2001年12月版日本《路面设计施工指针》关于沥青路面设计方法简介
沥青路面设计的新方法——长寿命沥青路面 精品
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路面
文/佐久利
长寿命沥青路面的概念及 特性
长寿命沥青路面(perpetual asphalt pavement)是国际沥青路面界提出的新 技术。国外20世纪60年代以来修建了 大量全厚式路面和深层高强沥青路面; 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。 全厚式路面是指沥青路面层直接建筑在 处治的或未处治的土基上, 深层高强 沥青路面则直接铺筑在粒料基层上。这 类路面的特点是路面的总厚度小于传统 上采用的沥青面层较薄的路面结构的厚 度,基本上消除了传统上普遍存在的疲 劳损坏, 路面的损坏只发生在路面的 上部。以此为基础, 提出了长寿命的 概念。长寿命路面并不是一直不损坏, 而是指路面的损坏仅发生在路面的上
长寿命路面试验路结构设计
路面典型结构组合
为了对长寿命路面进行研究,2003 年,同济大学在广东云浮修建了试验路 段,其中典型结构组合情况见表 1。
各层材料
磨耗层采用改性沥青、SMA—13 级配,掺加3‰的木质素纤维。中间层 厚度设计成抗车辙的高模量沥青混合 料,采用 SAC20-I级配,级配曲线取 偏粗的下限,沥青用量取偏少的下限, 掺加 1%橡胶粉改性。下层的厚度为15 cm,设计成抗疲劳的沥青混合料,采 用AC25-I型级配 ,级配曲线取偏细的 上限,沥青用量取偏多的上限。
长寿命路面的设计特点有以下几 点: ①沥青面层厚度大;②服务周期长 (超过50 年);③维修方便且费用低。
在设计思路上,必须按功能合理 设计结构层,其基本前提为:HMA 路 面足够厚,以消除自下而上的路面结构 破坏;路面必须有合适的厚度和刚度以 抵抗变形功能;具有足够厚度和良好性 能以抵抗自基层底的疲劳开裂; 上面层 设计主要考虑抗车辙能力和抗磨耗能 力; 中间层设计主要考虑抗车辙能力;基 层设计主要考虑抗疲劳能力。
浅析国内外沥青路面设计方法
经验法主要是以经验或试验为依据( 实验路和实验观测) 。纯经 组成输入力学计算程序。计算关键位置的应力和应变 , 如双轮中心处 验公路结构设计公式仅仅是基于对公路陛能及使用历史 的观察而作 面层底部的拉应变和路基顶部的压应变。利用应力和应变结果 , 进而 出的判断。 一般在加速道路试验过程中确定公式。 其中最著名的经验 计算破坏容许载荷次数和计算条件下地载荷次数。 对每—季节条件和  ̄ t% 4 7法有美国加州承载比法(B 法) C R 和美国各州公路和运输工作 每一种载荷组成进 塞 代计算, 并累计破坏指数 。 如果破坏指数大于 者协会柔l 面设计法( A H O法 ) A ST 。 单位 l , 则表明结构破坏, 因此调整初始厚度 , 重新计算累计破坏指数。
1 美国加州承载比法。美国加州承载比法( . 1 以下简称 C R法) B 是以 i t Ri ̄程的主要特征是迭代循环。第一次迭代循环针对气候条 C R值作为路基土和路 面材料( B 主要是粒料 ) 的性质指标 , 通过对 已 件, 给定载荷组成, 改变每层的材料 陛质。第二次迭代针对载荷组成 。
分数表示。 国 在 外常采用 C R B 值作为路面材料和路基土的设计参数。 2 壳牌公司柔性 . 1 潞面{ 怯。壳牌 柔性 / 公司 潞面设 叶 ( 下简称 j砝 以 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 Se 法) hl 是由英、 l 荷壳牌石油公司研究E研究、 吁 完善和启用的基于力学 提出的 C R指标 已经作为路面材料的一种参数指标并得到了广泛 的 分析的设计方法。 hl B Se 法把路面当 l 成一种多层线弹l 各层材料以 生 . 体, 应用。 动态模量表征, 以厚度、 模量和泊松比表 示路面特征。hl Se 设计法考虑 l 1 美国各州公路和运输工作者协会柔性路面设计法。美国各州公 了两项主要标准和两项次要标准。 . 2 两项主要标准是沥青层底面的拉应 路和运输工作者协会柔眭路面设计法 ( 以下简称 A S T A H O法)是在 变和路基顶面的竖向 压应变。 两项次要标准是水泥稳定类材料底面的 15 年到 16 年间 A S T 98 92 A H O试验路的基础上建立的。整理试验路 弯压力和路表面的 永久变形。 该方法设计简 容易操作。 单, 在考虑温度 的实验观测数据, 得到了路面结构—轴载—使用性能三者之间的试验 影响时 , 提出了加权年平均温度概念 , 了 考虑 一年不同时期的湿度对 关系式。路面结构中的路基土采用回弹模量表征其 I , 生 路面结构层 材料特征的影响程度。但本方法对路面模型做了很多限制, 顷 和实际 隋
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。
