永久沥青路面PPT精选文档
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沥青路面PPT精品课件
三、松散剥落
?? 定义： 沥青从矿料表面脱落，在荷载作用下面层呈现的松散现象。 沥青层出现松散剥落将会继而出现坑槽破坏。 ?? 原因： 1）沥青与矿料黏附性差（沥青粘性差、集料粘附等级低、集料 潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）； 2）水的作用； 3）沥青在施工中的过度加热老化
四、表面抗滑不足
2.3 沥青面层
1）材料及技术要求
（1）沥青 根据面层的类型、交通量、气候、施工方法选择沥青的牌号 交通量>500辆/d为重交通荷载，应选用重交通荷载沥青AH型
（2）矿料 矿料包括碎石、砾石、石屑、砂和矿粉。它是粗集料、细集料和矿粉的总称。
? 粗集料—粒径为2.36、4.75、9.5、13.2、16、19、26.5、31.5mm ? 细集料—粒径为0.075~2.36mm ? 矿粉—粒径<0.075mm。
? 二灰结石—石灰+粉煤灰+碎石
=30 ：
石灰：粉煤灰（重量比） =1：2~1：4，（石灰 +粉煤灰）：级配碎石（重量比） =20：80~15 ：85。
特点
? 二灰土强度较石灰土高、抗缩裂性较石灰土强
? 二灰结石具有强度高，抗干缩和湿缩能力强，适合于做高等级公路的基层和
底基层
2）柔性基层
热拌沥青碎石、贯入式沥青碎石、级配碎石（砂砾）和填隙碎石 特点 （1）强度高，刚度小； （2）稳定性好。 适用条件 （1）沥青碎石适用中等交通以上道路的基层、底基层 （2）级配碎石适用各级道路的基层、底基层 （3）级配砾石、天然砂砾用作轻交通的二级及以下公路的基层和各级公 路的底基层 （4）填隙碎石适用于三、四级公路的基层和各级公路的底基层
结构组合形式
? 下层采用贯入式 ? 上层采用密级配热拌沥青混凝土拌和层（ AC-10、AC-13）
永久性路面与结构材料性能课件
沥青结合料规范考虑了HMA的三个主要性能： 车辙（G*/sinδ），疲劳开裂（G*sinδ）和低温开 裂（S,m），并有相应试验指标进行控制。
Superpave 结合料分为七级，每级温差6℃，见表，
高温等级（℃）
低温等级（℃）
PG 46
－34 －40 －46
52
－10 －16 －22 －28 －34 －40 －46
设计理念
} 40~75mm 高质量SMA、 OGFC 或 Superpave
100 ~
高压力区
150
mm
100~180mm高模量 抗车辙材料
(根据需要定)
最大拉应变
柔性抗疲劳材料 75~100mm
路面基础
设计理念
➢ 自下而上进行设计和施工 ➢ 基础（高强、稳定和坚固 ）
➢稳定 ➢将使用期间的季节性变化和体积变化降低到
(资料来源：TRL )
疲劳寿命与力学响应转换关系
et ev
(资料来源：APA)
f
轴重 f
统计学设计方法
或然设计方法(Probabilistic Design)–蒙特卡洛模拟法(Monte
Carlo Simulation)
蒙特卡洛 随机取样
力学模型
材料性能 f
f
% 低于极限
% 高于极限
材料厚度
路面力学响应 (资料来源：APA)
2、观测到的开裂出现时间： 法国：路面摊铺后3~5年内； 英国：沥青层厚＞180mm，10年内； 荷兰：沥青层厚＞160mm，常有发生； 日本：不同路面厚度，1~5年内； 美国：华盛顿州，层厚＞160mm，3~8年内； 佛罗里达州，5~10年内。
3、产生原因： 高轮胎压力和超载，→较高的水平张拉应力和剪应力；
Superpave 结合料分为七级，每级温差6℃，见表，
高温等级（℃）
低温等级（℃）
PG 46
－34 －40 －46
52
－10 －16 －22 －28 －34 －40 －46
设计理念
} 40~75mm 高质量SMA、 OGFC 或 Superpave
100 ~
高压力区
150
mm
100~180mm高模量 抗车辙材料
(根据需要定)
最大拉应变
柔性抗疲劳材料 75~100mm
路面基础
设计理念
➢ 自下而上进行设计和施工 ➢ 基础（高强、稳定和坚固 ）
➢稳定 ➢将使用期间的季节性变化和体积变化降低到
(资料来源：TRL )
疲劳寿命与力学响应转换关系
et ev
(资料来源：APA)
f
轴重 f
统计学设计方法
或然设计方法(Probabilistic Design)–蒙特卡洛模拟法(Monte
Carlo Simulation)
蒙特卡洛 随机取样
力学模型
材料性能 f
f
% 低于极限
% 高于极限
材料厚度
路面力学响应 (资料来源：APA)
2、观测到的开裂出现时间： 法国：路面摊铺后3~5年内； 英国：沥青层厚＞180mm，10年内； 荷兰：沥青层厚＞160mm，常有发生； 日本：不同路面厚度，1~5年内； 美国：华盛顿州，层厚＞160mm，3~8年内； 佛罗里达州，5~10年内。
