2_国内外典型路面设计方法
长安大学道路与铁道工程(多年)考研真题及答案详解资料2
1995一、试述路基土的压实理论，压实标准和压实方法。
（路基路面第八章P213~217）答：路基压实原理：土是三相体，土粒为骨架，颗粒之间的孔隙为水分和气体所占，压实的目的是在于使土粒重新组合，彼此挤紧，空隙缩小，土的单位重量提高，形成密实整体，最终导致强度增加，稳定性提高。
现行规定的压实标准是压实度K。
正确选择压实度K关系到土路基受力状态、路基路面设计要求和施工条件。
当路基受力时，路基表层承受行车作用力最大，由顶部向下，受力急剧减小。
因此，路基填土的压实度，应是由下而上逐渐提高标准。
在季节性冰冻地区，为缓和冻胀和翻浆的产生，压实度应高些，重冰冻地区应高于轻冰冻地区；而在干旱地区，路基受潮湿程度较轻，压实度可低于潮湿地区。
填石路堤，包括分层填筑和倾填爆破石块的路堤，不能用土质路堤的压实度来判定路基密实度。
其判定方法目前国内外各国规范尚无统一。
路基土的压实时，压实机具的选择及合理的操作都将影响压实效果。
土基压实机具的类型较多，大致分为碾压式、夯击式和振动式三大类型。
正常条件下，对于沙性土的压实效果，振动式较好，夯击式次之，碾压式较差；对于粘性土，则宜选用碾压式或夯击式，振动式较差甚至无效。
土基压实时，在机具类型、土层厚度及行程遍数已经选定的条件小，压实操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间（超高路堤等需要时，则宜先低后高）。
压实时，相邻两次的轮迹重叠轮宽的1/3，保持压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应辅以人力或小型机具夯实。
压实全过程重，经常检查含水量和密实度，以达到符合规定压实度的要求。
二、试述挡土墙的种类、构造和适用场合。
（路基路面第六章P107~108）答：（1）重力式挡土墙重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。
一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。
重力式挡土墙圬工体积大，但其形式简单，施工方便，可就地取材，适应性较强，故被广泛应用。
（2）薄壁式挡土墙薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，其主要型式有：悬臂式和扶壁式。
国内外水泥混凝土路面设计方法研究
国内外水泥混凝土路面设计方法研究期末结课论文论文题目：国内外水泥混凝土路方法对比研究2013年7月摘要: 综述国内外水泥混凝土路面设计方法。
通过与我国水泥混凝土路面设计方法的对比分析,指出了我国水泥混凝土路面设计中的主要问题和需要改进的关键技术。
关键词:水泥混凝土路面设计方法；存在的问题1 前言在欧美国家高速公路网中，水泥混凝土路面总量占50%左右，且绝大多数水泥混凝土路面使用现状达到了设计要求，而且一些国家的水泥混凝土路面表现出非常卓越的长期使用性能。
我国高等级公路中水泥混凝土路面所占比例并不高，高速公路和一级公路约占25%，二级以下公路所占比例约为40%，但很多水泥混凝土路面远未达到设计使用寿命期就出现了大面积的破损现象，严重影响了水泥混凝土路面在我国的声誉和使用前景。
归根结底国外水泥混凝土路面设计方法在某些方面比我国的设计方法有着较大的优势。
2国外水泥混凝土路面设计方法简介2.1美国AASHTO混凝土路面设计方法美国州公路与工作者协会在AASHTO实验路的基础上，以现时耐用性指数（PSI）作为衡量路面使用性能的指标，制定了AASHTO路面结构设计方法。
设计标准路面结构从开始使用到需要采取重大修复措施时所经历的时段，称为使用性能期。
水泥混凝土路面刚修好时的初始耐用性能指数PSI约为4.5左右，到达需采取重大修复措施时的终端耐用指数PSI1，可取≥2.5或3.0（主要公路）或2.0（轻交通公路）。
在使用性能期内路面耐用性能指数的总变化量：ΔPSI＝PSI0－PSIt即作为路面设计标准。
所设计的路面结构必须能承受使用性能期内行车荷载的累积作用和环境因素的影响，使路面耐用性指标数的下降量ΔPSI不超过上述预定值。
设计参数（1）交通分析选用80KN的轴载作为标准轴载。
采用使用期内的标准轴载累积作用次数。
（2）可靠度水平依据设计道路类型，参照AASHTO标准选定路面的可靠度水平，并选定与可靠度水平相对应的可靠指标β。
国外沥青路面设计简介
√
英国
√(水稳碎石)
√
√
法国
薄沥青层 厚粒料基层
厚沥青层 下卧底基层
半刚性基层
混合式
全厚式
粒料基层
主要路面结构
国家
※
※
俄罗斯
※
※
※
法国
※
※
※
比利时
※
※
诺丁汉大学
※
※
※
※
南非
※
※
日本
※
※
※
澳大利亚
※
※
※
SHELL
补强※
※
※
AI
路表 弯沉
永久变形
粒料层剪 切应力
路基顶面 压应变
稳定粒料 层拉应力
路基膨胀或冻胀考虑——路基膨胀或冻胀造成PSI的损失。 每一个特定地区给出了膨胀或冻胀造成的PSI损失随时间的变化曲线（△PSISV~t △PSIFH ~t ） 设计方法： 估计路面使用年限（年） 查图得出相应△ PSI SV、FH 从设 计总服务能力损失(△PSI ）中扣除△ PSISV、FH，得到完全由 交通荷载引起的△PSITR △PSIIR查AASHTO路面设计图得到 累计交通量（ESAL） 根据交通量随时间变化图得到允许的使 用年限 ,与初始估计的使用年限相比，两者相差1年则可，否 则重新计算，直至收敛。
AASHTO（200x修订版）的修订要点
◎ 对沥青路面、水泥混凝土路面、复合路面提供一个通用的设计方法；反映了交通、气候环境、路基、可靠性的共同的设计要求。 ◎ 适用于新建和重建路面的结构设计，设计项目包括计算路面结构各层的厚度、重建的方法、地下排水设施、路基改善等等。 ◎ 将使用周期效益成本分析的方法作为该设计方法的一个子程序。
