沥青路面结构设计资料讲解
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2020/6/17
沥青路面结构设计——材料参 数取值
• 以弯拉应力为设计指标或验算指标时，应在 15℃条件下测试沥青混合料的抗压回弹模量； 半刚性材料应在规定龄期测定抗压回弹模量
• 计算层底应力时应考虑模量的最不利组合
–在计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量应采 用下式计算其模量设计值：
EEZS
沥青路面结构设计
设计指标
高速公路、一级公路、二级公路的路面结构
1）路表面回弹弯沉 2）沥青混凝土层的层底拉应力 3）半刚性材料层的层底拉应力
lS ld m R
三级公路、四级公路的路面结构
路表面回弹弯沉
2020/6/17
沥青路面结构设计
h1 h2 B
h n -1
A c c
E n= E 0
p E1 E2
拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面（含上拌下贯式 路面）、沥青表处为1.1。
Ab——路面结构类型系数，半刚性基层沥青路 面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6 。
2020/6/17
沥青路面结构设计
R
S
Ks
R ——路面结构层材料的容许拉应力（MPa）；
S
——沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度 （MPa），注意不同材料的实验条件；
2020/6/17
车型
三菱 T653B 黄河 JN163 江淮 HF150 解放 SP9200 湘江 HQP40 东风 EQ155
2020/6/17
重量（KN） 后轴数
前轴 后轴 29.3 48.0 1 58.6 114.0 1 45.1 101.5 1 31.3 78.0 3 23.1 73.2 2 26.5 56.7 2
2、土基回弹模量的确定（由自然区划、土质类型、 稠度查表确定） ；
3、初拟路面结构组合方案 ； 4、设计指标的确定（设计弯沉值、容许弯拉应力）
5、应用专用设计程序设计或验算（计算层）厚度。
2020/6/17
沥青路面结构设计方法
按照规范，当以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为 指标时，各级轴载的作用次数均应按下式换算成标 准轴载的当量作用次数
2）根据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，确定各路段土基回弹模量 设计值。
3）参考地区经验拟定几种可行的路面结构组合与 厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试 验，测定各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。
2020/6/17
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1
300
305.4
6.4
400
4.4
1
400
205.9
6.4
400
1.2
1
400
74.6
1793
沥青路面结构设计方法
当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，各级轴 载的作用次数均应按下式换算成标准轴载的当量作 用次数N＇
N'
k i1
K S ——抗拉强度结构系数。
2020/6/17
抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层：
Ks 0.09 Ne0.22/Ac
对无机结合料稳定集料类：
Ks 0.3N 5e0.11/Ac
对无机结合料稳定细粒土类：
Ks 0.4N 5e0.11/Ac
2020/6/17
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1）根据设计要求，按弯沉和弯拉指标分别计算Ne ，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层 类型，并计算ld 和容许拉应力。
后轴距 （m）
＞3m ＞3m ＜3m
交通量 (次/日)
300 400 400 300 400 400
沥青路面结构设计
解：1、轴载分析 ，交通等级确定； 1）以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为指标时 的轴载换算、累计当量轴次； 2）以半刚性基层、底基层层底拉应力为设计指 标时的轴载换算、累计当量轴次；
，式中m为轴数；
C2——轮组系数；单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为
020.203/6/817。
车型
Pi （kN）
C1
三菱T653B 黄河JN163 江淮HF150 解放SP9200 湘江HQP40 东风EQ155
2020/6/17
前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴
E n -1
r
B
A
(c )
2020/6/17
路面荷载及计算点图示
沥青路面结构设计——材料参 数取值
• 以路表弯沉值为设计或验算指标时，设计参数 采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度 为20℃ ；
• 计算路表弯沉值时，抗压回弹模量应按下式计 算其设计值 ：
EEZS
E —— 各试件模量的平均值；
S ——— 各试件模量的标准差； Z ——— 保证率系数，按95%保证率取2.0。
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。（规范18页表5.2.4）
6）进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。
2020/6/17
设计程序流程图
例题
甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路， 设计年限内交通量年平均增长率为10％。该路段 处于Ⅳ7区，为粉质土，稠度为1.00,沿途有大量碎 石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年 的交通组成如下表，试进行路面结构设计。
N
k i1
C1C2ni
Pi 4.3 P
5
式中：N——标准轴载当量轴次（次/日）；
ni——被换算车型的各级轴载次数（次/日）；
P——标准轴载（100kN）；
Pi——被换算车型的各级轴载（kN）；
C1——轴数系数；当轴间距大于3m时，按单独一个轴载 计算，小于3m时，按双轴或多轴计算，C1 ＝1＋1.2（m－1）
29.3
1
48.0
1
58.6
1
144.0
1
45.1
1
101.5
1
31.3
1
78.0
3
23.1
1
73.2
2
26.5
1
56.7
2.2
合计
等效标准轴
C2
ni （次/日）
次 (次/日)
6.4
300
1.4
1
300
12.3
6.4
400
39.1
1
400
707.3
6.4
400
12.5
1
来自百度文库
400
426.8
6.4
300
1.9
–计算层及以上各层模量应采用下式计算其模量设计 值
EEZS
2020/6/17
沥青路面结构设计
ld60 N e 0 0.2A cA sA b
式中：ld ——路面设计弯沉（0.01mm）； Ne——设计年限内一个车道上累计当量轴次； Ac——公路等级系数，高速、一级公路为1.0
