aA沥青路面设计课件

《路基路面工程》

PavementEngineering国家精品课程

主要内容第一节概述第二节沥青路面的分类与特性第三节沥青路面的使用性能和分区第四节弹性层状体系理论第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准第六节沥青路面结构组合设计主要内容第七节我国沥青路面厚度设计第八节沥青路面结构排水设计第九节沥青路面改（扩）建设计第十节国外主要沥青路面设计方法概述第一节

概述核心内容沥青路面的基本特性沥青路面的损坏类型及其成因对沥青路面的性能要求沥青路面设计的内容与方法1、沥青路面的基本特性沥青路面的工程特点

①优良的力学性能－变形性能与强度

②良好的抗滑性－雨天的行驶安全性

③施工方便－强度形成速度和维修

④经济耐久－使用寿命

⑤有利于分期修建沥青路面结构受力示意图（1）表面平整无接缝、行车较舒适；（2）结构较柔，振动小，行车稳定性好；（3）车辆与路面的视觉效果好；（4）施工期短、施工成型快，能够迅速交付使用

（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。

1、沥青路面的基本特性◆沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）1）裂缝2、沥青路面的损坏类型及其成因Top-downCrackDown-topcrack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。纵向裂缝：路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引起失稳。网裂：上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；沥青老化等1）裂缝cracking2、沥青路面的损坏类型及其成因2）车辙rut定义：路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层及路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙还包括轮胎磨耗引起的材料缺省。

车辙是沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中面层或沥青表层。原因：

1）沥青混合料高温稳定性不足，塑性变形累积；

2）路面结构及路基材料的变形累积；

3）车辆渠化交通的荷载磨耗－－磨耗型车辙。

2、沥青路面的损坏类型及其成因3）松散剥落RavellingandStripping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（沥青黏性差、集料黏附等级低、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。2、沥青路面的损坏类型及其成因4）表面抗滑不足surfaceskidresistance定义：沥青路面在使用过程中，表面集料被逐渐磨光，或者出现沥青层泛油，使得沥青表层出现抗滑能力不足。原因：

1）集料软弱，宏观纹理和微观构造小；

2）粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、压碎值等表征）；

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①强度与刚度(开裂、变形)②稳定性(高、低温、水稳定性)③耐久性(疲劳、老化)④平整性(舒适、动荷)⑤抗滑性(安全)⑥少尘性(环保)TransportationCollege,SoutheastUniversity3、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。3、对沥青路面的基本要求◆沥青路面设计的内容

结构组合设计材料组成设计厚度设计验算结构方案比选路肩构造设计排水系统设计4、沥青路面设计的内容与方法沥青路面结构设计方法种类

经验法：AASHTO法；CBR法。

依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。力学经验法（M-E）：AI法；SHELL法；我国设计方法。

依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。典型结构法：法国方法；中国八·五研究成果。

通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。优化设计法

通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。4、沥青路面设计的内容与方法第二节

沥青路面的分类与特性核心内容沥青路面的分类沥青混合料空间结构与压实性能沥青混合料的力学特性沥青混合料的黏弹性性质与力学模型沥青混合料的变形特征沥青混合料的强度特性沥青混凝土（AsphaltConcrete）热拌沥青碎石（AsphaltMacadam）乳化沥青碎石（EmulsionAsphaltMacadam)沥青贯入式沥青表面处治沥青玛碲脂碎石SMA（StoneMasticAsphalt）排水性沥青混凝土（PorousAsphaltConcrete）开级配抗滑磨耗层（OpenGradedFrictionCourse）3）按沥青路面材料的技术特点：1、沥青路面的分类ＨＭＡ级配示意图ＳＭＡ级配示意图1、沥青路面的分类1、沥青路面的分类1、沥青路面的分类1、沥青路面的分类1）沥青混合料的体积参数关系沥青混合料是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。2、沥青混合料空间结构与压实性能2、沥青混合料空间结构与压实性能1）沥青混合料的体积参数关系2、沥青混合料空间结构与压实性能1）沥青混合料的体积参数关系2、沥青混合料空间结构与压实性能1）沥青混合料的体积参数关系①沥青混合料压实度及其控制：沥青混合料的压实度直接决定着其成型后的强度，在一定范围之内（没有出现过压时），压实度越大越好。压实度表征的三种方式与实际控制方法：（1）理论密度的压实度；（2）马歇尔密度的压实度；（3）试验段密度的压实度。区别：分母不一样，分别是：真密度、马歇尔试件密度和试验段取芯试件密度。控制标准：93%、97%、99%。

2、沥青混合料空间结构与压实性能2）沥青混合料的压实性能②沥青混合料压实影响因素：

压实温度、压实速度、压实应力（功）、沥青用量等。2、沥青混合料空间结构与压实性能沥青混合料压实可行性区域沥青混合料是由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。强度取决于集料颗粒间的摩擦力和嵌挤力、沥青胶结料的黏结性以及沥青与集料之间的黏附性。影响：集料的类型、空间布型以及胶结料的类型、用量、与集料的黏附程度影响着沥青混合料的力学特性。类型：按密实原则和嵌挤原则构成的沥青混合料的典型结构类型有三种：密实悬浮结构、骨架空隙结构、骨架密实结构3、沥青混合料的力学特性3、沥青混合料的力学特性1）沥青混合料力学参数试验——①三轴试验（摩尔库仑理论）如何求沥青混合料的黏结力C和内摩擦角？建立极限平衡条件⑤直剪试验确定：

通过不同压力的直接剪切试验确定3、沥青混合料的力学特性④简单拉压试验确定：

通过简单抗拉强度试验和间接抗拉试验确定①蠕变

蠕变是应力不变，变形随时间而增加的现象。这一过程在应力不变情况下，取决于其作用时间。沥青材料在不同应力及时间下表现：应力小，时间短：

主要表现为弹性性质，在应力施加后变形瞬时出现，应力撤除后变形迅速恢复。这种变形叫做纯弹性变形（瞬时弹性变形），在该范畴内，应力应变呈直线关系；应力较大，时间较才：

