交通荷载及路面设计参数
第六章行车荷载
4、路面的结构层次与材料要求
路基垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度
状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基
处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力，减小土基的 应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。一般垫层修于特定状况道
路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土
材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。
4、路面的结构层次与材料要求
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的
垫层及土基，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功
能层（对于水泥砼路面）。 特点：它应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能
力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地
概述
1.路面材料的几种强度 2）抗剪强度shear strength 摩尔—库仑强度理论： c tan 其中c和φ是表征路面材料抗剪强度的两项参数，可以通过直剪试 验或三轴压缩试验测定。
三轴试验确定c,φ
概述
1.路面材料的几种强度 3）抗压强度compressive strength 指试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限应力。材料经 过标准成型和养生后通过无侧限抗压试验测定的强度。
3、轴载换算
轴载换算的基本原则： ①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用末期 达到相同的损伤程度（破坏状态）； ②等厚度原则：用不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
轴载换算系数公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
水泥混凝土路面轴载换算公式：Fra bibliotek2、车辆的种类与作用特点
交通荷载及路面设计参数
交通荷载及路面设计参数在道路设计中，交通荷载是指道路结构承受的车辆荷载力，主要包括静力荷载和动力荷载两种形式。
静力荷载是指车辆静止状态下对道路结构施加的垂直作用力，如停车、交通信号灯等情况下的荷载力。
动力荷载是指车辆运行过程中施加在道路结构上的荷载力，如车辆行驶、超车、制动等情况下的荷载力。
在确定交通荷载时，需要考虑以下因素：1.车辆类型和重量：不同类型的车辆具有不同的荷载特性，例如轿车、货车、客车等。
设计荷载应根据不同类型的车辆的特点和重量来确定。
2.交通流量：道路的荷载应根据预计的交通流量来确定，即预计通过道路的车辆数量。
交通流量对道路的荷载具有直接影响，高交通流量将对道路的结构产生更大的荷载作用。
3.设计寿命：道路的设计寿命是指道路预计使用的年限。
不同的设计寿命要求不同的荷载标准，设计寿命越长，荷载标准越高。
4.地理条件：地理条件对道路的荷载也具有一定的影响。
例如，地震频率较高的地区需要采取更严格的荷载标准。
在道路设计中，除了交通荷载外，还需要考虑路面设计参数，以确保道路具有良好的承载力和耐久性。
一些常见的路面设计参数包括：1.路面材料：选择合适的路面材料是确保路面承载力和耐久性的重要因素。
一般常用的路面材料有沥青混合料、水泥混凝土等。
根据道路的荷载和使用条件合理选择路面材料。
2.路面厚度：路面厚度是指路面上覆盖材料的厚度。
设计路面厚度时需要考虑道路的设计寿命、荷载以及环境因素等，以保证路面的稳定性和耐久性。
3.路肩和排水设计：路肩是指道路两侧与行车道之间的区域，荷载的作用也会对路肩产生一定的影响。
在路面设计中，需要考虑到路肩的稳定和排水性能，以确保路肩能够适应不同的荷载和排水条件。
4.路面结构：路面结构是指路面各层材料的组合方式和厚度。
设计路面结构时需要根据道路的荷载、使用条件和土质情况等因素来确定合理的结构，以确保路面的承载力和耐久性。
综上所述，交通荷载及路面设计参数是道路设计中非常重要的一部分。
(完整版)2017沥青路面计算书
三长线新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于江西省，属于一级公路，起点桩号为K0+000，终点桩号为K44+086，设计使用年限为15.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为3855辆/日, 交通量年增长率为5.0%, 方向系数取55.0%, 车道系数取60.0%。
根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC3类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为22,351,024, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为1,670,542,389。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为10,019,677，交通等级属于重交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.80,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取0.85,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为61MPa。
