尤溪县洋中镇镇区道路改造工程
设计总说明
一、项目概况
尤溪县洋中镇镇区道路改造工程位于尤溪县洋中镇，设计全长约5556.98米，属III级城市次干路。
为改善我镇交通环境，洋中镇镇政府决定，2012年对镇区道路进行改造。该改造工程以形象工程、精品工程、科技工程为理念，树立我镇交通新形象，为洋中镇镇区再次增添一道靓丽的城市交通风景线。
其中一期施工范围为B0+000~B0+650，C0+000~C0+390，D0+000~D0+280，一期施工总长为1320米。
其他路段为二期施工范围，二期施工总长为4236.98米。
二、设计依据
1.<<尤溪县洋中镇镇区道路改造工程设计合同>>
2.设计范围现场勘测成果
3.业主提供1:1000电子地形图.
三、工程范围及设计内容
本次道路设计范围为整个洋中镇镇区内的主要道路，施工全长为约5556.98米。
本次工程设计内容包含路基路面工程及道路附属工程。
四、主要技术规范
本设计道路作为III级城市次干路,综合采用国家建设部和交通部颁布的城市和公路设计规范,具体如下:
1、《中华人民共和国工程建设强制性条文(城市建设部分) 》
2、《城市道路设计规范》(CJJ37-90)
3、《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)
4、《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)
5、《城市道路和建筑物无障碍设计规范》(JGJ50-2001)
6、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)
7、《城市道路绿化规划与设计规范》(CJJ 77-98)
施工质量评定及验收所采用的规范及标准如下:
1、《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ 1-2008)
2、《城市道路路基工程施工及验收规范》(CJJ 44-91)
3、《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ 034-2000)
4、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)
五、设计标准
1、设计等级： III城市级次干道
2、计算行车速度：30km/h和20km/h（车行道路面宽小于15米时，设计车为20km/h）
3、道路红线宽度：保持原有道路宽度不变
4、机动车道路面设计轴载：BZZ-100
5、路面类型：高等级沥青混凝土路面，路面结构设计年限10年
6、人行道火烧板
7、设计停车视距:30米和20米（20米对应20km/h设计车速）
8、构造物设计荷载：城-B级
9、抗震设计裂度:6度设防
六、设计概要
1、道路平面设计
尤溪县洋中镇镇区道路改造工程设计全长约5556.98米,全线为在原有路线上进行加铺改造,线形不变。其中一期施工范围为B0+000~B0+650，C0+000~C0+390，D0+000~D0+280，一期施工总长为1320米。其他路段为二期
施工范围，二期施工总长为4236.98米。
2、道路纵断面设计
道路竖向设计尽量与现状道道路两侧建筑物的室内地平相协调，妥善处理原有地下管线最小埋设深度,同时满足道路最小纵坡度,遇特殊困难纵坡度小于0.3%时,设置锯齿形偏沟排水措施.
3、道路标准断面
道路的建设宽度为按原有道路宽度保持不变，详道路标准横断面设计图纸。
4、路基工程
(1) 、设计原则
1) 、结合地形、地质与水文条件，控制路基填挖高度、边坡坡率、防护及排水措施。
2) 、加强外业基础资料的收集，深入分析研究，积极稳妥地采用新技术、新材料、新工艺，以确保路基的稳定，并有足够的强度和耐久性。
3) 、结合城市路网做好综合排水系统及管网的设计。
路基设计严格遵照《城市道路设计规范》(CJJ37-90) 及《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)的有关规定办理。因本工程没有进行地质钻探，无法对无沿线工程地质、水文等自然条件进行较为深入的调查，待旧路面挖除后在对原路床路基填料、压实等进行设计。
5、旧水泥混凝土路面病害处理工程
施工前，对旧水泥混凝土路面应作出全面调查，根据旧水泥混凝土路面的破损状况、板底脱空状况和接缝传荷能力，分三种情况处理：
A、旧水泥混凝土路面损坏小或较小，利用原来路面加铺沥青面层；