主要表现为黏弹性性质，应力施加后瞬时出现变形，然后变形仍逐渐增加，当应力撤除后，一部分变形瞬时恢复（弹性变形部分），另一部分变形随时间缓慢恢复，这部分变形是黏弹性变形（滞后弹性变形）。应力大，时间长：

主要表现为塑性性质，除包含黏弹性性质外，还有较大一部分变形无法恢复，称为塑性变形。 注意：沥青混合料的实际变形弹性、黏性、塑性三种都包含，不过根据应力大小和作用时间不同而表现出以上各种不同性质为主的特点。1）蠕变与松弛特性creepandrelaxation4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型蠕变示意图②应力松弛(relaxationtime)

应力松弛是应力恒定不变，应力随时间减小的现象。应力降低到初始数值（初始应力值的1/e）(e=2.718)，称为松弛时间。

沥青混合料主要呈现为弹性或黏塑性，与应力作用时间与松弛时间的比值有关：作用时间<<松弛时间，以弹性为主；

作用时间>>松弛时间，以黏塑性为主；

作用时间与松弛时间相近，为弹-黏-塑性。冬季气温低，沥青混合料黏滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季黏滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、黏、塑性，取决于作用时间；4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型③综合①黏弹性材料的基本性质应力应变关系的曲线性及不可逆性；对加载速度（时间效应）和试验温度（温度效应）的依赖性，服从时间温度换算法则；具有十分明显的蠕变与应力松弛特性；线黏弹性材料服从Boltzmann线性叠加原理和复数模量原理；2）沥青混合料的弹-黏-塑性沥青混合料是一种弹-黏-塑性材料，不同外部（温度与荷载）条件下，表现出不同的性质:低温小变形时：线弹性性质高温大变形时：黏塑性性质在过渡范围内：黏弹性性质4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混凝土常温下加载并反向加载的典型曲线4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混凝土温度恒定时间变化、时间恒定温度变化的典型曲线

试验温度的升高相当于慢速加载、加载时间的延长：时间温度转化法则②沥青路面蠕变规律4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型第一阶段：迁移期，蠕变（永久）变形在瞬间迅速增大，但应变速率随时间迅速减小；第二阶段：稳定期，蠕变（永久）变形呈直线形稳定增长，应变速率保持稳定，该过程占总过程的主要部分；第三阶段：破坏期，蠕变（永久）变形和应变速率均急剧增大，直至破坏。

①基本流变模型及其组合3）沥青混合料的流变学模型

沥青混合料是一种弹-黏-塑性材料，弹、黏、塑性是其力学特性的基本单元，需要用一定的力学模型及本构关系来表达，并进一步实现串联或并联的组合形成复杂的组合模型来模拟材料真实的力学特性。4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型弹簧、黏壶及滑块及其组合弹簧元件黏性元件塑性元件VanDerPool模型及其蠕变曲线

②基本力学元件的组合通过对基本元件的串连或并联组合，可形成新的力学模型来表征不同的黏弹塑性材料。元件串连：总应力等于各分应力，总应变等于各分应变之和；元件并联：总应力等于各分应力之和，总应变等于各分应变。常用的简单组合模型有下列几种4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型1）劲度（劲度模量）Stiffness

反映沥青和沥青混合料在给定温度和加荷时间条件下的应力-应变关系的参数，称劲度S。应力作用时间、温度、应力大小都会对沥青和沥青混合料的应力应变特性造成影响，因此，劲度（模量）表达式中必须考虑这些因素。

C.范德甫（VanderPoel）提出表征弹-黏塑材料劲度（模量）的表达式：—施加的应力，MPa；—总应变；t—荷载作用时间，s；T—材料的温度，℃。

问：与弹性模量的区别？5、沥青混合料的变形特性①沥青的劲度5、沥青混合料的变形特性5、沥青混合料的变形特性范得保沥青劲度确定诺模图由图中曲线可以看出：（1）加荷时间短时，曲线接近水平，表明材料处于弹性性状；加荷时间很长时，便表现为黏滞性性状；处于二者之间时则兼有弹-黏性性状。（2）各种温度下的S-t关系曲线具有相似的形状，如果将曲线作水平向移动，则将可将它们近似重合在一起。这意味着温度对劲度的影响同一定量的加载时间对劲度的影响效果相当。（3）温度和加载时间对劲度的影响具有互换性，是沥青材料的一个重要性质。利用这一性质，可以通过采用变换试验温度的方法，把在有限时间范围内得到的试验结果扩大到很长的时段。5、沥青混合料的变形特性①沥青的劲度②沥青混合料的劲度C．范德甫对一系列密级配沥青混合料进行试验后确认，沥青混合料的劲度模量是沥青的劲度模量和混合料中集料数量的函数。—沥青混合料的劲度模量，MPa；

—沥青的劲度模量，MPa；

—混合料中集料的集中系数适用于沥青混合料的空隙率等于0.7～0.9的情况，若空隙率大于3，修正为：为3，5、沥青混合料的变形特性5、沥青混合料的变形特性②沥青混合料的劲度（1）概念：强度是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载（或应力）。构成公路路面各结构层的材料，一般都具有较高的抗压强度，而抗拉或抗剪强度较弱（这在颗粒材料中或结合料黏结力较低的结构中尤为突出）。控制路面材料极限破坏状态的往往不是抗压强度，可能出现的强度破坏通常为：（1）因剪切应力过大而在材料层内部出现沿某一滑动面的滑移或相对变位；（2）因拉应力或弯拉应力过大而引起的断裂。

6、沥青混合料的强度特性①抗剪强度矿料特性酸碱性：（如：石灰岩为碱性，玄武石为酸性）决定了石料与沥青的黏附性，由差到好：花岗岩、片麻岩、玄武岩、安山岩、砂岩、石英岩、石灰岩的黏结力由小到大。比表面积：（单位：cm2/g），能与沥青相互作用的面积，越大则黏结力越大。颗粒越小，比表面积越大，所以决定于混合料的矿粉含量。

