路面设计说明

1、一、沥青路面设计一、沥青路面设计 搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量拟拟 定定 路路 面面 结结 构构 方方 案案确定材料抗压回弹模量确定材料抗压回弹模量按设计弯沉计算路面厚度按设计弯沉计算路面厚度是否验算拉力是否验算拉力确定路面材料抗拉强度确定路面材料抗拉强度确定容许疲劳拉应力确定容许疲劳拉应力R计算层底拉应力计算层底拉应力mmR？是否增加厚度是否增加厚度是否调整材料是否调

2、整材料是否验算防冻厚度是否验算防冻厚度是否有其他方案是否有其他方案技术经济比选，确技术经济比选，确定采用的路面结构定采用的路面结构总厚度总厚度防防冻厚度？冻厚度？否否否否否否验算验算合格合格不不合合格格有有不满足不满足满足满足否否是是是是搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉确定土基干湿类

3、确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉拟拟 定定 路路 面面 结结 构构 方方 案案确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量气象

4、资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并

5、计算累计标准轴次轴次根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标准并计算累计标准轴次轴次确定土基干湿类确定土基干湿类型、回弹模量型、回弹模量气象资料、材料调气象资料、材料调查及混合料试验查及混合料试验根据交通、道路设计根据交通、道路设计等级等资料计算设计等级等资料计算设计弯沉弯沉搜集调查交通量搜集调查交通量并计算累计标

6、准并计算累计标准轴次轴次（一）设计参数（一）设计参数交通交通车型车型代表车型代表车型轴重轴重KNC1C2niNi小客车小客车红旗小客车红旗小客车前轴前轴后轴后轴20-30000中客车中客车金杯金杯SY132前轴前轴后轴后轴12.827.61170002.6大客车大客车解放解放CA340前轴前轴后轴后轴24.270.4115001.0108.6.特大车特大车东风东风EQ144前轴前轴后轴后轴25.770.1212.2115001.4234.6拖挂车拖挂车五十铃五十铃前轴前轴中轴中轴后轴后轴60.0100802112.2111404.34033.3N=N1+N2+不计不计40KN以下轴载以下轴载1

7、、轴载换算例、轴载换算例2、累计当量轴次、累计当量轴次 设计年限内考虑车道系数后一个车道上的当量轴次总和。设计年限内考虑车道系数后一个车道上的当量轴次总和。u轴载谱：轴载谱：各种车辆不同轴载的概率分布各种车辆不同轴载的概率分布u车道系数：车道系数：各种轴载在不同车道上的概率分布各种轴载在不同车道上的概率分布 u设计年限内的累计当量轴次：设计年限内的累计当量轴次：沥青路面结构的设计年限沥青路面结构的设计年限3、设计弯沉值与计算弯沉、设计弯沉值与计算弯沉n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回弹弯沉值。可根椐设计年

8、标准轴载作用下测得的最大回弹弯沉值。可根椐设计年限内每个车道通过的限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型基层类型确定的路面弯沉设计值。确定的路面弯沉设计值。ld 设计弯沉值（设计弯沉值（0.01mm）；）；N e设计年限内一个车道累计当量轴次；设计年限内一个车道累计当量轴次；A c公路等级系数，高速公路、一级公路为公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0， 二级公路为二级公路为1.1，三、四级公路为，三、四级公路为1.2；As 面层类型系数，沥青混凝土面层为面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0；热拌和；热拌和 冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、

9、沥青表面处治为冷拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1。A b基层类型系数，半刚性基层取基层类型系数，半刚性基层取1.0，柔性基层取，柔性基层取1.6bscedAAANl2600查表法：查表法：1 1）确定临界高度（根据自然区划、土质）；）确定临界高度（根据自然区划、土质）；2 2）拟定土的平均稠度（根据路基设计高度与临界高度的关系，）拟定土的平均稠度（根据路基设计高度与临界高度的关系，确定路基顶面以下确定路基顶面以下80cm80cm范围内不同深度的含水量，计算平均范围内不同深度的含水量，计算平均稠度；稠度；3 3）预测土基回弹模量（根据平均稠度、土质、自然区划查表）预测土基回

10、弹模量（根据平均稠度、土质、自然区划查表）4.路基回弹模量路基回弹模量（二）沥青路面结构组合（二）沥青路面结构组合p面层面层：单层、双层或三层沥青面层单层、双层或三层沥青面层p基层基层：柔性、半刚性、刚性或组合式柔性、半刚性、刚性或组合式p垫层垫层：排水、防冻、防水、防污等粒料或稳定土排水、防冻、防水、防污等粒料或稳定土p土基土基：密实、坚固、不透水密实、坚固、不透水p层间结合层间结合：牢固牢固 计算弯沉与设计弯沉的计算状态现同，取计算弯沉与设计弯沉的计算状态现同，取LdLs，反推，反推c ，由，由c求求取结构组合（材料、模量和厚度组合）；取结构组合（材料、模量和厚度组合）；验算验算Ld与与L