常见沥青混合料设计方法的比较
各种沥青混合料设计方法的比较目前，国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多，纵观世界各国，现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有：马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等，但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。
我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定，沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法；同时规定，当采用其他方法设计沥青混合料配合比时，应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验，并报告不同设计方法的试验结果。
不同混合料设计方法都有各自的特点，本文主要介绍几种主要设计方法的原理，并和马歇尔设计方法进行比较分析。
1 马歇尔设计方法原理与设计步骤1.1设计原理马歇尔法是由美国密西西比州公路局的Bruce Marshell提出，在第二次世界大战期间开始使用，后来美国陆军工程兵团对其进行了改进和完善。
马歇尔设计法的基本原理是体积设计法，即在分析研究沥青混合料性能时，以沥青结合料与集料成分的体积比例作为计算依据，最终要达到的主要指标也是体积指标，如空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等。
通过沥青混合料组成材料的不同体积比例的组合，经过沥青混合料的拌和、试件的击实成型，最后测定试件的体积参数，从而确定沥青混合料各组成材料的比例。
1.2设计步骤沥青混合料配合比马歇尔设计方法分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。
三个阶段的设计原理是一致的，即按照体积法进行设计。
其最完整的设计步骤是在目标配合比设计阶段，设计过程如下。
①原材料试验。
即所有组成材料的物理、化学、力学性能试验，以确定其是否满足使用要求，从而确定其是否合格。
②确定混合料的组成级配。
按照要求的级配与所提供的各级集料的筛分，选好各级集料的比例，使混合料矿料的级配满足要求。
③成型试件。
根据经验估算沥青的最佳用量，以估算的最佳沥青用量为中值，以0.5%为步长，分别成型5个不同油石比：（估算最佳沥青用量-1.0%）、（估算最佳沥青用量-0.5%）、估算最佳沥青用量、（估算最佳沥青用量+0.5%）、（估算最佳沥青用量+1.0%）试件。
浅谈国内外沥青路面设计方法详解
浅谈国内外沥青路面设计方法2016-12-19摘要：目前国内外众多沥青路面设计方法中，可以归纳为两类：一是建立在经验或试验的基础上进行的经验法；一是以力学分析为基础的力学经验法，此方法考虑了材料特性、交通条件及环境因素。
本文主要介绍国内外典型的设计方法，包括CBR法，AASHTO法，SHELL法，AI法和国内的设计方法，分别对比分析各设计方法的优缺点，并提出相应的改进意见。
关键词：沥青路面，设计方法，综述沥青路面是我国高等级公路普遍采用的路面型式，它是在半刚性基层、柔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。
沥青路面设计理论与方法经历了古典法、经验法和力学经验法的发展过程，目前各国多数以后面两种设计方法进行路面结构设计。
虽然有不同的设计理论和方法作指导，但是沥青路面在设计年限内已经破坏的道路屡见不鲜，这与道路建设的各个环节都有关系，为了更好的了解并借鉴前人的研究成果，并完善和改进国内的沥青路面设计方法，本文简要介绍以经验法为代表的CBR设计方法，AASHTO设计方法;以力学经验法为基础的SHEEL法，AI法及国内的设计方法。
1 CBR 设计方法CBR法以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。
CBR法对世界各国影响最广泛的是，采用CBR试验方法和指标值表征路基土和路面材料（粒料）的力学性质。
CBR试验法是一种模拟野外路基土承载板试验的室内小型试验，它通过贯入试验测定路基土抵抗侧向位移的能力。
然而 ,它仅是一种经验性的指标。
即便Porter 本人也认为，CBR值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。
国外水泥混凝土轮迹道路设计方法简介
被挖 掘开 。 在 带状 路 的末端处 ， 后一块 板必 须到 达 图６ 最 所 示 的厚 度 ， 或设 置一个 锚定 块 ， 以阻止 交通 带来 的破
坏。
如果 连 续 浇 注混 凝 土 的长度 大 于 １ ． ｍ时就 需 ５
要设 置横缝 。而 当路 面是 交错方 式 时 ，就采 用企 口
混凝 土 轮迹 带在 纵 向至少 应该 有 １ ％的坡度 ， 以 满 足雨水 被排 出路 面 的需 要 。纵 向的边 沟排水应 该
予 以考 虑 ， 则雨水会 蓄 积到路 面上 ， 否 尤其 在较 陡坡
图 １ 轮 迹 道 路
度处会造成路肩的冲刷侵蚀。那样的边沟排水设施
应该 设 置在 至少 离轮 迹 带 ｌ ｍ远处 ， 外 应该 有一 定 另 额外 宽度 的附加 道路 。 轮迹带 跟边 沟之 间 ， 在 附加 道
图６ 轮迹路面路末端处的板
体的蠕变移动 ； 详情如图４ 图５ 、 所示。
表 ２ 在 陡 坡 处设 置板 锚 或 锚 定 块 的条 件
５ 结 论
在 我 国社 会 经 济还 不 是 高度 发 达 的现 阶段 ， 轮
