沥青路面设计讲稿(PPT格式)参考课件
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《dA沥青路面设计》课件
利用压路机对路面进行压实，使 其达到设计要求的密实度。
实例案例分析
案例一
城市道路改造
案例二
高速公路建设
案例三
农村公路修复
通过dA沥青路面设计，提升城 市道路的承载能力和行车舒适 性。
采用高级沥青技术，延长高速 公路的使用寿命，降低维护成 本。
通过沥青修复技术，改善农村 公路的平整度和行车安全性。
设计的挑战与解决方案
《dA沥青路面设计》PPT 课件
dA沥青路面设计是指利用沥青材料进行路面的设计和施工。本课件将介绍dA 沥青路面设计的定义、目的和优势，设计原则和流程，设计要素和技术，实 例案例分析，设计的挑战与解决方案，以及结论和总结。
什么是dA沥青路面设计
dA沥青路面设计是指使用沥青材料进行路面建设和维护的过程。它包括路面 设计、材料选择和施工方法的规划和实施。
1
车流量和荷载
2
根据道路的交通流量和荷载要求，设计
合适的路面厚度和结构。
3
气候和环境
根据不同气候和环境的特点，选择合适 的沥青材料和施工技术。
维护和修复
建立合理的维护和修复方案，以延长路 面的使用寿命和降低维护成本。
结论和总结
dA沥青路面设计是提高路面承载能力和行车舒适性的重要手段。通过合理的 设计原则和流程，选择合适的材料和技术，可以实现高质量的路面建设。
设计原则和流程
设计原则
- 适应路段特点 - 安全可靠 - 经济合理
设计流程
- 资料搜集和分析 - 基础设计和方案评估 - 详细设计和材料选择
设计要素和技术
沥青混合料
选择合适的沥青混合料，包括粗 集料、细集料和沥青胶结剂。
沥青铺设机
压路机
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）
沥青路面设计 PPT
等表征）； 3）级配不当，粗料少、细料多； 4）用油量偏大，或出现水损害； 5）沥青稠度太低； 6）车轮磨耗太严重。
2、沥青路面的损坏类型及其成因
表面抗滑测定
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢5）其它病害
包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。
在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。 在行车作用和自然因素影响下，沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度减小。
Transportation College, Southeast University
3、对沥青路面的基本要求
➢ 高温稳定性-高温下抵抗永久变形的能力； ➢ 低温抗裂性-抵抗低温抗裂的能力； ➢ 水稳定性-抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路
面透水；
➢ 耐久性—抵抗老化与荷载重复作用的能力； ➢ 抗滑能力—保证不利情况下车辆安全形势的能力。
反射裂缝
Down-top crack Top-down Crack
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢1）裂缝 cracking
表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等 产生原因：
➢ 横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层
缩裂和基层反射裂缝。荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引 起，从下向上发展；非荷载型沥青面层缩裂因冬季沥青材料 收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝因基层收缩开 裂向面层延伸引起。
（在机场跑道、高速公路上尤其需要） ； （5）易于维修，可再利用； （6）强度和稳定性受基层、土基影响较大； （7）沥青混合料力学性能受温度影响大； （8）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢1）裂缝 横向裂缝
2、沥青路面的损坏类型及其成因
表面抗滑测定
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢5）其它病害
包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。
在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。 在行车作用和自然因素影响下，沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度减小。
Transportation College, Southeast University
3、对沥青路面的基本要求