B、旧水泥混凝土路面损坏一般或面板良好，但底板脱空时，修补破损的板块，压浆填封板底脱空后，按第一种情况处理；
C、旧水泥混凝土路面损坏较大时，挖除旧路面结构，按机动车道新建部分路面结构施工。
根据调查，本段水泥混凝土路面的损坏形式主要分为四类：裂缝、接缝损坏、竖向位移、表层损坏，具体的形式有十二种：纵向裂缝、横向裂缝、交叉裂缝和破碎板、板角断裂、接缝破碎、沉陷、错台、拱起、表面裂纹、磨光、露骨、修补损坏。
为使旧水泥混凝土路面沥青加铺层处于良好的稳定工作状态，在旧水泥混凝土路面上加铺沥青罩面，混凝土路面板必须稳固于基层上，旧水泥混凝土路面病害处治的好坏直接影响沥青加铺层的使用性能和寿命，决不能认为加铺层的罩面补强就可以代替旧板的维修处理，否则会给以后的路面使用留下隐患，使路面无法达到预期的使用要求。针对该路段旧水泥混凝土路面的主要病害，提出如下处治方案：
<1>.破碎沉陷板处理
对于损坏严重的旧水泥混凝土面板，如板块出现严重的破碎、断裂与沉陷时，需要挖除旧板后浇筑新板，具体施工方法如下：
（1）清除旧板
根据破碎板位置放样，形状宜为正方形或长方形，并与路中心线平行或垂直，边缘位置应比破碎板宽出30cm。按放样位置锯缝，缝深应大于面板厚度的2/3，当锯缝位置距纵、横缝不足1m时可将整块板全部挖除。用冲击钻等机械装置或钢钎沿锯缝位置凿除破碎板，凿除时应注意保护基层及周边混凝土。
（2）周边处理
周边应进行凿毛处理，必要时可设置钯钉或锚固钢筋加强连接，浇筑前
要涂抹粘结剂，或刷水泥浆。锚固钢筋的直径为25mm，长度不小于60cm，间距为80cm。
（3）浇筑新板
要求新混凝土板强度不应小于旧混凝土板强度，材料应选用早期强度高、后期强度稳定且收缩性小的混凝土，并按要求掺外加剂以控制其凝结时间，防止过早凝结或影响开放交通的时间，采用普通混凝土，外掺剂可用早强膨胀剂或JK系列修补剂。混凝土配合比组成需经试验确定。
若由路基、基层原因引起的破碎板，则首先处理路基与基层。路基可采用换填砂砾石并压实处理，压实度≥93。换填的深度和范围视路基的具体情况确定。一般换填1~2米深。
换板处理原则：
①破碎机械建议不采用冲击锤，因其冲击力对周围板块基层有振动影响，需人工配合空压机，小型凿岩机械也可；
②新浇筑路面板的强度不得小于原有路面板的设计强度，其材料要求、配合比、施工工艺、质量标准等应符合有关设计与施工规范的规定要求；
③行车道与行车道之间纵缝内的拉杆钢筋，应给予保留和恢复，横缝（胀缝和缩缝）中的传力杆钢筋也应保留；
④连续换板也应在原路面板处保留纵、横缝；
⑤配合比设计中应加入早强剂。
<2>.板底脱空处理
对于板底脱空，可使用钻孔压浆法进行处理，如图1、2所示。板底压浆是借鉴后张法预应力构件的孔道压浆原理，在混凝土面板底部有脱空处钻孔，通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙，流质材料凝固后产生一定的强度，对面板产生均匀承托的作用，进而达到稳固板块的目的，处治工艺如下：
图1 钻孔图2 压浆1）实测弯沉差控制指标
（1）板块单点实测弯沉控制指标（单位：0.01mm）
①单点实测弯沉值Lr≤14,不予处理；
②单点实测弯沉值14＜Lr≤40,钻孔压浆处理，7天后再测弯沉，检验压浆效果，对于弯沉大于14的，凿除板后重新处理水泥板及路基部分。
③单点实测弯沉值Lr＞40，整块板破碎，处理基层，浇筑混凝土新板（换板）。
（2）板间实测弯沉差控制指标：
压浆后两相邻板间实测弯沉差控制在0.06mm以内。
（3）根据实测弯沉控制指标，如达不到规定要求再次注浆。
2）压浆处理
（1）压浆材料
压入板底的材料具备以下特征：一是颗粒粒径小、流动性大，能顺利压入板底空隙；二是弱收缩性，能充分填充板底空隙；三是应具备比较高的强度以承受板重及车辆荷载的作用。建议选用水泥粉煤浆，采用较低的水灰比
就可达到较好的流动性，且强度较高，收缩量小。采用水泥∶粉煤灰∶水=l∶0.5∶0.45配合比制作的灰浆试件，其室内3天的抗压强度高于5MPa。在保证施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加适当的早强剂、微膨胀剂，能够减少硬化收缩，更有效的填充空隙，促其早期强度提高，尽早开放交通。
（2）压浆设备
主要有：①钻孔设备：钻孔取芯机；②制浆设备：灰浆拌合机；③压浆设备：灰浆泵；④紧固装置：膨胀螺栓压浆头。
（3）施工方法