3、产生原因： 高轮胎压力和超载，→较高的水平张拉应力和剪应力；
沥青路面课件版精品文档18页
第1.1节沥青路面特点及分类沥青路面指用沥青材料作结合料铺筑面层的路面的总称。
它适用于各种交通量的道路，由于用沥青作为结合料修筑的路面呈黑色，故以称黑色路面。
1.1.1 沥青路面特点1．由于使用粘结力较强的沥青材料作为结合料，使矿料之间的粘结力得到加强，从而提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。
同时，可以根据路面使用需求，可调整路面结构组成和沥青混合料的配合比，从而调整沥青路面的强度，以适应不同交通量的要求。
2．沥青面层的透水性小，特别是密实沥青混凝±面层的透水性很小，能大大防止地表水进入路面基层和路基，从而使路面的强度稳定，但同时使得土基和基层内的水分难以排如，在潮湿路段如果路面结构处理不当易发生±基和基层变软，导致路面破坏。
3．沥青路面表面平整、坚实、无接缝、行车平稳、舒适、噪音小，能适应高速行车对舒适度的需求。
沥青路面晴天无尘土，雨天不泥泞，在烈日照射下不反光，便于行车。
4．沥青面层适宜于用机械化施工，沥青混合料的生产可以工厂化，质量较易得到保证，施工进度快。
5．沥青路面有利于分期修建和方便修补、开放交通快。
6．由于沥青路面面层抗弯拉强度低，对基层的强度和稳定性要求高，故沥青路面注重于路面组合设计。
7．沥青面层的温度稳定性较差，高温时表现为材料变软，强度下降，易出现车辙、推移、波浪等破坏；低温时表现为材料变脆，易出现路面开裂。
8．沥青路面施工受季节和气候的影响较大，在低温季节和雨季，除乳化沥青外，不能施工。
9. 沥青路面属于柔性路面体系，，面层刚度较水泥路面低得多，履带式车辆不能在沥青路面上行驶。
1.1.2 常用沥青路面结构类型根据沥青路面的材料组成和施工工艺的不同，沥青路面主要有4种类型，即沥青表面处治、沥青贯入式、沥青碎石和沥青混凝土。
随着科学技术的发展，近年来，各种新型沥青防滑磨耗层，如排水性磨耗层、SMA等也在我国道路和机场工程中得到了大量应用。
《长寿命沥青路面》课件
减缓沥青老化的技术
介绍减缓沥青老化的意义和 方法，详细讲解高温稳定剂 的加入和作用。
长寿命沥青面层
介绍长寿命沥青面层的特点 和作用，详细讲解长寿命沥 青面层的施工工艺。
长寿命沥青路面的应用效果
应用案例展示
介绍长寿命沥青路面的成功应用案例和效果展示。
优点和不足
分析长寿命沥青路面的优点和不足，以及可能的改 进方向。
《长寿命沥青路面》PPT 课件
欢迎来到《长寿命沥青路面》的PPT课件！这个课件将为您介绍长寿命沥青路 面的背景、技术和应用效果，以及展望其未来发展趋势。
概述
长寿命沥青路面的背景和意义，以及对其定义和特点的阐述。
长寿命沥青路面技术
强化桥式抗裂沥青基层
介绍强化桥式抗裂沥青基层 的作沥青路面的应用价值和意义，展望其未来发展趋势，以及对环境 和交通的积极影响。
永久沥青路面PPT精选文档
25
2.3 抗车辙性能 • 永久性沥青路面应力分析可知，剪切应力峰值主要集中
在中间层，中间层最有可能出现剪切破坏, 因此要求有 较好的抗车辙性能。材料设计时可采用改性沥青，混合 料采用骨架嵌锁结构。
沥青混合料嵌锁细部结构
26
2.4 结合料要求
• 中间层沥青结合料所要求的高温等级与磨耗层一致, 以抵 抗车辙。
• 由于面层中温度的梯度相当陡,并且中间层温度不可能像表 面层那样低, 所以中间层的低温等级便可放宽一个等级。 例如表面层用的沥青等级为PG70-28, 则中间层可用PG7022。
27
2.5 集料要求
• 混合料的内部摩阻力通过集料间嵌锁获得, 可采用碎 石和砂砾以确保形成集料骨架, 一般选择采用最大公 称直径较大的集料。
3Leabharlann 永久路面结构组成按功能要求合理设置路面结构层：
面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力 联结层要具有良好的耐久性 基层要具有抗疲劳和耐久的能力
4
图1 永久路面的结构
结构特点：
轮载下100—150mm区域是高 受力区域，也是各种损坏(主 要是轮载)的发生区域。
面层40一75mm高质量沥青混 凝土为车辆提供良好的行驶 界面。
3.以明尼苏达公路研究课题采集的数据为基础,明尼苏达州 制定了一种力学设计方法。用层状弹性理论程序WESLEA 计算路面结构在荷载下的响应。
18
4.英国的设计方法
以计算结构层中临界位置的响应为理论基础。Nunn 等人 在1997年发现，沥青路面面层存在一个厚度极限，在施工 良好的道路中，超过这个厚度限值，由下到上的疲劳开裂 和结构性的车辙都可避免。
缺点：沥青用量较半刚性基层路面增加，初期仁建设费用较 高，以我国目前的经济实力很难大面积推广
2.3 抗车辙性能 • 永久性沥青路面应力分析可知，剪切应力峰值主要集中
在中间层，中间层最有可能出现剪切破坏, 因此要求有 较好的抗车辙性能。材料设计时可采用改性沥青，混合 料采用骨架嵌锁结构。