级配、颗粒形状：决定内摩阻力大小。沥青特性

用油量：决定沥青膜厚度及自由沥青含量，存在最佳含量。

黏滞度：越大，黏结力也越大。影响沥青混合料抗剪强度的因素：6、沥青混合料的强度特性②抗拉强度

在气候寒冷地区，冬季气温下降，特别是急骤降温时，沥青混合料发生收缩，如果收缩受阻，就会产生拉应力；车辆紧急制动后轮下混合料表面出现拉应力；沥青混合料底面由于车辆荷载、基层裂缝导致的拉应力。当拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时，路面就会产生抗拉不足开裂。抗拉强度主要由混合料中结合料的黏结力提供，其大小可采用直接拉伸或间接拉伸试验确定。劈裂试验传递荷载的两端垫条，对试件中的应力分布和极限强度有显著影响，通常垫条宽为12.7mm，大试件为19mm。6、沥青混合料的强度特性6、沥青混合料的强度特性直接拉伸间接拉伸试验②抗拉强度沥青混合料的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的级配、测试时的温度、加载速度等因素有关。试验表明：1）沥青的黏滞度大，或沥青含量较大，沥青混合料具有较高的抗拉强度；2）密级配混合料的抗拉强度较开级配混合料高；3）随施荷速率增大而增加，随温度的增加而下降；

6、沥青混合料的强度特性③影响沥青混合料抗拉强度的因素④抗弯拉强度

沥青路面在行车重复荷载作用下，往往因路面弯曲而产生开裂破坏，必须验算沥青混合料的抗弯拉强度；试验方法：小梁弯曲试验：梁式试件的高和宽应不小于矿料最大粒径的四倍，梁的跨径为高的三倍。最大粒径达3.5cm的粗粒式沥青混合料、稳定类材料和水泥混凝土的试验：150×150×550mm的大梁，跨径为450mm；最大粒径为2.5cm的稳定类材料或者中、细粒式沥青混合料：100×100×400mm的中梁，跨径为300mm；石灰(或水泥)稳定土或者砂质沥青混合料：50×50×240mm的小梁，跨径为150mm；6、沥青混合料的强度特性影响沥青混合料抗弯拉强度的因素：

沥青的性质、沥青的用量、矿料的性质、混合料的均匀性、荷载重复次数、

加载速度、温度状况等。

我国《沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ053-2019）中标准弯曲实验试件为250mm×30mm×35mm的棱柱体小梁，跨径2000.5mm。试验温度采用150.5℃，评价低温拉伸性能时，宜采用-100.5℃。

6、沥青混合料的强度特性④抗弯拉强度弯曲实验有切口的弯曲实验第三节

沥青路面使用性能和分区核心内容沥青路面的高温稳定性沥青路面的低温抗裂性沥青路面的水稳定性沥青路面的抗疲劳性能沥青路面的耐老化性能沥青路面使用性能的气候分区高温稳定性是高温下抵抗永久变形的能力。

高温稳定性不足：有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害（1）车辙的类型失稳性车辙结构性车辙磨耗性车辙（2）车辙的形成过程初始阶段的压密过程沥青混合料的侧向流动集料的重新分布及集料骨架的破坏（3）影响车辙的主要因素沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移，在轮迹处出现变形路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形主要是由于路基变形传递到面层引起路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下不断损失而形成的永久变形1、沥青路面的高温稳定性（4）沥青混合料高温评价方法①现场试验路试验：AASHTO试验路，WestTrack环道试验②大型足尺试验：室内环道、室内直道、重复加载试验（ALF）、重车加载试验等；③室内小型试验：单轴压缩试验：测定高温抗压强度及软化系数；马歇尔试验：马歇尔稳定度、流值；蠕变试验：单轴三轴静载重复加载（动载）连续动态加载间歇重复加载静载重复加载（动载）连续动态加载间歇重复加载简单剪切试验：轮辙试验：1、沥青路面的高温稳定性

⑤简单剪切试验：试件尺寸根据混合料最大粒径选定；试验温度为4℃，20℃，40℃。1、沥青路面的高温稳定性（5）沥青路面高温稳定性技术标准①沥青路面容许车辙深度：发展历程：路基顶面容许竖向压应变沥青层容许永久变形路面容许车辙深度1、沥青路面的高温稳定性1、沥青路面的高温稳定性②轮辙试验动稳定度标准i)从集料方面：集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度；

集料级配良好，有足够数量粗集料形成空间骨架结构；

配合比设计合理，注重压实；ii)从沥青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；

提高沥青材料的黏稠度；

控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。（6）提高沥青路面高温稳定性措施

我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层，基层强度高，因此一般不会出现结构性车辙；由于面层集料一般采用玄武岩，因此磨耗性车辙也少见；所以一般为失稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高黏结力和内摩阻力。即：1、沥青路面的高温稳定性1、沥青路面的高温稳定性低温抗裂性是抵抗低温开裂的能力

沥青路面低温时强度增大，但变形能力降低。急骤降温产生温度梯度，面层受到下部约束产生拉应力，降温也使得沥青混合料劲度增加，导致混合料拉应力大于抗拉强度而开裂。沥青路面存在两类低温开裂形式：（1）低温缩裂：

降温时沥青混合料的体积收缩，温度应力超过混合料极限抗拉强度，裂缝由上而下发展；（2）温度疲劳裂缝：

路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在温度频繁变化的地区；2、沥青路面的低温抗裂性把沥青混合料假设为一根弹性梁，由于降温而产生的累计应力为：

累计温度应力与极限抗拉强度相等时的温度，即为开裂温度。1）低温开裂机理2、沥青路面的低温抗裂性2）沥青混合料低温抗裂评价①间接拉伸试验——低温劈裂试验：标准马歇尔试件（