迹道路的应用可以作为通达 、通畅的农村交通运输 体 系 的重 要组 成部分 。轮迹道 路可 以在 不增加农 民 负担 的情况下 ， 改善农村的生产和生活条件 ， 提高乡 村道路交通运输的质量 ，促进村镇对外的经济和文 化交流 ，它将在社会主义新农村建设 中体现出巨大
示 。在弯道处 ， 在内侧应该加宽１０ ｍ， ０ ｍ 在大弯道外 侧应该加宽１０ ｍ ５ｍ 。
必须用振捣棒振捣密实， 使之坚固。在挖掘之前 ， 必
韩 红等 ： 国外 水泥 混凝 土轮迹 道路 设计 方 法简介
2国内外典型路面设计方法
2国内外典型路面设计方法在国内外，路面设计是一项非常重要的工程。
不同的国家和地区有各自特定的路面设计方法。
下面将介绍两种国内外典型的路面设计方法。
国内的典型路面设计方法是基于工程经验和技术规范的指导。
中国交通行业一直以来高度重视经验总结和技术规范的制定。
其中，中国公路工程路面设计规范是一项专门用于指导公路路面设计和施工的技术规范。
该规范细化了路面设计所需的各种参数和指标，并提供了设计方法和建议。
例如，该规范规定了路面厚度、结构、材料的选择和施工方法等方面的要求。
此外，该规范还包含了路面设计参数的计算方法，以及各种材料特性和性能的详细规定。
这些规范和指导文件为国内的路面设计提供了科学、规范的依据。
在国外，美国是一个比较典型的例子。
在美国，路面设计主要依靠经验和实践。
美国交通协会（American Association of State Highwayand Transportation Officials，简称AASHTO）是美国公路工程的权威组织之一、该组织负责制定和发布美国公路设计规范，其中包括了路面设计的相关内容。
AASHTO公布的规范主要依据实践和经验总结，结合了地区特点和当地材料情况。
在美国，路面设计通常通过试验和模拟来验证，以保证设计的可靠性和安全性。
此外，美国还注重可持续性和环保问题，通过采用可循环材料、降低噪音和排放等方式来提高路面的性能和质量。
无论是国内还是国外，路面设计都是一个复杂的工程。
它需要考虑多个因素，包括交通量、车辆类型、地质条件等。
此外，还要考虑材料的选择、路面结构的设计和施工方法等。
为了保证路面的安全、舒适和可靠，路面设计需要综合考虑各种因素，并进行科学、规范的设计。
在实践中，不同的国家和地区都会根据自身情况和经验制定适合自己的路面设计方法。
总的来说，国内外的典型路面设计方法都具有科学性、规范性和可操作性，以满足公路工程的需求。
浅析国内外水泥混凝土路面加铺沥青层设计方法
1.前言目前,各国加铺层的设计方法差异较大,原水泥混凝土路面上加铺沥青层的设计方法主要包括有力法/理论法、经验法和半理论半经验法设计法。
国外对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的研究较早,并在大量试验路的基础上提出了相应的设计方法,通常应用经验法或半经验法确定厚度。
这些设计方法大多以现场试验及室内试验结果为依据,以试验路及对加铺层实际使用状况的调查检测为基础,结合本地区的具体条件确定参数,提出经验公式或设计曲线。
2.国内外水泥混凝土路面加铺沥青层设计方法(1)有效厚度法这一方法的基本思路是加铺层所需的厚度是新路面所需的厚度与旧路面有效厚度之差:h=h n-h e式中h为加铺层厚度,hn 为新路面厚度,he为旧路面有效厚度。
此处h n是指全厚式沥青路面的厚度,即直接铺筑在路基上的沥青层厚度,在已知土基计算回弹模量和荷载参数时,其值可通过路面结构程序计算得到。
(2)美国沥青协会(AI)的弯沉法美国沥青协会(AI)认为水泥混凝土路面接缝(或裂缝)处的弯沉差是引起沥青加铺层开裂的主要原因,因为轮载的施加速度远大于温度变化产生的面层板伸缩位移的速率。
因而,此方法以控制接缝或裂缝处的板边平均弯沉量和弯沉差为设计要求,其标准为:接缝(或裂缝)两侧的板边弯沉差(WL-W U)≤0.05m m;接缝(或裂缝)两侧的板边平均弯沉值(W L+W U)≤0.36m m;其中,W L和W U为受荷板和未受荷板的板边弯沉值,由80KN轴载和贝克曼梁测定。
表1ci的取值(3)美国陆军工程师部队(COE)的补足厚度缺额法COE采用与水泥混凝土加铺层设计相同的概念———补足厚度缺额,依据强化试验路的观测和分析结果,于20世纪50年代中期提出了旧水泥混凝土面层上加铺沥青层的经验厚度设计公式:h ov=A(Fh d-c b h ex)式中:ho v———所需加铺层设计厚度(cm);h d———按现有地基承载力和未来交通发展需求,按新建混凝土路面设计方法确定的单层混凝土面层所需的厚度(cm);h ex———旧混凝土面层厚度(cm);c b———旧面层板的状况系数,含有细微的初始裂缝时,c b=1;含有多条裂缝或角隅断裂时,cb=0.75;F———控制旧面层板在加铺后裂缝进一步发展程度的系数,随交通情况和路基强度变动于0.6～1.0;A———混凝土层厚与沥青层厚的当量转换系数,A=2.5;而美国联邦航空局(FAA)在1988年的设计手册中将系数由2.5提高到2.0。
1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]
![1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/594088a585868762caaedd3383c4bb4cf7ecb736.png)
1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]第一篇：1国内外沥青路面设计方法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]。
我国沥青路面设计方法及典型实例讲解
