道路工程之沥青路面设计方法及内容

道路工程之沥青路面设计方法及内容第一节概述一、沥青路面设计的内容包括原材料的调查与选择、沥青混合料配合比及基层材料配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构组合设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选等。二、路面结构设计的原则1、根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，将路基路面作为一个整体考虑，进行综合设计；2、在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循“因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资”的原则第十四章沥青路面设计进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进，经济合理，安全可靠的方案。3、应结合当地实践基础，积极推广成熟的科研成果，积极、慎重地运用行之有效的新材料、新工艺、新技术。4、路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护、自然生态的平衡，有利于施工、养护工作人员的健康与安全。5、为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工厂化施工的设计方案。6、对于地处不良地基的路段，为适应路基沉降、稳定周期较长的特点，路面结构可以遵循“一次设计，分期修建”的方案。第十四章沥青路面设计三、沥青路面结构设计理论与方法可分为经验法和力学—经验法两大类。经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构、车辆荷载和路面使用性能三者之间的关系。力学—经验法应用力学原理分析路面结构在荷载与环境作用下的力学响应量，建立力学响应量与路面使用性能之间的关系模型，路面设计按使用要求，运用关系模型完成结构设计。我国现行的规范采用弹性层状体系作为力学分析基础理论，以双圆垂直均布荷载作用下的路面整体沉降和结构层的层底拉应力作为设计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化转换与轴载多次重复作用效应。第十四章沥青路面设计四、沥青路面交通等级1、路面设计年限—见表14-1规定；2、标准轴载及轴载当量换算—各个国家都有根据本国国情确定的标准轴载。我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载。行驶的车辆型号多样，由于不同力学参数的疲劳效应不同，我国规定，当量轴载换算分以下三种情况进行：A、当以弯沉值和沥青层的层底拉应力为设计指标时，按式（14-1）来换算；B、当以半刚性材料结构层的层底拉应力为设计指标时，按式（14-3）完成轴载当量换算；C、对于贫混凝土基层以底拉应力为设计指标时，按式第十四章沥青路面设计（14-5）来完成。3、设计年限累计当量标准轴载数设计年限内一个车道通过的累计当量标准轴次数按式（14-6）来计算。4、交通等级路面结构在设计年限内承担交通荷载的繁重程度以交通等级来划分。我国沥青路面按承担交通荷载的轻重划分为轻交通、中等交通、重交通和特重交通四级。我国沥青路面交通等级的划分按两种方法进行：一是以设计年限内一个车道通过的标准当量轴次进行划分；二是以营运车辆中的大客车、中型货车、大型货车、拖挂车等车型在一个车道上的日平均车数进行划分。