沥青混合料嵌锁细部结构
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2.4 结合料要求
• 中间层沥青结合料所要求的高温等级与磨耗层一致, 以抵 抗车辙。
• 由于面层中温度的梯度相当陡,并且中间层温度不可能像表 面层那样低, 所以中间层的低温等级便可放宽一个等级。 例如表面层用的沥青等级为PG70-28, 则中间层可用PG7022。
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2.5 集料要求
• 混合料的内部摩阻力通过集料间嵌锁获得, 可采用碎 石和砂砾以确保形成集料骨架, 一般选择采用最大公 称直径较大的集料。
3Leabharlann 永久路面结构组成按功能要求合理设置路面结构层：
面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力 联结层要具有良好的耐久性 基层要具有抗疲劳和耐久的能力
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图1 永久路面的结构
结构特点：
轮载下100—150mm区域是高 受力区域，也是各种损坏(主 要是轮载)的发生区域。
面层40一75mm高质量沥青混 凝土为车辆提供良好的行驶 界面。
3.以明尼苏达公路研究课题采集的数据为基础,明尼苏达州 制定了一种力学设计方法。用层状弹性理论程序WESLEA 计算路面结构在荷载下的响应。
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4.英国的设计方法
以计算结构层中临界位置的响应为理论基础。Nunn 等人 在1997年发现，沥青路面面层存在一个厚度极限，在施工 良好的道路中，超过这个厚度限值，由下到上的疲劳开裂 和结构性的车辙都可避免。
缺点：沥青用量较半刚性基层路面增加，初期仁建设费用较 高，以我国目前的经济实力很难大面积推广
永久性沥青路面22页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
永久性沥青路面
1、律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
沥青路面结构PPT课件
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结构设计的一般原则
• (1)因地制宜，合理选材 • (2)方便施工，利于养护 • (3)分期修建，逐步提高 • (4)整体考虑，综合设计 • (5)考虑气候因素和水温状况的影响 •
2021
3
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沥青路面结构组合设计
• 1 ．根据各结构层功能组合 • 2 ．强度组合 • 3．合理的层问组合 • 4．考虑自然水温条件的不利影响 • 5．适当的层数和厚度
当量轴次、设计年限内—个车道上的累计当量轴次。
(4)根据以上的计算参数利用专用设计程序即可完成层底拉
应力验算。
2021
11
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第七节 原有路面补强设计
• 一、路面结构状况调查 • 二、原有路面结构强度的评定 • 三、原有路面补强设计方法 •
2021
12
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路面结构状况调查
• 1、交通调查 • 2、路基状况调查 • 3、路面状况调查 • 4、路面修建和养护历史调查
• 2、我国现行规范采用完全连续体系为层间接触条 件。
2021
9
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路面厚度计算步骤
1．确定单车道累计当量袖次Ne。 2．对选定的结构组合，拟定某一层位作为设计层层位。
• 在拟定的路面结构中，先拟定某一层作为设计层，拟定面层和其他 各层的厚度。一般当采用半刚性基层、底基层结构时，可选任一层 作为设计层；当采用半刚性基层、粒料类材料为底基层时，应拟定 面层、底基层厚度，以半刚性基层为设计层；当采用柔性基层、底 基层的沥青路面时，宜拟定面层、底基层的厚度，求算基层厚度。 此时若求得基层厚度过厚时，可考虑选用沥青碎石或乳化沥青碎石 做上基层，以减薄路面总厚度，增加结构强度和稳定性。
6．裂程根强序据度即某可σ车求P道S、得累土某计基一轴回结次弹构Ne模、层量设的E计厚0、弯度已沉。知值结Ld构、层各的结厚构度层h的i等回利弹用模专量用E1设与计劈
《沥青路面》 (2)幻灯片PPT