具体的工艺流程：定位→钻孔→制浆→压浆→压浆孔封堵→交通控制→弯沉检测。
工艺要求：
①定位：由监理人员和施工技术人员根据外观及弯沉检测相结合的方法调查唧泥脱空板，标画钻孔位置。
②钻孔：施工人员使用钻孔取芯机按标定的位置钻孔，钻孔深度与板厚一致，孔径D与压浆头直径d相匹配，且D－d=l～2mm。
③制浆：按配合比将材料在灰浆拌和机中拌和，至均匀无灰团方可使用，使用中应持续拌和，防止沉淀。
④压浆：用灰浆泵将拌合好的灰浆由压浆孔压入混凝土板底，压力控制在 2.0MPa 左右，直至邻孔或接缝中溢浆或无溢浆而板块略有上升为止。压浆过程中溢浆的孔应及时用圆状木塞封堵，防止压力过度散失。注浆孔在压浆头拔除后也应及时用木塞封堵，防止灰浆反流。所有木塞应保持3～5分钟方可拔除。
⑤压浆孔封堵：木塞拔除后，用灰浆或取出的混凝土芯样将压浆孔封严。
⑥交通控制：压浆完成后的板块，禁止车辆通行，待灰浆强度达到5MPa以上时方可开放交通。一般需要3天。
⑦弯沉检测：压浆完成3天后，复测压浆板四角的回弹弯沉值，当弯沉值超过0.20mm时，应重新钻孔补压。
<3>.裂缝的处理
在沥青加铺层施工前对原路面的纵横向接缝及路面裂缝全部进行清缝。清缝用空压机或其他类似机具，清缝要干净、无杂物，灌缝要饱满，灌缝材料可用橡胶沥青、聚氯乙稀胶泥类、聚氨酯类填缝料等粘结性强、回弹与温度稳定性好的材料，也可直接使用热沥青。对于接缝剥落严重的地方要用沥青砂等材料进行修补，混凝土路面裂缝修补材料的选择须考虑多种因素，但最重要的因素有两个，即路面裂缝的宽度和修补温度。针对混凝土路面裂缝的实际情况，通过对各种改性材料的力学性能及路用性能的系统分析及综合评价，将材料按裂缝宽度和修补温度进行分类，见表1。
表1 裂缝修补材料分类和方案推荐表
<4>.纵向开裂的处理
（1）针对部分路段出现纵向开裂、下垂、伴随错台，有的纵向裂缝已经成为路面水流入的通道，板底出现脱空情况。处治方案：破除旧板和基层，新铺筑水泥稳定碎石基层和水泥混凝土面层，并与行车道间设置拉杆，在胀
缝、施工缝处设置拉杆，且胀缝设置位置与行车道胀缝位置相对应。
（2）针对纵向裂缝较为严重的部分：裂缝宽度＞10mm。由于裂缝较宽，容易产生反射裂缝，因此，建议采用换板或部分换板处理。（详见旧水泥路面补强设计图）（3）针对纵向裂缝不是很严重的部分：裂缝宽度≤10mm。建议采用灌缝的处理方式处理。
<5>.断角板的处理
板角断裂一般是由行车荷载作用引起的应力集中造成的。对于长和宽大于l.2米且伴随有下沉、破碎现象的板，处理方法同破碎板。对于长和宽小于1.2米，或仅出现断裂的板可采取灌缝处理。
<6>.接缝的处理
（1）准备工作
检查开槽机与灌缝机，确保其技术状况良好；根据路面裂缝的具体情况，确定补缝设计方案；启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶，将密封胶加热；加热期间将灌缝机拖挂在小卡车后边，并把密封胶、隔离墩、安全指示标牌、开槽机和肩背式吹风机等装在卡车上，拖到预定施工地点。
（2）开槽
按照设计的开槽尺寸，预先调节好开槽机开槽深度，然后进行开槽作业。作业时，根据裂缝的宽度种类情况，及时调整开槽尺寸，满足最低设计要求。
（3）清槽
用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少10cm范围内的灰尘彻底清扫干净。
（4）灌缝
若气温低于4℃时补缝，灌缝机须配有预热设备对开槽部位进行预热，若在此温度下不预热就进行补缝，会降低密封胶的粘结力；如果气温高于4℃时补缝，可不进行预热，一般预热后的补缝效果要好。在密封胶加热温度达到施工温度时，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内，并在裂缝两侧拖成一定宽度于厚度的封层。
（5）养护
用密封胶灌缝后，在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净后，一般冷却时间为15min左右，具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。
<7>.其它各类病害的处理
其它一些非结构性破坏处理：如表面起皮、露骨、剥落、麻面等，由于其只影响到原有路面行车舒适性，而当对老路进行改建、旧混凝土路面做基层时，这些形式的损坏对整个路面结构承载力和行车舒适性影响甚小，故不予特殊处理。