11、s的关系。的关系。轮隙中心处（轮隙中心处（A点）路表计算弯沉值小于或等于设计弯沉值。点）路表计算弯沉值小于或等于设计弯沉值。 n极限状态极限状态:1、设计弯沉与计算弯沉、设计弯沉与计算弯沉2、容许拉应力与计算最大拉应力、容许拉应力与计算最大拉应力 sspRK沥青混凝土或半刚性材料的沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度极限劈裂强度(MPa)； 抗拉强度结构系数抗拉强度结构系数 Ks：一个考虑沥青混合料和半刚性材料疲劳破坏特一个考虑沥青混合料和半刚性材料疲劳破坏特性的安全系数，它是根据一次荷载作用下的破坏强度与不同轴次作用下性的安全系数，它是根据一次荷载作用下的破坏强度与不同轴次作用下的疲劳破坏强

12、度之比，并考虑公路等级、室内与现场差异等因素而确定。的疲劳破坏强度之比，并考虑公路等级、室内与现场差异等因素而确定。 n路面结构层材料的路面结构层材料的容许拉应力容许拉应力R: 轮隙中心（轮隙中心（C点）或单圆荷载中心处（点）或单圆荷载中心处（B点）点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力。的层底拉应力应小于或等于容许拉应力。 极限状态极限状态:1）计算路表弯沉值时，抗压回弹模量）计算路表弯沉值时，抗压回弹模量 2）计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量）计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量 3.结构层材料抗压回弹模量结构层材料抗压回弹模量 以路表弯沉值为设计指标时，设计参数采用抗压回弹模以路

13、表弯沉值为设计指标时，设计参数采用抗压回弹模量。对于沥青混凝土试验温度为量。对于沥青混凝土试验温度为20；以弯拉应力（应变）；以弯拉应力（应变）为设计指标时，拟验算的结构层采用弯拉回弹模量（对于为设计指标时，拟验算的结构层采用弯拉回弹模量（对于沥青混凝土试验温度为沥青混凝土试验温度为15） ，其它结构层采用抗压回弹，其它结构层采用抗压回弹模量。模量。考虑到模量取值的不利组合，回弹模量的设计值取值：考虑到模量取值的不利组合，回弹模量的设计值取值：结构类型结构类型最小厚度最小厚度/cm结构层适宜厚度结构层适宜厚度/cm柔性基层柔性基层沥青稳定碎石沥青稳定碎石无结合料级配碎石无结合料级配碎石1015

14、10-2015-25半刚性基层半刚性基层水泥稳定类水泥稳定类石灰粉煤灰稳定类石灰粉煤灰稳定类综合稳定类综合稳定类20202020-3020-3020-30刚性基层刚性基层不配筋混凝土不配筋混凝土配筋混凝土配筋混凝土连续配筋混凝土连续配筋混凝土22222222-2422-2422-244、基层材料、基层材料路基路基类型类型道路冻深道路冻深粘性土、细亚砂土粘性土、细亚砂土粉粉 性性 土土砂石类砂石类稳定土类稳定土类工业废料工业废料类类砂石类砂石类稳定土类稳定土类工业废料工业废料类类中湿中湿50-10050-10040-4540-4535-4035-4030-3530-3545-5045-5040-

15、4540-4530-4030-40100-150100-15045-5045-5040-4540-4535-4035-4050-6050-6045-5045-5040-4540-45150-200150-20050-6050-6045-5545-5540-5040-5060-7060-7050-6050-6045-5045-5020020060-7060-7055-6555-6550-5550-5570-7570-7560-7060-7050-6550-65潮湿潮湿60-10060-10045-5545-5540-5040-5035-4535-4550-6050-6045-5545-5540-

16、5040-50100-150100-15055-6055-6050-5550-5545-5045-5060-7060-7055-6555-6550-6050-60150-200150-20060-7060-7055-6555-6550-5550-5570-8070-8065-7065-7060-6560-6520020070-8070-8065-7565-7555-7055-7080-10080-10070-9070-9065-8065-805、最小防冻厚度、最小防冻厚度/cm新建沥青路面设计步骤新建沥青路面设计步骤根据设计任务书的要求，按回弹弯沉和容许弯拉应力两根据设计任务书的要求，按回弹弯

17、沉和容许弯拉应力两个设计指标，分别个设计指标，分别计算设计年限内一个车道的累计当量计算设计年限内一个车道的累计当量轴次轴次Ne和和设计弯沉值设计弯沉值；确定；确定交通量等级交通量等级、路面等级路面等级和和面面层类型，容许弯拉应力层类型，容许弯拉应力。 按照路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路按照路基土类与干湿类型及路基横断面形式，沿线将路基分成若干路段，确定各路段的基分成若干路段，确定各路段的土基回弹模量土基回弹模量。根据根据已有经验和规范推荐已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种的路面结构，拟定几种可能的可能的路面结构则和与厚度方案路面结构则和与厚度方案。确定各结构层材料的。确定各结