3. 路面结构验算3.1 沥青混合料层永久变形验算根据表G.1.2，基准等效温度Tξ为23.8℃，由式（G.2.1）计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为25.4℃。
可靠度系数为1.28。
根据B.3.1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。
我国常用汽车路面设计参数
我国常⽤汽车路⾯设计参数第三章⽔泥混凝⼟路⾯交通参数的调查与分析§3－1 交通荷载调查⽅法汽车是路基路⾯的服务对象，路基路⾯的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通⾏。
汽车荷载⼜是造成路基路⾯结构损伤的主要成因，⽽且，车辆荷载的作⽤⼜是影响路⾯使⽤寿命的关键因素之—。
因此，为了保证设计的路基路⾯结构达到预计的功能，具有良好的结构性能，车辆荷载是路⾯设计时考虑的重要因素。
影响路⾯设计的车辆荷载作⽤的参数主要是：设计使⽤期内标准轴载的累计作⽤次数。
为此，需采集交通量和轴载⽅⾯的数据，预测设计使⽤期内的交通增长，进⾏标准轴载作⽤次数的当量换算等交通分析。
⾸先应对⾏驶的汽车作调查分析，包括汽车轮重与轴重的⼤⼩与特性；不同车型车轴的布置等。
⼀、车辆的种类道路上通⾏的汽车车辆主要分为客车与货车两⼤类。
客车⼜分为⼩客车、中客车与⼤客车。
⼩客车⾃⾝重量与满载总重都⽐较轻，但车速⾼，⼀般可达120km／h，有的⾼档⼩车可达200km／h以上；中客车⼀般包括6个座位⾄20个座位的中型客车；⼤客车⼀般是指20个座位以上的⼤型客车(包括铰接车和双层客车)，主要⽤于长途客运与城市公共交通。
货车⼜分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。
整车的货厢与汽车发动机为⼀整体；牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的，牵引车提供动⼒，牵引后挂的挂车，有时可以拖挂两辆以上的挂车；牵引式半挂车的牵引车与挂车也是分离的，但是通过铰接相互连接，牵引车的后轴也担负部分货车的重量，货车厢的后部有轮轴系统，⽽前部通过铰接悬挂在牵引车上。
货车总的发展趋向是向⼤吨位发展，特别是集装箱运输⽔陆联运业务开展之后，货车最⼤吨位已超过40—50t。
在交通调查中，⼀般将汽车分为⼗类：即⼩型客车、⼤型客车、⼩型载货汽车、中型载货汽车、中型载货⾃卸汽车、中型载货特种汽车、⼤型载货⾃卸汽车、⼤型载货特种汽车、载货拖拉机、⼤型载货汽车。
每种汽车应属于何种分类，交通部⼯管司提供了交通调查分类图。
第6章 交通荷载及路面设计参数
图6-6 轮迹横向分布频率曲线 （单向行驶一个车道）
如何表征轮迹横向 分布频率对路面结 构设计的影响？
图6-7 轮迹横向分布频率曲线 （混合行驶双车道）
6.2 交通数据调查
四、轮迹横向分布 轮迹横向分布系数η： 轮迹横向分布频率图中，取宽度为两个条带的频率之 和称为轮迹横向分布系数。
表6-9 水泥混凝土路面轮迹横向分布系数
4、汽车对道路的静态压力
1）汽车轮胎的内压力 货车轮胎的标准静内压力：一般在0.4~0.7MPa范围内。 通常轮胎与路面接触面上的压力p略小于内压力pi,约为
(0.8~0.9)pi。 车轮在行驶中，内压力会因轮胎充气温度升高而增加，因
此，滚动的车轮接触压力也有所增加，达到(0.9~1.1) pi.
轴载谱的应用：
轴载谱
交通调查某类车辆每日通行的轴载数，即可推算出所 有车辆各级轴载的作用次数。
6.2 交通数据调查
三、车型与轴载组成 水泥路面：
还需获得最重轴载和货车中占主要份额特重车型轴载。 沥青路面：
还需获得车型分布系数。
6.2 交通数据调查
三、车型与轴载组成 沥青路面：车型分布系数。
6.2 交通数据调查
胎唇钢丝 Bead Wire
6.1 交通荷载及其对路面的作用
4、汽车对道路的静态压力
双轮组车轴： 每一侧双轮用一个圆表示，
称为单圆荷载。 每一侧双轮用两个圆表示，
称为双圆荷载。
单圆当量 圆直径
D 8P
p
规范规定标准轴载BZZ-100。 则：P=100/4kN p=700kPa 得到：D=0.302m d=0.213m
6.2 交通数据调查
6.2 交通数据调查
一、调查方法
沥青路面交通荷载等级
沥青路面交通荷载等级沥青路面交通荷载等级指的是道路能够承受的车辆荷载的级别。
它是衡量路面结构强度和耐久性的一个重要指标，对于设计和施工工程来说具有重要意义。
本文将从定义、分类、计算以及影响因素等方面对沥青路面交通荷载等级进行详细介绍。
一、定义沥青路面交通荷载等级是指路面能够承受的车辆荷载大小。
它通常表示为“PCN”（Pavement Classification Number），是一个综合性指标，用于判断路面结构的强度和承载能力，从而保证道路的耐久性和使用性能。
二、分类根据沥青路面的荷载等级不同，可以将其分为以下几个等级：1.轻型：指轻型汽车、摩托车等小型车辆的荷载，通常用PCC （Primary Consistent Category）表示。
2.中型：指中型卡车、公交车等中型车辆的荷载，可以分为PCC8、PCC16等等级。
3.重型：指重型卡车、货车等大型车辆的荷载，可以分为PCC20、PCC22等等级。
三、计算方法计算沥青路面交通荷载等级的方法包括经验法、理论法和现场试验法。
其中，经验法是根据大量的实际工程经验所总结出来的一种计算方法，其计算结果相对较为简单和方便，但准确性有限；理论法是通过理论分析和模型计算来确定荷载等级，具有较高的准确性，但计算复杂度较大；现场试验法则是通过在实际道路上的测试和试验来获得荷载等级，具有直观性和实用性。