其它各类病害的处理措施参照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）执行。
6、沥青路面加辅设计
为市民提供舒适、快捷的交通环境，进行其路面改造加铺任务紧迫。加铺沥青罩面层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，充分利用旧水泥混凝土路面的强度和旧板的剩余寿命，且造价低、施工方便、对交通及环境影响小，也减少废弃混凝土板对环境的污染和资源浪费，因此，进行沥青加铺改造是其最佳选择。然而旧水泥混凝土路面接缝或裂缝处沥青加铺层易产生反射裂缝，导致加铺层使用寿命缩短，如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大难题。
高性能专用聚酯布，主要适用于旧水泥路面上加铺沥青混凝土，以起到
抗裂、防水的作用。一方面，高性能专用聚酯布在沥青混凝土的高温下不会收缩变形，完全可以避免其它材料的不足，这样就可以在热拌沥青混合料路面下形成一个连续、完整、不变形的可靠的防水层，有效地防止水份的渗入，避免因为水份渗入而导致的路面层和基础层的损坏；另一方面，具有的低延伸性以及高抗拉强度，特别是和沥青粘结层形成了牢固的增强型复合材料，可以有效地消除路面结合处或裂缝处的应力集中，降低裂纹在路面层中的扩散，从而延长道路的使用寿命，大大降低道路的维护成本。借鉴国内采用高性能专用聚酯布用于旧水泥路面加铺的成功经验，本路段采用高性能专用聚酯布作为沥青路面下面层，其起到抗反射裂缝和防水的作用。尤溪县洋中镇地处高温湿热地区，具有气温高和降雨量大的特点。SMA具有较好的高温稳定性和抗滑作用，因此本路段采用SMA作为沥青路面上面层。
为了满足路面标高，对原旧水泥路面行了刨去一定的厚度处理。在对原路面刨面处理和病害处治完成的基础上，本工程采取如下的加铺设计。
（1）、利用水泥混凝土路面直接加铺的路面结构设计
本项目设计原则上利用水泥混凝土路面直接加铺沥青混凝土面层的路面结构进行设计（沥青路面加铺结构层厚最小控制在8cm），本改造工程路面设计年限为10年。
新旧板块交界处需切缝，灌浆，路面上突兀部位予以铲平，较严重凹处应采用沥青混合料填平，路面应尽量平整，旧水泥混凝土路面处治完毕后。在水泥路面进行清洁工作后（除去污物、碎石、及尘土以保证沥青粘结效果），在整幅路面范围内洒布热熔70号A级改性沥青粘层油，洒布温度为170℃，用量为0.8—1.2L/m2，均匀喷洒，顶部喷洒要多于下边处，然后粘贴高性能专用聚酯布，高性能专用聚酯布要求粘贴及时、平整，聚酯布纵向或横向搭接宽度为不小于5~10cm（长度方向为5cm，宽度方向为10cm），纵向搭接方向应当为摊铺沥青混凝土的方向，将后一端压住前一端，并用沥青油粘结好，聚酯布铺设好后，可用软压路机碾压，使其与原路面更好的粘接，对铺筑后的聚酯布两侧喷洒外露的热沥青，采用石屑洒盖，以免将稀浆封层粘起，在铺设好高性能专用聚酯布后立即摊铺沥青混合料面层。
假定加铺层厚度为H则：
A、10≤H＜17cm时，采用4cmSMA-13细粒式改性沥青砼+单层AC-20C中粒式沥青砼+高性能专用聚酯布；
B、17≤H＜36cm时，采用4cmSMA-13细粒式改性沥青砼+6cm AC-20C中粒式沥青砼+单层ATPB-25粗粒式沥青碎石+高性能专用聚酯布；
（2）、旧路面全部翻新的路面结构设计
由于镇区部分道路路段的现状道路标高与两侧居民房的室内建筑标高十分接近，如直接在现状道路标高上加铺沥青混凝土，将导致施工后的道路标高比两侧居民房的室内建筑标高还高的情况。经与业主商定，对此类路段采取全部翻新的处理措施。翻新段的车行道路面结构层至上到下为：4cm SMA-13细粒式改性沥青砼
6cm AC-20C中粒式沥青砼
0.5cm 透层沥青下封层
25cm 6%水泥稳定碎石
25cm 4%水泥稳定碎石
（3）、人行道和道牙的设计
人行道供人使用，部分人行道沿用旧的人行道路面结构。
新建人行道路面结构采用花岗岩火烧板, 结构层至上到下表述如下：
3.5CM厚25cm*50cm*3.5cm火烧板
3CM厚的M10水泥砂浆结合层
10CM厚的C15混凝土
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 ··
公路沥青路面设计规范(JTG-D50-2006)
《公路沥青路面设计规范》JTGD 50－2004 条文说明 2004年9月16日