➢ 高温稳定性-高温下抵抗永久变形的能力； ➢ 低温抗裂性-抵抗低温抗裂的能力； ➢ 水稳定性-抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路
面透水；
➢ 耐久性—抵抗老化与荷载重复作用的能力； ➢ 抗滑能力—保证不利情况下车辆安全形势的能力。
反射裂缝
Down-top crack Top-down Crack
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢1）裂缝 cracking
表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等 产生原因：
➢ 横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层
缩裂和基层反射裂缝。荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引 起，从下向上发展；非荷载型沥青面层缩裂因冬季沥青材料 收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝因基层收缩开 裂向面层延伸引起。
（在机场跑道、高速公路上尤其需要） ； （5）易于维修，可再利用； （6）强度和稳定性受基层、土基影响较大； （7）沥青混合料力学性能受温度影响大； （8）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。
2、沥青路面的损坏类型及其成因
➢1）裂缝 横向裂缝
14.沥青路面设计.ppt
一、沉陷
现象：是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形， 有时凹陷两侧伴有隆起现象，当沉陷严重时，可能逐渐发展 成网裂。
原因：当路基土的承载能力较低，不能承受从路面传至 路基表面的车轮压力，便产生较大的垂直变形。
设计指标：
z0 z0
z0 ——路基表面由车轮荷载作用产生的垂直应力，可用弹性层状体系理论求得
二、在各种自然因素作用下稳定性好
路面结构层选择与组合需要解决的重要问题就使沥青路 面的水稳定性，在基层一般应选择水稳性好的材料。
在潮湿和某些中湿路段上修筑沥青路面时，由于沥青层 不透气，使路基和基层中水份蒸发的通路被隔断，因而向基 层积聚。如果基层材料中含土量多(如泥结碎石、级配砾石)， 尤其是土的塑性指数较大时，遇水变软，强度和刚度急剧下 降，结果导致路面开裂破坏。所以沥青路面的基层一般应选 择水稳性好的材料，在潮湿路段及中湿路段尤应如此。
当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括分为 两类：
1. 以经验或试验为依据的经验法; 2. 是力学分析为基础考虑环境、交通条件以及材料特 性为依据的理论法。 我国沥青路面设计规范规定的沥青路面设计理论就是 以弹性层状体系理论为基础。 严格的说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹－ 粘塑性体。但考虑实际情况，对厚度较大、强度较高的高 等路面看作线性弹性体。
原因：沥青结构层受车 轮荷载的反复弯曲作用，使 结构层底面产生的拉应变值 超过材料的疲劳强度，地面 开裂，并逐渐向表面发展。
设计指标： 以疲劳开裂作为设计标准时，用结构层底面的拉
应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计，即：
r R 或 r R
r 、 r ——结构层底面的拉应变和拉应力
沥青路面设计
第一节 弹性层状体系理论概述 第二节 沥青路面的破坏状态与设计标准 第三节 沥青路面结构组合设计 第四节 新建沥青路面的结构厚度计算 第五节 路面结构的剪应力计算 第六节 沥青路面改建设计 第七节 AASHTO和Shell设计方法概述
第四章 沥青路面设计 ppt课件
C ——轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.09
（四）累计当量轴次
Ne
365 N1
[(1 )t 1]
或
——车道系数
365 N t Ne [(1 )t 1] (1 )t 1
单车道 1.0 0.5 四车道 六车道 0.4～0.5 0.3～0.4 有分隔
max R
max——车轮的垂直力和水平力的共同作用下，面层中可能产
生的最大剪应力
R ——材料的容许剪应力
五、低温缩裂
（一）表现 横向间隔性的裂缝，严重时发展 为纵向裂缝 （二）起因 路面结构中某些整体性结构层在低温（通 常为负温度）时由于材料收缩受限制而产 生较大的拉应力，当它超过材料相应条件 下的抗拉强度时便产生开裂 （三）设计指标
三级公路
四级公路
次高级路面
中级路面 低级路面
热拌沥青石、沥青贯入式
水结碎石、泥结碎石、级配 碎（砾）石、半整齐石块 粒料改善土
8
5
10~100
≤10
5
（二）因地制宜、合理选材 （三）方便施工、便于养护 （四）分期修建、逐步提高 （无）注意与排水设计相结合
二、沥青路面结构组合的原则
（一）适应行车荷载作用的要求