四、影响因素沥青路面交通荷载等级的确定受到多种因素的影响，包括道路结构、材料性能、交通流量、环境条件等。
具体影响因素如下：1.道路结构：包括路面厚度、集料类型、底基层状况等。
2.材料性能：指沥青混合料的强度、稳定性等性能参数。
3.交通流量：道路上车辆的数量和车型分布等。
4.环境条件：包括温度、湿度、气候等。
五、重要性沥青路面交通荷载等级的确定对于设计和施工工程来说非常重要。
它直接关系到路面的使用寿命、安全性和经济性。
如果荷载等级过低，路面的强度可能不足以承受车辆荷载，导致路面损坏、塌陷等问题；如果荷载等级过高，会导致设计和施工成本的增加。
路面工程习题参考答案2018
路面工程(第五版)习题参考答案备注：综述题有些只给了大纲，需要加以展开论述。
第一章路面工程概述（课本第一章相关部分）1、路面的功能要求包括哪几个方面？A.强度和刚度（承载能力）B 稳定性（水温稳定性）C 耐久性D 表面平整E 抗滑F 环保性－少尘、低噪音G 辨识性－色彩、车道改变2、对路面有哪些基本要求？(1)具有足够的强度和刚度(2)具有足够的水温稳定性(3)具有足够的耐久性和平整度(4)具有足够的抗滑性(5)具有尽可能低的扬尘性(6)符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸3、路面结构为什么要分层，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何进行分层？行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱，对结构层材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐减弱。
按照使用要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同划分。
通常分为面层、基层和功能层。
水泥混凝土路面：面层（水泥混凝土面板），基层(可分几个亚层),功能性垫层沥青混凝土路面：分层更细，面层、基层均可分几个亚层、在路基与基层间可设功能层。
4、路面结构层位与层位功能(沥青路面与水泥路面不同)面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。
功能层：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态必要时设置功能层。
沥青路面的设计—沥青路面交通荷载分析
例题：某高速公路双向六车道，初始年大型客车和货车双向交通量为
AADTT =3500辆/d，交通量年增长率为γ=6.5%，请确定交通荷载等级。
沥青路面交通荷载等级的确定
设计参数
备注
高速公路
(1)
公路等级
已知
初始年双向大型客货车交通
3500
(2)
交通数据调查资料，已知
量AADTT(辆/日)
0.55
(3)
设计年限设计车道内大型客
(8)
8495510
等比数列求和，公式：(7)×365× [(1+γ)t-1]/γ
货车累计交通量(辆)
(9)
交通荷载等级
重
查沥青路面设计规范表3.0.4
A.2.4 方向系数宜根据不同方向上实测交通量数据确定，无实测数据时可在0.5～0.6范围内选取。
A.2.5 车道系数可按下列三个水平确定，改建设计应采用水平一，新建
0.50～0.75
0.50～0.75
/
注：交通受非机动车和行人影响严重时取低限，反之取高值。
3.0.2 新建沥青路面结构设计使用年限不应低于表3.0.2的规定，应根
据公路等级、经济、交通荷载等级等因素综合确定。改建路面结构设
计可根据工程实践情况选取适宜的设计使用年限。
表3.0.2 路面结构设计使用年限（年）
100
0.70
213.0
319.5
三、计算当量设计轴载累计作用次数
A.4.1 根据本规范第A.3节确定的车辆当量设计轴载换算系数，按式（A.4.1）计算
初始年设计车道日平均当量轴次N1。
11
N1 = AADTT × × LDF × ×
第六章 公路沥青路面设计规范宣贯 交通荷载参数分析
4. 车辆当量设计轴载换算
表6-14 2类~11类车辆非满载车与满载车比例
车型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类
非满载比例 0.80~0.90 0.85~0.95 0.60~0.70 0.70~0.80 0.50~0.60 0.65~0.75 0.40~0.50 0.55~0.65 0.50~0.60 0.60~0.70
4. 车辆当量设计轴载换算
经推导，轴载Pi 的当量换算系数为：
c1 : 轴组系数；c2 : 轮组系数； Pmij : m类车辆中i种轴型在j级轴重 区间的单轴轴载 b : 换算指数。分析沥青混合料层 疲劳和沥青混合料层永久变形时 ，b =4；分析路基永久变形时，b =5；分析无机结合料稳定层疲劳 时，b =13；
注：表中整体式货车为表A.1.2中3 类~6类车，半挂式货车为表A.1.2 中7类~10类车。
3. 交通荷载参数
表6-10 不同TTC分类车辆类型分布系数（%，第三水平）
第三节 标准轴载及轴载换算
核心内容
标准轴载 轴载换算 累计标准轴载作用次数 标准轴载作用次数的调查与分析
1、标准轴载
1. 交通荷载数据调查不整理
交通荷载数据整理格式
目彔
交通荷载数据调查与整理 车型分类 交通荷载参数 车辆当量设计轴载换算
2. 车型分类
表6-1轴型分类
2. 车型分类
采用按轴型的组成及排列对车辆进行编号，即将车辆按照 上述轴型进行描述，就可以确定该种车辆的轴型组成情况；
“12”车 （整体车）
“157”车 （半挂车）
AADTT : 2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量（辆/d）； DDF : 方向系数； LDF : 车道系数; m :车辆类型编号； VCDFm : m类车辆类型分布系数; EALFm : m类车辆的当量设计轴载换算系数。