我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求（1）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值小于或等于设计弯沉值；（2）轮隙中心下（C点）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力。
3、弯沉概念（1）回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。
（2）残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
（3）总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉+残余弯沉）。
（4）容许弯沉：路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
（5）设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定（1）贝克曼法：传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目前为规范规定的标准方法。
（2）自动弯沉仪法：利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
（3）落锤弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算路面的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析（1）我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态，以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准，从表中所列的外观特征可知，这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
（2）对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现，外观等级数愈高，弯沉值愈大，并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15℃时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料龄期为90d的极限劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa)，水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa) 。
【2019年整理】国外沥青路面设计方法简介
Po — —指设计初期的 PSI;
第五章 沥青路面结构设计 Pt — —行驶过一定车辆数后 的PSI。
2、计算方法 对AASHO道路试验所得大量进行数理统计，建立路面耐用性的变化 同荷载大小、荷载重复作用次数和路面厚度等的联系 ，即：
C0 Pt G lg( ) (lg N lg ) C0 C1
第五章 沥青路面结构设计
第五章 沥青路面结构设计
一、AASHTO法
美国各州公路工作者协会（AASHO American Association of State Highway Officials）于1961年完成了一项综合性的大型足尺道路试验 （300多个试验段），建立了路面结构、荷载和路面使用性能三者间的 关系，以此建立了完全经验性的设计方法。后经过不断的修正完善，趋 向力学~经验方法。 * 路面结构（土基回弹模量、路面结构数） * 路面使用性能（路面的工作状态——PSI ） * 荷载（按等效损坏PSI进行轴载换算）
AASHO试验路的测试数据——为许多力学~经验法 的设计指标和参数验证提供了丰富的经验。
第五章 沥青路面结构设计
1、路面耐用性指数
首次提出了路面耐用性的概念,并用路面耐用性指数（PSI Present Serviceability Index ）评价路面的使用性能（路面的工作状态）。
PSI由评分小组进行主观评定后处理得到的指标，它与路面实际状况
r=CN-0.25
其中 C——与沥青混合料的模量和类型有关的系数。
第五章 沥青路面结构设计
(3) 整体性基层的拉应力 无机结合料稳定基层的弯拉应力应不超过某一容许值。该容许 值考虑了材料的疲劳特性。 r=rl(1-0.075lgN） (4) 路面表面的永久变形 路面表面因行车的 重复作用产 生的永久变 形应控制容 许值为 10mm(高速公路)。
路面设计方法
03 路面材料选择与性能要求
沥青材料
石油沥青
由石油提炼得到，根据加工方法 和使用目的不同可分为多种类型，
如道路石油沥青、建筑石油沥青 等。
煤沥青
由煤焦油蒸馏得到，其性能与石油 沥青相似，但价格较低。
乳化沥青
由石油沥青与水在乳化剂作用下制 成，具有优良的施工和易性。
水泥混凝土材料
硅酸盐水泥
以硅酸钙为主要成分的水 泥，具有强度高、耐久性 好的特点。
经济性
柔性路面的初期投资较低，但后期养护费用较高；刚性路面的初期投资较高，但后期养护 费用较低；半刚性路面的投资介于两者之间。
环境影响
柔性路面对环境的污染较小，而刚性路面对环境的污染较大。在选择路面结构类型时，应 综合考虑道路等级、交通量、地基条件、气候条件、材料供应及施工条件等因素进行综合 分析比较后确定。
根据路况调查结果，制定养护维修计划，明 确养护维修目标和措施。
养护维修实施
按照养护维修计划进行实施，确保养护维修 质量。
养护维修效果评价
对养护维修效果进行评价，总结经验教训， 不断完善养护维修策略。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
目的
确保道路具有足够的强度、稳定 性、耐久性和平整度，以提供安 全、舒适、经济的交通运输条件 。
