我国沥青路面设计指标与极限标准

我国沥青路面设计指标与极限标准

1了解我国沥青路面设计方法的历程，理解弯沉与设计极限状态的基本概念与我国沥青路面设计的两个基本方程的含义；2理解与掌握设计弯沉、允许弯拉应力、结构强度系数的基本概念？了解这三项指标的确定方法。3弯沉与弯拉应力计算点位、计算方法？4了解轴载换算、结构厚度等效换算及计算参数的确定，掌握路面设计程序与方法。221我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾公路柔性路面设计规范(1978)-交通部公路局公路柔性路面设计规范(JTJ014-86)-交通部公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)-交通部公路沥青路面设计规范(JTGD50-2019)-交通部公路路面设计规范(1966)-交通部路面设计规范（草案）(1958)-交通部公路总局331我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾58版《路面设计规范（草案）》设计理论:单圆均布荷载作用下弹性半空间理论解设计指标:相对弯沉设计标准:设计模量

综合模量Ee441我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾66版《公路路面设计规范》设计理论、设计指标和设计标准均未变化；调整了值和安全系数的计算公式551我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾

78版《公路柔性路面设计规范》设计理论:双圆垂直均布荷载作用下双层弹性体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表容许弯沉设计标准:实际弯沉A1为路面类型系数用弯沉作设计指标，提出了容许弯沉的概念661我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾

78版《公路柔性路面设计规范》

轴载换算方法—疲劳等效原则多层体系换算为双层体系的方法——弯沉等效提出了公路自然区划初步建立了我国柔性路面设计体系

路表弯沉--路面结构设计的第一个指标定义：路面结构受到荷载作用时产生的路表凹陷量（沉陷量或称垂直位移）称弯沉。注意：

设计时用的是回弹弯沉，即加载时总弯沉，减掉卸载后的弯沉，称回弹弯沉，简称弯沉。弯沉盆允许弯沉LRallowabledeformation）定义：路面在使用期末的不利季节，在设计标准轴载作用下，容许出现的最大回弹弯沉值称允许弯沉LR

。这是72年交通部组织弯沉调查时提出来的。对于不同的路面结构，达到相同程度的破坏状态，所承受的标准轴载累计作用次数Ne与相对应的回弹弯沉是不同的。路表回弹弯沉是路面结构层与路基回弹变形之和，它与路基顶面压应变有密切关系，且路基变形占总变形的量约>90%。所以：路表回弹弯沉指标反映了结构综合刚度。在一次轮载作用下，弯沉越大且弯沉盆越陡深的疲劳寿命（FatigueLife）越短；弯沉越小的且弯沉盆越宽缓的疲劳寿命（FatigueLife）越长。弯沉值标准(容许弯沉)状态：以路面在车辆荷载反复作用下出现纵向裂缝为临界状态，以纵向网裂为破坏状态。所以，弯沉值主要反映车辆荷载作用下路面结构整体、包括结构层部分应力与抗力对比失衡状态的表观特征。以弯沉值作为设计控制指标的一个优点是便于直接量测。因此我国沥青路面设计方法较长时间都以路表弯沉作为设计控制指标。我国的弯沉测试（deflectiontesting）采用Bzz-100标准轴载，使用按前进卸荷法则定。贝克曼梁弯沉仪落锤式弯沉仪（FWD）落锤式弯沉仪测弯沉示意图121我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾

86版《公路柔性路面设计规范》设计理论:双圆垂直均布荷载作用下三层弹性体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表容许弯沉值设计标准:实际弯沉验算指标:容许拉应力考虑了不同的层间接触状态建立了多层体系换算为三层体系的方法

路面疲劳开裂由下而上发生、发展，它的外观特征是先发生纵向开裂再逐步发展成纵向网裂、龟裂破坏。沥青路面在车轮反复多次作用下，沥青面层和刚性、半刚性基层的层底拉应力超过极限，形成初始裂缝并逐步扩展至断裂的过程，属疲劳断裂损伤。通过大量路面试验，环道试验和小梁疲劳试验后表明，承受一次加载断裂的极限弯拉应力与受多次加载后达到同样断裂所施加的疲劳应力之间的比值与加载的次数之间存在如下相关关系：以弯拉应力作为控制结构层疲劳开裂的验算指标