水泥混凝土路面设计学习
5.5.2 混凝土路面与桥梁相接应符合以下规定：
2.桥头未设搭板时，宜在混凝土面层与桥台之间设置长10~15m的钢筋混 凝土面层板；或设置由混凝土预制块面层或沥青面层铺筑的过渡段，其长度 应不小于8m。
5.5.3 混凝土路面与沥青路面相接时，应设置不小于3m的过渡段。过渡段的路 面应采用两种路面呈阶梯状叠合布置，其下面铺设的变厚度混凝土过渡板的 厚度不得小于200mm。过渡板顶面应设横向拉槽，沥青层与过渡板之间应黏 结良好。过渡板与混凝土面层板相接处的接缝内宜设置直径25mm、长 700mm、间距400mm的拉杆。混凝土面层毗邻该接缝的1~2条横向接缝应采 用胀缝形式。
三、接缝设计
5.1.1
板块设缝的原因
面层宜采用矩形分块，纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得 相互错位，纵缝两侧和横缝不得错位。
5.1.2
纵缝间距（即板宽）宜在3.0~4.5m范围内取用。 新农村工程中，5m宽度也按一块板分隔，按理解，在不考虑半幅施工的情 况下，6m以下可不设纵缝。
5.1.3
6.1.3
混凝土面层下有箱形构造物横向穿越，其顶面至混凝土面层底面的间距小 于800mm时，其构造物顶宽及两侧各1.5H+1.5m且不小于4m的范围内，混凝 土面层内应布设双层钢筋网，上下层钢筋网应分别设置在距面层顶面和底面 1/4~1/3厚度处。Fra bibliotek6.1.3
构造物顶面至面层底面的距离在800~1600时，应在上述长度范围内的混 凝土面层中设单层钢筋网。钢筋网应设在距顶面1/4~1/3厚度处钢筋直径宜为 12mm，纵向钢筋间距宜为100mm，横向钢筋间距宜为200mm。配筋混凝土 面层与相邻混凝土面层之间应设置设传力杆的缩缝。
4.4.5
交通荷载及路面设计参数
第二节 标准轴载及轴载换算
核心内容
交通量 标准轴载 轴载换算 累计标准轴载作用次数 标准轴载作用次数的调查与分析
25
1、交通量
年平均日交通量(AADT)
交通量是指在单位时间内，通过道路某一断面的交通实体数。 我国的《公路工程技术标准》（JTG B01）确定道路等级时规定
的标准车是小客车，即将混合交通量换算成为以小客车为标准的 交通当量。
第六章
交通荷载及路面设计参数
1
主要内容
第一节 交通荷载及其对路面的作用 第二节 标准轴载及轴载换算 第三节 路面材料设计参数
2
第一节 交通荷载及其对路面的作用
核心内容
车辆的种类 汽车的轴型 汽车对道路的静态压力 运动车辆对道路的动态影响 交通分析
3
第一节 交通荷载及其对路面的作用
交通荷载
汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面
10
3、汽车对道路的静态压力
汽车的轮压与压圆
P
P
路面
D P
D
a)
P
P
1.5
dd
d
路面 P
P
d
d
b) 图2-2 车轮荷载计算图式
11
a)单圆图式；b)双圆图式
3、汽车对道路的静态压力
荷载圆半径和直径
对于双轮组车轴，可以按双圆考虑，也可以按单圆 对待，其当量圆的直径计算如下：
a)双圆荷载的当量圆半径δ： P p
3轴半挂车 4轴半挂车
5轴半挂车
>=6轴半挂车
按轴型分类的车辆类别
代表车型
跃进、解放、东风等
黄河、罗曼、斯太尔等 大通、交通、太脱拉等
解放、东风等国产牵引车
路面工程习题参考答案2018
路面工程(第五版)习题参考答案备注：综述题有些只给了大纲，需要加以展开论述。
第一章路面工程概述（课本第一章相关部分）1、路面的功能要求包括哪几个方面？A.强度和刚度（承载能力）B 稳定性（水温稳定性）C 耐久性D 表面平整E 抗滑F 环保性－少尘、低噪音G 辨识性－色彩、车道改变2、对路面有哪些基本要求？(1)具有足够的强度和刚度(2)具有足够的水温稳定性(3)具有足够的耐久性和平整度(4)具有足够的抗滑性(5)具有尽可能低的扬尘性(6)符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸3、路面结构为什么要分层，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何进行分层？行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱，对结构层材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐减弱。
按照使用要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同划分。
通常分为面层、基层和功能层。
水泥混凝土路面：面层（水泥混凝土面板），基层(可分几个亚层),功能性垫层沥青混凝土路面：分层更细，面层、基层均可分几个亚层、在路基与基层间可设功能层。
4、路面结构层位与层位功能(沥青路面与水泥路面不同)面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。
功能层：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态必要时设置功能层。
沥青路面结构设计计算说明书(含电算)
沥青路面结构设计计算说明书(一)设计资料济南地区新建一级公路，设计速度为80km/h，双向四车道。
沿线土质为粘土，地下水位为1m，路基填土高度为1.2m。
公路沿线有可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰供应。
根据工程可行性报告得知，近期交通组成与交通量、不同车型的交通参数见表1，交通量年平均增长率为6％。
【表1.1 近期交通组成与交通量、车辆交通参数】注：基本要求为车道系数、车辆类型分布系数、当量设计轴载换算系数等均按照新建沥青路面，可采用水平三选取计算。