• 1、沥青混凝土（AC）：设计空隙率3～5%、连续密级配， 适用于各级公路沥青面层的任何层次，我国《公路沥青路面 施工技术规范》规定：高速公路及一级公路的表面层、中面 层、AC－5～25）。
• 2、沥青稳定碎石混合料基层（ATB）：设计空隙率为3～ 6%、连续密级配，粗粒式及特粗式，适用于基层。（ATB －25～40）
经过炎热季节行车碾压成型） • 代表结构类型：沥青表面处治、沥青贯入式路面
11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类
• 沥青表处：用沥青和集料按层铺法（或拌和法）铺筑而成的 厚度不超过3公分的沥青面层。
• 适用条件：沥青表处适用于三级及三级以下公路的面层，旧 沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。
《沥青路面》 (2)幻灯片 PPT
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11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.1 基本特性
• 1、面层抗拉强度低。其强度和整体稳定性取决于 土基和基层的特性。
• 2、透水性小。土基和基层的水份难以排出。 • 3、低温抗变形能力差。 • 4、对交通量较大的路段，为使沥青路面具有较强
• 3、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）：设计空隙率为3～ 4%、间断密级配，适用于铺筑新建公路的表面层或旧路面 加铺磨耗层。
11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类
• 4、沥青碎石混合料（AM）:设计空隙率6～12%、半开级配， 仅适用于三级及三级以下公路、乡村公路、且沥青混合料拌 合设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况（AM－10～ 40）。
• 5、排水式沥青稳定碎石混合料（OGFC）:设计空隙率大于 18%，细粒式，适用于高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污 染、非冰冻地区铺筑排水式沥青磨耗层（OGFC－10～16）。
• 2、沥青稳定碎石混合料基层（ATB）：设计空隙率为3～ 6%、连续密级配，粗粒式及特粗式，适用于基层。（ATB －25～40）
经过炎热季节行车碾压成型） • 代表结构类型：沥青表面处治、沥青贯入式路面
11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类
• 沥青表处：用沥青和集料按层铺法（或拌和法）铺筑而成的 厚度不超过3公分的沥青面层。
• 适用条件：沥青表处适用于三级及三级以下公路的面层，旧 沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。
《沥青路面》 (2)幻灯片 PPT
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11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.1 基本特性
• 1、面层抗拉强度低。其强度和整体稳定性取决于 土基和基层的特性。
• 2、透水性小。土基和基层的水份难以排出。 • 3、低温抗变形能力差。 • 4、对交通量较大的路段，为使沥青路面具有较强
• 3、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）：设计空隙率为3～ 4%、间断密级配，适用于铺筑新建公路的表面层或旧路面 加铺磨耗层。
11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类
• 4、沥青碎石混合料（AM）:设计空隙率6～12%、半开级配， 仅适用于三级及三级以下公路、乡村公路、且沥青混合料拌 合设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况（AM－10～ 40）。
• 5、排水式沥青稳定碎石混合料（OGFC）:设计空隙率大于 18%，细粒式，适用于高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污 染、非冰冻地区铺筑排水式沥青磨耗层（OGFC－10～16）。
沥青路面ppt课件
19
6）碾压（及时、3-4遍、从路边向中间） 7）洒布第二层沥青 8）铺撒第二层矿料 9）碾压 10）初期养护（开放交通）
20
二、沥青贯入式路面：
1、二级及二级以下公路的沥青面层，也可作为沥 青路面的联接层或基层。
特点：抗车辙能力强，渗水性大，沥青用量也大。 2、沥青贯入式路面的总厚度为4-8cm,但乳化沥青
10