——路面结构材料的极限抗拉强度（Mpa）由实验按标准方法测得；

——路面结构材料的允许拉应力，即该材料能承受设计年限内加载的疲劳弯拉应力（Mpa）；

——抗拉结构强度系数。允许拉应力与结构强度系数的概念允许拉应力 的概念：指路面结构在行车荷载重复作用下达到疲劳临界状态时结构层容许的最大拉应力。反映结构层强度随累计当量轴次Ne作用次数衰减的指标可用结构强度系数Ks来表示。结构强度系数Ks的定义式：沥青类面层或整体性基层材料的极限抗弯拉强度与允许疲劳强度之比值定义为结构强度系数。161686规范存在的不足三层体系与实际路面结构不符，层间滑动假设与实际状态不符、作为设计控制指标的容许弯沉不起控制作用；原设计标准相对大量采用的半刚性基层沥青路面结构而言明显偏低；设计参数与设计状态相矛盾，无法进行竣工验收；三参数补强设计经验方法与改扩建工程的实际不符；提出弯沉综合修正系数的前提条件发生了变化。171我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾97版《公路沥青路面设计规范》设计理论:双圆垂直均布荷载下多层弹性连续体系理论设计指标:双轮轮隙中心路表设计弯沉值设计标准:实际弯沉

——修正了综合弯沉修正系数验算指标:容许拉应力重新建立了沥青面层和半刚性基层的轴载换算方法建立以弹性层状体系理论为基础的补强设计方法181我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾2019版《公路沥青路面设计规范》设计理论、设计指标和设计标准均未变化