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]。
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。
沥青路面设计步骤
沥青路面
一、沥青路面的设计方法和理论
设计方法的分类 1、经验,半经验法——使用经验或试验路结果为依 据 2、理论法——以弹性理论为基础,并由试验确定计 算参数的力学方法,综合考虑了车辆荷载,交通 量,环境因素以及材料特性影响。 我国沥青路面设计方法属于第2种
二、我国沥青路面的设计理论
公路沥青路面设计规范采用双圆垂直均布荷载作 用下的多层弹性层状体系理论,以设计弯沉值为 路面整体刚度的设计指标,计算路面结构层厚度。 对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土 面层和半刚性材料基层、底基层应进行弯拉应力 验算。 用多层弹性体系理论进行路面结构计算时,应考 虑各层间接触的条件。我国现行规范采用完全连 续体系为层间接触条件。
路面改造方案及新老路面拼接
新建路面结构
半刚性基层的强基 厚面式路面,既有半刚 性基层整体性强的优点, 又通过加大面层厚度抑 制了半刚性基层裂缝对 面层的影响,故值得继 续推广应用。
SMA13 SUP20
(4cm) (8cm)
SUP25
(8cm)
(36cm) (20cm)
水稳碎石 水稳再生料
1、结构组合设计原则
2、结构组合设计的基本步骤:
1)沥青面层结构
(1)沥青面层分层 沥青面层直接经受车轮荷载反复作用和各种自然因素的影响, 并将荷载传递到基层及以下的结构层。沥青面层可分为单层、 双层、三层结构。双层结构分为表面层、下面层;三层结构分 为表面层、中面层、下面层。 表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的性能;中、下 面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水的性能; 下面层应具有耐疲劳开裂的性能。 高速公路、一级公路一般选择三层沥青面层结构;二级、三级 公路一般选用双层结构;三级、四级公路一般可采用双层沥青 表面处治结构。
最新-沥青路面结构设计理念及应用 精品
沥青路面结构设计理念及应用摘要近年来,随着我国经济的快速发展,公路运输交通量日益增长,车辆大型化、重载、超载等现象屡见不鲜,致使我国公路寿命使用越来越短,很多公路在使用两三年内就出现了大面积的车辙、开裂、路面下陷、泛油等破损现象。
相比之下,国外的公路使用寿命则日渐延长,有些学者甚至提出了永久性和长寿命路面的设计理念,这种理念在现实实践中也取得了很大的实践成功。
本文通过对国外成功案例的研究,对永久性沥青路面结构设计理念进行了初步探索,同时也从我国成功案例进行深入探讨,这对我国改进公路设计,延长公路使用寿命具有指导意义。
关键词永久性沥青路面;设计理念;工程应用永久性沥青路面又被称为长寿命沥青路面,它是普通的全厚式沥青路面的延伸和升级。
永久性沥青路面的维护不同于普通的沥青路面,它只需要定期进行表面修复,罩面修复,在使用年限内不需要大的结构性重建。
它不仅具有全厚式沥青路面的优势,而且在材料选择,混合料设计,性能试验以及路面结构设计等方面也做出了改进,以获得长年限路面的使用性能,达到更加经济的效果。
一、结构原理永久性沥青路面的结构原理是基于厚沥青层路面的受力特点和破坏模式。
为了使沥青公路的使用寿命达到30年——40年,甚至更久,一方面沥青路面的材料具有耐劳极限强度。
在交通载荷量的作用下,永久性沥青路面大大增强了路面的载荷能力,确保沥青层的承受力大于车辆载荷量,这样路面不会产生疲劳破坏,从未达到长久使用效果。
另一方面,在路面极限荷载的条件下,路基产生的竖向变形程度较小,保证不发生结构性的破坏。
为了实现永久性沥青路长久使用的效果,沥青层层面必须严格要求,其路面层面主要有3层热拌沥青混合物组成,即可重复修复的表面层、性能良好的沥青中间层、抗疲劳的地面层,每一层必须严格控制,只有这样才能真正实现沥青路面的长寿命。
二、结构层的功能永久性沥青路的路面结构是严格按每一层功能来设置每一层结构,如基层的抗疲劳性,抗车辙,中层的稳固性和牢固性,这就要求材料的选择及其设计,性能测试都必须有所区别,有针对性,有目的性的进行。
沥青路面设计方法
沥青路面设计方法
沥青路面设计方法包括以下几个步骤:
1. 交通流量测量和分析:根据道路的位置、车辆流量和行驶速度等数据进行测量和分析,确定道路的交通流量状况。
2. 路面维护评估:评估路面的状况,包括裂缝、坑洞、陷水等问题,并确定维护措施,如填补裂缝、修复坑洞等。
3. 特殊路段设计:对于有特殊要求的路段,如弯道、上下坡和交叉口等,需要根据实际情况进行设计,以确保车辆安全通行。
4. 路面结构设计:根据交通流量和土壤情况,确定适当的道路结构层次,包括基层、底层、中层和面层。