• 集料：沥青路面所用的集料分为粗集料和细集料，集 料中大于2.36mm为粗集料，小于2.36mm为细集 料，集料的质量是沥青路面的关键，集料的生产、管 理是控制集料质量因素。
• （二）、粗集料： • 包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。
11
• 1、适合路面材料的石料有花岗岩、辉长岩、玄武岩、 石灰岩、卵砾石等 ；
• 1、沥青标号的选择应根据公路等级、气候条件、交通
量及其组成、路线线形、面层结构及层次、施工工艺等
因素，并结合当地使用经验确定。
• 2、液体石油沥青宜用作透层、表处、或冷拌沥青混合 料的粘结剂。
8
• 3、乳化沥青宜用作透层、黏层、稀浆封层、桥面铺 装的黏层、表处、冷拌沥青混合料、微表处。
• 4、对于特重交通、重交通、重要公路、或温差变化 较大、气候严酷地区、或铺筑特殊结构层、以及连 续长、陡纵坡段等，可选用改性沥青。
2、沥青表处宜在干燥和较热的季节施工，使路面通 过开放交通压实成型稳定。
17
沥青表面处治路面
18
3、沥青表处的集料最大粒径与处治层厚度相当。 4、沥青表处可采用拌合法或层铺法施工。 5、层铺法施工： 1）备料 2）清理基层及放样 3）浇撒透层沥青 4）洒布第一层沥青（均匀） 5）铺撒第一层矿料（趁热、均匀）
6）碾压（及时、3-4遍、从路边向中间） 7）洒布第二层沥青 8）铺撒第二层矿料 9）碾压 10）初期养护（开放交通）
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二、沥青贯入式路面：
1、二级及二级以下公路的沥青面层，也可作为沥 青路面的联接层或基层。
特点：抗车辙能力强，渗水性大，沥青用量也大。 2、沥青贯入式路面的总厚度为4-8cm,但乳化沥青
10
• 集料：沥青路面所用的集料分为粗集料和细集料，集 料中大于2.36mm为粗集料，小于2.36mm为细集 料，集料的质量是沥青路面的关键，集料的生产、管 理是控制集料质量因素。
• （二）、粗集料： • 包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。
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• 1、适合路面材料的石料有花岗岩、辉长岩、玄武岩、 石灰岩、卵砾石等 ；
• 1、沥青标号的选择应根据公路等级、气候条件、交通
量及其组成、路线线形、面层结构及层次、施工工艺等
因素，并结合当地使用经验确定。
• 2、液体石油沥青宜用作透层、表处、或冷拌沥青混合 料的粘结剂。
8
• 3、乳化沥青宜用作透层、黏层、稀浆封层、桥面铺 装的黏层、表处、冷拌沥青混合料、微表处。
• 4、对于特重交通、重交通、重要公路、或温差变化 较大、气候严酷地区、或铺筑特殊结构层、以及连 续长、陡纵坡段等，可选用改性沥青。
2、沥青表处宜在干燥和较热的季节施工，使路面通 过开放交通压实成型稳定。
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沥青表面处治路面
18
3、沥青表处的集料最大粒径与处治层厚度相当。 4、沥青表处可采用拌合法或层铺法施工。 5、层铺法施工： 1）备料 2）清理基层及放样 3）浇撒透层沥青 4）洒布第一层沥青（均匀） 5）铺撒第一层矿料（趁热、均匀）
永久性沥青路面
美国使用情况简介
1999年该州交通运输部（WSDOT）对480km全路段进行了详 细调查。该路中有三种路面结构：柔性结构、CTB基层 （水泥稳定基层）沥青路面和PCC路面，依次占里程百分 比为47％、33％和20％。而且全段被Cascade山脉分成两 个不同的气候区，西部为温和海洋性气候，交通量较高； 而东部夏热冬寒，部分路段交通量较小（标准轴次37.5万 次/年/车道），而有些路段交通量又很高（标准轴次2500 万次/年/车道）。
路面基础
永久性路面设计过程
• 设计理原 力学方法
• 设计过程
类似于其它结构设计方法
选择控制点 验算控制标准
拉应变标准 压应变标准
(由下至上设计)
输入材料性能参数 路面分析模型 路面应力和应变 路面变换方程
路面使用寿命
经济性能
总费用
传统路面
经济差
永久性路面
使用时间
永久性路面经济性能分析
由于永久性路面设计寿命较长，有良好 的经济效益。其寿命周期费用包括在路面 寿命期内的所有建设费用和养护费用，以 及车辆的保养费用。永久路面能够承受更 大的交通量和更重的交通荷载，虽然初期 建设费用较高，但是如果评价整个使用周 期的总费用，其路面较传统的沥青路面更 经济，降低了使用周期内的维修费用，同 时极大降低了道路使用者的使用费用。
新泽西 I-287 表面开裂
华盛顿沥青路面Top-Down开裂> 150 mm 50 mm 150 mm
形成表面裂缝的原因
在轮胎边缘路表或靠近路表产 生了较高的水平拉应力，使得 路表首先产生开裂，并向下传 播，特别对于宽轮胎