1 总则 1.0.1 由于国民经济发展，带来交通量激增和重载车增多，对路面设计和施工是一个挑战。为提高路面设计水平和工程质量，减少早期损害，总结工程实践的经验教训，吸纳新的科研成果，有必要对原规范进行修订。 1.0.3 路面设计工作是一个系统工程，它不是单纯地厚度计算。因原材料性质决定沥青混合料或各种基层混合料的物理力学特性，各种混合料的性质决定了各结构层的路用性能，所以，材料直接影响路面质量与耐久性。各结构层的组合与当地的气候、交通量与交通组成密切相关，合理的结构组合，使路面获得经济、耐久效果。厚度计算与材料设计参数取值直接相关，没有实测材料参数厚度计算缺乏依据。若缺原材料调查，无合理材料单价，可导致变更设计，突破投资。故设计人员应重视材料调查，选用符合技术要求，经济合理材料，防止简单地套用路面结构，把设计变成是厚度计算。 设计工作包括以下具体内容： 1 调查与收集有关交通量及其组成资料，积极开展轴载谱分布的调查、测试工作； 2 收集当地气候、水文资料，了解沿线地质、路基填挖及干湿状况，通过试验或论证确定路基回弹模量； 3 设计人员应认真做好路用各种材料的调查，并取样试验，根据试验结果选定路面各结构层所需的材料； 4 施工图设计阶段应进行混合料的目标配合比设计，并测试、确定材料设计参数； 5 拟定路面结构组合，采用专用程序计算厚度； 6 对路面结构方案进行概算、技术经济比较，进行初期投资或长期成本寿命分析，提出推荐的设计方案。但是目前我国尚未建立初期投资、营运中的维修、养护费用等全过程的技术经济预估模型，希望有条件的设计、科研单位开展这方面的工作，积累资料。 7 认真做好路面排水、路面结构内部排水和中央分隔带排水系统设计，使路面排水通畅，路面结构内部无积水滞留。 1.0.4 该条文仅增加了路面设计应符合国家环境保护的有关规定，设计中应注意废弃料的处理，不能污染环境。鼓励积极开展旧沥青面层、破碎水泥混凝土板和旧基层材料的再生利用，节约资源，保护环境。 1.0.5 分期修建的方案，由设计单位根据实际情况决定。 1.0.6 新条文强调了设计目的不仅确定路面结构厚度，还应为行车提供快捷、舒适、安全、稳定、耐久的服务功能。现行弹性层状理论设计方法和设计指标，主要是考虑在车辆荷载的反复作用下，使路面具有相应的整体刚度（即承载能力），以及抵抗各结构层因拉应力或拉应变而产生的疲劳破坏。对于当前出现的水损害、车辙、推移、拥包等病害，用弹性层状理论尚难以得出符合实际的设计结果，故需通过沥青混合料的
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
沥青混凝土路面设计说明书 1 路面设计的原则 路面结构是直接为行车服务的结构，不仅受各类汽车荷载的作用，且直接暴露于自然环境中，经受各种自然因素的作用。路面工程的工程造价占公路造价的很大部分，最大时可达50％以上。因此，做好路面设计是至关重要的。 路面设计内容应包括路面类型与结构方案设计、路面建筑材料设计、路面结构设计和经济评价。 1.1 路面类型与结构方案设计 路面类型选择应在充分调查与勘察道路所在地区自然环境条件、使用要求、材料供应、施工和养护工艺等，并在路面类型选择的基础上考虑路基支承条件确定结构方案。由于路面工程量大，基垫层材料应尽可能采用当地材料，并注意使用各类废弃物。必要时，应考虑采用新型路面结构形式、新材料、新施工工艺。同时，应注意路面的功能和结构承载力等是通过设计、施工、养护等共同保证的，可采用寿命周期费用分析技术合理确定路面类型和结构。 1.2 路面建筑材料设计 路面建筑材料设计往往是路面设计中不受重视的一块内容，原因在于设计仅仅依据设计规范或当地经验确定路面结构层次，指定各层次材料的标准规范名称。本次设计运用了大学期间所学的工程技术与材料科学知识，合理考虑了道路所在地的自然环境、材料所在路面结构层次的功能等，论证合理地选择了材料类型和建议配比。 1.3 路面结构设计 路面结构设计就是对拟订的路面结构方案和选定建筑材料，运用规范建议的设计理论和方法对结构进行力学验算。 现阶段公路路面使用的路面类型主要有沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，设计者应综合考虑当地的环境、降水、材料、交通量等各方面因素后选定路面的类型，然后进行设计。 2 路面设计 2.1 沥青路面结构设计标准 现行《公路沥青路面设计规范》的设计标准主要以路面表面设计弯沉值作为设计控制指标，对高等级道路路面还要验算沥青混凝土面层和整体性材料基层的拉应力。 2.2 累计当量轴次计算