第十四章沥青路面设计第二节弹性层状体系理论简介一、基本假设与解题方法通常将路面结构视为弹性半空间地基上由若干个具有一定厚度材料组成的弹性层状体系，并假设：1、各层由均质、连续、均匀、各向同性的线弹性材料组成，用弹性模量和泊松比表征其弹性参数；2、最下一层为水平方向和竖直向下方向无限延伸的半无限体；3、各层在水平方向无限远处及最下层无限深处的应力、变形和位移为零；4、各层分界面上的应力和位移完全连续，或者仅竖向应力和位移连续，而层间无摩擦；5、不计各层材料自重第十稼四章地沥雷青路组面设战计根据浆相关英理论厉，得更到计难算公纷式（熟14鸦-1首6）亡，该倾式为渗双层幕弹性居体系间计算泄公式抛。弹房诚性三译层体重系由邮两个雪弹性塘层以争及弹底性半趣空间桂体组隐成。第十威四章码沥秃青路陵面设循计第三医节朋沥青撤路面胁结构绢组合横设计沥青冠路面伯通常债由沥响青面脏层、段基层练、底拨基层线、垫姑层等湖多层粪结构篮组成次。沥聚青路脂面结钓构组业合设随计应寻遵循救以下毁原则鞠：1、溜保证等路面附表面核使用脱品质域长期亚稳定粗。2、则路面恰各结眨构层稠的强匪度、蚂抗变脆形能考力与每各层盖次的烫力学番响应纱相匹悠配。3、犁直接忧经受组温度翼、湿依度等蹈自然丈因素折变化血而造汇成强疾度、板稳定牲性下逃降的钱结构包层次轨应提倡高其语抵抗挎能力杯。4、唇充分催利用阻当地历材料耳，节券约外芝运材僵料，别做好根优化路选择财，降摧低建亭设与绩养护央费用耻。第十锋四章析沥野青路咸面设规计一、图沥青毙面层山结构沥青愿面层啊可分贵为单贴层、沫双层广、三反层。麻双层待结构龙分为跌表面已层、扇下面幕层；下三层剑结构禁分为冠表面栋层、罩中间肆层、役下面蛾层。表面迟层应浆具有厚平整巧密实穴、抗征滑耐晋磨、冤稳定刻耐久梅等服抛务功轰能，谷同时似应具棵有高件温抗毙车辙径、低展温抗偏开裂兵、抗筹老化远等品汉质。虏中、后下面侍层应偷具有改一定谨的密寺水性堡、抗胃剥离重性，址高温校或重轰载条骑件下水，沥阵青混阶合料挨具有盘较高笼的抗吗剪强育度；区下面政层应常具有稠良好虚的抗妄疲劳余裂缝臣的性悠能和寺兼顾季其他枝性能轰要求鞠。高速利公路纯、一昆级公妙路一身般选剃用三然层沥符青面滴层结豪构，塑二级斧、三通级以甲下等龄级公麻路一补般采我用双老层式忙沥青疑面层牺，三耐级、笋四级绑公路陶一般齿可采铃用双饱层沥淘青表售面处雾治结愤构。第十饱四章扇沥沟青路店面设全计二、马沥青铁路面嚷基层揪结构基层友结构欧是承孩上启魄下保灰证路舱面结双构耐覆久、衰稳定陈的承啄重结绳构层陷，因唐此要何求基联层具免有较浓高的僻强度笔、稳夜定性惭和耐组久性眉。沥青诊路面始的基刻层按葛材料琴和力泰学特辰性的姜不同蜜，可奸分为封柔性矛基层表、半恭刚性港基层录和刚烧性基午层三骆种。1、愤柔性讨基层主要洗采用迁沥青烦处治丑的级读配碎灶石和背无结何合料境的级屋配碎醉石修备筑基圾层。亡通常的沥青兔碎石饱适用什于中铁等交租通及趁更高日交通寄等级何的柔个性基有层；坑而无梨结合移料的炸级配毫碎石怎适用祥于交避通等件级较轿低的盆，中胃等交迟通以催下的知沥青且路面恰基层扮。2、涌半刚话性基蛙层主要酷采用本水泥备、石薯灰或着工业子废渣恨等无脂机结姻合料牢，对消级配第十突四章垫沥莫青路捎面设寄计集料门作稳翼定处势理的打基层艘结构僚。半淘刚性拨基层口的主稍要缺肚点是扯它本息身的清收缩天裂缝挠难以伤避免椒。3、千刚性女基层采用只低强矩度等串级混批凝土旷修筑哀基层艳混凝丑土板遵，板必上铺衣筑沥僻青面眨层。基层虑结构饮的厚预度主概要应格满足毛强度暂与刚劣度的终设计提要求最，在缓厚度发设计超时，弯应逐漆层进碰行验啦算。全除此毙之外贡，还森应考田虑施债工的车可行减性和咬材料赵规格漂对厚佩度的梳影响差。三、士沥青永路面奔垫层腹结构位于萍基层禽以下鹅，主四要用关于路软基状虽况不倚良路链段，犁以确饮保路友面结劲构不抬受路应基中妇滞留开的自悉由水火的浸颗蚀以吹及冻贷融的良危害街。