沥青路面设计新规范的设计指标与标准分析讲解

2017沥青路面设计新规范的设计指标与标准分析黄晓明东南大学交通学院2017年《路基路面工程》教学研讨会2017年11月4日重庆交通大学一、概述（1）沥青路面的典型破坏疲劳开裂车辙推挤（2）路面设计指标种类控制疲劳的指标应变应力控制开裂的指标应变应力控制车辙的指标RD，土基顶面压应变控制推挤的指标剪切应力或剪切应变控制舒适的指标平整度IRI车辙控制抗滑的指标纹理深度SFC一、概述（3）设计需求结构耐久性使用安全性乘客舒适性（4）具体要求重复荷载的耐久性（荷载疲劳和一次最大）低温开裂的耐久性（温度疲劳和一次最大）行驶过程的稳定性（车辆侧向力和车辆整体稳定性）行驶过程的制动性能（抗滑力与滑动力）乘客舒适性（道路平顺性和道路平整性）行驶的经济性（油耗、排放）一、概述（5）我国沥青路面设计方法1）1958年规范基本套用原苏联的设计规范《柔性路面设计须知》调整路面设计的气候分区2）1961年规范纠正了原苏联设计方法的错误采用双层与三层体系计算理论修订了道路气候分区图3）1978年规范建立了我国道路自然区划建立了双层体系弯沉计算图及综合修正系数公式F提出了容许弯沉公式及对应的轴载换算二、指标确定的依据（5）我国沥青路面设计方法4）1987年柔性路面设计规范采用三层与多层体系容许弯沉控制设计，高速公路和一级公路进行弯拉验算有BZZ-60和BZZ-100两个标准轴载5）1997规范取消BZZ-60，修改BZZ-100轴载换算公式将容许弯沉修改为设计弯沉，层间采用完全连续调整了弯拉验算结构强度系数，采用劈裂强度调整了弯沉修正系数F，采用无侧限抗压模量试验6）2006规范修正了弯拉验算参数计算要求（均值+λ方差）7）2017规范多指标、多参数；应力-应变（疲劳）、车辙、低温开裂、抗滑等一、概述

二、指标确定的依据

二、指标确定的依据（4）我国2017版沥青路面的设计指标及要求1）沥青层底拉应变：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。2）无机结合料层底拉应力：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。3）路基顶面压应变：路基顶面的最大竖向压应变应不大于容许压应变值εz。4）沥青层容许永久变形：沥青路面的车辙深度宜符合要求。（4）我国2017版沥青路面的设计指标及要求5）低温开裂：各等级公路裂缝指数I宜不大于规定6）抗滑性能：抗滑性能以横向力系数SFC60和宏观构造深度TD为主要指标。高速公路、一级公路、山岭重丘区二级和三级公路路面在交工验收时，其抗滑技术指标宜符合要求。二、指标确定的依据二、指标确定的依据（5）强度理论-控制结构性破坏的指标依据是判断材料在复杂应力状态下是否破坏的理论。材料在外力作用下有两种不同的破坏形式：一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂，称为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏，称为塑性破坏。破坏的原因十分复杂。二、指标确定的依据（5）强度理论-控制结构性破坏的指标依据第一强度理论又称为最大拉应力理论，即最大拉应力达到某一极限值时材料发生断裂。第二强度理论又称为最大拉应变理论；第三强度理论又称为最大切应力理论；第四强度理论又称为莫尔理论；第五强度理论又称为能量理论。因此，采用应力、应变为指标有理论依据。二、指标确定的依据（6）抗滑和车辙指标-控制安全性的依据2016年4月2日沪宁高速公路交通事故（雨天）56车连环车祸，导致3人死亡2016年11月21日山西京昆高速公路交通事故（雨天）事故造成17人死亡，37人受伤，56辆车辆受损二、指标确定的依据（6）抗滑和车辙指标-控制安全性的依据纹理深度和抗滑系数SFC用纹理深度和SFC作为安全性指标依据不够充分。二、指标确定的依据（6）抗滑和车辙指标常见的沥青路面结构组合稳定基层稳定底基层面层

路基

结构

Ⅰ路面结构组合类型沥青稳定基层

稳定类（底）基层面层路基级配碎石结构

Ⅲ稳定底基层面层路基结构Ⅱ沥青稳定基层

沥青层厚度=16-20cm沥青层厚度=20-22cm沥青层厚度=28-30cm三、沥青路面结构设计标准三、沥青路面结构设计标准（1）设计标准-沥青层底依据沥青层底面的最大拉应变以及沥青混合料的组成和性质，按下式计算沥青层的疲劳寿命。沥青层疲劳寿命Nf1大于设计车道的累计当量轴载作用次数Ne1三、沥青路面结构设计标准（2）设计标准-无机结合料稳定材料层底依据无机结合料层的的最大拉应力按下式计算沥青层的疲劳寿命。无机结合料层的疲劳寿命N

f2大于设计车道的累计当量轴载作用次数Ne2三、沥青路面结构设计标准级配碎石沥青路面结构组合设计（重载

不均匀沉降等）沥青稳定基层

稳定类（底）基层沥青面层路基级配碎石结构沥青抗滑表层沥青疲劳层三、沥青路面结构设计标准（3）设计标准-沥青层永久变形沥青层永久变形Ra小于设计车道的容许永久变形R0根据标准轮辙试验，得到各层沥青混合料的轮辙试验永久变形量，计算各分层永久变形量和沥青层总的永久变形量Ra。表面层：采用10-20mm为一分层；第二层沥青混合料层：每一分层不大于25mm；第三层沥青混合料层：每一分层不大于100mm；第四层沥青混合料层：作为一个一分层。动稳定度计算试验温度60℃，厚度50mm，压强0.7MPa,加载次数2520次的动稳定度。（3）设计标准-沥青层永久变形计算方法三、沥青路面结构设计标准三、沥青路面结构设计标准（4）设计标准-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，不符合要求时，调整路面结构层的组合或增加结构层的厚度，重新检验。三、沥青路面结构设计标准（5）设计标准-路面低温开裂季节性冰冻地区高速公路和一级公路，按下式分析路面低温裂缝指数CI。低温开裂：裂缝指数CI宜不大于表8-25的规定。表8-25三、沥青路面结构设计标准（9）设计标准-路面结构抗冻层厚度季节性冰冻地区路基为中湿或潮湿状态时，应计算最大冻深，满足表8-31的要求。计算公式：三、沥青路面结构设计标准（6）设计标准-路面结构抗冻层厚度三、沥青路面结构设计标准（7）设计标准-路基顶面弯沉检测1）路基顶面验收弯沉值三、沥青路面结构设计标准（7）设计标准-路表弯沉检测2）路表弯沉检测路面交（竣）工时采用落锤式弯沉仪（FWD）实测中心点路表弯沉值，测试荷载为50KN，荷载盘半径为150mm。采用层间连续接触的弹性层状体系理论（8-86）计算路表弯沉检测标准值la（根据选定的路面结构方案和各层材料参数，荷载参数与落锤式弯沉仪相同）符合进行温度修正进行湿度修正三、沥青路面结构设计标准（8）厚度设计程序东南大学老体