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
山东建筑大学 课程设计说明书 题目：某公路沥青路面结构设计课程：路基路面工程课程设计 院（部）：交通工程学院 专业：交通工程 班级： 学生姓名： 学号： 设计期限：一周 指导教师：耿立涛周艳
目录 一、设计任务明细 (2) 二、设计方案论证 (2) 三、结构层材料设计参数 (2) 四、设计步骤及计算结果 (3) 五、设计任务明细 .............................................错误!未定义书签。 六、参考文献 (17)
一、设计任务明细 按照设计任务书给定的资料进行沥青路面结构设计。包括以下内容： 1、进行轴载换算和累积轴载计算（要求，手算，并以HPDS 2006复核）； 2、确定公路等级； 3、设计半刚性基层、柔性基层与半刚性基层复合、柔性基层3种路面结构； 4、对每种路面结构，进行路面结构计算，确定路面结构层厚度； 5、路面结构层厚度需满足最小防冻厚度要求。 二、设计方案论证 根据设计原始资料：1.自然地理条件。2.交通资料。3.筑路材料。进行沥青路面结构设计。设计半刚性基层路面结构、柔性基层与半刚性基层复合路面结构、柔性路面结构3种路面结构。先进行手算轴载换算和累积轴载计算，然后以HPDS2006复核。多次试验直至得到符合要求的结果。 三、结构层材料设计参数 面层材料采用沥青混合料，基层材料可采用沥青碎石、水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾、级配碎石、级配砂砾等材料。 试验测定沥青材料、半刚性材料的抗压回弹模量结果分别如表2、表3所示： 五、 六、表3 半刚性材料抗压回弹模量测试结果
按规范方法测定各种路面材料的劈裂强度结果如表4所示： 表4 路面材料劈裂强度 四、设计步骤及计算结果 1、轴载换算和累积轴载计算（手算） 当以设计弯沉值和沥青层层低拉应力为指标时 将表中各种不同轴载换算成BZZ-100标准轴载的当量轴次 1．解放CA340 N=1.0*6.4*1124*（22.1/100）^4.35+1.0*1.0*1124*(56.6/100)^4.35=104.6（次）2．太脱拉111S C1=1+1.2*(m-1)=1+1.2*(2-1)=2.2 N=1.0*6.4*560*（38.5/100）^4.35+2.2*1.0*560*(78.2/100)^4.35=479.1（次）3. 宇通ZK6890HG N=1.0*6.4*936*（43/100）^4.35+1.0*1.0*936*(62/100)^4.35=269.4（次） 4. 北京BK6150A N=1.0*6.4*292*（48.5/100）^4.35+2*1.0*1.0*292*(71.2/100)^4.35=213.5(次) 5. 东风YCY-900 N=1.0*6.4*360*（25/100）^4.35+2*1.0*1.0*360*(78.2/100)^4.35=252.6（次）6. 平板车 N=1.0*6.4*836*（23.7/100）^4.35+1.0*1.0*836*(69.2/100)^4.35=178.7（次） 总的轴载当量：N=104.6+479.1+269.4+213.5+252.6+178.7=1498（次） 5年后轴载当量：N=1497.6*（1+7.5%）^5=2150（次） 10年后轴载当量：N=2150.0*（1+6%）^5=2877（次） 15年后轴载当量：N=2877*（1+5%）^5=3672（次） 设计年限内一个车道的累积当量轴次Ne=[(1+γ)^t-1]*365/γ*N1*η= [(1+7.5%)^5-1]*365/7.5%*1497.9*0.4+[(1+6%)^5-1]*365/6%*2150*0.4+ [(1+5%)^5-1]*365/5%*2877 *0.4=1270257+1769483+2320997= 5360737（次）