5. 沥青混凝土配方设计:根据路面结构要求和材料性能,确定适当的沥青混凝土配方,包括沥青含量、骨料种类和粒级等。
6. 施工方法选择:根据材料和设备的可用性、现场条件和工期等因素,选择适当的施工方法,包括浇筑、铺设和压实等。
7. 质量控制:施工过程中需要进行质量控制,包括原材料的检验、施工参数的
监测和质量验收等,以确保路面的质量符合设计要求。
综上所述,沥青路面设计方法是一个综合考虑交通流量、路面状况、路段要求、结构设计、配方设计、施工方法和质量控制等多个因素的工程设计过程。
沥青混凝土路面高性能微表处施工工法
沥青混凝土路面高性能微表处施工工法沥青混凝土路面高性能微表处施工工法一、前言沥青混凝土路面是目前道路建设中常见的路面类型之一,其高性能微表处施工工法是一种应用于沥青混凝土路面修补和维护的先进工艺。
该工法以提高路面的平整度和耐久性为目标,通过特殊的施工方法和技术措施,能够使路面在长期使用和各种环境条件下保持良好的性能。
二、工法特点该工法的特点主要有以下几点:1. 高精度:通过采用精确的施工工艺和材料,能够在微表面层实现高度平整和精确控制的施工。
2. 耐久性强:采用优质的沥青混凝土材料,加强路面的耐久性和抗疲劳性,延长路面使用寿命。
3. 修补效果好:能够对路面的微裂缝、坑洼等进行精细修复,达到平整度和外观的要求。
4. 施工周期短:采用高效的施工工艺和机械化设备,能够大幅度缩短施工周期,提高工作效率。
三、适应范围该工法适用于各类沥青混凝土路面的高性能微表面修补和维护,包括城市道路、高速公路、停车场等各种道路类型。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要是通过采取合理的施工工法和技术措施,来满足路面平整度、耐久性和外观等方面的要求。
具体包括以下几点:1. 路面准备:清理路面,修补埋藏物和裂缝,确保基层的平整度和稳定性。
2. 材料选择:选择适合路面的高性能沥青混凝土材料,包括路面基层和微表层的选择。
3. 施工工艺:采用微表拉毛工艺、微表摊铺工艺等特殊的施工工艺,保证路面的平整度和光滑度。
4. 质量控制:通过严格控制施工工艺和质量检测,确保施工过程中的质量符合设计要求。
5. 养护管理:对施工完工后的沥青混凝土路面进行养护管理,保持路面的良好状态和性能。
五、施工工艺施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 路面准备:清理路面、修补裂缝和坑洼。
2. 选材准备:选择适合的沥青混凝土材料,包括基层材料和微表材料。
3. 施工准备:准备施工用的机具设备、调配混凝土等。
4. 施工过程:包括微表拉毛、微表摊铺等工艺的具体施工过程。
5. 施工检测:对施工完成的路面进行质量检测,确保施工质量。
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沥青路面是目前我国常见的道路铺设材料之一,它具有使用方便、维护成本低廉、使用寿命长等优点,在城市道路和高速公路中被广泛应用。
本文将重点介绍我国沥青路面的设计方法和一些典型实例。
一、沥青路面设计方法1.路面层厚度设计:沥青路面的设计首先需要确定其层厚度。
根据路面的设计标准和相应的道路使用等级,可以采用经验公式、试验和数学模型计算得到合适的层厚。
一般情况下,沥青路面的总厚度包括基层、底基层、底面、粗石层和面层。
2.沥青混合料设计:沥青路面的面层多采用沥青混合料,其设计方法主要包括配合比设计和级配设计两种。
配合比设计通过确定沥青、石料、骨料和填料的配合比例,保证混合料的力学性能和耐久性能。
级配设计则是通过确定石料或骨料的级配曲线,使得混合料在不同粒径下的力学性能均能满足要求。
3.施工质量控制:沥青路面的施工质量对其使用寿命和性能有着重要影响。
在施工过程中需要加强对各个层次的控制,包括基层的夯实度、底面的平整度、沥青混合料的铺设厚度和密实度等。
此外,还需要合理控制施工温度和加水量,以确保沥青路面的质量。
二、典型实例1.北京五环路改扩建工程:该工程是对北京市五环路进行改扩建的项目,施工中采用了多层沥青路面结构。
在路面设计中,根据道路使用等级和设计标准,确定了各个层次的厚度,采用了橡胶改性沥青混合料作为面层材料,提高了路面的耐久性和抗裂性。
2.上海市嘉定区高速公路:该高速公路采用了浇筑式沥青混凝土路面结构。
设计时,根据高速公路的使用要求,确定了合适的路面层厚度和沥青混凝土的配合比。
施工过程中,严格控制了石料级配和混合料的施工温度,保证了路面的质量。
3.广州市岭南高速公路:该高速公路采用了悬浮式沥青混凝土路面结构。
在设计过程中,考虑到高速公路的往返快车道和法兰带,采用了不同的路面结构和厚度。
施工中,采取了分层施工和层间养护的方式,确保了沥青路面的平整度和耐久性。
通过上述典型实例,我们可以看到,在沥青路面设计中,需要综合考虑道路使用等级、设计标准、材料性能和施工工艺等因素,以确保沥青路面具有良好的耐久性和使用性能。
沥青路面设计步骤全解61页PPT