式中： N——标准轴载的当量轴次，次/日； n1——被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； PS——标准轴载100KN； Pi——被换算车辆的各级轴载，KN； k——被换算车辆的类型数； C1——轴载系数， C1=1+1.2(m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时，按单独 的一个轴载计算，当间距小于3米时，按双轴或多轴计算。 C2——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。
沥青路面的设计及施工技术探讨讲座PPT
转换成kg/㎡？ • 4）粘层用乳化沥青：采用SBS 沥青（弹性恢
复）乳化能实现吗？建议胶乳改性！
乳化沥青和封层
1.3 矿质集料、填料
A. 设计文件宜注明合成级配没问题可以不 对料堆级配做硬性规定;
B. 粗细集料采用玄武岩，矿粉用玄武岩 （碱性？）磨制而成？
C. 设计文件针对一级公路提要求即可。
4.3 集料取样
• 选择适当的部位取样是很重要的； • 样品数量（重量）通常为要求试验样品
的4～5倍； • 为获得较好的代表性，可考虑在传送带
上取样； • 将样品按四分法逐次回分后进行试验； • 大的样品 试验准确性
热料仓取样
4.4混合料取样
卡车取样（混合料）
卡车取样（混合料）
4.5 生产
• 做好各种记录：
– 配合比、沥青用量、矿料用量、沥青与矿料 加热温度、拌和温度、拌和时间、出料温度、 储料温度、储料时间、马歇尔试验与抽提试 验结果等。
QC过程状态
• 状态 1 – 理想的控制 • 状态 2 – 偏出过程平均值 • 状态 3 – 宽的过程分布 • 状态 4 – 失控状态
过程状态1——在控制范围内
的人工砂
• 这种设计集料结构的方法能保证集料形成强而 稳定的石料骨架，以增强抵抗永久变形的能力， 同时考虑了足够的空隙以增强混合料耐久性。
细集料组成对级配的影响
• 在0.6mm或1.18mm粒径附近，常会观察到 “驼峰”现象，也就是说0.6mm或1.18mm 粒径附近的级配曲线会向上凸起，这种情 况的出现将容易使级配曲线进入限制区。
80
60
40
30
＞80 60~80 40~60 30~40
-1.0 -0.8 -0.6 -0.4
复）乳化能实现吗？建议胶乳改性！
乳化沥青和封层
1.3 矿质集料、填料
A. 设计文件宜注明合成级配没问题可以不 对料堆级配做硬性规定;
B. 粗细集料采用玄武岩，矿粉用玄武岩 （碱性？）磨制而成？
C. 设计文件针对一级公路提要求即可。
4.3 集料取样
• 选择适当的部位取样是很重要的； • 样品数量（重量）通常为要求试验样品
的4～5倍； • 为获得较好的代表性，可考虑在传送带
上取样； • 将样品按四分法逐次回分后进行试验； • 大的样品 试验准确性
热料仓取样
4.4混合料取样
卡车取样（混合料）
卡车取样（混合料）
4.5 生产
• 做好各种记录：
– 配合比、沥青用量、矿料用量、沥青与矿料 加热温度、拌和温度、拌和时间、出料温度、 储料温度、储料时间、马歇尔试验与抽提试 验结果等。
QC过程状态
• 状态 1 – 理想的控制 • 状态 2 – 偏出过程平均值 • 状态 3 – 宽的过程分布 • 状态 4 – 失控状态
过程状态1——在控制范围内
的人工砂
• 这种设计集料结构的方法能保证集料形成强而 稳定的石料骨架，以增强抵抗永久变形的能力， 同时考虑了足够的空隙以增强混合料耐久性。
细集料组成对级配的影响
• 在0.6mm或1.18mm粒径附近，常会观察到 “驼峰”现象，也就是说0.6mm或1.18mm 粒径附近的级配曲线会向上凸起，这种情 况的出现将容易使级配曲线进入限制区。
80
60
40
30
＞80 60~80 40~60 30~40
-1.0 -0.8 -0.6 -0.4
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型的轴数系数。当轴间距大于3m 独的一个轴计算；当轴间距小于
3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：
C 211.2(m 1) （ 14-2 ）
m—轴数。
（2）当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时
N'
K i1
C'1C'2niPPi 8
（ 14-3 ）
C’为1—1被8.5换，算四车轮型组的为轮0.0组9；系数，双轮组为1.0，单轮组
n 我国现行规范--《公路沥青路设计规范》JTJ D50-2006采用力学—经验法。采用双圆图式， 标准轴载BZZ-100，以弯沉和结构层的层底拉 应力为设计指标。
四、 沥青路面交通等级
n 路面结构设计的目标：在设计年限内在 预测交通量的车辆能够按设计车速安全、 舒适地通行。
1． 路面设计年限（06规范）
1 基本假定:
(1)各层为连续、均质、各向同性的线弹性体。其
中最下一层为半无限大，其上各层厚度有限， 水平方向无限大；
δδ
ρ
h1
E1,μ1
hi
Ei.μi
08.03.2021
E0,μ0
14
（2）各层水平方向的无限远处及最下一层无限 深处，其应力、应变和变形均为0；
（3）小变形； （4）层间接触条件，或为完全连续（称连续体08.03.2021 Nhomakorabea17
3.主应力计算
因要验算结构抗拉强度，需计算各层应力。 主应力按（14-17）式计算。
