： 1）如何按交通特点和结构层的功能选择结构层次？ 路面在交通荷载（包括垂直力和水平力）的作用下，内部产生的应力和应变随深度向下而递减。因此，要求各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小，使得各结构层材料的效能得到充分发挥。 从施工工艺、材料规格和强度形成原理方面考虑，路面结构层数又不宜过多，结构层的厚度也不能过小，宜自上而下由薄到厚。 面层直接经受行车荷载和气候因素的作用，要求高强(抗剪和抗拉)、耐磨、热稳性好和不透水，因而通常选用粘结力强的结合料和强度高的集料作为面层材料。沥青层（面层，上、中、下面层）可根据交通量大小分为单层、双层或三层。