101.60.25mm、高63.51.3mm），0℃或更低，加载速率1mm/min；②直接拉伸试验——试件38.1mm×38.1mm×101.6mm，缓慢拉伸速率；2、沥青路面的低温抗裂性弯曲实验④应力松弛试验：直接应力松弛试验；弯曲应力松弛试验等2、沥青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性⑤低温弯曲试验破坏应变标准①影响因素：沥青性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的厚度、面层与基层的黏结状况、基层所用材料的特性、行车的状况等②可采取的预防措施：

1）使用稠度较低、温度敏感性低的沥青；

2）使用含腊量低的沥青，使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维；

3）使用较细的混合料类型，设置应力吸收层。3）沥青路面低温开裂的预防措施2、沥青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性③低温弯曲试验破坏应变标准水稳定性是沥青混合料在水或冻融循环的作用下保持其原有性质的能力。水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青黏附性降低并逐渐丧失黏结力，沥青膜从集料表面剥离，沥青混合料松散导致路面松散、剥落、坑槽病害。水损害是水稳定性不足的主要表现。1）水稳定性作用机理黏附理论：水降低了沥青的黏附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集料间、隔离了沥青与集料的黏结；3、沥青路面的水稳定性3、沥青路面的水稳定性沥青与集料剥离示意图2）沥青路面水稳定性评价方法①煮沸试验：

评价沥青与粗集料的黏附性；②浸水马歇尔试验：

两组马歇尔试件，一组在60℃恒温水槽中保养30min～40min，另一组在60℃恒温水槽中保温48h，测马歇尔稳定度的比值。③冻融劈裂试验：

将马歇尔试件以标准的饱水试验方法真空饱水，放入塑料袋中加入约10ml水，扎紧袋口，将试件放入-18℃的冰箱保持16h，后撤去塑料袋，放入60℃的恒温水槽中保持24h，再将试件浸入温度25℃的恒温水槽中至少2h，测试劈裂强度比。（年最低气温低于-21.5℃的寒冷地区）④浸水车辙试验：3、沥青路面的水稳定性3、沥青路面的水稳定性①浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的水稳定性标准3）沥青路面水稳定性评价标准3、沥青路面的水稳定性②轮辙板的渗水试验标准抗疲劳性能是沥青路面在循环加载下抵抗疲劳破坏的能力1）沥青路面的受力特性4、沥青路面的抗疲劳性能2）沥青混合料疲劳力学模型疲劳破坏是指在低于材料强度极限的循环加载作用下，材料发生破坏的现象。疲劳寿命材料在疲劳破坏时所作用的应力（应变）循环次数。①现象学模型：重复荷载作用下沥青混合料强度衰减累积引起的破坏（传统疲劳 理论）；可建立沥青路面层底拉应力与重复荷载作用次数的关系；②断裂力学模型：认为疲劳是材料初始裂缝在荷载作用下扩展至破坏的过程；

研究了材料开裂机理及扩散规律；③能耗模型：混合料在应力应变作用下吸收能量引起的疲劳损伤；可建立能量与

重复荷载作用次数的关系；4、沥青路面的抗疲劳性能3）沥青混合料疲劳试验方法①现场疲劳破坏试验：AASHTO、WESTRACK试验路；②足尺结构模拟破坏试验：大型环道、直道试验；③试板试验法：④室内小型试件试验：三分点小梁试验、中点加载小梁试验、悬臂梯形梁试验等i）应力控制：每次对试件施加的荷载为常量，随着荷载作用次数增多，试件不断受到损伤，劲度随之而降低，实际的弯曲应变则不断增大；ii）应变控制：测试过程中保持每次荷载下应变值不变，则应力随施加荷载次数的增加而不断减小。4、沥青路面的抗疲劳性能—取决于沥青混合料组成和特性的系数；

—

坡度因素。通常，对大多数沥青混合料=5～64、沥青路面的抗疲劳性能4）沥青混合料疲劳方程英国诺丁汉大学疲劳方程

SHRP疲劳方程

4、沥青路面的抗疲劳性能沥青混合料疲劳方程图5）沥青路面疲劳性能影响因素1）加载条件：加载大小、加载方式、加载速度、加载间隔试件、加载波形；2）材料性质：影响沥青混合料劲度的因素（沥青种类、用量，集料级配类型、性质），混合料的孔隙率、压实度等；3）环境温度：4、沥青路面的抗疲劳性能

沥青老化是指沥青在储存、运输、加工、施工及使用过程中在空气、热、光照和碾压作用下产生性能下降的现象

。分施工中的短期老化和使用中的长期老化。①老化原因：

胶质、芳香分和饱和分（挥发）含量减小，沥青质含量增加；空气的氧化作用，使沥青组分发生变化；沥青分子结构的硬化（聚合作用）。导致沥青使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。2）沥青的老化1）主要影响因素沥青性能、环境情况（光，氧，水，荷载）、混合料形态（空隙率等）5、沥青路面的耐老化性能抗老化特性是沥青路面在环境因素作用下保持其原有特性能力5、沥青路面的耐老化性能②沥青的老化过程5、沥青路面的耐老化性能沥青生产到路面摊铺的过程③沥青的老化特性5、沥青路面的耐老化性能沥青针入度随时间变化3）老化试验及评价①沥青：

旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)（短期）、压力容器老化试验(PAV)（长期）②沥青混合料短期老化：

针对松散混合料，采取烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法③沥青混合料长期老化：

针对压实成型试件，采取加压氧化法、延时烘箱法、红外/紫外线处理5、沥青路面的耐老化性能①分区目的：

全国各地区气候条件差异很大，对沥青提出的要求也不尽相同，为保证沥青路面对气候的适应性，提出了沥青及沥青路面的气候分区。②分区方法：

根据高温-低温-雨量三个主要因素的30年气象统计资料来划分。即：

（1）沥青路面特性与高、低温指标及降雨有关；

（2）沥青及沥青混合料分区：高、低温及降雨指标。6、沥青路面使用性能的气候分区高温指标：

最近30年设计周期的最热月的平均日最高温度的平均值。低温指标：最近30年的极端最低气温的最小值6、沥青路面使用性能的气候分区③分区指标：降雨指标：最近30年的年平均降雨量的平均值