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
沥青路面设计步骤全解
51、没远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现,法律就是这样 一种的 网,触 犯法律 的人, 小的可 以穿网 而过, 大的可 以破网 而出, 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏,庇 护着我 们大家 ;它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
第九章 国外道路设计简介
二.各国沥青路面设计流程 1.中国 (1)根据设计任务书的要求,确定路面等级和面层类型,计算设计年限内设计车道的
累计标准轴次 Ne 和设计弯沉值ld。
ld = 600Ne−2 • Ac • As • Ab
其中:
13
Ne- 设计年限内一个车道上标准轴载累计作用次数; Ac- 公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0,二级公路为1.1; As- 面层类型系数,沥青混凝土面层为1.0; Ab —基层系数 (2)按路基土的类型和干湿类型,将路基划分为若干路段,确定各路段的土基回弹模
三.《路面设计施工指南》(经验-理论设计方法)介绍 1.组成:前言;工程计划;设计;施工;人行道和自行车道设计材料;道路性能的 确定。 2.性能规定介绍
4
(1) 性能规定的 3 种方法
(2) 路面性能规定例子:疲劳破坏寿命;塑性变形量;平整度;透水性,等 3.道路工程计划:对环境,循环使用寿命;的考虑 4.路面性能指标:
9.3 壳牌道路设计方法简介
壳牌沥青路面设计方法是由壳牌公司于 1963 年提出的基于弹性层状理论的路面设 计方法,其功能包括沥青及沥青混合料力学性能预测,路面结构应力应变分析,新建路 面沥青层厚度的确定,路面车辙深度的确定,路面车辙深度的预测以及旧路罩面设计。 该设计方法经历了由图表化向计算机程序化的转变,所开发的沥青路面设计智能软件包 (SPDM-PC)已得到了广泛的应用。
九.国外道路设计简介
9.1 日本路面设计方法简介
一.日本道路设计简介 1951 年日本制定了第一个道路建设 5 年计划,10 个 5 年计划后,道路总里程达到
78 万公里。 日本道路协会于 1950 年出版第一版《沥青道路铺装要纲》,1962 年,1975 年,1978 年,1988 年 1992 年改版发行。沥青路面方面的主要技术标准:《沥青道路铺 装要纲》、《排水沥青路面技术指南》、《厂拌旧沥青混合料再生技术指南》、《路上 面层再生工法技术指南》、《路上基层再生技术指南》、《碾压混凝土路面技术指南》 、 《沥青路面试验方法便览》等等。2001 年出版了《路面设计施工指南》,与《沥青道路 铺装要纲》并行使用,并逐渐代替后者。在《路面设计施工指南》中主要导入了“性能 规定”的设计施工思想,施工的自由度大;再生利用的促进;设计方法的技术改进;等 等。
【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)。
日本路面结构设计简介
2001年12月版《路面设计施工指针》关于沥青路面设计方法的简介2001年7月~12月,日本道路协会颁布了3本全新的规范:(1) 《关于路面结构的技术基准及解释》;(2)《路面设计施工指针》;(3)《路面施工便览》。
其中《关于路面结构的技术基准及解释》是为配合日本国土交通省(原建设省等改制而成)颁布的作为“道路构造令”的部分修订而制订的,由日本国土交通省发布。
这三本新版规范对各种路面的作了新的全面的规定,其中沥青路面部分对1993年颁布的《沥青路面要纲》等原规范无论在材料、设计、施工、质量管理和评定等各方面都作了大幅度的修改和补充。
关于沥青路面的设计的最基本的依据是《关于路面结构的技术基准及解释》。
本文综合这些指针和规范对路面设计作一简单介绍。
1 《关于路面结构的技术指针及解释》要点该指针首次提出沥青路面按照使用性能进行设计和招投标,这些路面性能指标原则上是指施工结束时的值,但当仅仅由施工结束时的值尚不足以反映路面性能时,可以要求以通车一定时间后的值表示。
要求的使用性能要根据当地的地质、气象、交通和土地利用状况制订适宜的值。
路面的最终使用性能的几项指标是:(1)车行道和侧向路缘带必须具有的性能指标,包括疲劳破坏次数、塑性变形轮数和平整度;(2)当需要使雨水顺畅地渗透入路面时,则应在(1)的基础上增加路面的渗透性指标;(3)根据需要制订的指标,如可以追加抗滑性能、防止集料飞散、耐磨耗、减少噪音等等。
关于路面使用性能的标准值,作了如下规定:(1)疲劳破坏次数,以现场加速加载试验的循环作用次数表示,使用年限按公路等级分别有规定,其性能指标目前可采用现场路面的加速加载试验的疲劳试验确认,但还没有标准试验方法;(2)塑性变形轮数,以车辙试验的动稳定度表示;(3)路面的平整度,以3m连续式平整度仪或路面性能高速测定车得到的标准差(σ)表示;(4)表面层的透水系数(适用于排水性路面),采用现场渗水试验方法测定;(5)其他指标。