路表存在较大的模量梯度，特 别是高温时，这样在较高的轮 胎压力及温度应力下，首先使 路表开裂，并向下传播
相关主题
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3
永久路面结构组成
按功能要求合理设置路面结构层：
面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力 联结层要具有良好的耐久性 基层要具有抗疲劳和耐久的能力
4
图1 永久路面的结构
结构特点：
轮载下100—150mm区域是高 受力区域，也是各种损坏(主 要是轮载)的发生区域。
面层40一75mm高质量沥青混 凝土为车辆提供良好的行驶 界面。
具有足够的抗疲劳性能；具 有足够的耐久性；具有足够
的水稳定性
必须具有最基本的强度、刚 度和稳定性
6
Japan
日本长寿命路面简称LSP，它的设计目标是拥有2 倍于现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的 周期在15年以上,结构性寿命在40-60年。
7
European
欧洲各国长寿命沥青路面结构形式多种多样
高模量抗车辙沥青混 合料
沥青砼 （基层）
土基
75～100
柔性抗疲劳沥青混合 料（沥青含量高，具
有足够厚度）
密实路基，化学稳定 路基或粒料，或非稳
定类粒料等
受压受剪 竖向受压 底层受拉
受压
抗滑耐磨，抗车辙和开裂， 降噪等
应具有高强度和良好抗车辙 性能；具有很强的高温抗变 形能力；具有很强的抗水作
用能力
21
1.磨耗层材料设计
1.1 影响因素和性能要求 影响因素：磨耗层的具体要求依赖于交通条件、环境因
素、当地的经验和经济条件。面层受到自然条件 (雨水、 气温、日照) 和行车荷载的作用最频繁, 处于压应力、 剪切应力集中的区域。
性能要求：包括抗车辙性能、抗表面开裂性能、良好的
抗滑性能、缓解水雾的影响并能减小噪声等。
2
长安大学的王选仓和侯荣国两位教授对长寿命沥青路 面的定义为路面设计寿命超过40年的路面结构，并具 有以下特点：
1.设计年限达到40年 2.路面不发生结构性破坏，损坏只发生在表面功能层，
不需要结构性大修，只对表面功能层进行养护维修 3.路面厚度较大，初期费用可能偏高，但维修费用低，
在寿命周期内最经济
3.以明尼苏达公路研究课题采集的数据为基础,明尼苏达州 制定了一种力学设计方法。用层状弹性理论程序WESLEA 计算路面结构在荷载下的响应。
18
4.英国的设计方法
以计算结构层中临界位置的响应为理论基础。Nunn 等人 在1997年发现，沥青路面面层存在一个厚度极限，在施工 良好的道路中，超过这个厚度限值，由下到上的疲劳开裂 和结构性的车辙都可避免。
国内提出的抗剪概念的永久性沥青混凝土路面设计原理图
20
永久路面各结构层材料设计
永久性沥青路面各结构层材料设计是保证路面良好 路用性能的关键，根据各结构层功能进行路面材料设计, 提出材料指标要求： 表面磨耗层：抵御车辙、老化、温度开裂和磨耗 中间层：抵御车辙，传递、分散荷载 基层：承重层，抵抗层底弯拉应变
12
永久路面设计理念
沥青路面能够使用40～50年以上、采用较厚的沥青层的柔性路 面,可降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。
由于沥青层相对较厚,传统的疲劳开裂可能性大大降低,路面的 损坏主要位于面层的顶部( 25 ～ 100mm) 。
一旦路面表面损坏达到临界水平,其经济性处理方法就是将损坏 的顶层或面层铣刨、罩面或者加铺面层,沥青面层材料可以再生 利用。
15
行车荷载
沥青层底 弯拉应变< 60me
基顶压应变 < 200me
基层 路基
16
设计流程(Monismith,1992)
17
2.伊利诺斯州的基于力学的路面结构设计方法 以ILLI_PAVE程序的有限元分析结果为基础,采用一个控 制应变的疲劳方程,这个疲劳方程可以用来控制HMA层的 配合比、拉应力和路用性能。这种设计方法已经被伊利 诺斯州交通运输部(IDOT)所采纳。
当累计标准轴载作用次数(ESAL)超过8000万次时，沥青面 层厚度不再需要增加。
在沥青面层层底存在一个极限弯拉应变水平，当层底应变 处于这个水平以下时疲劳损坏就不会发生。
19
5.国内永久性沥青混凝土路面设计原理
沥青混凝 土层
基层
剪应力控制 剪切疲劳
弯拉应变控制 疲劳开裂
路基
压结构种类很多
9
China
山东滨州长寿命路面结构
10
China
江苏省沿江高速公路长寿命路面试验路结构
图中：CS－水泥稳定碎石，ATB－沥青稳定碎石，GRH－级配碎石， 红色－采用改性沥青。C/FDAC—粗/细型密级配沥青混凝土混合料
11
China
广梧(广州-梧州)高速长寿命试验路结构
中间层100—175mm高模量抗 车辙沥青混凝土起到连接和 扩散荷载的作用。