5.2 路面加铺结构材料（5%水泥稳定碎石、沥青碎石与沥青混凝土） 5.2.1基质沥青、改性沥青、改性乳化沥青、防水卷材的技术要求 改性沥青AC-20C和改性沥青AC-13C-13用基质沥青技术指标应达到表7.6所列的技术要求： 表5.6 A级道路石油沥青70#技术要求 改性沥青应满足以下技术要求： 表5.7 SBS聚合物改性沥青技术指标要求 改性乳化沥青应满足下表所列技术要求： 表5.8 阳离子改性乳化沥青技术要求 5.2.2 石料 ①粗集料的基本性质要求 用于沥青混凝土路面的粗集料是指2.36mm以上的集料，粗集料应由具有生产许可证的采石场生产。 为保证沥青混凝土的强度和抗水损害能力，粗集料宜选用与沥青粘附性能好的碱性硬质石料，石料与沥青的粘附性应达到5级。如缺乏碱性石料，只能采用花岗岩等酸性石料时，应添加抗剥落剂，使石料与沥青的粘附性达到5级。粗集料应满足下表5.10所示的技术要求。 ②细集料的基本性质要求 细集料宜采用碱性硬质碎石轧制的机制砂作为细集料。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成。如缺乏碱性石料，只能采用花岗岩等酸性石料时，应添加抗剥落剂。如其技术指标应满足表5.11所列的技术要求： 表5.10 石料技术要求
注：1、当石 料与沥青与石料的粘附性达不到5级时，应采用添加抗剥落剂等措施使沥青与石料的粘附性达到5级。 表5.11 沥青混凝土用细集料的技术要求 细集料的级配应满足表5.12所列的级配要求。本工程不使用天然砂。 表5.12 沥青混凝土用细集料的级配要求 5.2.3 矿粉 采用符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中表4.10.1技术要求的石灰石矿粉，施工中应保持矿粉干燥无结团，成团的矿粉不得直接使用，如下表所示。 表5.13 沥青混凝土用矿粉的质量要求 5.2.4 抗剥落剂 为保证沥青混合料中石料与沥青的粘附性，在石料与沥青的粘附达不到5级的条件下，需采用添加质量优良，长期抗剥落性能好的抗剥落剂，或者采取掺加一定量的消石灰代替矿粉的方法来提高石料与沥青的粘附能力。 5.2.5 沥青混凝土的级配与性能 ①AC-13C 混合料的级配： AC-13C 的级配应满足下表所列的级配范围： 表5.14 AC-13C 级配要求 ② 改性沥青AC-13C 混合料的性能要求： 改性沥青AC-13C 的性能要求如下表所示： 表5.15 改性沥青AC-13C 性能要求
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
沥青混凝土路面设计 第五章路面设计 5.1路面设计原则及依据 本次设计的道路是村道，村道路面应根据交通量及其组成情况、使用功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计，做到经济、适用。同时，村道路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应满足平整、抗滑和排水的要求。村道的行车道（包括错车道）均应铺设路面。 5.2 路面设计及土路肩加固形式 该道路的路基宽度为6.5m,行车道宽6m，土路肩宽度为0.5m。由当地的自然条件和徽县交通局规划路面结构分为三层，面层采用沥青碎石，基层采用水泥稳定砂砾，基层采用天然砂砾。由于道路级别低，没有设置路缘带和紧急停车带，当路基宽度为4.5m或在道路的不通视地段时，每隔200m 左右应设置错车道，错车道有效长度不小于20m，在错车道两端应设不小于10m过渡段。土路肩的基层与路面相同，在表层宜铺置一些粗粒式沥青碎石或砂砾石。若行车道宽度不够，需要加固部分路肩，提供侧向宽度，以利于行车安全，见下图5.1所示：
图5.1道路横断面的构成 5.2 路面结构类型的计算 1.基本资料 （1）设计任务书要求 甘肃徽县村村通道路设计等级为四级公路，设计年限10年，拟采用沥青碎石路面，需进行结构设计。 （2）气象资料 该公路处属暖温带大陆性气候，温暖而湿润，冷季短，暖季长。年平均气温12.1℃。无霜期215天，年平均降水量782mm。 （1）地质资料 一般路基处于中湿状态，沿线路段有大量的砂砾、岩石块，水源充足， 可以说筑料丰富。 （2）交通分析 由设计资料可知该路技术等级为四级公路，路基宽6.5m，路面宽6m，土路肩宽0.5 m，根据设计要求及规范砂砾石路面的设计年限为10年，徽县麻沿乡的的汽车交通量2007年为300辆/日，交通量年平均增长率为7%,到设计年2017的年平均日交通量为550辆/日。我国路面设计以双轮单轴载100kN为不标准轴载，以BZZ—100的各项参数见下表5.1。 表5.1标准轴载BZZ—100各项参数
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。