沥青路面设计与养护技术发展
改性沥青技术指标
技术指标
PG等级
针入度(25℃,100g,5s) (0.1mm)
针入度指数PI 最小
延度(5cm/min,5℃) 最小(cm)
软化点(环球法) 最小 (℃)
闪点(COC)
最小 (℃)
运动粘度135℃,最大 (Pa.s)
溶解度(三氯乙烯) 最小 (%)
弹性恢复(25 oC,10cm) 最小 (%)
100
最大密度线
禁区
控制点
最大 公称 尺寸
最大 尺寸
0
.075 .3
2.36
4.75 9.5 12.5 19.0
筛孔位于筛孔尺寸(mm)的0.45次方位置
NCAT
7
Superpave 集 料 级 配
通过百分率
100
设计集料结构
0
.075 .3
2.36
12.5 19.0
筛孔位于筛孔尺寸(mm)的0.45次方位置
3.1马歇尔混合 料设计方法
马歇尔混合料设计方法
Bruce Marshall 在30年代末为密西西比 州公路局开发
WES 1943年为二战开始研究
评价压实功
击实次数 锤重10磅,双面50次 交通碾压后4%空隙率
建立最初标准,后随冷压和荷载增加而修 订
马歇尔混合料设计方法
优点:
--注意到了体积性质,强度及耐久性 --设备简易价廉 --很容易作为过程控制和接受(QC/QA)
上面层建议不用天然砂。
2、生产配合比设计
• 根据目标配合比、拌和机热料仓配置和材料 实际情况进行设计;
• 生产配合比应尽量接近目标配合比,级配偏 差:0.075mm±1.5%;2.36mm、4.75mm及最
2001年12月版日本《路面设计施工指针》关于沥青路面设计方法简介
2 路面设计的目标
设计目标包括路面的设计年限 、 设计交通量 、 路面 的使用性能指标 、 各性能指标值 。为了确定这些目标 , 必须进行认真的调查 , 尤其是大型车交通量和道路等 级 ,它们是确定标准的主要依据 。 ( 1) 路面的设计年限 路面的设计年限是指在交通荷载的反复作用下 , 路面具有足够整体承载能力的周期 , 它通常是指路面 至出现疲劳开裂的使用年限 。 可是 ,路面在发生疲劳开裂后的初期 ,仍然可以承 受车辆通行 ,所以它和路面已经不能使用的 “寿命” 并 不一致 。而且 ,设计年限与由抗塑性变形 、 平整度 、 透
方法 。 在一般的服务水平下 ,对公路的要求设计交通量 , 相当于可靠度为 50 %的水平 。对预期的设计寿命内 对疲劳破坏有大的影响的情况下 , 需要选用较大的可 靠度 , 如 75 %或者 90 %的水平来确定路面结构 。这 样 ,对应于不同的可靠度 ,就会得出不同的结构断面 。 在 《关于路面结构的技术基准及解释》 中规定的疲 劳破坏轮数是通过对国道实际情况调查的结果得出 的 。各种路面的使用寿命是 20 年 , 而沥青路面采用 T A 法设计时的设计年限为 10 年 , 实际使用寿命比设 计年限要长得多 。也就是说按 10 年设计年限设计的 路面结构的实际使用寿命大大超过 10 年 , 即按 T A 法 设计的沥青路面能够满足所需要的疲劳破坏轮数 。据 调查各种路面使用寿命超过 10 年的概率是 82. 6 %~ 93 % ,相当于可靠度超过 90 % 。 在路面厚度设计时 , 是以路面厚度不得低于根据 路床 CB R 及疲劳破坏轮数确定的等值换算厚度 T A 确定的 。由上调查得出的 T A 法计算式的可靠度如下 所示 。 相应于可靠度为 90 %时 , 0 . 16 0. 3 ( 4 - 1) T A = 3 . 84 N / CB R 相应于可靠度为 75 %时 , T A = 3 . 43 N 0 . 16 / CB R 0. 3 相应于可靠度为 50 %时 ,
公路沥青路面设计方法
公路沥青路面设计方法设计理论公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,计算路面结构厚度,并对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。
设计流程1.根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许弯拉应力.2.按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段,确定各个路段土基回弹模量设计值.3.参与本地区的经验拟定几种可行的路面结构组合和厚度方案,根据工程选用的材料进行配合比试验,测定个结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层的设计参数。
4.根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。