08.03.2021
18
第3节 沥青路面结构组合设计（原则）
1. 适应行车荷载作用的要求
n 根据公路等级、交通等级、使用要求选择面层 类型，参考表14-5
n 沥青面层厚度适中,各种类型的沥青层的最小厚度 （不宜小于混合料公称最大粒径*的2.5~3倍， OGFC和SMA为2~2.5倍）、适宜厚度参见06规范 表4.1.3-1（与书中表14-6的不同）
n 2、 调查掌握沿线路基特点，查明土质、路基干湿类 型，在对不良地质路段进行处理的基础上，进行路基 路面综合设计。
n 3、 遵循因地制宜、合理选材、节约资源的原则，选 择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面 结构方案。
n 4、 结合当地条件，积极、慎重地推广新技术、新结 构、新材料、新工艺，并认真铺筑试验段，总结经验， 不断完善，逐步推广。
系），或为光滑接触（称滑动体系）； （5）不计自重。
假定路表面作用着圆形均布竖直荷载，则为轴 对称课题。
2.弹性层状连续体系下的路表回弹
弯沉ι（即垂直位移ω ）的计算
（1） 求解的基本过程
静力平衡方程：（14－7）
物理方程：应力－应变关系ε－σ（14－8）
几何方程： 应变－位移关系 （14－9）
变形连续方程：
Ne1t136N 5 1 （14-6）
Ne—设计年限内一个车道的累计当量轴次，次/车道； t—设计年限，年； N1—营运第1年双向日平均当量轴次，次/日； γ—设计年限内交通量的平均年增长率； η—车道系数（即车辆横向分布系数），按下表选用
（P379表14-3数据最后一项要修改）
车道特征 双向单车道 双向两车道 双向四车道 双向六车道 双向八车道
为设计指标时
N
K i1
C1C2niPPi 4.3
5
（14-1）
08.03.2021
7
N—标准轴载的当量轴次，次/日；
ni—各种被换算轴载的作用次数，次/日； P—标准轴载，kN；
Pi—各种被换算车型的轴载； C1轮—组被为换6算.4，车四型轮的组轮为组0系.38数；，双轮组为1.0，单
C2时—，被应换按算车单
累计当量轴次 N e(次 /车 道 )
＜ 3× 106 3× 106~ 1.2× 107 1.2× 107~ 2.5× 107 ＞ 2.5× 107
大客及中型以 上大货车交通 量 [辆 /（ 日 · 车 道）] ＜ 600
600~1500
1500~3000 ＞ 3000
第2节 弹性层状体系理论简介
5、符合环保，保护相关人员的安全和健康，重视材料的 再生利用与废弃料的处理。
三、沥青路面结构设计方法
n 经验法: 根据试验路所得的经验数据，确定路 面结构组合、各结构层材料、厚度，车辆荷载， 路面使用性能三者之间的关系。
n 力学—经验法：用弹性层状体系理论确定车辆 荷载作用下的力学响应量（应力、应变或变 形），根据试验路的结果确定力学响应量与路 面使用性能间的关系，据此进行路面结构设计。
（14－10）
由上述方程组解得各应力分量σ、 τ和位移分量 ｕ、ω
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16
2.弹性层状连续体系下的
路表回弹弯沉ι（即垂直位移ω ）的计算
（2） 单圆均布荷载下路表荷载中心处的最 大弯沉（垂直位移）
n 双层连续体系ω＝ 2 p
E0
(E0 , h )
E1 D
注：双圆荷载则可由叠加原理计算。
η 1.0 0.6~0.7 0.4~0.5 0.3~0.4 0.25~0.35
4 交通等级
n 按一个车道的累计当量轴次Ne或每车道、 每日平均大型客车及中型以上的各种货 车交通量，选择一个较高的交通等级作 为设计交通等级。（见下表）
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12
交通等级
轻交通 中等交通 重交通 特重交通
第14章 沥青路面设计
第1节 概述
一、
沥青路面设计内容
n 原材料调查与选择 n 路面结构组合设计 n 沥青混合料配比、基层、底基层配比设
计
n 方案比选 n 路面排水设计等
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2
二、路面结构设计的原则
n 1、 开展现场调查和资料收集，做好交通荷载分析与 预测，按照全寿命周期成本的理念进行路面设计。
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5
各级公路的沥青路面设计年限（与课本的表14-1不同）
公路等级 高速、一级公路 二级公路 三级公路 四级公路
设计年限（年） 15 12 8 6
1． 标准轴载及轴载当量换算
n 标准轴载 BZZ-100，各项参数见表 14-2 （P378）
n 标准轴载的换算：
（1） 当以弯沉值和沥青层层底拉应力
C’应2—按被单换独算的车一型个的轴轴计数算系；数当。轴当间轴距间小距于大3于m3时m，时，双
轴或多轴的轴数系数按下式计算：
C'211.2(m1)
（ 14-4 ）
m—轴数。
注：上述轴载换算公式，适用于单轴轴载小于或等 于130 kN 的各种车型的轴载换算。
3 累计当量轴次 设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算