6、沥青路面使用性能的气候分区气候型型号温度(C)七月平均最高气温年极端最低气温1-11-21-31-4夏炎热，冬寒夏炎热，冬寒夏炎热，冬冷夏炎热，冬温>30<-37-37～-21.5-21.5～-9>-92-12-22-32-4夏热，冬寒夏热，冬寒夏热，冬冷夏热，冬温20～30<-37-37～-21.5-21.5～-9>-93-2夏凉，冬寒<20-37～-21.5沥青路面气候分区6、沥青路面使用性能的气候分区6、沥青路面使用性能的气候分区6、沥青路面使用性能的气候分区第四节

弹性层状体系理论核心内容基本假设与解题方法主应力计算沥青路面设计基本理论－层状弹性体系理论◆1、层状弹性体系理论的图式第四节

弹性层状体系理论1）各层连续、弯曲弹性、均质、各向同性，位移、形变微小；2）结构层厚度有限，最下一层（路基）水平和垂直方向无限大，水平方向无限；3）各层在水平方向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；4）层间接触情况：或完全连续（连续体系）

或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（滑动体系）；5）不计自重。轴对称课题，将车轮荷载简化为圆形均布荷载。第四节

弹性层状体系理论◆2、层状弹性体系理论的假定◆3、层状弹性体系理论的求解过程第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准核心内容沥青路面的破坏路面破坏与设计指标主要的设计指标与要求我国沥青路面的设计指标与要求路面弯沉设计标准

①路基表面的垂直压应变或垂直压应力反映路基在重复荷载作用下的永久变形，主要原因是路面结构土基承载能力低引起土基的较大垂直塑性变形。要求：σz0≤[σz0]或εz0≤[εz0]②结构残余变形的累积（车辙）：要求：RDre≤[RDre]

第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准◆3、主要的设计指标与要求③结构疲劳开裂（整体性材料结构层的疲劳开裂）：要求：εr≤［εR

］或σr≤［σR］④面层抗剪切推移：要求：τmax≤［τR］（应使用高温时的弹模）⑤结构低温缩裂：要求：σrt≤［σtR

］（应使用低温时的弹模）⑥路面弯沉：要求：ls≤ld

第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准◆3、主要的设计指标与要求◆4、我国沥青路面的设计指标与要求

我国公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标。对沥青混凝土面层和整体性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算，城市道路尚须进行沥青面层的剪应力验算。设计指标及验算指标必须小于其极限标准。第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准τmax≤τR①

路面总变形表征路面各结构层的变形与路基顶面变形之和，反映了路面整体刚度的强弱。当路面在车辆荷载反复作用下不断地弯曲使变形积累、增大到某种程度时，路面结构即产生疲劳开裂，从而可在一定程度上建立起路面损坏与弯沉、弯沉与轴载作用次数间的关系。②路表弯沉值可以简单地量测，操作简便；压应变、拉应变指标测试较困难。弯沉指标既可作为设计指标，又可以作为质量检验、路面养护的评价手段。第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准◆5、以弯沉作为设计指标的原因第六节沥青路面结构组合设计核心内容沥青面层结构沥青路面基层结构沥青路面垫层结构沥青路面层间结合◆1、沥青路面结构组合设计的基本原则①总原则：面层耐久、基层坚实、土基稳定

②具体要求：1）适应行车荷载作用的要求从上至下，从压到拉，从抗车辙到抗疲劳，表层抗滑、抗磨耗2）在各种自然因素作用下稳定性好具有很好的水稳定性和温度稳定性3）考虑结构层的特点上下层匹配，总体上强度足够而不过多浪费4）考虑防冻、防水要求第六节沥青路面结构组合设计第六节沥青路面结构组合设计弯拉应力分布不同结构不同结构弯拉应力分布不同结构不同结构组合的弯拉应力分布应力分布第六节沥青路面结构组合设计垂直应力剪切应力弯曲应力应力分布第六节沥青路面结构组合设计1）面层路用性能要求第六节沥青路面结构组合设计2）面层抗滑性能要求第六节沥青路面结构组合设计◆3、沥青层最小厚度要求第六节沥青路面结构组合设计◆4、基层最小厚度和适宜厚度要求第七节我国沥青路面厚度设计核心内容我国沥青路面设计指标和标准路面结构厚度设计要求新建路面厚度设计新建沥青路面厚度计算实例路面交工验收指标未来基于使用性能的设计方法2、设计指标和要求：1）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值小于或等于设计弯沉值

2）轮隙中心下（C点）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力

(CEG)ccpEn=E0rAAE1E2En-1hn-1h2h1B1、我国沥青路面设计指标和标准1、设计理论-层状弹性体系理论●●●●DEFGBDF①回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。②残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。③总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉+残余弯沉）。④容许弯沉：路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。（代表值吗？）⑤设计弯沉：是指路面竣工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。（代表值吗？）1、我国沥青路面设计指标和标准◆3）弯沉概念①我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态，以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准，从表中所列的外观特征可知，这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。②对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现，外观等级数愈高，弯沉值愈大，并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。

沥青路面按外观划分的性能等级1、我国沥青路面设计指标和标准◆5）设计弯沉的调查与分析——

设计弯沉值（0.01mm）；——设计年限内一个车道累计当量轴次；——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；——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、上拌下贯或贯入式路面、沥青表面处治为1.1。——基层类型系数，半刚性基层取1.0，柔性基层取1.6

设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。1、我国沥青路面设计指标和标准◆6）设计弯沉值——

路面结构层材料的容许拉应力(MPa);——

沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度(MPa)；——

抗拉强度结构系数。对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15℃时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料龄期为90d的极限劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa)，水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa)