5.对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求(本次设计不考虑冻害)。
轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 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)轴载换算轴载换算的计算公式:N= 4.35121()ki i i PC C n P =∑ (7-1)计算结果列于下表:2)累计当量轴次根据设计规范,二级公路沥青路面的设计年限取12年,双车道的车道系数取0.6,年平均增长率=5.4%γ.累计当量轴次:()()'112113651 5.4%1365×885.380.631587275.4%t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯=(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,结果列于下表:注:轴载小于50kN 的轴载作用不计2)累计当量轴次()()'112113651 5.4%1365×505.650.61807550()5.4%t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯=次4结构组合与材料选取1。
我国沥青路面设计方法
我国沥青路面设计方法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沥青路面按外观划分的性能等级外观等级外观状况路面表面外观特征一好坚实、平整、无裂纹、无变形二较好平整、无变形、少量发裂三中平整、无变形、有少量纵向或不规则裂纹四较坏无明显变形,有较多纵横向裂纹或局部网裂五坏连片严重龟(网)裂或拌有车辙、沉陷(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。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
沥青路面设计说明
路面设计说明一、变更理由1、根据4月13日上午县政协周公彪主席现场办公会决定原设计路基宽25m,路面宽20m,两侧各2.5m硬路肩,改为路基宽25m,路面宽16m,两侧设1m硬路肩,剩余宽度培土路肩。
2、该路段为宜巴省道(S334)秭归县新县城通往县内腹地的咽喉,亦是连接通往重庆滚装码头以及翻坝高速的通道咽喉,承担着翻坝滚装运输的繁重任务。
根据调查翻坝高速通往滚装码头的车辆为双向通行,车货总重超过100t,根据路面结构计算原设计路面结构层进行了适当调整。
二、路基工程加固处理措施路基工程改造结束后,必须经有关部门验收,验收合格后方可进行路面铺筑。
全路段均应采用重型压路机振动压实,压实度≥96%。
高挡土墙墙背回填料、高路堤填方应重点压实,必要时应作特殊处理,对于压实度太差,地下水位较高路段,在先做好排水处理后,应下挖80~100cm后,换填级配较好的炮炸石或灰土(水泥稳定类、石灰稳定类和二灰稳定类),并应分层填筑、人工分层夯实。
对实测弯沉值≥200(0.01mm)的软弱路段,应重点整治,要求整治后路基实测回弹模量不小于30MPa。
路面施工前,全路段均应根据设计要求,调整好路拱横坡、平整度及弯道超高。
全线挡土墙、涵洞等构造物应作一次全面详细调查。
对石砌挡土墙或涵洞中等构造物石料强度或稳定性较差部分,建议拆除重建或采取其它补救措施,杜绝安全和质量隐患。
路基挖填边坡过高、过陡地段,建议修建截水沟之类大型排水构造物,避免地表水直接冲刷侵蚀边坡土体,引起坍塌现象。
对未经正式验收且有质量问题的构造物,应尽快请有关专家提出具体处理意见,必要时应拆除重建。
在铺筑面层前,应根据《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)要求,对该路段进行正常养护。
三、路面结构1、设计标准路段按一级公路设计,按中华人民共和国交通部颁发的《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)执行,路基宽25m,路面宽16m,行车道两侧各设1m宽C20片石砼路肩,剩余宽度培土路肩。
- 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)。
Ξ
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