在下穿列情泼况下件要设焦置垫精层：第十红四章妄沥言青路交面设母计（1顽）地列下水蛋位高给，排辅水不阁良，柴路基咏经常灿处于尚潮湿奇、过驳湿状及态的慕路段范；（2收）排侄水不燥良的愈土质能路堑曲，有更裂隙捧水、盲泉眼疫等水独文不败良的南岩石首挖方葛路段付；（3碰）季爪节性炊冰冻构地区凶的中疲湿、待潮湿执路段丢，可把能产思生冻射胀需阔设防字冻垫做层的惭路段华；（4渠）基摆层或蹈底基令层可沾能受候污染血以及大路基窑软弱切的路躲段。从垫蹈层设姿置的雾目的崇看，夹垫层榜可分将为：防水虑垫层董、排碎水垫赤层、贷防污爹垫层惯、防撞冻垫胜层。四、价沥青重路面抖层间抓结合沥青拐面层泽与基每层之为间应某设置些透层库沥青树或粘庭层沥脊青；复沥青邪面层你由两杜层或停三层忠组成制又不施能连芳续摊岁铺时绪，则弹在铺甜上层第十窝四章使沥时青路奇面设圆计之前税彻底淹清扫锈下层惧表面犬的灰响尘、会泥土必、油瞧污等还有可窑能破南坏层始间结拖合的不有害计物质右，然柄后设生粘层桌沥青颗。透糠层沥飞青、拐粘层热沥青槐，单测层表叠处下捕封层滥，稀葛浆封开层下嫌封层毕的材励料规基格、遮用量李应根与据地浴区气展候特液点，止施工研季节呈和结墙构类陕型的给不同讯，选宴定。第十宣四章里沥后青路松面设四计第四勿节么我国集沥青伏路面蛛设计悲方法采用崇双圆碧垂直漫均布辰荷载碰作用踪蝶下的倘多层马弹性皮体系弃理论峡，以珠路表捷面回兔弹弯雪沉值赠和沥给青混握凝土浆层弯出拉应池力、啄半刚通性及汪刚性正材料卷基层圾弯拉评应力孕为设坟计指嚷标进坛行路到面结毁构厚凤度设喂计。一、甘设计富指标沟与极者限标膜准弯沉抓与弯耻拉应亮力是摊目前叶各种狂力学侍经验架法普长遍采筑用的南设计寨控制棋指标杰。路面奶结构锡的路糠表弯离沉表估征路决面结恐构在骂设计庆标准严轴载朴作用回下，舍垂直使方向卖的位旺移。肺弯沉焦是表盟征路劫面结有构总仁体刚纪度的分指标连。我国孔规定本路面抢设计触弯沉扛值由延公式碧（1每4-住21址）确织定。第十吴四章笨沥草青路学面设德计对于瓦柔性后基层顺沥青刘路面怒或组触合基捆层沥什青路丧面，花由于核柔性督基层榜材料见以粒爹状结绘构为产主，付不承凝担弯锦拉应撞力，酸所以胡沥青跟面层慰承受纸较大胶的轮异载弯蜂矩，陷整个患路面堵结构慨的极笼限状父态可狡能首卷先出霸现在沾沥青粱面层耕底部驴，形技成初建始裂迫缝，舟然后仅在车晶轮反追复作翼用下河逐步把扩展洞，沥躬青面欺层形锋成断留裂裂鄙缝。卷因此淘，对低于柔爽性基病层和原组合德基层简的沥杨青面坡层，左在路盖面结择构设摸计中女必须步验算架弯拉乐应力粱是否坝超出拘材料歇允许泊的极房诚限标睛准。我国算规范坚规定途，沥训青面惑层和鞋基层缠层底趁拉应旋力作房诚为沥烟青路你面结蕉构设觉计的袖第二幼项设散计控迫制指天标。弯拉翅应力躺设计膏控制上指标狮容许遮拉应弹力按比式（衫14妨-2碌4）占计算委。二、脂路面冻结构晚厚度舟设计撑方程猪式与区设计枕参数沥青婚路面环设计吐必须地满足神两个架式子馒（1男4-务25贴）（婶14巩-2陵6）第十剂四章青沥杀青路常面设岛计1、味计算纪路表列弯沉嗽值按式衣（1暗4-描27磁）计柜算；2、扔计算洋结构之层底素拉应进力按式仿（1妨4-当29报）计钳算；3、栗路基嗓回弹肯模量弹性耗模量漫并不掉是定懒值，带工程拿上通养常采传用承携载板粱试验城或弯箩沉测完定的裕方法扮确定兵路基极土和到路基排材料盗回弹背模量筐值，躬并将泪这种敢回弹赏模量怕作为雹弹性友模量业用于纲计算榨。当歉前，票确定稠路基虎回弹伟模量码的常主用方秃法有经：（1泉）现馒场实翁测法—按式虹（1荐4-蓝30单～3垦3）言计算构；（2婚）查怎表法——确定电临界赏高度虫；拟怨定土诵的平母均稠硬度；令预估平路基谷回弹以模量艇。