(二)设计任务该公路拟采用沥青路面结构，沥青面层要求采用沥青混凝土，基层采用无机结合料稳定类基层，试设计沥青路面结构和厚度。
(三)设计步骤1.交通荷载参数分析依表1.1，初始年大型客车和货车双向年平均日交通量为1946辆/日，交通量年增率γ=6%.(1)设计使用年限根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)3.0.2，沥青路面一级公路的设计使用年限t=15(年)。
(2)方向系数及车道系数根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.4，方向系数DDF取0.55。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.5，车道系数LDF取0.6。
(3)各类车比例、满载比例、设计轴载换算系数整体式货车即表1.1中3类、4类、5类车，占比为62.95%；半挂式货车即表1.1中7类车，占比为16.19%。
根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）A.2.6，新建路面按水平三考虑，故公路TTC分类为TTC4，由此车辆类型分布系数VCDF(%)分别为如下：【表3.1.1 车辆类型分布系数】各类车型的满载车占比PERmh如下取值：【表3.1.2 各类车型满载车占比】2-11类车辆当量设计轴载换算系数EALFml (非满)和EALFmh(满)依不同计算作用，如下：【表3.1.3 2-11类车辆当量设计轴载换算系数】(4)交通荷载等级、设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次初始年设计车道的年平均日货车交通量Q1=AADTT×DDF×LDF=642(辆/日)，设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)Qt = Q1×365×[(1+γ)t-1]/γ=5454258(辆/日)，属于中等交通荷载等级；初始年设计车道的年平均当量轴次N1=Q1×Σ(VCDFm×EALFm)=1043.4(次)，设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次Nt依表3.1.3有：①当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne1=8864560(次)；②当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne2=6.146937×108(次)；③当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修期限内设计车道的当量设计轴载累计作用次数Ne3=8864560(次)；④当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne4=1.393465×107(次)。
06交通荷载及路面设计参数建筑土木工程科技专业资料
✓水泥混凝土抗折强度试件为直角棱柱体小梁，标准试件尺寸为
150mm*150mm*550mm，在标准条件下，经养护28d后，按三 分点处双点加载 (图6-11)测定其抗折强度(fcf) 和抗折弹性模量。
②疲劳参数
3、水泥混凝土材料
③ 水泥混凝土抗折强度和水泥混凝土抗折弹性模量参数值
水泥混凝土强度和弹性模量经验参考参考值
4、级配碎石
级配碎石回弹模量是沥青路面结构力学响应分析的重要参 数之一，他是级配碎石性质、状态（含水率和密实度）和应力状 况等的函数。
对于处于特定状态（一定含水率和密实度值）的各类级配碎 石和路基土来说，应力状况是影响其模量取值得主要因素。
4、级配碎石
影响因素
1、无机结合料稳定材料
⑧无机结合料稳定材料的设计参数-模量参数建议值
1、无机结合料稳定材料
示意图
⑧无机结合料稳定材料的设计参数-动态模量建议值
E* 0 0
无机结合料稳定材料抗压强度和动态回弹模量参数
2、沥青材料
①沥青混凝土的抗压试验
✓沥青混合料的弯沉计算时抗压回弹模量的试验温度为20℃、
弯拉验算时抗压回弹模量的试验温度为15℃、劈裂强度的试验 温度也为15℃。
青路面要求进行轴载换算系数？
10、请上表中的车辆类型按按水泥混凝土路面要求进行轴载换
算系数？
11、假如上表中的汽车载重超载10％、20％、50％，请再按水
泥混凝土路面要求进行轴载换算系数？
练习与讨论
12、请结合规范分析无机结合料稳定材料路面设计参数的内容
及测试要求。
13、请结合规范分析沥青混凝土材料路面设计参数的内容及测
试要求。
路面结构设计参数
路面结构设计参数路面结构设计参数是指在道路建设过程中，为了提高道路的稳定性、承载能力和耐久性，以及增加驾驶安全性，所需满足的设计要求和限制条件。
合理的路面结构设计参数可以有效地提高道路的使用寿命和运行质量。
下面将从路面基层、路面结构、材料选择、施工工艺等方面介绍路面结构设计参数。
首先，路面基层的设计参数主要包括基层厚度、基层材料、基层强度等。
基层厚度应根据预计交通量、交通荷载及地质条件等因素进行合理设计，以确保稳定承载和排水功能。
基层材料应具有较好的强度和稳定性，常用的基层材料有砂石料、碎石料、再生料等。
基层强度应根据预计交通荷载确定，并经过实际试验和计算验证。
其次，路面结构的设计参数主要包括路面层厚度、路面结构类型、路面层配比等。
路面层厚度应根据设计交通荷载、路面材料的抗压强度和变形要求进行确定，以保证路面结构的承载力和变形性能。
路面结构类型可以根据不同的设计要求和交通条件进行选择，如刚性路面、柔性路面、半刚性路面等。
路面层配比应根据路面材料的性能特点、以及施工和使用条件进行优化，以满足耐久性、抗水剥离和抗应力开裂等要求。
再次，材料选择是路面结构设计参数的重要方面。
