【精品】第四章路面设计
4路面结构设计
4。1路面类型及结构层组合
4.1。1路面设计原则
1）路面设计根据使用要求及气候、水文、地质等自然条件密切结合实践经验,进行路基路面综合设计；
2)在满足交通量和使用要求的前提下,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,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、利于机械化施工，工厂化生产的路面结构方案;
3）结合当地的条件,积极推广成熟的科研成果,对行之有效的新材料、新技术在路面设计方案中积极并慎重的采用；
4）设计方案注意环境保护和施工人员的健康和安全；
5)保证路面工程的质量,应进行机械化施工,本设计路段为高速公路，大规模的采用机械化施工，确保工程的质量；
6）高等级公路不宜分期进行建设。
4.1.2路面类型确定
表4.1 面层类型比选
项目沥青混凝土路面水泥混凝土路面
速度快稍慢
平整度高稍差
舒适度高差
抗滑性能好差
稳定性高高
噪音小大施工进度快慢
开放交通快慢
施工温度影响大小
透水性能好稍差
养护维修容易困难温度稳定性差好接缝无多
计算交通量为48823辆/日，为重型交通，选用高等级的路面。高等级道路的路面一般有柔性路面(沥青混凝土)和刚性路面（水泥混凝土）之分,下面对这两种路面类型进行实用比较见表（4.1)。
从综合角度上看，本设计路段决定采用沥青混凝土路面,设计采用以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载，设计使用年限为20年。
4。1.3交通组成、交通量设计指标
1）交通组成
根据设计资料，交通组成见表（4。2）。
表4。2交通组成
车型总重前轴重后轴重轮轴数轮组数交通量小汽车3000
黄河
JN—150
150。60 49。00 101。60 1 2 800 跃进
NJ—130
53。60 15。30 38。30 1 1 1600 解放
CA—10B
80.25 19。40 60。85 1 2 2200 太脱拉
138
211。40 51。40 80。0 2 2 550 2．交通换算
1）轴载换算
选用BZZ－100为标准轴载。标准轴载的计算参数按表（4。3）确定.
标准轴载BZZ—100 标准轴载BZZ—100 标准轴载P（kN）100 单轮传压面当量圆直径(cm）21。30
轮胎接地压强P（MPa) 0.70 两轮中距（cm）1。5d 以设计弯沉值班为指标及沥青层层底拉应力演算，凡轴载大于25kN的各
级轴载(包括车辆的前、后轴)P
1的作用次数n
1
，均应按公式（4－1）换算成标
准轴载P的当量作用次数N。
∑=
?
?
??
?
?
=
K
i
i
P
P
n
C
C
N
1
35
.4
1
2
1
(4－1）
沥青路面设计计算
沥青混凝土路面计算书 一、交通量的计算 根据任务要求，其中与路面损坏有关的各类车俩交通量如下表 1、 计算累计当量轴次 累计当量轴次表 表2-1 车辆类型 交通量 (辆/d) 后轴 前轴 总换算系数 当量轴次 (次/d) 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 后轴重(KN) 后轴换算系数 轴数系数C 1 轮组系数 C 2 前轴重(KN) 前轴换算系数 桑塔纳 3771 五十铃 6493 1 6.4 (18.5) 0.147 ( / ) 0.147 ( / ) 974 解放CA10B 3883 1 1.0 60.85 0.115 (0.019) 1 6.4 (18.5) 19.4 0.005 0.125 (0.019) 406 (64) 黄河JN150 1383 1 1.0 101.6 1.071 (1.135) 1 6.4 (18.5) 49.0 0．287 (0.003) 1.358 (1.138) 1881 (1579) 黄河JN162 290 1 1.0 115.0 1.836 (3.059) 1 6.4 (18.5) 59.5 0.668 (0.29) 2.50 ( 3.350) 728 (972) 交通SH361 28 2.2 1.0 2× 110.0 3.330 (6.431) 1 6.4 (18.5) 60.0 0.694 (0.311) 4.02 (6.74) 134 (186) 合计 4123 (2801) 当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时，凡轴载大于25KN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴），均应按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 。 4.35 121 k i i i P N C C n P =??= ? ??∑ 《规范》3.1.2-1 式中：
沥青路面设计计算案例及沥青路面课程设计
a沥青路面设计计算案例 一、新建路面结构设计流程 （1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。 （2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。 （3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。 （4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 （5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。 （6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。 需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。 二、计算示例 （一）基本资料 1.自然地理条件 新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。 2.土基回弹模量的确定 该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。 3.预测交通量 预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％.