。无机结合料稳定集料类：沥青混凝土层的抗拉强度结构系数：无机结合料稳定细粒土类：1、我国沥青路面设计指标和标准◆7）容许弯拉应力弯沉修正系数弹性层状理论是在一定假设条件下（半无限空间体、材料各向同性、均质体且不计自重）经过复杂的力学、数学推演的理论体系，假设条件与路面实际不完全相符合，这是导致理论与实际不一致的原因。因此引入弯沉修正系数F，将理论弯沉值进行修正，使计算弯沉与实测弯沉值趋于接近。

2、路面结构厚度设计要求◆8）路面结构的弯沉计算2、路面结构厚度设计要求理论最大拉应力系数：实际设计时，该值通过程序计算得到。2、路面结构厚度设计要求◆9）路面结构的弯拉应力计算1）设计要求：交通量已知，各层材料模量、泊松比、抗拉应力已知，除待设计层外各层厚度已知，需计算设计层厚度：2）设计过程：①根据拟定的结构层材料，确定设计弯沉计算公式中各参数，计算设计弯沉值；②目标：交工验收时轮隙中心实测路表弯沉小于等于设计弯沉；③通过诺模图或电算程序，查图或电算求出待设计层的厚度；④通过弯拉应力验算；⑤抗冻层厚度验算⑥技术经济比较3、新建路面的厚度设计3、新建路面的厚度设计3）新建路面的厚度设计程序3、新建路面的厚度设计4）新建路面的厚度设计

需要得到的设计参数：其中：是标准轴载累计作用次数；

是土基的回弹模量和泊松比；其它参数为土基以上结构层材料的模量和泊松比，其泊松比一般可取为0.25～0.35（强度高时取小值），弹性模量可取规范推荐值，或试验确定。规范要求：3、新建路面的厚度设计5）路面结构的设计参数3、新建路面的厚度设计6）土基回弹模量设计值的规定3、新建路面的厚度设计7）土基回弹模量室内试验的要求3、新建路面的厚度设计8）土基回弹模量室内试验的要求①现场测试法：承载板测试法：采用直径30cm的刚性承载板，在现场土基表面，通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，采用1mm线性归纳法按下式计算测点处路基回弹模量值：回弹弯沉测试：落锤式弯沉仪：3、新建路面的厚度设计9）土基回弹模量取值方法承载板测试法：②查表法：

1）确定临界高度（根据自然区划、土质）；

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，确定路基顶面以下80cm范围内不同深度的含水量，计算平均稠度；

3）预测土基回弹模量（根据平均稠度、土质、自然区划查表）③室内试验法： 根据室内小承载板测得回弹模量，乘以折减系数。④换算法： 通过回归分析，确定特定地区、土质的CBR等现场试验数据与回弹模量的关系；3、新建路面的厚度设计10）土基回弹模量取值方法3、新建路面的厚度设计11）土基回弹模量的参数以路表弯沉值为设计指标时，设计参数采用抗压回弹模量。对沥青混凝土试验温度为20℃；以弯拉应力（应变）为设计指标时，整体性材料拟验算的结构层采用弯拉验算时的抗压回弹模量（对沥青混凝土试验温度为15℃）取值方法；其它结构层采用抗压回弹模量。2）计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量应采用式（1）计算其设计值；计算层及以上各层模量应采用式（2）计算其设计值：1）计算路表弯沉值时，抗压回弹模量应按下式计算其设计值：考虑到模量取值的不利组合，回弹模量的设计值取值：3、新建路面的厚度设计12）结构层的回弹模量的要求3、新建路面的厚度设计13）沥青结构层的回弹模量参数3、新建路面的厚度设计14）半刚性基层结构层的回弹模量参数

甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为10%。该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.0，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表所示，试进行路面设计。4、新建沥青路面厚度计算示例◆1）新建路面的厚度设计实例注：轴载小于25KN的轴载作用可以不计。

①轴载换算（弯沉及沥青层弯拉应力分析时）4、新建沥青路面厚度计算示例◆2）交通分析注：轴载小于50KN的轴载作用可以不计。

4、新建沥青路面厚度计算示例②轴载换算（半刚性层弯拉应力分析时）◆2）交通分析4、新建沥青路面厚度计算示例◆2）交通分析③累计标准轴载作用次数（累计当量轴次）作弯沉计算及沥青层底弯拉应力验算时

Ne1=1.09*107作半刚性基层层底弯拉应力验算时

Ne2=9.9*106①设计年限内一个行车道上累计标准轴次为900*105次左右。根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层用沥青混凝土(18cm)，基层用水泥稳定碎石（厚度取20cm），底基层用石灰土（厚度待定）。②采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度6cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度8cm)。

4、新建沥青路面厚度计算示例◆3）初拟结构组合和材料选取①查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。抗压回弹模量取20℃的模量，得到20℃的抗压回弹模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa，水泥碎石为1500MPa，石灰土550MPa。②拉应力验算时抗压回弹模量（沥青层取15℃的值），分别为2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa。

③各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为1.4MPa，中粒式密级配沥青混凝土为1.0MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为0.8MPa，水泥碎石为0.5MPa，石灰土0.225MPa。4、新建沥青路面厚度计算示例◆4）各层材料的抗压模量与劈裂强度该路段处于IV7区，为粉质土，稠度为1.0，查表“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”得土基回弹模量为40MPa。本公路为一级公路，公路等级系数取1.0，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0，半刚性基层，底基层总厚度大于20cm，基层类型系数取1.0。设计弯沉值为：Ld=0.6*AC*AS*AB/Ne10.2=0.0235cm4、新建沥青路面厚度计算示例◆5）土基回弹模量的确定◆6）设计指标的确定-设计弯沉值细粒式密级配沥青混凝土；σR=σSP/