HMA基层75～100mm高柔性抗 疲劳沥青混凝土起到消除疲 劳破坏的作用。
5
表1 永久路面结构组合分析
结构层 厚度/mm
材料选择
主要受力特点
主要作用和要求
表层
40～75
（磨耗层）
沥青砼 100～175 （中间层）
SMA，Superpave，密 级配沥青混合料， OGFC
永久性沥青路面
组员：马辉 左娜 张利东 朱善平 柏正云
1
永久路面定义
美国沥青路面协会(APA)定义：永久路面是指设计使用 年限达50年的沥青路面，在设计使用年限内无结构性 的修复和重建，仅需根据表面层损坏进行周期性的修 复。
欧洲长寿命路面团体ELLPAG则采用了一个相似的功能 性定义：经过合适的表面维护，路面基础和基层在使 用中不会出现明显损坏的路面叫长寿命路面。
13
设计指标：
将面层底面在荷载重复作用下的拉应变以及路基顶面 的压应力或压应变作为设计指标，结合考虑了交通参 数、环境因素、土基状况、材料特性进行路面设计。
以沥青面层的疲劳开裂以及永久性变形作为沥青路面 的主要损坏模式。
14
基于力学的永久性路面结构设 计方法
1.Monismth1992年在TRB会议上提出了这种设计方 法, Monismth和Long建议控制沥青层底的弯拉应 变≤60με，基顶压应变≤200με。
22
1.2 磨耗层材料选择
磨耗层材料应选择SMA、密级配混合料或OGFC等。 ➢ 在一些对抗车辙性能、耐久性、抗渗性、抗磨损性要
求高的地区, 可以选择SMA, 这在交通量大且载重车多 的城市区域尤为适用。 ➢ 在交通量小且载重车比例较少的情况下, 使用密级配 混合料更为适合。与SMA一样, 它也必须满足抗车辙、 抗渗、抗磨耗及气候状况的要求。 ➢ OGFC具有优良的抗滑性能、排水性能以及减少噪声等 优点。可用于对排水有特殊要求的的情况。
永久路面结构组成
按功能要求合理设置路面结构层：
面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力 联结层要具有良好的耐久性 基层要具有抗疲劳和耐久的能力
4
图1 永久路面的结构
结构特点：
轮载下100—150mm区域是高 受力区域，也是各种损坏(主 要是轮载)的发生区域。
面层40一75mm高质量沥青混 凝土为车辆提供良好的行驶 界面。
具有足够的抗疲劳性能；具 有足够的耐久性；具有足够
的水稳定性
必须具有最基本的强度、刚 度和稳定性
6
Japan
日本长寿命路面简称LSP，它的设计目标是拥有2 倍于现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的 周期在15年以上,结构性寿命在40-60年。
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European
欧洲各国长寿命沥青路面结构形式多种多样
高模量抗车辙沥青混 合料
沥青砼 （基层）
土基
75～100
柔性抗疲劳沥青混合 料（沥青含量高，具
有足够厚度）
密实路基，化学稳定 路基或粒料，或非稳
定类粒料等
受压受剪 竖向受压 底层受拉
受压
抗滑耐磨，抗车辙和开裂， 降噪等
应具有高强度和良好抗车辙 性能；具有很强的高温抗变 形能力；具有很强的抗水作
用能力
21
1.磨耗层材料设计
1.1 影响因素和性能要求 影响因素：磨耗层的具体要求依赖于交通条件、环境因
素、当地的经验和经济条件。面层受到自然条件 (雨水、 气温、日照) 和行车荷载的作用最频繁, 处于压应力、 剪切应力集中的区域。
性能要求：包括抗车辙性能、抗表面开裂性能、良好的
抗滑性能、缓解水雾的影响并能减小噪声等。
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长安大学的王选仓和侯荣国两位教授对长寿命沥青路 面的定义为路面设计寿命超过40年的路面结构，并具 有以下特点：
1.设计年限达到40年 2.路面不发生结构性破坏，损坏只发生在表面功能层，
不需要结构性大修，只对表面功能层进行养护维修 3.路面厚度较大，初期费用可能偏高，但维修费用低，
在寿命周期内最经济
3.以明尼苏达公路研究课题采集的数据为基础,明尼苏达州 制定了一种力学设计方法。用层状弹性理论程序WESLEA 计算路面结构在荷载下的响应。
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4.英国的设计方法
以计算结构层中临界位置的响应为理论基础。Nunn 等人 在1997年发现，沥青路面面层存在一个厚度极限，在施工 良好的道路中，超过这个厚度限值，由下到上的疲劳开裂 和结构性的车辙都可避免。
国内提出的抗剪概念的永久性沥青混凝土路面设计原理图
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永久路面各结构层材料设计