（二）根据交通量计算累计标准轴次Ne ，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。 解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。 路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示，根据《沥青路面设计规范》规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即除桑塔纳2000外均应进行换算。计算公司为： 35.4121)(∑==n i i i P P n C C N 对于北京BJ130型轻型货车 前轴:C1=1，C2=6.4，Pi=13.4KN ，ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×6.4×260×(13.4/100)4.35=0.3(次/d) 后轴：C1=1，C2=1，Pi=27.4KN ，P=100KN,ni=260 N=C1×C2×ni ×（Pi/P ）4.35=1×1×260×(27.4/100)4.35 =0.9(次/d) 对于东风EQ140型中型货车 前轴:N=7.9(次/d) 后轴：N=133.9(次/d) 对于东风SP9250型铰接挂车 前轴：N=110(次/d) 后轴：N=1704.3(次/d) 对于黄海DD680型大客车 前轴：N=129.3(次/d) 后轴：N=305.8(次/d) 对于黄河JN163型重型货车 前轴：543.3(次/d) 后轴：N=1534.8(次/d) 对于江淮AL6600型中客车 前轴：N=0.6(次/d) 后轴：N=0.7(次/d) 合计：N=4471.8(次/d) 累计标准当量轴次Ne 。 沥青路面高速公路设计使用年限以15年计，车道系数η=0.45，则累计当量轴次为：
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总
现行公路沥青路面设计实例计算书汇总 内容提要配合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）和已发行的《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）的有关内容，东南大学编制了《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），本文仅对其中公路沥青混凝土路面设计的实例计算进行详细汇总，供设计人员参考。 关键词公路沥青混凝土路面设计实例计算汇总 0 前言 《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的设计方法与前规范有很大不同，为使设计人员较快掌握与之配套的《公路路面设计程序系统》（HPDS2017），特编本实例计算详细汇总。 表1 现行公路沥青路面设计实例计算书汇总表 1 新建二级公路计算书 （1）新建二级公路计算书: 一、交通量计算 公路等级二级公路 目标可靠指标 初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日） 900 路面设计使用年限（年） 12 通车至首次针对车辙维修的期限（年） 12 交通量年平均增长率％
方向系数 .55 车道系数 1 整体式货车比例 45 ％ 半挂式货车比例 25 ％ 车辆类型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类 满载车比例 .1 .41 .12 0 .38 .59 .32 .47 .41 .42 初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日） 495 设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆） 2960466 路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级 当验算沥青混合料层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +08 当验算沥青混合料层永久变形量时: 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 7500888 当验算路基顶面竖向压应变时: 设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 +07 二、路面结构设计与验算 路面结构的层数 : 5 设计轴载 : 100 kN 路面设计层层位 : 4 设计层起始厚度 : 200 (mm) 层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验 (mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )
路基路面工程ppt 95第十四章 沥青路面设计
主要内容
主要内容：
第一节 概述 第二节 弹性层状体系理论 第三节 沥青路面结构组合设计 第四节 我国沥青路面设计方法 第五节 国外沥青路面设计方法简介
第十四章 沥青路面设计
土木建筑工程学院
邓苗毅
1 2
第一节 概述
第一节 概述
一、沥青路面设计的内容
路面设计的目标是要求路面结构在设计年限内满足预测 交通量累计标准轴载通行时，具有快速、安全、稳定的服 务功能，路面结构具有相应的承载能力，结构层的应力应 变满足材料的容许标准。 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
3
二 、路面结构设计的原则
路基路面整体综合设计原则 密切结合自然条件及实践基础原则 满足交通与使用要求原则 因地制宜、合理选材原则 保护自然生态与沿线环境原则 工厂及机械化施工、方便施工原则 技术与经济性并重原则 分期修建、方便养护原则
4
第一节 概述
第一节 概述
三、沥青路面结构设计理论与方法
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。
三、沥青路面结构设计理论与方法
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。
我国现行的《公路沥青路面设计规范》（JTG D502006）采用弹性层状体系作力学分析基础理论，以双圆 垂直均布荷载作用下的路面整体沉降（弯沉）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。
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。
5 6
1
沥青路面设计计算书