第十京四章烤沥易青路桂面设蒜计（3翁）室当内试写验法—用小合承载讨板测除得回丹弹模认量，颤然后抚乘以益折减扫系数故；（4璃）换私算法—见表浆14我-1缘瑞34、姿结构催层回颂弹模踪蝶量各结栋构的覆回弹榨模量熟均应决采用偶抗压治回弹兽模量叹。5、阴结构钓层材绞料的终弯拉喂极限侦强度我国成规范栏规定僻采用平间接历拉伸获试验冶，即乳劈裂僻试验枕来确掏定结喇构层祸材料灭的弯丑拉极怀限强玻度。三、授新建幅路面浩厚度畅设计计算舍步骤姑：1、芬根据妨设计般任务截书的绸要求截，确抄定路影面等骑级和震面层类类型他，计粪算设斩计年乞限内亡一个搁车道笛的累天计当抹量轴孟次和烈设计掘弯沉胡值；添2、斥按路对基土她类型租与干摊湿类逆型，缘瑞将路清基划念分为猛若干何路段轿，确狠定各览路段桌土基尘的回倍弹模璃量值阔；第十劫四章年沥崭青路搞面设艇计3、俊拟定疾几种第可能壤的路席面结腊构组体合与皇厚度杨方案鸽，根宫据选偷用的遭材料仍进行叫配合消比试值验及瓶测定日各结扒构层稼材料碎的抗砖压回平弹模瞧量、盼抗拉惠强度危，确量定各挪结构结层材匆料设微计参杜数；4、借根据件设计射弯沉析值计肌算路亡面厚多度。召5、鱼进行央技术笛经济刑比较屡，确壮定采倒用的喉路面胸结构承方案雷。五、莲沥青政路面匆改建缓设计改建祸设计数应遵订循以言下原详则：当原计有路苹面需葬抽高搅等级喊时，臭对不鸽符合格技术胶标准隐的路和段应辅先进任行线隆形改诸善，嫁改线除路段清路面折按新恳建路催面设旺计；浆对于轿加宽核路面慕、提浙高路敢基、包调整垮纵坡盲的路幻玉段应劳视具命体情扇况按勉新建首或改亭建路鱼面设搭计；腿对于巡寿在原呼路面哥上补奶强时谱，按挖改建愁路面偿设计跑。第十霞四章泰沥催青路掘面设来计1纹路面窑结构促状况妄调查贷与评竟定（1铅）路撇面结趟构状略况调蜘查交通件调查难、路挤基状出况调僵查、讲路面女状况绪调查利、路邪面修召建与谎养护乐资料解调查叠。（2挑）路凳面结麦构承捎载力扯调查确定李路面安的计疗算弯盆沉时炸，应正将全蓝线分贿段，芬分段巨应考冈虑的陆因素若：A、汇同一灶路段散路基坛的干临湿类魄型与悬土质匆基本独相同替；B、魔在同国一路刻段内例，各胶测点攻的弯捎沉值旱比较集接近爷；C、租各路依段的因最小暮长度炭应与灰施工倒方法午相适渠应。原路染面当昆量回途弹模椒量的堵计算按公梅式（窗14歪-4态2）穷计算谋。第十窗四章禽沥未青路自面设露计3、龟补强乏厚度谋的计婶算在确睡定出盾原有菜路面阴的当隐量回瘦弹模销量以宽后，缴可采搂用弹造性层膝状理沿论进死行补川强层竹厚度劈燕的计瞒算。刚若补基强层摄为单永层，义以双纹层弹金性体晚系为掉设计退计算紧的力脂学模挡型；高补强爷N-罩1层潜时，染以N勒层弹饲性体忌系为贸力学巧模型乖。第十翼四章箭沥骆青路板面设锻计第五止节某外国梳沥青吧路面钻设计凉方法童简介一、刃美国拉AA圾SH印TO盾设计杯方法1、设扰计变喂量（1）时极间约刊束—鼓励巾对交赏通量烘大的逗工程企采用护较长脂的分绞析年蹦限。（2）交困通—设计哀方法申以预扎计的80翻KN累计盒当量有单轴绣荷载步为根铃据，艺并考冶虑交那通量取的逐靠年增纹长系沫数和修车道凯分布里系数投。（3）可抱靠度—是将巩某种请可靠寒程度咬纳入货设计聋过程炒的方鹿法，因以确趣保各贴种设旅计方尊案在层分析碎年限价内一遍直有虚效的戒可靠壶概率丝式。分闲析年味限至狭少包栏括一从次大饭修期杏，因获而应虫等于刘或大乌于工趣作年守限。孕工作递年限密是指钳两次城大修渣之间恢的时市间。（4）环犯境影栋响—主要掩考虑贿当地腹温度墨、温答度与航试验馒路有泻差别疏，影鞠响到撒路基练的胀扔缩与施冻胀柏。第十东四章暑沥扣青路选面设萄计（5）耐趴用性牵指数—以使羽用者翅主观玻感觉惠及某套些物归理量肾测定渡为依顿据，吗评定舱时由臣几个品人在兼路上段驾车罗行驶址，以粪经验盒为基纠础进坑行判旷断，凳按五肆级分稍别打娱分，懂综合悠这些惰人的亡评分亿，推