永久性沥青路面各结构层材料设计是保证路面良好 路用性能的关键，根据各结构层功能进行路面材料设计, 提出材料指标要求： 表面磨耗层：抵御车辙、老化、温度开裂和磨耗 中间层：抵御车辙，传递、分散荷载 基层：承重层，抵抗层底弯拉应变
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永久路面设计理念
沥青路面能够使用40～50年以上、采用较厚的沥青层的柔性路 面,可降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。
由于沥青层相对较厚,传统的疲劳开裂可能性大大降低,路面的 损坏主要位于面层的顶部( 25 ～ 100mm) 。
一旦路面表面损坏达到临界水平,其经济性处理方法就是将损坏 的顶层或面层铣刨、罩面或者加铺面层,沥青面层材料可以再生 利用。
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行车荷载
沥青层底 弯拉应变< 60me
基顶压应变 < 200me
基层 路基
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设计流程(Monismith,1992)
17
2.伊利诺斯州的基于力学的路面结构设计方法 以ILLI_PAVE程序的有限元分析结果为基础,采用一个控 制应变的疲劳方程,这个疲劳方程可以用来控制HMA层的 配合比、拉应力和路用性能。这种设计方法已经被伊利 诺斯州交通运输部(IDOT)所采纳。
当累计标准轴载作用次数(ESAL)超过8000万次时，沥青面 层厚度不再需要增加。
在沥青面层层底存在一个极限弯拉应变水平，当层底应变 处于这个水平以下时疲劳损坏就不会发生。
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5.国内永久性沥青混凝土路面设计原理
沥青混凝 土层
基层
剪应力控制 剪切疲劳
弯拉应变控制 疲劳开裂
路基
压结构种类很多
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China
山东滨州长寿命路面结构
10
China
江苏省沿江高速公路长寿命路面试验路结构
图中：CS－水泥稳定碎石，ATB－沥青稳定碎石，GRH－级配碎石， 红色－采用改性沥青。C/FDAC—粗/细型密级配沥青混凝土混合料
11
China
广梧(广州-梧州)高速长寿命试验路结构
中间层100—175mm高模量抗 车辙沥青混凝土起到连接和 扩散荷载的作用。
HMA基层75～100mm高柔性抗 疲劳沥青混凝土起到消除疲 劳破坏的作用。
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表1 永久路面结构组合分析
结构层 厚度/mm
材料选择
主要受力特点
主要作用和要求
表层
40～75
（磨耗层）
沥青砼 100～175 （中间层）
SMA，Superpave，密 级配沥青混合料， OGFC
永久性沥青路面
组员：马辉 左娜 张利东 朱善平 柏正云
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永久路面定义
美国沥青路面协会(APA)定义：永久路面是指设计使用 年限达50年的沥青路面，在设计使用年限内无结构性 的修复和重建，仅需根据表面层损坏进行周期性的修 复。
欧洲长寿命路面团体ELLPAG则采用了一个相似的功能 性定义：经过合适的表面维护，路面基础和基层在使 用中不会出现明显损坏的路面叫长寿命路面。
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设计指标：
将面层底面在荷载重复作用下的拉应变以及路基顶面 的压应力或压应变作为设计指标，结合考虑了交通参 数、环境因素、土基状况、材料特性进行路面设计。
以沥青面层的疲劳开裂以及永久性变形作为沥青路面 的主要损坏模式。
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基于力学的永久性路面结构设 计方法
1.Monismth1992年在TRB会议上提出了这种设计方 法, Monismth和Long建议控制沥青层底的弯拉应 变≤60με，基顶压应变≤200με。
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1.2 磨耗层材料选择
磨耗层材料应选择SMA、密级配混合料或OGFC等。 ➢ 在一些对抗车辙性能、耐久性、抗渗性、抗磨损性要
求高的地区, 可以选择SMA, 这在交通量大且载重车多 的城市区域尤为适用。 ➢ 在交通量小且载重车比例较少的情况下, 使用密级配 混合料更为适合。与SMA一样, 它也必须满足抗车辙、 抗渗、抗磨耗及气候状况的要求。 ➢ OGFC具有优良的抗滑性能、排水性能以及减少噪声等 优点。可用于对排水有特殊要求的的情况。