沥青路面设计步骤

R
sp
Ks
式中： R —路面结构层材料的容许拉应力，MPa；
（1-2）
sp —结构层材料的极限抗拉强度，MPa，由实验确定。
我国公路沥青路面设计规范采用极限劈裂强度；
K
—抗拉强度结构系数；
s
a
10
2 沥青路面的设计指标
对沥青混凝土面层
Ks 0.0.9Ne0.22/Ac
对无机结合料稳定集料类
Ks 0.3N 5e0.11/Ac
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。
？指标确定的依据
a
3
1.沥青路面的破坏状态
（1）沉陷 在车轮作用下路表面产生的较大凹陷变形，有时凹陷两侧伴有
产生的剪应力超过材料的抗剪强度。同时也与行驶车轮的冲击、
振动有关。
a
7
1.沥青路面的破坏状态
（5）松散剥落
指沥青从矿料表面脱落，在车辆荷载作用下呈松散状态，从路面剥落形成凹坑。 其主要原因是沥青与矿料之间的粘附性较差，在水和冰冻的作用下，沥青从矿
料表面剥离。 另外沥青混合料加热温度过高使沥青老化失去粘性，摊铺后压实温度过低使沥
准轴载，以BZZ-100表示。
标准轴载
BZZ-100
标准轴载P(KN) 轮胎接地压强p(MPa)
100 0.70
单轮传压面当量圆直径
21.30
d(cm) 两轮中心距(cm)
1.5d
a
15
2、车辆轴载换算：
1）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时， 轴载换算公式：
的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材 料的侧向位移产生的累积永久变形，这种变形出现在行车轮带处， 即形成路面的纵向带状凹陷。
图2 沥青路a面车辙
5
1.沥青路面的破坏状态
（3）开裂 是沥青路面常见的一种破坏形式，最初在荷载作用部位形成细而短的
横向开裂，继而逐渐扩展成网状 。 按其分布形式有纵裂、横裂、网裂；按其产生的原因，主要有疲劳开裂、 低温缩裂。 疲劳开裂：是路面在正常使用情况下受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构 层底部产生的拉应变超过材料的疲劳强度而开裂，并逐步向表面发展。疲 劳开裂的特点是，路面无明显的永久变形。
（一） 计算累计当量轴次，确定交通等级 （二）确定土基干湿类型、回弹模量 （三）拟定结构层组合与各层材料选择 （四）确定材料抗压回弹模量 （五）按设计弯沉计算路面厚度 （六）确定路面材料抗拉强度（先判断是否验算拉力） （七）验算层底拉应力 （八）判断路面结构总厚度≥防冻厚度？ （九）技术经济比选，确定采用的路面结构
对无机结合料稳定土类
Ks 0.4N 5e0.11/Ac
式中： A c —公路等级系数。
a
（1-3a） （1-3b） （1-3c）
11
三、沥青设计的内容
1、原材料的选择，材料组成设计 2、路面结构层组合设计（★） 3、结构层厚度计算（★） 4、路面排水设计 5、路面结构方案比选
a
12
四、新建沥青路面结构厚度设计的基本步骤
A b —路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1，柔性基层
沥青路面为1.6。
a
9
2 沥青路面的设计指标
（2）允许拉应力 R 高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和整体性材料基
层、底基层，要进行层底拉应力验算，结构层底面计算点的拉应力 m 应
小于或等于结构层材料的允许拉应力 R 。即
。
m R
隆起现象。当沉陷严重时，在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂， 造成路面沉陷的主要原因是路基土的压缩，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 变形即沉陷。
图1 路面沉a 陷示意图
4
1.沥青路面的破坏状态
（2）车辙 路面的纵向带状凹陷，是高级沥青路面的主要破坏型式，是路面
青面层空隙率太大，路表水容易渗入而使沥青面层出现松散。
沥青剥落
混合料松散 图5 沥青路面水损害实况
a
坑洞
8
2 沥青路面的设计指标
（1）设计弯沉值 路面弯沉:是在垂直荷载作用下，路表产生的垂直变形。路面设计弯沉值是
表现路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。
ld60N0 e2AcAsAb
（1-1）
沥青路面
a
1
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
a
2
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
弯拉疲劳
剪切疲劳
图3 沥青路面疲劳a 开裂实况
6
1.沥青路面的破坏状态
低温缩裂：是某些整体 性结构层在低温时由于 收缩受限而产生较大拉 应力，超过相应条件下 的抗拉强度时就产生开 裂。
（4）推 移
图4 沥青路面与缘石的裂缝实况
受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面出现推挤和拥
包。车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内
格
否
计算层底拉应力σm
总厚度≥防 冻厚度？
合格
有
是否验算防冻厚度 否
是否有其他方案
满足
σm≤σR？ 不满足 是
是否增加厚度
否 技术经济比选，确 定采用的路面结a构
否 是否调整材料
是 14
（一） 计算交通量（累计当量轴次），确定路面等级
1、标准轴载（P187）
标准轴载：
规定：路面设计以双轮组单轴轴重100KN为标
式中：l d —路面设计弯沉值(0.01mm)；
N e —设计年限内一个车道上累计当量轴次； A c —公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公路为1.1，
三、四级公路为1.2；
A s —面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌和冷拌沥青碎石、
沥青贯入式路面（含上拌下贯式路面）、沥青表面处治为1.1；
a
13
新建沥青路面结构厚度设计程序框图
搜集调查交通量并 计算累计标准轴次
根据交通、道路设计等 级等资料计算设计弯沉
气象资料、材料调 查及混合料试验
确定土基干湿类 型、回弹模量
拟 定 路 面 结 构 方案
确定材料抗压回弹模量
确定路面材料抗拉强度
Байду номын сангаас
按设计弯沉计算路面厚度
不 合
是否验算拉力
验算
确定容许疲劳拉应力σR