，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； As——面层系数，沥青混凝土面层为1.0，热
沥青路面结构设计——材料参 数取值
• 以弯拉应力为设计指标或验算指标时，应在 15℃条件下测试沥青混合料的抗压回弹模量； 半刚性材料应在规定龄期测定抗压回弹模量
• 计算层底应力时应考虑模量的最不利组合
–在计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量应采 用下式计算其模量设计值：
EEZS
沥青路面结构设计
设计指标
高速公路、一级公路、二级公路的路面结构
1）路表面回弹弯沉 2）沥青混凝土层的层底拉应力 3）半刚性材料层的层底拉应力
lS ld m R
三级公路、四级公路的路面结构
路表面回弹弯沉
2020/6/17
沥青路面结构设计
h1 h2 B
h n -1
A c c
E n= E 0
p E1 E2
拌和冷拌沥青碎石、沥青贯入式路面（含上拌下贯式 路面）、沥青表处为1.1。
Ab——路面结构类型系数，半刚性基层沥青路 面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6 。
2020/6/17
沥青路面结构设计
R
S
Ks
R ——路面结构层材料的容许拉应力（MPa）；
S
——沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度 （MPa），注意不同材料的实验条件；
2020/6/17
车型
三菱 T653B 黄河 JN163 江淮 HF150 解放 SP9200 湘江 HQP40 东风 EQ155
2020/6/17
重量（KN） 后轴数
前轴 后轴 29.3 48.0 1 58.6 114.0 1 45.1 101.5 1 31.3 78.0 3 23.1 73.2 2 26.5 56.7 2
2、土基回弹模量的确定（由自然区划、土质类型、 稠度查表确定） ；
3、初拟路面结构组合方案 ； 4、设计指标的确定（设计弯沉值、容许弯拉应力）
5、应用专用设计程序设计或验算（计算层）厚度。
2020/6/17
沥青路面结构设计方法
按照规范，当以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为 指标时，各级轴载的作用次数均应按下式换算成标 准轴载的当量作用次数
2）根据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，确定各路段土基回弹模量 设计值。
3）参考地区经验拟定几种可行的路面结构组合与 厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试 验，测定各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。
2020/6/17
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1
300
305.4
6.4
400
4.4
1
400
205.9
6.4
400
1.2
1
400
74.6
1793
沥青路面结构设计方法
当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，各级轴 载的作用次数均应按下式换算成标准轴载的当量作 用次数N＇
N'
k i1
K S ——抗拉强度结构系数。
2020/6/17
抗拉强度结构系数
对沥青混凝土面层：
Ks 0.09 Ne0.22/Ac
对无机结合料稳定集料类：
Ks 0.3N 5e0.11/Ac
对无机结合料稳定细粒土类：
Ks 0.4N 5e0.11/Ac
2020/6/17
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1）根据设计要求，按弯沉和弯拉指标分别计算Ne ，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层 类型，并计算ld 和容许拉应力。
后轴距 （m）
＞3m ＞3m ＜3m
交通量 (次/日)
300 400 400 300 400 400
沥青路面结构设计
解：1、轴载分析 ，交通等级确定； 1）以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为指标时 的轴载换算、累计当量轴次； 2）以半刚性基层、底基层层底拉应力为设计指 标时的轴载换算、累计当量轴次；
，式中m为轴数；
C2——轮组系数；单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为
020.203/6/817。
车型
Pi （kN）
C1
三菱T653B 黄河JN163 江淮HF150 解放SP9200 湘江HQP40 东风EQ155
2020/6/17
前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴 前轴 后轴
E n -1
r
B
A
(c )
2020/6/17
路面荷载及计算点图示
沥青路面结构设计——材料参 数取值
• 以路表弯沉值为设计或验算指标时，设计参数 采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度 为20℃ ；
• 计算路表弯沉值时，抗压回弹模量应按下式计 算其设计值 ：
EEZS
E —— 各试件模量的平均值；
S ——— 各试件模量的标准差； Z ——— 保证率系数，按95%保证率取2.0。
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。（规范18页表5.2.4）
6）进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。
2020/6/17
设计程序流程图
例题
甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路， 设计年限内交通量年平均增长率为10％。该路段 处于Ⅳ7区，为粉质土，稠度为1.00,沿途有大量碎 石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年 的交通组成如下表，试进行路面结构设计。
N
k i1
C1C2ni
Pi 4.3 P
5
式中：N——标准轴载当量轴次（次/日）；
ni——被换算车型的各级轴载次数（次/日）；
P——标准轴载（100kN）；
Pi——被换算车型的各级轴载（kN）；
C1——轴数系数；当轴间距大于3m时，按单独一个轴载 计算，小于3m时，按双轴或多轴计算，C1 ＝1＋1.2（m－1）
29.3
1
48.0
1
58.6
1
144.0
1
45.1
1
101.5
1
31.3
1
78.0
3
23.1
1
73.2
2
26.5
1
56.7
2.2
合计
等效标准轴
C2
ni （次/日）
次 (次/日)
6.4
300
1.4
1
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12.3
6.4
400
39.1
1
400
707.3
6.4
400
12.5
1
来自百度文库
400
426.8
6.4
300
1.9
–计算层及以上各层模量应采用下式计算其模量设计 值
EEZS
2020/6/17
沥青路面结构设计
ld60 N e 0 0.2A cA sA b
式中：ld ——路面设计弯沉（0.01mm）； Ne——设计年限内一个车道上累计当量轴次； Ac——公路等级系数，高速、一级公路为1.0
，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2； As——面层系数，沥青混凝土面层为1.0，热