18、构层材料的设计参设计参数数。根据根据设计弯沉值计算路面厚度设计弯沉值计算路面厚度。对于高速公路、一级公。对于高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层材料的基层、底基层，底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。5）根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序）根据设计指标，采用多层弹性体系理论设计程序计算计算路面结构设计层厚度路面结构设计层厚度。6）对于季节性冰冻地区，）对于季节性冰冻地区，应验算防冻层厚度应验算防冻层厚度是否满足要是否满足要求。若不能满足，可增加防冻层厚度，达到规定厚度，求

19、。若不能满足，可增加防冻层厚度，达到规定厚度，以满足防冻要求。以满足防冻要求。7）进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案进行技术经济比较，选定最佳路面结构方案.二、水泥混凝土路面设计二、水泥混凝土路面设计（一）设计过程 收集并分析交通参数；收集并分析交通参数； 初拟路面结构初拟路面结构 ； 确定材料参数确定材料参数 ； 计算荷载疲劳应力计算荷载疲劳应力 ； 计算温度应力计算温度应力 ； 检验初拟路面结构检验初拟路面结构 进行路面结构方案比较，确定最佳路面设计结构。进行路面结构方案比较，确定最佳路面设计结构。1.设计基准期设计基准期公路技术公路技术等级等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路

20、二级公路三、四级公路三、四级公路设计基准期（设计基准期（a）303020202.轴载当量换算轴载当量换算轴载的总重轴载的总重 轴轴-轮型系数轮型系数 单轴单轴-双轮组，双轮组， 单轴单轴-单轮组，单轮组， 双轴双轴-双轮组双轮组30.432.22 10iiP50.221.07 10iiP=1（二）交通参数3.标准轴载累计当量作用次数（临界荷位处）标准轴载累计当量作用次数（临界荷位处）0.540.62行车道宽行车道宽7m0.340.39行车道宽行车道宽7m二级、二级以下二级、二级以下公路公路0.170.22高速公路、一级公路高速公路、一级公路纵缝边缘处纵缝边缘处公路等级公路等级临界荷位车辆轮迹横

21、向分布系数临界荷位车辆轮迹横向分布系数365 1)1(NrtrseggN临界荷位处的车辆轮迹临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数横向分布系数 交通量年平均增长率交通量年平均增长率 设计车道使用初期的标设计车道使用初期的标准轴载日作用次数准轴载日作用次数 交通等级交通等级特重特重重重中等中等轻轻设计车道标准轴载累设计车道标准轴载累计作用次数计作用次数Ne（104）20001002000310034.交通等级划分交通等级划分交通等级交通等级特重特重重重公路等级公路等级高速高速一级一级二级二级高速高速一级一级二级二级变异水平等级变异水平等级低低中中低低中中低低中中低低中中面层厚度（面层厚度（mm）260

22、250240270240260230250220面层厚度参考范围面层厚度参考范围( (三三) )水泥砼路面结构组合设计水泥砼路面结构组合设计1、面板要求、面板要求n基层应具有基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。足够的抗冲刷能力和一定的刚度。 n基层类型基层类型宜依照交通等级按表选用。宜依照交通等级按表选用。 混凝土预制块面层应采用水泥稳定粒料基层混凝土预制块面层应采用水泥稳定粒料基层 交通等级交通等级基层类型基层类型特重交通特重交通贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土基层重交通重交通水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层中等或轻交通中等

23、或轻交通水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料基层2、基层、基层 3.荷载疲劳应力分析荷载疲劳应力分析荷载疲劳应力按下式计算：荷载疲劳应力按下式计算： pscfrpkkkr式中：式中：kj考虑接缝传荷能力的应力折减系数（即应力传荷系数）；考虑接缝传荷能力的应力折减系数（即应力传荷系数）；kf考虑轴载累计作用次数的疲劳应力系数：考虑轴载累计作用次数的疲劳应力系数： 0516. 0efNkkc考虑超载和动荷载等因素对路面疲劳损坏综合影响的考虑超载和动荷载等因素对路面疲劳损坏综合影响的系数，依交通等级选取系数，依交通等级选取； 公路等级公路等级 高速

24、公路高速公路 一级公路一级公路 二级公路二级公路 三、四级公路三、四级公路 综合系数综合系数Kc 1.30 1.30 1.25 1.25 1.20 1.20 1.10 1.10 4、温度疲劳应力分析、温度疲劳应力分析 温度疲劳应力可用下式表示：温度疲劳应力可用下式表示： mtttkxgccmtBhTE2tm最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力（最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力（MPa） 温度应力系数温度应力系数最大温度梯度最大温度梯度公路自然区别公路自然区别 IIII、V V III III IVIV、VI VI VII VII 最大温度梯度最大温度梯度T Tg g( (m) )838388 88 909095 95 868692 92 939398 98 kt考虑温度翘曲应力年变化所产生的累计疲劳损伤的系数，由查表确定。考虑温度翘曲应力年变化所产生的累计疲劳损伤的