路面设计的重要性
01
02
03
安全性
良好的路面设计可以减少 交通事故的发生，提高行 车安全性。
舒适性
合理的路面设计可以减小 车辆行驶的颠簸和噪音， 提高行车舒适性。
经济性
优化路面设计可以延长道 路使用寿命，减少维修和 养护成本，具有良好的经 济效益。
路面设计方法
目 录
国内外水泥混凝土路面设计方法比较
国内外水泥混凝土路面设计方法比较学院: 材料科学与工程学院专业: \姓名: \■学号: \指导教师：\国内外水泥混凝土路面设计方法比较摘要：世界各国对水泥混凝土路面的设计有着不同的标准与方法，设计过程大都考虑交通荷载、材料特性以及环境条件等因素的影响，而中国由于混凝土路面设计起步较晚，设计方法主要依赖于理论计算，未能充分考虑路面实际使用情况，并且一些水泥混凝土路面确实已经出现不同程度的结构性破坏和功能性缺陷。
该文拟对中国以各方面的设计过程为基础和各国的设计经验为依据的水泥混凝土路面设计方法进行对比，为中国水泥混凝土路面设计方法的完善提供一些可供借鉴的经验。
关键词：混凝土路面；设计方法；设计标准Compared with the design method of cement concretepavement at home and abroadAbstract: the design of cement concrete pavement of the countries in the world have different standards and methods, the design process to consider most of the traffic load, material properties and environmental conditions and other factors, and China due to concrete pavement design started late, the design method mainly depends on the theoretical calculation, failed to give full consideration to the actual use of cement concrete pavement, and some the road has indeed seen structural damage and functional defects in different degrees. This paper intends to China in all aspects of the design process for the design experience and national comparison for cement concrete pavement design method based on the design method of cement concrete pavement China. To provide some experience for reference to perfect.Keywords: concrete pavement; design method; design standarda 、八 10 前言水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式，具有刚度大、承载能力强、耐久性好、稳定性好以及日常维护费用低等优点而得到了广泛的应用。
国外修路最佳方法
国外修路最佳方法在现代化国家中，修路是建设和发展的重要组成部分。
由于路面使用频繁和天气等因素的影响，道路的保养和维修工作必须随时随地地进行。
为了实现道路的高效维护和修复，不同国家采用了不同的方法和技术。
本文将介绍国外修路最佳方法。
1.冷补在美国和欧洲的一些国家，特别是在北欧国家，冷补是最常见的修路方法。
这种方法是在道路损坏的区域喷洒一种特殊的粘合材料，然后再撒上一层特制的石子。
在粘合材料固化后，就可以形成一层新的路面。
这种方法的优点是成本低、时间短、使用方便，同时还可以缩短交通中断的时间，尤其是在城市道路场合中使用效果更佳。
2. 高速公路路面加固高速公路是道路建设中最重要的一部分，也是许多国家公路交通网络中的主干道路。
对于高速公路而言，路面应该具有更高的承载能力和稳定性，因此在修建时，为使路面更耐用，需要对路面进行加固。
在美国、欧洲和亚洲一些国家，通常采用岩石、水泥、沥青等耐久材料，做成更耐用的路面。
3. 预制板道路在新西兰、澳大利亚和北欧国家中，预制板道路是最常见的道路修建方法之一。
这种方法的优点是快速、经济、稳定。
它可以在短时间内建立一条全新的路面，建造时间和使用费用大大降低。
预制板道路的使用说明，将可以提高公路建设的效率，提高公路网络的整体质量。
4. 土工格栅在澳大利亚、欧洲和美国一些地区，土工格栅是一种具有保护和加固性能的新型路面材料。
它是由高强度聚酯芯组成的，具有优异的抗压、抗拉强度和耐候性能。
此材料可以用于防止土壤侵蚀和在泥石流或洪水中稳定路基。
因此，在繁忙的城市道路中，土工格栅可以在减少道路停断时间的情况下，提高道路和沿线设施的耐用性和可靠性。
综上所述，国外修路最佳方法总的来说有四种：冷补、高速公路路面加固、预制板道路和土工格栅。
每一种方法都有其独特之处，能够为公路交通的建设和发展提供更好的方案和技术支持。
然而，以上方法不能避免公路的损坏，只能延缓公路的退化。
因此，防止损坏和维护工作同样重要。
国外水泥路面设计方法简介
国外水泥路面设计方法简介摘要：目前世界各国的混凝土路面设计方法都是以弹性地基板的荷载应力、温度应力分析方法为基本理论，以混凝土路面板的弯拉应力作为极限状态和设计控制指标。
本文主要介绍了前苏联舍赫捷尔法、美国PCA设计方法以及日本设计方法，并分别评述了各自的特点。