对于刚性路面来说，常用的材料有水泥混凝土、沥青混凝土等；对于柔性路面来说，常用的材料有沥青、碎石等。
在材料选择上，应根据路面类型、设计要求和地理环境等因素进行综合考虑，选择适宜的材料。
最后，施工工艺也是路面结构设计参数的重要方面。
不同的施工工艺会对路面结构的性能产生影响，因此合理选择施工工艺对于提高路面质量至关重要。
常见的施工工艺有机械铺设、手工铺设、夯实、碾压等。
其中，机械铺设可以提高施工效率和质量稳定性，手工铺设适用于工期紧张和小面积路段，夯实和碾压是保证路面结构稳定性和密实度的关键工艺。
综上所述，路面结构设计参数是保证道路使用寿命和运行质量的关键因素，包括路面基层设计参数、路面结构设计参数、材料选择和施工工艺等。
合理选择和设计这些参数可以提高路面的稳定性、承载能力、耐久性和驾驶安全性。
混凝土路面荷载计算方法
混凝土路面荷载计算方法一、前言混凝土路面是公路交通建设中常用的一种路面类型，其重要性不言而喻。
为了确保混凝土路面的安全、稳定和耐用性，需要进行荷载计算。
本文将详细介绍混凝土路面荷载计算的方法。
二、荷载分类1. 静载荷：指车辆停放在路面上的荷载，包括自重、人工荷载和车辆荷载等。
2. 动载荷：指车辆行驶时对路面的荷载，包括车轮荷载、轮胎压力和动态荷载等。
三、荷载计算方法1. 静载荷计算方法静载荷计算方法主要有静重法和等效轴重法两种。
（1）静重法静重法是指根据路面的自重和人工荷载计算路面承受的静载荷。
计算公式为：Q=γHL，其中Q为静载荷，γ为单位面积的荷载，H为路面厚度，L为路面长度。
需要注意的是，γ的取值应根据路面的使用情况和地理位置确定。
（2）等效轴重法等效轴重法是指将车辆的轴重按照一定比例转化为等效轴重，然后再计算路面的静载荷。
计算公式为：Q=αZ，其中Q为静载荷，α为等效系数，Z为等效轴重。
等效系数的取值应根据车辆类型、车速和路面类型等因素确定。
2. 动载荷计算方法动载荷计算方法主要有影响面积法和阻力系数法两种。
（1）影响面积法影响面积法是指根据车轮轮胎的接触面积计算路面承受的动载荷。
计算公式为：Q=PA，其中Q为动载荷，P为轮胎压力，A为轮胎接触面积。
需要注意的是，轮胎压力的取值应根据车辆类型和轮胎规格等因素确定。
（2）阻力系数法阻力系数法是指根据车速和路面类型等因素确定阻力系数，然后计算路面承受的动载荷。
计算公式为：Q=Kv²，其中Q为动载荷，K为阻力系数，v为车速。
阻力系数的取值应根据路面类型、车速和车辆类型等因素确定。
四、荷载计算实例以等效轴重法为例，假设一辆货车的轴重为10吨，共有4个轴，车速为30km/h，转化为等效轴重后为20吨。
假设混凝土路面的使用年限为20年，路面长度为1000米，路面宽度为3.5米，路面厚度为20厘米。
根据计算公式Q=αZ，可得到静载荷为700kN。
路面结构设计
1沥青路面设计1.1路面设计原则①路面设计应根据使用要求和气候、水文等自然条件，结合当地实际经验进行。
②在满足交通量和使用要求的前提下,应因地制宜,选择合理方案。
③结合当地实际，在路面设计方案中应用有效的新材料、新工艺、新技术。
④路面设计方案应注重环境保护和施工人员的健康安全。
⑤为提高路面工程质量，应进行机械化施工。
⑥高速公路和一级公路的路面不得分期修建。
1.2新建沥青路面设计1.2.1设计标准①由《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）可得，路面结构的目标可靠度和目标可靠指标不应低于表1.1的规定1.1目标可靠度和目标可靠指标公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路目标可靠度（%） 95 90 85 80 70目标可靠指标β 1.65 1.28 1.04 0.84 0.52②该公路为二级公路，根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的规定（如下表1.2所示）路面结构设计年限为12年。
1.2路面结构设计使用年限（年）公路等级 设计使用年限 公路等级 设计使用年限高速公路、一级公路 15 三级公路 10 二级公路 12 四级公路 8③采用下表1.3的参数，标准荷载为BZZ-100。
表1.3设计轴载的参数1设计轴载（KN） 轮胎接地压强（Mpa）单轮接地当量圆直径（mm）两轮中心距（mm）100 0.70 213.0 319.51.2.2交通荷载参数分析①根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）附录A.1车型分类。
②交通数据调查该项目交通量见表1.4，交通增长率为7.0%，方向系数取0.5，可靠度系数β取为1.04，根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）采用水平3的车道系数，根据表1.5取为1.0。
表1.4 交通组成交通组成 交通量（辆/日） 车型 交通组成 交通量（辆/日） 车型 小客车 739 小 跃进NJ131105 小66 中大客车 285 大 五十铃NPR595G北京BJ130 250 小 江淮196 中HF140A交通SH361 102 大 江淮HF150155 中太拖拉138 83 大 东风KM340189 中85 特大 金杯SY132 395 小 东风SP9135B46 特大 金杯SY450 345 小 五十铃EXR181L1.5 车道系数单向车道数 1 2 3 ≥4高速公路 - 0.70-0.85 0.45-0.60 0.40-0.50其他等级公路 1.00 0.50-0.75 0.50-0.75 - 各类车型技术参数见表1.6。