中 外 公 路 24 卷 104 水、 噪音等性能指标确定的周期也不一样 。例如设计 年限为 20 年 ,真正达到发生疲劳开裂的概率很低 , 在 发生疲劳开裂以前 , 一般早就因为路面的其他性能下 降而进行维修养护 。 因此 , 在设计时 , 通常根据具体情况确定设计年 限 。一般来说 , 对主要的干线公路 、 高速公路希望为 40 年 、 国道为 20 年 ; 对隧道内的路面为 20 ~ 40 年 ; 对 交通量大的交叉口 ( 立交 ) 和城市的干线道路为大于 20 年 。当预料远景交通量不可能大幅度增加 , 且路面 施工对交通影响不大的公路 ,设计周期可以缩短 ,如地 方公路和城市的小区道路可以为 5 年 。在预计不久就 有可能加宽时 ,可以以预计的这个周期作为设计年限 。 ( 2) 设计交通量 设计交通量是指路面设计年限内大型车的平均交 通量 ,它与用来确定道路规划的公路设计年限最终年 度的汽车交通量是不同的 。当公路为单向两车道以下 时 ,大型车交通量均以在一个车道上通过计算 ( 即车道 系数为 1) ,当为三车道公路时 ,车道系数以 0. 7 计算 。 当公路在设计年限内很难预测大型车交通量 、 在 公路延长方向 ( 纵向 ) 路床承载力有大的变化等情况 时 ,有必要考虑可靠度进行预测 。此时 , 当可靠度为 50 %时 ,交通量系数为 1 倍 , 而可靠度为 75 %时 , 交通 量系数为 2 倍 , 当可靠度为 90 %时 , 交通量系数为 4 倍。 ( 3) 路面使用性能的标准值 ①疲劳破坏轮数 ,当设计年限为 10 年时 ,其规定 值如表 1 所示 ,当设计年限为其他值 , 如 20 、 40 年时 , 则乘以相应的倍数 。
方法 。 在一般的服务水平下 ,对公路的要求设计交通量 , 相当于可靠度为 50 %的水平 。对预期的设计寿命内 对疲劳破坏有大的影响的情况下 , 需要选用较大的可 靠度 , 如 75 %或者 90 %的水平来确定路面结构 。这 样 ,对应于不同的可靠度 ,就会得出不同的结构断面 。 在 《关于路面结构的技术基准及解释》 中规定的疲 劳破坏轮数是通过对国道实际情况调查的结果得出 的 。各种路面的使用寿命是 20 年 , 而沥青路面采用 T A 法设计时的设计年限为 10 年 , 实际使用寿命比设 计年限要长得多 。也就是说按 10 年设计年限设计的 路面结构的实际使用寿命大大超过 10 年 , 即按 T A 法 设计的沥青路面能够满足所需要的疲劳破坏轮数 。据 调查各种路面使用寿命超过 10 年的概率是 82. 6 %~ 93 % ,相当于可靠度超过 90 % 。 在路面厚度设计时 , 是以路面厚度不得低于根据 路床 CB R 及疲劳破坏轮数确定的等值换算厚度 T A 确定的 。由上调查得出的 T A 法计算式的可靠度如下 所示 。 相应于可靠度为 90 %时 , 0 . 16 0. 3 ( 4 - 1) T A = 3 . 84 N / CB R 相应于可靠度为 75 %时 , T A = 3 . 43 N 0 . 16 / CB R 0. 3 相应于可靠度为 50 %时 ,
收稿日期 :2003 - 01 - 25 作者简介 : 沈金安 ,男 ,研究员 .
2 路面设计的目标
设计目标包括路面的设计年限 、 设计交通量 、 路面 的使用性能指标 、 各性能指标值 。为了确定这些目标 , 必须进行认真的调查 , 尤其是大型车交通量和道路等 级 ,它们是确定标准的主要依据 。 ( 1) 路面的设计年限 路面的设计年限是指在交通荷载的反复作用下 , 路面具有足够整体承载能力的周期 , 它通常是指路面 至出现疲劳开裂的使用年限 。 可是 ,路面在发生疲劳开裂后的初期 ,仍然可以承 受车辆通行 ,所以它和路面已经不能使用的 “寿命” 并 不一致 。而且 ,设计年限与由抗塑性变形 、 平整度 、 透
3 路面设计概要
路面设计的基本内容包括路面功能设计和结构设 计两个部分 。 路面功能设计是为了确保安全 、 顺畅 、 舒适的行车 以及环境保护 、 性能改善 , 而要求路面所具有的平整 度、 塑性变形抵抗性 、 透水性等路面所要求的性能的设 计过程 。 结构设计是在路面所要求的性能中 , 主要以确保 抗疲劳性能为目的 ,在所需要的设计年限内 ,相应于所 设计路段的路床承载力 ,使交通荷载分散 ,又不致发生 疲劳破坏 ,从而确定路面结构组成的过程 。着眼于疲 劳性能为目的的结构设计 , 可以根据设计者的意愿选 择经验方法 ( T A 法) 或理论计算方法 ( 表 4) 。 采用理论计算方法时 , 在理论计算确定铺装断面 后 ,应用 T A 法求取疲劳破坏轮数 , 对满足此要求的已 有道路或试验路上进行调查予以确认 。例如按理论计 算设计的路面能够承受 4 000 万辆疲劳破坏轮数 , 而 按此结构由 T A 法计算的结果只能承受 3 000 万辆的 疲劳破坏轮数 , 那就对具有 3 000 万辆轮数的路面进 行试验 ,确认实际的使用年限 , 检验理论设计的正确 性 。这种试验采用现场的加速加载试验确认 。 为了对设计指标的输入参数进行预测 , 引进可靠 度的设计方法是有效的 , 它对于功能设计和结构设计 都是适用的 。 沥青路面一般情况下由表面层 、 基层 ( 以下按我国
疲劳破坏次数 ( 次/ 10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年)
35 000 000 7 000 000 1 000 000 150 000 30 000