（基层类型系数采用插值技术取值）调整了材料参数的取值方法和推荐值我国已经颁布6部规范一直沿用了路表弯沉的设计指标，原因是该指标反映了结构综合刚度，具有可检测性。我国现捉行《公路沥鹿青路面证设计规略范》（JT饶G知D5添0-妇20大19）将路面衣竣工控后第1年的不收利季节嫁取为设挨计状态，根据萝弯沉变互化规律析和容许塔弯沉值贱调查结夕果，可写得设计椒弯沉喉计冬算公式搭：---为设欺计年磁限内贺的累辨计当喝量轴主次；--鱼-（gr粥ad叠at组io弱n）为民公路牛等级崖系数疲；--有-（su鸽rf高ac殿e箱co顺ur单se副s）为面美层类型液系数；---（ba终se逮c暗ou估rs夸es）为基概层类型塘系数。设计弯帜沉值的旅概念与球得出设计响弯沉寨定义水：根据设席计年限搜内一个找车道上病预测通挖过的累问计当量煤轴次，粗公路等费级，面我层类型梦而确定灿的路面像弯沉设较计值。设计怠弯沉销是路毛面竣肺工验称收时爬应该恩达到锡的弯乐沉标跟准。根据乏相对胞弯沉牛变化塑系数树的悦定义响，将撞取值为为助，针由此芬便可极得到堆路面浑使用矛期内考任一芳年的嫩弯沉鸭评价璃标准2我国现秩行设计念标准的恶得出—97设计规记范的设返计指标臭与标准生的得出路况状乐况分级折（好、主中、差侧）—测弯沉腹三类布布点—确定牧允许副弯沉腊的极销限状醋态—数据印温度席与季郊节修宁正—弯沉扶临界拼状态药方程昼回归—方程我超载妻、面改层类虑型、翅基层盖类型加、道迁路等块级修僵正—分析嫌弯沉款随年缴限的阳变化定，定魔义弯稻沉相惧对系棵数（嘱相对甩弯沉标）AT圆——窃AT梯=L传O/位LR批—取LO酱=L丘D，并鹿取AT担=1厉.2得到讽设计包弯沉LD和设计础状态22222我国困现行恰设计揪标准渗的得省出—97设计规河范的设净计指标鞋与标准菜的得出以容许欲弯沉为爽指标的蛮设计标兼准的提蝇出（1）容财许弯蛋沉的冒调查——撞92梅-9羊3年不利舍季节实虫测分别怪调查虑了吉促林、纪山东战、山博西、狐四川幅、湖糠南、誉湖北耽、西胡藏、乞江西那、黑保龙江掌、天辱津、悉上海坐九省舍两市并计60多个箱路段开两万斑多个到测点箭弯沉洗调查盒。调查路票段大多国为使用调了三年东以上未蠢经罩面临，并开误始出现预局部结半构性破立坏的高坚速公路熄、一级撞公路、略二级公援路的半婆刚性基位层沥青恼路面。2323以容许毙弯沉为更指标的拜设计标毁准的提锈出路况等级路面外观描述好I平整无裂缝或只有平均间距12～15m以上的细横缝(缝宽3.0mm以下)中II基本平整，有平均间距小于12～15m的较宽横缝或不规则的纵、横缝或局部出现网状裂缝。差III有明显变形，横缝和纵缝联成间距1.5～2m以上的块状裂缝或间距为10～50cm的网状裂缝和龟裂。（2）调查筛路段的蚂分类24以容许自弯沉为该指标的勺设计标肢准的提习出路况等级路面外观描述好I弯沉测点附近半径大于1m的范围内无任何可见的结构性破坏。中II测点不落在开裂部位，但在半径小于1m的范围内有裂缝。差III测点正好位于纵、横缝缝边或半径大于1m的龟裂缝中心。（3）测黑点的乎分类2525（4）极限决标准的窑选择(极限催状态字设计柳法与脏极限袍强度粒设计挡法)开始破乓损状与某完全破脂损状态据之间的偶中间状姨态为极瓶限状态洽，并以厘此作为终决定容顶许弯沉茅的依据向。以容誓许弯乳沉为叮指标珠的设缴计标命准的威提出纵向梦开裂26（5）数笼据处床理若路鞠段只题有I类点,表明瞧路段绩尚未团破坏,不纳入坝统计；若路段忠只有III类点,表明路伯段完全瞧破坏,不纳入妖统计；I类路燃段剔子除II别I类点：II膜I类路奖段剔哀除I类点：II类路段鼠：以容威许弯丝式沉为鸭指标遗的设轮计标柄准的趣提出27（6）数蛋据修服正季节修琴正和温度修哑正结构类身型和公各路等级搏修正路面等级结构类型高速公路1.00沥青混凝土1.00一级公路1.00沥青碎石(上拌下贯)1/1.10二级公路1/1.10沥青表处1/1.20以容许液弯沉为贩指标的绵设计标哑准的提颜出28（7）容捕许弯虫沉的卫回归统一辜换算杯为标管准状究态：胆不利群季节谨，轴唤载10技0K镇N、路面首标准温珠度为20℃、一呈级公渠路沥尿青混数凝土卷路面口。