关键词：水泥路面；舍赫捷尔法；PCA法；日本设计方法0 前言世界各国关于水泥路面设计的理论与方法的各主要组成部分，数十年来被不断的改进与完善，设计方法也更加符合工程实际。
在荷载图示方面，最早才用静力作用点荷载，后来提出了静力作用均布面荷载（如圆形、椭圆形、圆头举行荷载等）；在地基模型方面，一般均采用温克勒地基模型和弹性半空间均质地基模型，至今仍然是世界各国设计方法的基础；在路面板的形态方面，威斯特卡德最早提出了温克勒地基上矩形板在特定加载位置下，荷载应力的求解方法。
后来提出了半空间弹性地基上无限大圆板的求解方法。
随着计算机应用和有限元分析的推官，提出了有限尺寸板在各种模型地基支承下，任意荷载位置的荷载应力求解方法，以及各种不同边界传力条件下的解算方法。
20世纪80年代工程结构设计提出以概率法替代定值法，引入可靠度概念，对于混凝土路面设计，引入可靠度后的设计方法仍然以路面板的极限疲劳弯拉应力作为极限状态指标。
交媾分析的理论基础与分析方法仍然没有本质的变化。
1 前苏联设计方法苏联水泥混凝土路面建筑的发展从本世纪30年代开始。
1937年，在莫斯科至明斯克公路干线的局部路段，第一次铺筑水泥混凝土路面。
1950年以后，水泥混凝土路面建筑的规模逐渐扩大，如罗斯托夫一哈尔科夫一基辅的公路干线以及全长108km的莫斯科环行公路等，都全部采用水泥混凝土路面。
之后，由于公路运输车辆荷载与飞机荷载的增大，水泥混凝土路面与机场道面在苏联使用极其普遍，最近对于预应力混凝土路面、连续配筋混凝上路面等特种路面的发展也极为重视。
苏联在大规模发展水泥混凝土路面与机场道面建筑的同时，系统地开展了有关混凝土路面设计、施工、材料等方面的科学研究工作。
路面设计原理与方法
路面设计原理与方法路面设计原理与方法1．柔性路面，刚性路面定义，结构特性，二者在设计理论与方法上有何主要区别在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中、低级路面结构，因具有较大的塑性变形能力而称这类结构为柔性路面。
它的总体结构刚度较小，刚性路面采用波特兰水泥混凝土建造，用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。
它的分析采用板体理论，不用层状理论。
板体理论是层状理论的简化模型。
它假设混凝土板是中等厚度的平板，其截面在弯曲前和弯曲后均保持平面形状。
如果车轮荷载作用在板中，无论是板体理论，还是层状理论均可采用，两者将得到几乎相同的弯拉应力和应变。
如果车轮荷载作用在板边，假定离板边距离小于0.61m（2ft），只能用板体理论分析刚性路面。
层状理论之所以适用于柔性路面而不适合于刚性路面，是因为水泥混凝土的刚性比HMA大得多，荷载分布的范围很大。
而且刚性路面有接缝存在，这也使得层状理论不能适用。
刚性路面和柔性路面不同，刚性路面可以直接铺设在压实的土基上，或者铺设在加铺的粒料或稳定材料层上。
柔性路面设计以层状理论为基础，假设各层在水平方向是无限的，且是连续的。
刚性路面由于板的刚度大和存在接缝，设计基础采用板体理论。
如果荷载作用在板中，层状理论同样也能用于刚性路面设计中。
2．机场道面、道路路面各有什么特点。
二者在功能和构造方面有什么主要区别？各自的设计原理与方法有什么相同点和不同点机场道面的功能性能包括平整度、抗滑性能(对于跑道和快滑道)、纵横坡和排水性能等。
道面使用要求：具有足够的结构强度表面具有足够的抗滑能力表面具有良好的平整度面层或表层无碎屑机场道面是指在民用航空运输机场飞行区范围内供飞机运行使用的铺筑在跑道、滑行道、站坪、停机坪上的结构物。
由于飞机运行方式对安全使用的要求高、飞机荷载重量和轮胎接地压力大于车辆荷载等原因，机场道面一般采用热拌热铺沥青混凝土。
最多采用的热拌沥青混凝土结构是连续式密级配沥青混凝土，也有少数OGFC，SMA的应用也较为广泛。
国内外长寿命沥青路面设计方法的分析
国内外长寿命沥青路面设计方法的分析摘要：根据国内外沥青路面现有的设计体系，针对现行的设计方法和路面实践中遇到的问题，笔者结合多年经验，并分别从力学、设计思想、因素和寿命周期等方面，提出一些我国沥青路面设计的建议。
关键词：沥青路面结构层材料设计Abstract: according to the domestic and foreign existing design system of the asphalt pavement, in the current design method and pavement problems in the practice, the author combined with years experience, and separately from mechanics, design idea, factors and life cycle, etc, the paper puts forward some Suggestions of the asphalt pavement design in our country.Key words: the asphalt pavement structure layer material design随着近年来汽车量的不断增加，交通负荷也不断加重，长寿命的沥青路面设计方法在我国使用长寿路面尤为重要。
在沥青路面结构发展的过程中，新结构的出现总是对应于设计方法的发展。
纵观世界各国沥青路面设计状况，大多依据对沥青路面结构行为的认识与经济发展水平制定出了相应的设计方法。
长寿命沥青路面的概念最早起源于欧洲．随后，在美国得到了进一步的发展，借鉴国外长寿命路面实践经验，来研究分析国内高级公路长寿命沥青路面结构设计的影响因素。
1、沥青路面结构要求国外20世纪60年代以来修建了大量全厚式沥青混凝土路面和深层高强沥青混凝土路面，其中设计、施工良好的路面表现了很好的性能，提供了良好的长期服务性能。