② 塑性变形轮数 , 以车辙试验的动稳定度来评 价 ,其值见表 2 。但对积雪寒冷地区 、 不久将进行改建 等特殊情况下 ,可以不遵循此表的要求 。 ③路面的平整度 ,一般要求小于 2. 4 mm ,对高速 公路要求 1. 3 mm , 一般公路要求 2. 0 mm , 对地方道 路要求 2. 4 mm 。 ④对排水性路面及透水性路面 ,要求路面的透水
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
2 期 2001 年 12 月版日本 《路面设计施工指针》 关于沥青路面设计方法简介 105
表4 《技术基准》 规定的路面各层不同材料和施工时的等值换算系数表 ( T A 法) 结构层 表面层 、 中下面层 材料 、 施工方法 热拌沥青混合料 沥青稳定碎石基层 质量标准 使用满足直馏沥青标准的材料 热拌 : 马歇尔稳定度大于 3. 43 kN 冷拌 : 马歇尔稳定度大于 2. 45 kN 单轴抗压强度 1. 5~2. 9 MPa 一次变位量 5~30 ( 1/ 100 cm) 残留强度比 65 %以上
1 《关于路面结构的技术基准及解释》
要点
该指针首次提出沥青路面按照使用性能进行设 计和招投标 ,这些路面性能指标原则上是指施工结束 时的值 ,但当仅仅由施工结束时的值尚不足以反映路 面性能时 ,可以要求以通车一定时间后的值表示 。要 求的使用性能要根据当地的地质 、 气象 、 交通和土地利 用状况制订适宜的值 。路面的最终使用性能的几项指 标是 : ( 1) 车行道和侧向路缘带必须具有的性能指标 , 包括塑性变形轮数和平整度 。疲劳破坏次数以现场加 速加载试验的循环作用次数表示 , 使用年限按公路等 级分别有规定 ,其性能指标目前可采用现场路面的加
修正 CB R 80 以上 修正 CB R 80 以上 14 d 单轴抗压强度 1. 2 MPa 修正 CB R 3 以上 修正 CB R 20~30
7 d 单轴抗压强度 0. 98 MPa 10 d 单轴抗压强度 0. 7 MPa
注 : [ 1 ] 采用改性沥青时根据其确定设定等值换算系数 ; [ 2 ]马歇尔稳定度是标准试件的稳定度值 ,单轴抗压强度是指试件直径 100 mm ,高 127 mm 的圆柱形设计以压缩变形 1 %的速度加载的值 ; [ 3 ]一次变位量是水泥及沥青综合稳定碎石基层材料配 合比设计时进行抗压强度试验得到的首次抗压强度时的变形值 ; 残留强度比是对发现首次抗压强度后继续加压至显示与 一次变位量相同变形时的抗压强度的比值
习惯称中下面层) 、 路盘 ( 以下按我国习惯称基层及底 基层) 、 路床 ( 含原路床及加固的路床 ) 组成 。根据需 要 ,为保护路面和预防性养护而铺筑的表面处理 、 起耐 磨和抗滑作用而铺筑的薄层称为磨耗层 。 路面各层应按照各层的功能与作用进行设计 。 对下部为水泥混凝土板上铺筑沥青层形成的复合 式路面 ,其结构设计可按照水泥混凝土路面的设计方 法进行 。但对表面层沥青混合料需考虑混凝土板的温 度应力等附加因素的影响 。 对透水性路面 , 通常适用于交通量较少的道路 。 当使用于交通量较大的道路时 , 需对路床 、 路基 、 基层 的承载能力因含水量的变化而降低的情况予以研究 。 沥青层一般使用改性沥青 , 基层一般采用透水性沥青 稳定基层或级配碎石 , 路床上设置厚 10 ~ 15 cm 的反 滤层 。
速加载试验的疲劳试验确认 ,但还没有标准试验方法 ; 塑性变形轮数 ,以车辙试验的动稳定度表示 ; 路面的平 整度 ,以 3 m 连续式平整度仪或路面性能高速测定车 ) 表示 。 得到的标准差 (σ
( 2) 当需要使雨水顺畅地渗入路面时 , 则应增加 路面的渗透性指标 ,表面层的透水系数 ( 适用于排水性
第 24 卷 第 2 期 中 2 0 0 4 年 4 月 文章编号 :1671 - 2579 ( 2004) 02 - 0103 - 09
103 外 公 路
2001 年 12 月版日本 《路面设计施工指针》
关于沥青路面设计方法简介
沈金安
( 交通部公路科学研究所 , 北京市 100088) Ξ
2001 年 7 月~12 月 ,日本道路协会颁布了 3 本全 新的规范 : ( 1) 《关于路面结构的技术基准及解释》 ; ( 2) 《路面设计施工指针》 ; ( 3) 《路面施工便览》 。 其中 《关于路面结构的技术基准及解释》 是为配合 日本国土交通省 ( 原建设省等改制而成 ) 颁布的作为 “道路构造令” 的部分修订而制订的 , 由日本国土交通 省发布 。 这 3 本新版规范对各种路面作了新的全面的规 定 ,其中沥青路面部分对 1993 年颁布的 《沥青路面要 纲》 等规范在材料 、 设计 、 施工 、 质量管理和评定等各方 面都作了大幅度的修改和补充 。关于沥青路面设计的 最基本的依据是 《关于路面结构的技术基准及解释》 , 本文综合这些指针和规范对路面设计作一简单介绍 。