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计1. 项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地域，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计利用年限为年，依照交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增加率为%, 方向系数取%, 车道系数取%。
依照交通历史数据，按表确信该设计公路为TTC4类，依照表取得车辆类型散布系数如表1所示。
表1. 车辆类型散布系数依照路网相邻公路的车辆满载情形及历史数据的调查分析，取得各类车型非满载与满载比例，如表2所示。
表2. 非满载车与满载车所占比例(%)依照表，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
依照附表，可取得在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。
表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数依照公式（）计算取得对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。
本公路设计利用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通品级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取,那么通过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。
3. 路面结构验算沥青混合料层永久变形验算依照表，基准等效温度Tξ为℃，由式（）计算取得沥青混合料层永久变形等效温度为℃。
靠得住度系数为。
依照条规定的分层方式，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度（hi）如表5所示。
利用弹性层状体系理论，别离计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力（Pi）。
依照式（）和式（），计算取得d1=，d2=。
把d1和d2的计算结果带入式（），可取得各分层的永久变形修正系数(kRi)，并进而利用式（）计算各分层永久变形量(Rai)。
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一般有大试件、中试件和小试件。
小试件指Φ50mm*5 0mm； 中试件指Φ100mm*100mm； 大试件指 Φ150 mm*150mm。
46
0、概述
2）抗拉强度试验（直接拉伸试验和间接拉伸试验）
①沥青和水泥混凝土间接抗拉强度试验
②沥青混凝土抗弯拉强度试验
劈裂实验示意图
③水泥混凝土抗弯拉强度试验—弯拉试验
的单轴（轴载约为P/3），极少数汽车前轴为双轴单轮组 （轴重约为P/2）。大部分货车后轴由双轮组组成，有单 轴、双轴和三轴等三种。表6-3 汽车及挂车单轴的最大允许轴载的最大限制 单位：Kg
9
2、汽车的轴型
轮压与压圆
轮胎对路面的静态压力大小与胎内压相接近，压面近似为
圆形，d由p、P来计算，p可近似取轮胎气压。
其中c和是表征路面材料抗剪强度的两项参数，c是材料的黏聚力（kpa）， 是材料内摩阻角，对于土，可以通过直剪试验得到；对于松散粒料无法做 直接剪切试验，可用三轴压缩试验测定。
τ
φ
c
σ
43
三轴试验确定c.φ
0、概述
3）抗压强度 compressive strength
无侧限的强度试验：指试样在无侧向压力条件下，抵
结构损伤的主要原因；
它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载； 汽车荷载的特性包括：
汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的布置、汽车轴载 的时间分布特性、汽车静态与动态荷载特性等。
4
1、车辆的种类
道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。 客车又分为小客车、中客车与大客车； 货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。 汽车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车
13
4、运动车辆对道路的动态影响
1）水平力：
行车安全要求 qmax≤ p⋅ ，其中 为路表与车轮的附着系数 ，它同路面类型与湿度以及行车速度有关。路表层水平力过大易 导致推挤、拥包、波浪及车辙等病害。
14
4、运动车辆对道路的动态影响
2）振动力：
振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计 路面时，应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。
车速与路面变形的关系
17
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
交通量调查与分析：调查内容包括交通总量、车型分布、轴型轴载、
实载率等，有的还调查轴载谱；分析主要是确定交通量年平均增长率，并 求算获得设计年限内累计交通量。对路面而言，主要是轴重。
轴载组成与轴载换算：不同轴载的作用次数的频率组成即为轴载谱，
核心内容
概述 无机结合料稳定材料 沥青混合料 水泥混凝土材料 级配碎石
41
0、概述
◆1、路面材料的几种强度
1）主要材料类型
①松散颗粒型材料 granular ②沥青结合类材料 asphalt mixture ③无机结合料类材料 inorganic binding material ④水泥混凝土材料 cement concrete
沥青路面-车道系数
水泥混凝土路面-横向分布系数
36
例题：已知某公路使用初期设计车道上标准轴载作