我国沥青路面设计方法及典型实例
我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论6 - j - 6 -1 - 6 - §[ - 62、设计指标和要求；（1 ）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值仏小于或等于设计弯沉值\h\（2 ）轮隙中心下（C点昌）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力4〕3、弯沉概念（1 ）回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。
（2 ）残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
（3 ）总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉+残余弯沉）。
（4）容许弯沉：路面设计使用期末不利季节，标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
（5）设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下，标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定；（1 ）贝克曼法：传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目前为规范规定的标准方法。
（2 ）自动弯沉仪法：利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
（3 ）落锤弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算路面的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克曼进行标定换算。
沥青路面按外观划分的性能等级外观導级外观状抚路面表画外观特征 一坚实、平整、无裂纹、无变形 二 较好 平整、无变形、少量发裂= 申 平整、无变形、有少量纵向或不规则裂纹 四较坏 无明显变散有较多纵橫向裂纹或局部网裂 五坏连片严更龟的)裂或拌有车辙，也陷(1 )我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态，以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界 标准，从表中所列的外观特征可知，这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2) 对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现，外观等级数愈高，弯沉值愈大，并且外观等 级同弯沉值大小有着明显的联系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2021/3/9
34
1.2 AI设计方法
2021/3/9
35
1.2 AI设计方法
温度
沥青层内月平均路面温度
M M P T = M M A T 1 +z+ 14 z3 446
z——路面深度（英寸） z=1/3沥青层厚
2021/3/9
36
1.2 AI设计方法
材料特性
① AC动态模量
E F (P 2 0 0,f,V v, 7 0 ,F ,T ,V b)
19
0
1.1 SHELL设计方法
❖ 4、沥青层各分层的平均应力
❖ 0 ——轮胎压力
❖ i ——第i层上、下面垂直位移差
❖E 1 i ——第i层模量
2021/3/9
20
1.1 SHELL设计方法
❖ 4、车辙的计算
i
h1i 平均i
E1i
Cm
C m ——动态影响修正系数
因RD发生在高温季节，以Sm代E
2021/3/9
42
1.3 AASHTO设计方法
❖ AASHO试验路 时间: 50年代 地点: Ottawa, Illinois 58～61年 美 伊利诺斯州 6个环道实验 第一环 不行车
第二环 行轻车 三到六 实验路段
284段不同结构组合的FP 得264种RP 22辆轻型货车和104辆牵引车与半挂车 在实验
2021/3/9
5
1.1 SHELL设计方法
荷载与交通 温度与湿度 材料特性
设计 参数
2021/3/9
11
1.1 SHELL设计方法
❖ 荷载
❖ 80KN 单轴重20KN 接地压力P=0.6MPa σ=10.5cm d=21cm 速度50～60㎞/h 加荷时间 0.02s
❖ 轴载换算
F2.4108Li4(8L0i )4
路上每天行驶15小时 共做了1114000（一百一 十一万四千次）
2021/3/9
43
1.3 AASHTO设计方法
❖ AASHO 试验路的主要成果 提出了服务能力PSI的概念 提出了ESAL的概念 提出了结构数(SN) 的概念 提出了简化的设计回归方程
2021/3/9
44
1.3 AASHTO设计方法
❖ 优点
❖ 在路面力学模型方面，虽然以弹性层状体系理论为基础，但考虑了 材料的非线性和粘弹性特性，在研究过程中曾以非线性层状体系理 论和粘弹性理论来进行对比分析，对理论在设计中的适用性又做了 大量验证工作，在理论上较为完善。
❖ 电算程序功能较为齐全，可计算多种层间接触条件下的任意点的应 力、应变和位移。又能考虑粒状材料的非线性。
1986和1993
lo 4 g .2p t
lo W t1 g8 9 .3l6 oSg N 1 0 .2 0 0 .4 0 4 S .2 1 1 N .1 5 0 5 .19 9 2 .4 3l2 o M g R 8 .0 7
2021/3/9
47
1.3 AASHTO设计方法