半刚性掩基层沥读青路面辟：以容傻许弯灰沉为木指标仔的设签计标粪准的陡提出29（8）柔性摧基层沥饶青路面钞弯沉的巾验证以容许狱弯沉为深指标的危设计标字准的提启出30（9）超胳载因趴素影迹响考的虑考虑当伞时我国乘公路上虑各类车昨辆普遍填超载的触现象，自通过交妇通资料仰计算所英得的累挽计标准趴轴次少晓于实际哥累计标曲准轴次滤，将容马许弯沉篮曲线向俱右平移茂一段距藏离，及底公式右米端乘以1.1，且石将回侮归方透程指劲数调缸整为0.顽2，得到乘：:公路等矿级系数吊，:面层碎结构京系数:基层拌类型佣系数以容许泡弯沉为膝指标的君设计标框准的提旺出31（10）容许搏弯沉的员各类修沟正系数高速公路一级公路二级公路三、四级公路1.01.01.11.2沥青混凝土路面沥青碎石、沥青贯入、沥青上拌下贯路面沥青表面处路面1.01.11.2半刚性基层柔性基层1.01.6以容湾许弯使沉为促指标隆的设窃计标捡准的鼻提出3297设计差规范横的设适计指半标与剂标准以设戚计弯搁沉为裙指标返的设添计标糟准的破提出(1馒)以容画许弯竹沉为劝设计高状态尼所存坏在的踢主要疲问题路面的松计算弯着沉值与帐容许弯聪沉值处骨于不同讯的工作烂状态——容许橡弯沉写值对应刻路面束损伤神至极限状刘态时的弯洗沉值，而计算弯止沉值为路尚面无损伤窗状态时的给弯沉袭值。对路面洪竣工后淹是否满钱足设计寄要求无吊法进行桐检验极限强鲁度设计形法和极珍限状态休设计法榴概念混幸淆。设计弦状态宵的概巧念：将竣窄工后墨第一裳年的姑不利却季节暂近似毙确定云为路驾面整绩体结应构的样最大躁刚度象状态晋，取醉作设姑计状贵态。3397设计规桨范的设孤计指标甘与标准以设踪蝶计弯胁沉为时指标疏的设柳计标后准的君提出(2善)半刚绍性基赢层沥刘青路馆面弯跃沉变吩化资盟料的钻收集串与处清理共收集32个路段(1条高乱速公朋路、19条一级权公路和12条二级笛公路)历年砍路表惧弯沉诉值，颂进行遭弯沉陈变化斜规律慎的研时究。为排除凡复杂因马素的影织响，提出葵了相啊对弯异沉（搁相对柜弯沉减系数销）的妨概念，相对久弯沉笛值等呼于某狸一时胀段实喘测弯禁沉值庄与竣掉工验供收弯叼沉值姑之比打。AT=LT/L0所有角弯沉耕值同乐时换肢算为解不利如季节涉、温日度20℃条件割下的胜弯沉泥值。201蚕9年完成昏的沥青秩路面设愿计指标对与参数直研究课袄题，汇肿总了国硬内31段试验迈路和实贱体工程4-女8年的跟戴踪观测廊数据，享分析得云到描述申弯沉逐趣年变化径规律的形函数：(3)半刚惑性基撑层沥们青路兴面弯铅沉变拜化规息律在路块面竣带工后魔第1个不利殊季节取T值为1，以刮后各冰年依垃次类员推。抵设沥处青路结面设旋计年颂限为15苦a，通素过上故式计续算各日年的鹅列于蠢表2。确定AT取值倦：利用称山西终的西遇三、拥山东茎的淄够州、巩寿光亩、上膛海的饥沪嘉着、随飘州等31段试验摸路和生缺产路长音期跟踪搅观测数围据，观丑测时间送以四~六年居多，酒且结构携以半刚液性基层蜡沥青路刑面为主睛，点绘谱弯沉变创化规律畏图，并桑定义相符对弯沉仪系数AT为以州后各糖年的赶弯沉绘与毅竣工涨后第抱一年建的路拘表弯央沉待的听比从值吐，细，计售算AT随年份裹的变化技。半刚面性沥靠青路毫面路愤表弯单沉的逗变化务分三静个阶报段，1-2年弯极沉减胸小阶嫂段，由第2年达昼到最液小值梁；2-矮4年弯沉绘快速增肃大阶段抖，这一张阶段易无出现早暮期破坏殊；4年以后影进入结盯构疲劳蔑破坏的冤稳定发晚展阶段薄，直到忽破坏。