路面结构设计说明 一、采用的技术标准和计算依据 路面类型：沥青混凝土路面； 路面设计标准轴载：BZZ-100； 路面结构设计年限： 15年； 路面抗滑标准：交工检测指标值： 横向力系数SFC60≥54：构造深度TD≥0.55mm; 石料磨光值PSV≥42。 二、路面结构形式 (一)路面设计参数 道路建成后将成为沿线厂区货运车辆进出的主要道路，同时该道路也是园区开发建设的施工通道，结合实际情况，对路面结构按照重交通偏下水平进行设计，根据道路勘察资料及相关规范，路基顶部回弹模量取值E0＝30MPa。 一个车道标准轴载累计作用次数:12*106 次 设计路面弯沉值:Ls= 21.5（0.01mm) （二）路面结构形式 上面层：5cm 厚 AC-16C型SBS改性沥青混凝土； 下面层：9cm厚AC－25C型粗粒式沥青混凝土； 下封层： 0.8cm厚 ES-3型稀浆封层； 上基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.5 MPa）； 下基层： 18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.0 MPa）； 底基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥2.5MPa）； 垫层：15cm厚天然砂砾（抗压强度≥2.0MPa）； 路基顶面回弹模量E0=30MPa 三、沥青混凝土的材料及技术要求说明 （一）材料要求 1.上面层用沥青： 上面层沥青混凝土采用SBS I-D型成品改性沥青，制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性，其质量须符合A 级道路石油沥青的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质量检验报告和沥青样品。且其各项性能指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的表4.6.2的要求时，方可使用，其性能指标要求见下表：
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
SMA路面特点 沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料，其混合料具有以下特点： 1)粗集料多在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗料之间有良好的嵌挤作用。沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降时，这种抵抗能力的影响也不会减小，因而有较强的高温抗车辙能力。AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 4.75mm通过率38~68 34~62 20~34 20~322)矿粉和沥青用量高，采用纤维稳定剂SMA使用矿粉高达8%～12%，沥青用量高达5.7%～6.5%，比一般AC-13/AC-16高1%左右。同时要使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，玛蹄脂有较好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能，低温抗裂性能得到大大提高。 2)AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 0.075mm通过率4~8 4~8 8~12 8~123) 空隙率小SMA混合料的内部空隙率很小(3%～4%)，混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细水形态，不易成为大的动力水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。同时由于密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。 3) 路面表面粗糙，构造深度大SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成
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%。