用次数Ns=700次/日，交通量年增长率r=5%，该水
泥路设计使用年限为30年，轮迹横向分布系数为0.2
，试计算该路设计使用年限内标准轴载累计作用次数
Ne=？
解：
Ne
365N1
[(1
)t
1]
Ne
＝N3e65(316750N0)tt1 [([1(1)t
各不同轴载应根据某一指标按其对路面结构的损伤作用的等效性换算成其 它轴载的作用次数，从而可使用标准轴载来综合累计。
2）轮迹横向分布：
总轴载作用按一定规律分布于车道横断面的现象称为轮迹横向分布，车道 综合累计需考虑。
18
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
序号
整1 车 类2
3 半4 挂 类5
6
轴型分布 中型货车 (载重2.5~10T) 重型货车 (载重>10T)
10
3、汽车对道路的静态压力
汽车的轮压与压圆
P
P
路面
D P
D
a)
P
P
1.5
dd
d
路面 P
P
d
d
b) 图2-2 车轮荷载计算图式
11
a)单圆图式；b)双圆图式
3、汽车对道路的静态压力
荷载圆半径和直径
对于双轮组车轴，可以按双圆考虑，也可以按单圆 对待，其当量圆的直径计算如下：
a)双圆荷载的当量圆半径δ： P p
路面材料的抗拉强度主要由混合料中的结合料粘结力提供，
采用直接拉伸或间接拉伸试验测定材料的抗拉强度。
5）抗弯拉强度 flexible strength
路面材料的实际工作状态是弯曲反复变化的，结构层底首
先容易出现局部拉裂、产生弯曲断裂。材料的抗弯拉强度 一般采用简支梁三分点加载进行测定。
45
0、概述
◆2、路面材料的强度试验
19
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
轴型分类及代号
整车类 Single Unit
Truck
U1.1 U1.2
各类轴型示意图
轴型示意图
S1.1.1
半挂类 SemiTractor Trailor
S1.1.2 S1.2.2
S1.2.3
20
5、交通分析
2）轴载谱 我国常用的汽车的路面设计参数
标准车
21
弯曲实验
有切口的弯曲实验
49
0、概述
③水泥混凝土抗弯拉强度试验—弯拉试验
P
2
l/3
l/3
1
l1
h
l0 5
4
L
3
150mm×150mm×550mm 的棱柱体梁
图 小梁试验加载图式(1-试验梁；2-承压板；3-支点；4-顶杆；5-千分表)
50
0、概述
3、疲劳概念
疲劳：
路面材料在循环加载下，在某点或某些点产生局部损伤，在一
初始年平均日交通量
26
2、标准轴载
选用标准轴载的原因
作用在路面的设计荷载千变万化，一般选用一种轴载作
为路面结构设计的标准轴载，其他各种轴载按照一定原 则换算成标准轴载。
标准轴载（Equivalent Single Axle Load-ESAL）
根据实际选定的一种代表车型，中国为单轴双轮，称为
BZZ-100，轴重100kN。美国为单轴双轮，轴重80kN
28
某高速公路上的超载车辆
29
某公路上的超载车队
30
在重载交通条件下，沥青路面主要损害类型表
现为行车道轮迹带车辙与裂缝(龟裂与纵向裂缝)； 若上述裂缝得不到即使的养护维修，在水的作用下 将进一步发展为松 散或坑槽等水损害。
松散、坑槽严重
31
3、轴载换算
轴载换算的基本原则：
①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用 末期达到相同的损伤程度（破坏状态）； ②等厚度原则：不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
1]
0.5)
30
1]
0.2
0.5
Ne 339 502 次 37
5、标准轴载作用次数的调查与分析
调查方法
地磅静态称重 人工千斤顶称量 移动式称重WIM（weigh-in-motion）
WIM设备可以分成固定式和移动式两类
38
5、标准轴载作用次数的调查与分析
交通量增长率
交通量年平均增长率(γ)变化范围(%)
p
1
5
1
2
3
4
抗弯拉强度试验
接拉伸试验
1-上盖帽；2-变形传感器；3-金属箍；4-下盖帽；5-试件
2
p1
间接拉伸试验
1-压条；2-试件 47
0、概述
①沥青和水泥混凝土间接抗拉强度试验
直接拉伸
间接拉伸试验
48
0、概述
②沥青混凝土抗弯拉强度试验
我国《沥青及沥青混合料试验规程》中标准弯曲实验试件为 250mm×30mm×35mm 的棱柱体小梁，跨径2000.5mm。试验温度采用 150.5℃，评价低温拉伸性能时，宜采用-100.5℃。
轴载换算系数公式：
i
Ns Ni
(Pi )n
Ps
32
3、轴载换算
沥青路面轴载换算系数公式：
33
3、轴载换算
沥青路面轴载换算系数公式：
34
3、轴载换算
水泥混凝土路面轴载换算系数公式：
35
4、累计标准轴载作用次数
初始年平均日交通量N1的计算
365
Ni
N1
i 1
365
设计年限内一个车道内的累计N交e通量
3轴半挂车 4轴半挂车
5轴半挂车
>=6轴半挂车
按轴型分类的车辆类别
代表车型
跃进、解放、东风等
黄河、罗曼、斯太尔等 大通、交通、太脱拉等
解放、东风等国产牵引车
斯堪尼亚、沃尔沃、斯太 尔等进口牵引车或红岩、 黄河等引进技术生产的牵
引车
代号
U1.1
U1.1 U1.2
S1.1.1
S1.1.2 S1.2.2 S1.2.3 ≥S1.2.3
b)单圆荷载的当量圆直径D： D
8P
p
2d
12
4、运动车辆对道路的动态影响
道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平 力和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复 性。
V
P
P
P
P
Q
Q
a)
b)
c)
d)
图6-2 车轮作用于路面的垂直压力与水平压力 a)停驻；b)启动、一般行驶、加速；c)减速、制动；d)转向