(0.09*Ne10.22/AC)=0.4402Mpa中粒式密级配沥青混凝土；σR=σSP/

(

0.09*Ne10.22/AC)=0.3144Mpa粗粒式密级配沥青混凝土；

σR=σSP/

(

0.09*Ne10.22/AC)=0.2515Mpa4、新建沥青路面厚度计算示例◆7）设计指标的确定-容许拉应力σR=σSP/Ks水泥碎石：σR=σSP/

(

0.35*Ne20.11/AC)=0.2429Mpa石灰土：

σR=σSP/

(

0.35*Ne20.11/AC)=0.0850Mpa4、新建沥青路面厚度计算示例◆7）设计指标的确定-容许拉应力σR=σSP/Ks设计弯沉值为23.5（0.01mm）4、新建沥青路面厚度计算示例◆8）设计资料汇总通过程序设计计算得到，石灰土的厚度为40.29cm，实际路面结构的路表实测弯沉值为23.5(0.01mm)，沥青面层的层底均受压应力，水泥碎石层底的最大拉应力为0.2429MPa，石灰土层底最大拉应力为0.085MPa。上述设计结果满足指标要求，底基层厚度40cm。4、新建沥青路面厚度计算示例◆8）设计资料汇总◆9）确定石灰土层厚度

4、新建沥青路面厚度计算示例设计程序fd2019READ(NIN,*)NSYSNSYS--结构体系数READ(NIN,*)NLAYS,KD,KC,NETYNLAYS--结构层数KD--弯拉验算要求2：要验算弯拉应力1：不要验算弯拉应力KC--设计层位NETY--交通量输入类型1：输入设计第一年的轴次（弯沉TN1及弯拉TN2）设计年限（YEAR）交通量增长率（GAMA）横向分布系数（AITA）2：输入累计轴次（弯沉TNE1及弯拉TNE2）IF(KD.EQ.2)THENREAD(NIN,*)NCHECKNCHECK--弯拉验算点数READ(NIN,1089)FMM(I)FMM（I）-各验算点的材料类型LQ--沥青混凝土WJ--稳定集料类WT--稳定土类4、新建沥青路面厚度计算示例设计程序fd2019READ(NIN,*)(LAYEC(I),AXC(I),AYC(I),I=1,NCHECK)LAYEC--验算点的层位（AXC，AYC）--验算点的坐标位置READ(NIN,*)(SL(I),I=1,NCHECK)SL（I）--各验算点的材料劈裂强度MPAREAD(NIN,*)(EL(I),I=1,NLAYS-1)IF(NETY.EQ.1)THENREAD(NIN,*)TN1,TN2,YEAR,GAMA,AITA输入设计第一年的轴次（弯沉TN1及弯拉TN2）设计年限（YEAR）交通量增长率（GAMA）横向分布系数（AITA）READ(NIN,*)TNE1,TNE2输入累计轴次（弯沉TNE1及弯拉TNE2）ENDIF4、新建沥青路面厚度计算示例设计程序fd2019READ(NIN,*)AC,AS,ABAC--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1.2AS--面层类型系数,沥青混凝土为1.0,沥青碎石为1.1,沥青表处为1.2AB--基层类型系数：半刚性基层厚度大于15厘米时为1.0,级配碎石层小于15厘米,可取1.0,其它取1.6。RDEL=0.6*AC*AS*AB/TNE1**0.2READ(NIN,*)EY(I),NU(I),THICK(I),AK(I)E（I）--各层模量MPANU（I）--各层泊松比THICK（I）--各层厚度AK（i）--界面接触系数0--完全连续1---完全光滑0-1--非连续非光滑4、新建沥青路面厚度计算示例设计程序fd2019

10READ(NIN,*)E(NLAYS),NU(NLAYS)E（I）--土基模量MPANU（I）--土基泊松比

READ(NIN,*)NLOAD,NSHEARNLOAD--垂直荷载数NSHEAR--水平荷载数READ(NIN,*)LDSTRS(I),RADIUS(I),X(I),Y(I)LDSTRS（I）--荷载单位压力MPARADIUS（I）--荷载圆半径CM（X，Y）--荷载位置4、新建沥青路面厚度计算示例设计程序fd2019数据文件16,2,5,210LQLQLQLQLQLQWJWJWTWT1,0.,0.1,15.975,0.2,0.,0.2,15.975,0.3,0.,0.3,15.975,0.4,0.,0.4,15.975,0.5,0.,0.5,15.975,0.1.4,1.4,1.0,1.0,0.8,0.8,.5,.5,.225,.2252000.,1800.,1200.,3550.,1480.1.09E7,9.9E61.,1.,1.1400.,0.25,4.,0.1200.,0.25,6.,0.1000.,0.25,8.,0.1500.,0.25,20.,0.550.,0.25,20.,0.40.,0.352,00.7,10.65,0.,0.0.7,10.65,31.95,0.4、新建沥青路面厚度计算示例结果文件结构组合：1

层位层间条件回弹模量弯拉验算模量泊桑比厚度层间系数

1完全连续1400.0002000.000.2504.000.0002完全连续1200.0001800.000.2506.000.0003完全连续1000.0001200.000.2508.000.0004完全连续1500.0003550.000.25020.000.0005完全连续550.0001480.000.250待设计.0006路基模量40.000.350

荷载垂直力半径荷载位置XY1.700010.6500.0000.00002.700010.650031.9500.0000********设计交通轴次参数********计算弯沉累计轴次=.1090E+08

验算弯拉应力的累计轴次=.9900E+07********弯拉验算材料参数********序号材料类型验算层位材料强度(Mpa)1沥青混凝土11.40002沥青混凝土11.40003沥青混凝土21.00004沥青混凝土21.00005沥青混凝土3.80006沥青混凝土3.80007稳定集料类4.50008稳定集料类4.50009稳定土类5.225010稳定土类5.22504、新建沥青路面厚度计算示例

********设计结果********设计弯沉=.0235cm理论弯沉=.0447cm弯沉指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.4402Mpa理论强度=-.2664Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.4402Mpa理论强度=-.2110Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.3144Mpa理论强度=.0174Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.3144Mpa理论强度=-.0340Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.2515Mpa理论强度=-.0294Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.2515Mpa理论强度=-.0248Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.2429Mpa理论强度=.2337Mpa强度指标设计厚度=29.28cm