AT反映了善路面结轻构在运凳营期的拜弯沉变逮化。将桶实测弯叶沉AT曲线破（各答年份何的均尖值点蜘曲线愈）点栗汇在谈拟合迈曲线匙图上嫌，由晨拟合AT曲线函焦数f(T姜)与实探测各系均值摘点之局间的不曲线路相对祥偏差由仅2%，非吨常吻抱合。f(仇1)核=1款.0是,f研(2奸)=抢0.获87袋7,挤f(度3)液=0列.9赚81址,f翁(4茅)=独1.女18遍0,妹f(叫5)作=1掌.2壶74锣,因路灯龄以4-6年为多致，取T=4得：年序012345678实测值1.3401.000.8900.9601.201.260-1.2941.30回归值1.3381.000.8770.9811.1801.2741.2911.2971.302相对弯侦沉变化亲系数的堵逐年变穴化表确定设岔计弯沉：因寇年值最轨小，泻此期糕间路衔面整菌体结播构处诸于最矛大刚安度状诱态。洁为使狐设计罚指标蚊与材驾料参绝数龄拢期取动值相渡一致盘，测莫参数拔时，塞半刚算性基脸层养咱生时谊间最寒长的仪设计务龄期队是6个月森，竣头工通习车一认般在9-1闻0月初，迅正好接勤近于路痒面竣工第一供年的不内利季早节3-竞4月份备，实撑测统料计也联得到授竣工造后第惰一年扰不利撇季节逆测得烦的弯尖沉值断与最互大刚亩度状很态所银对应军的弯胆沉值险比较们接近菠，因拌此将竣众工后是第一迟年的乔不利川季节随近似熟确定投为路蜡面整桥体结努构的瘦最大相刚度碧状态悔，取隔作设脏计状纺态。而AT获得染是取叙自4~6年的敢路龄箩，再考仙虑基第层类盟型（愁半刚纽奉性基广层取1，柔性拐基层取1.脏6）单位为0.粪01稀mm。-这就是宫目前的董设计标困准。4197设计规钳范的设明计指标善与标准以设计巩弯沉为杀指标的蛇设计标阶准的提杂出(4肚)以设唯计弯旬沉为符控制做指标聚的设论计弯恳沉计镜算公胡式设计弯籍沉值：其中缸，浸为凶基层什类型寸系数乳，对雷半刚府性基通层取1，对柔兽性基层少取1.6相对缠弯沉庄变化浇系数我的逐统年变守化表年序012345678实测值1.3401.000.8900.9601.201.260-1.2941.30回归值1.3381.000.8770.9811.1801.2741.2911.2971.3024297设计规嘱范的设朗计指标寺与标准弯沉综软合修正逐系数：路表栋实测绣弯沉羊与理淡论计姑算弯倡沉的减比值F=L氧s/L理收集了匪七段试逼验路49种路滴面结演构，螺根据呜七条凡试验骄路的莲相关熔资料土，进左行了幅理论塑弯沉举和实暮测弯江沉的组回归旁，得所到弯鹅沉综想合修院正系利数的膛回归抖方程性：——土基回洽弹模量阔对设计也厚度影殖响不大按肢重新飞进行回悔归，得歉到：14个省孔市、48条公路本、71种路面黄结构的作验算表疲明：所艇提出的崭弯沉综小合修正昆系数是虫合理的狐。4397设计标规范砖的设顿计指幅标与烂标准轴载换贝算方法97规范狸中设灾计弯甚沉计弱算与钳沥青文层层昏底拉茶应力远验算播时，涂轴载欺换算旺公式屋为：——式中负指数林按疲少劳等灶效原嫌则，娇由沥补青混滔合料搜疲劳符方程独得到半刚性段基层层斗底拉应叼力验算春时，轴粘载换算石公式为炎：——式中指戚数按疲玩劳等效例原则，恭由半刚具性基层枯材料疲琴劳方程痕得到4497设计规捉范的设府计指标腰与标准强度碗结构孟系数沥青面听层抗拉院强度结旱构系数鬼为：——式中指盯数由沥萄青混合袍料疲劳梨方程得躲到稳定粒画料类和恭稳定土廉类基层掩的抗拉枝强度结竟构系数弓分别为良：——式中指练数由21组疲店劳试灾验和征重庆仓环道潮疲劳之试验榨结果榨回归沾得到454520略19年的妙规范—现行设共计指标教体系的箩不足1设计方女法与97年未果有改踢变，与设计蜂计算屿时模顶量参显数强灯调了探结构蹦层弯瓜拉组结合的喇不利仓状态留。2强调了倾材料设面计现行含规范贪存在搞的问场题：(