N——18KP作用时等效的单轴作用次数
E ——沥青混合料的劲度模量S
c 10M
V v ——空隙率
V b ——沥青体积率
2021/3/9
M4.84VvVbVb
0.69
31
1.2 AI设计方法
路基表面的垂直压应变
b
N
a
1
c
c
l( 1 N
)m
l,m——系数，与设计方法有关
2021/3/9
32
•1981年9月的第九版，提出了以弹性层理论及经验的破坏准则为基础的 力学一经验设计方法，可用于设计全厚式沥青路面和深层高强沥青路面。
•1983年进行了MS-1修订，提出了专门的设计程序CP-1 DAMA，并研 制了能覆盖二个不同温度范围的系列设计图表，然而代表美国很大一部分 地区的只有一张图表。
•1991年又提出了MS-1第九版的修正版和新的CP-1 DAMA程序，包括 了三个不同温度区范围的路面厚度设计。
2021/3/9
15
1.1 SHELL设计方法
❖ 车辙
❖ 1、影响因素
▪ 沥青层厚度 ▪ 沥青劲度中的粘滞度部分 ▪ 交通量 ▪ 沥青层平均压力
实验室得到
应用到路上，加入Cm（动载修正系数）
2021/3/9
16
1.1 SHELL设计方法
2、轴载换算(车辙等效，基于原等效轴次的换算)
A——比例系数，随沥青混合料及沥青的劲度而变，查下图
2_国内外典型路面设计方法
1、柔性路面设计方法
典型柔性路 面设计方法
理论法 SHELL 法
AI法 前苏联法 其他设计方法
2021/3/9
经验法 AASHTO法 CBR设计法
日本设计法 英国设计法
2
1、柔性路面设计方法
2021/3/9
▪1
SHELL设计方法
▪2
AI设计方法
▪3
AASHTO设计方法
▪4
2021/3/9
45
Top-Down 裂缝
1.3 AASHTO设计方法
交通 B
时间约束 A
设计变量
C 可靠度
服务能力 E
D 环境影响
2021/3/9
46
1.3 AASHTO设计方法
AASHTO试验路基本方程式
19l72oW gt18 9.36 loS gN 10.20 0.4 lo 0 g 4 4..2 21 1 0 p .5 t59 . 14 9 SN 1
以现时服务能力指数PSI为设计标准
设计考虑因素
路面临界 状态指标
设计交通量
土基承载力
地区系数
2021/3/9
51
1.3 AASHTO设计方法
2021/3/9
41
1.2 AI设计方法
评述
AI法吸收了各国有关路面设计方法的重大科研成果，把第七版和第八版所用的 结构使用性能和功能特性（PSI）结合起来。在设计中采用了材料的动态弹性模 量，与实际较符。
未考虑各项指标的叠加效果，没有一个综合指标，仅考虑了温度对材料的影响， 而未考虑湿度的影响，且当沥青较薄，交通量小时，设计结果较为保守，所以适 用于较厚的混凝土层。
❖ 在荷载图式方面，既有垂直荷载又考虑了汽车在刹车、转弯时的水 平力。
❖ 设计指标方面采用了六项标准，用于控制各种路面破坏现象。 ❖ 设计曲线使用方便，基本不再依赖实验室试验就可进行设计。
2021/3/9
23
1.1 SHELL设计方法
❖ 缺点
❖ 车辙预估模型无法说明使用改性沥青对减少新建路面车辙的效果。 ❖ 轴载换算以等量的轮胎接触压力为基础，因此无法解释轴载不同，
CBR设计方法
港口道路、堆场铺面设计方 法
▪5
▪6
英国港口及其他工业重型铺面设计方法
3
2021/3/9
2、刚性路面设计方法
1
AASHTO设计方法
2
PCA设计方法
3
日本设计方法
4 港口道路、堆场铺面设计方法
5
英国港口铺面设计方法
4
1.1 SHELL设计方法
❖ 路面模型
▪ 把路面当作一种多层线形弹性体系，其中各层材料用弹 性模量E和泊松比μ表征。在基本设计方法中，路面结构 假定为层间接触连续的三层体系，下层为路基，中间层 为粒料或水泥稳定类基层和垫层，上层为沥青层，包括 表面层、结合层和下面层。
2021/3/9
26
1.2 AI设计方法
2021/3/9
27
设 计 准 则
2021/3/9
1.2 AI设计方法 疲劳准则
永久变形准则
28
1.2 AI设计方法
1
沥青层底面 的水平拉应
变εt
2
路基表面 的竖向 应变εc
2021/3/9
设计指标
29
1.2 AI设计方法
沥青层底面拉应变
b
N
a
1
t
•MS-1(thickness design-asphalt pavement for highways and streets)是 美国地沥青学会(AI)出版的公路及城市道路沥青路面厚度设计方法手册。
2021/3/9
25
1.2 AI设计方法
理论基础：
把路面看成多层弹性体系，各层材料以弹性模量和泊松 比表征，并考虑了沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性等特 征。
1.2 AI设计方法
荷载 温度
A
B 沥青混合料动
态模量或回
弹模量
设计参数
C
D
土基回弹模量
2021/3/9
33
1.2 AI设计方法
荷载
采用结构系数 SN=5 耐用指数 Pt=2.5 时情况
E A L ( 车 辆 数 卡 车 系 数 )
Equivalent Axle load ESAL Single 计算或查下表
L i 拟换算轴载
2021/3/9
12
1.1 SHELL设计方法
❖ 温度 ❖ 建立平均温度（年加权平均气温）与沥青层温度的关系
❖ 湿度 ❖ 取最不利季节参数
2021/3/9
13
1.1 SHELL设计方法
❖ 材料特性
①路基
E 3 1 7 C 0 N m B 2 1 C R 0 M B m 2 N R
W18 以18klbf 为标准轴的累计轴数； M R 土基回弹模量； 保证率系数；
估计交通量的标准差；
SN 路面结构数
SN a1D1 a 2 D2m2 a3D3m3
D1、D2、D3 分别为面层、基层、底 基层厚度（ in）
a1、a2、a3 分别为面层、基层、底 基层的结构层系数