容许强度=.2429Mpa理论强度=.2429Mpa强度指标设计厚度=31.17cm

容许强度=.0850Mpa理论强度=.0850Mpa强度指标设计厚度=38.63cm

容许强度=.0850Mpa理论强度=.0850Mpa强度指标设计厚度=40.29cm5、路面交工验收指标验收要求路面交工验收时，验收弯沉值la是工程验收重要指标，它是以不利季节，BZZ—100标准轴载作用下，轮隙中心处实测路表弯沉代表值lr进行评定。要求lr≤

ld温度修正K35、路面交工验收指标验收要求季节修正K16、未来基于使用性能的设计方法修订的原因现有沥青路面设计指标与路面破坏之间关系不密切项目的来源基于西部交通建设科技项目研究成果指标的要求多指标设计方法，反映不同的破坏类型指标的内容沥青层疲劳开裂、无机结合料层疲劳开裂、路基永久变形、沥青层永久变形、低温开裂、抗滑性能和平整度。6、未来基于使用性能的设计方法多指标要求沥青层疲劳开裂：沥青层疲劳寿命Nf1不小于按照沥青层疲劳等效换算得到的设计车道累计当量轴载作用次数Ne1。无机结合料层疲劳开裂：无机结合料层疲劳寿命Nf2不小于按照无机结合料层疲劳等效换算得到的设计车道累计当量轴载作用次数Ne2。路基永久变形：路基顶面的最大竖向压应变应不大于容许压应变值。沥青层容许永久变形：沥青路面的车辙深度满足要求。低温开裂：对高速公路和一级公路，裂缝指数I不大于3.0。抗滑性能：以横向力系数SFFC60和宏观构造深度TD为主要指标。公路公路、一级公路路面在交工验收时，其抗滑技术指标满足要求，二级及以下等级公路参照执行。平整度：对于高速公路和一级公路，国际平整度指数ITR不大于2.0m/km，σ不大于1.0mm。6、未来基于使用性能的设计方法多指标的标准沥青层底面的最大拉应变（设计值小于计算值）无机结合料稳定材料基层与底基层拉应力（设计值小于计算值）路基顶面最大竖向压应变（设计值小于计算值）裂缝指数I（设计值小于计算值）

6、未来基于使用性能的设计方法多指标的标准（永久变形）沥青层永久变形各层比例分层要求①表面层，采用10-20mm为1分层厚度进行划分;②第二层沥青层，采用20-25mm为1分层厚度进行划分;③第三层沥青层，其厚度不大于100mm时，作为1个分层，大于100mm时等分为2个分层;④第四层及其以下的沥青层，作为1个分层。各结构层永久变形所占比重参考值6、未来基于使用性能的设计方法多指标的标准（永久变形）计算方法首先计算各分层的永久变形量，沥青层永久变形量为各分层永久变形量之和分层计算公式设计方法与设计流程初拟路面结构的设计指标分析结果不满足要求是，调整路面结构方案重新分析，直至满足要求。

6、未来基于使用性能的设计方法设计方法与设计流程第八节沥青路面结构排水设计核心内容路面表面排水中央分隔带排水路面内部排水边缘排水系统排水基层的排水系统1、概述表面水的渗入

--是路面水的主要来源一般的比例为:沥青路面:0.33to0.5◆（2）影响路基路面的水的类型对路基的影响

1）地面水对路基产生冲刷和渗透；

2）地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。对路面的影响

1）降低路面材料强度；

2）加快路面材料损坏；

3）唧浆、冲刷；

4）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。◆（3）水对路基路面的影响1、概述1、概述（4）与水有关的路面损害

可以划分为三类:路面结构层变弱;路面材料性能下降;

(沥青层的剥离,材料腐蚀,水泥混凝土路面的D型开裂)层间黏结性能下降。60801000246810121416%Saturation,SResilientModulusMR,ksi100%AASHTO-T9995%AASHTO-T991、概述40201030507090沥青混合料的饱水率与模量之间的关系Frostheave引起路面冻胀1、概述1）把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界

2）把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害3）隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外◆（5）排水的目的1、概述排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；

路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；

设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；

路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；

路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主；

为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

◆（8）路基路面排水的一般原则1、概述节尾2、路面表面排水基本原则：1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排流，避免行车道路路面范围内出现积水。2）在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。2、路面表面排水3）在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。3、路面表面排水拦水带可由沥青混凝土现场浇筑，或者由水泥混凝土预制块铺砌而成。采用水泥混凝土预制块拦水带时，应避免预制块影响路面内部水的排泄。拦水带的顶面应略高于过水断面的设计水面高（水深），按设计流量公式（7-1）计算确定。公式（7-1）3、路面表面排水4、中央分隔带排水4、中央分隔带排水超高路段中央分隔带

三个要求（1）宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，其坡度与路面的横坡度相同；在超高路段上，可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口，或者在分隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟和泄水口（图7-31），以拦截和排泄上侧半幅路面的表面水。缘石过水断面的泄水口可采用开口式，格栅式或组合式；碟形混凝土浅沟的泄水口采用格栅式。4、中央分隔带排水超高路段中央分隔带（2）宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。（3）表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带，降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。4、中央分隔带排水超高路段中央分隔带4、中央分隔带排水超高路段中央分隔带5、路面内部排水路面结构内部水的危害（1）浸湿各结构层材料和路基土，易造成无黏结粒状材料和地基土的强度降低；（2）使水泥混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整个路肩破坏；（3）进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙水压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥，结果失去支承；5、路面内部排水路面结构内部水的危害（4）在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻胀，并在冻融期间降低承载能力；（5）水使冻胀土产生不均匀冻胀；（6）与水经常接触将使沥青混合料剥落，影响沥青混凝土耐久性和产生龟裂。5、路面内部排水设置条件（1）年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区，路基由透水性差的细粒土（渗透系数不大于10-5cm/s）组成的高速公路、一级公路或重要的二级公路。（2）路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。（3）严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。（4）现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的水份。5、路面内部排水设置要求（1）路面内部排水系统中各项排水设施的泄水能力