沥青路面结构设计与计算书 1 工程简介 本路段车站北路城市道路，采用二级标准.K0+000～K2+014.971，全线设计时速为40km/h。路基宽度为21.5m，机动车道宽度为2×7.5m，人行道宽度为2×2.5m，盲道宽度为2×0.75m。路面设计为沥青混凝土路面，设计年限为15年。路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示；根据沿线工程地质特征及结合当地筑路材料确定路面结构为：机动车道路面的面层采用4cm厚细粒式沥青混凝土AC-13和6cm厚中粒式沥青混凝土AC-20，基层采用20cm厚水稳砂砾（5:95），底基层采用20cm天然砂砾。 2 土基回弹模量的确定 本设计路段自然区划位于Ⅵ区，当地土质为砂质土，由《公路沥青路面设计规（JTG D50-2006》表F.0.3查得，土基回弹模量在干燥状态取59Mpa. 3 设计资料 （1）交通量年增长率：6% 设计年限：15年 （2）初始年交通量如下表：
4 设计任务 4.1 沥青路面结构组合设计 4.2 沥青路面结构层厚度计算，并进行结构层层底拉应力验算 4.3 绘制沥青路面结构图 5 沥青路面结构组合设计 5.1 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载,以BZZ－100表示。标准轴载计算参数如表10－1所示。 5.1.1 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 5.1.1.1 轴载换算
轴载换算采用如下的计算公式： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P n C C N ，()11 1.211c m =+?-=，计算结果如下表所示。 轴载换算结果表（弯沉） 注：轴载小于25KN 的轴载作用不计
沥青路面设计范例
路基路面课程设计（沥青路面设计）例 1.1道路等级确定 根据调查资料，基年交通量组成如下： 表3.1 基年交通量组成 由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式： N d =N (1+8%)n-1 (式1-1) 其中：N d —规划年交通量（辆/日） N —基年平均日交通量（辆/日） —年平均增长率（%） n—预测年限（年） 即：规划年交通量为: Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1 =4890辆/日 由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。
1.2结构设计 6.2.1轴载分析 路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。 6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1) 轴载换算公式如下： N= 35 .4 i i k 1 i 2 1p p N C C?? ? ? ? ? ∑ = （式6-1） 式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）； N i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； P—标准轴载，（KN）； P i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； K—被换算车型的轴载级别； C 1—轴载系数，C 1 =1+1.2×(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独 的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C 2 —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 表6-1 标准轴载计算参数 表6-2 预测交通量组成
沥青混凝土路面设计
沥青混凝土路面设计 第五章路面设计 5.1路面设计原则及依据 本次设计的道路是村道，村道路面应根据交通量及其组成情况、使用功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计，做到经济、适用。同时，村道路面应具有良好的稳定性和足够的强度，其表面应满足平整、抗滑和排水的要求。村道的行车道（包括错车道）均应铺设路面。 5.2 路面设计及土路肩加固形式 该道路的路基宽度为6.5m,行车道宽6m，土路肩宽度为0.5m。由当地的自然条件和徽县交通局规划路面结构分为三层，面层采用沥青碎石，基层采用水泥稳定砂砾，基层采用天然砂砾。由于道路级别低，没有设置路缘带和紧急停车带，当路基宽度为4.5m或在道路的不通视地段时，每隔200m 左右应设置错车道，错车道有效长度不小于20m，在错车道两端应设不小于10m过渡段。土路肩的基层与路面相同，在表层宜铺置一些粗粒式沥青碎石或砂砾石。若行车道宽度不够，需要加固部分路肩，提供侧向宽度，以利于行车安全，见下图5.1所示：
图5.1道路横断面的构成 5.2 路面结构类型的计算 1.基本资料 （1）设计任务书要求 甘肃徽县村村通道路设计等级为四级公路，设计年限10年，拟采用沥青碎石路面，需进行结构设计。 （2）气象资料 该公路处属暖温带大陆性气候，温暖而湿润，冷季短，暖季长。年平均气温12.1℃。无霜期215天，年平均降水量782mm。 （1）地质资料 一般路基处于中湿状态，沿线路段有大量的砂砾、岩石块，水源充足， 可以说筑料丰富。 （2）交通分析 由设计资料可知该路技术等级为四级公路，路基宽6.5m，路面宽6m，土路肩宽0.5 m，根据设计要求及规范砂砾石路面的设计年限为10年，徽县麻沿乡的的汽车交通量2007年为300辆/日，交通量年平均增长率为7%,到设计年2017的年平均日交通量为550辆/日。我国路面设计以双轮单轴载100kN为不标准轴载，以BZZ—100的各项参数见下表5.1。 表5.1标准轴载BZZ—100各项参数
高速公路沥青路面设计实例
高速公路沥青路面设计实例 一、设计资料： 本公路等级为高速公路，经调查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均 区。 增长率为9.5%，设计年限为15年，该路段处于Ⅳ 2 二、交通分析： 轴载分析路面设计以BZZ-100为标准轴载。 1、以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）累计当量轴次 注：轴载小于25KN的轴载作用不计。 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。
2、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 （1）轴载换算 车型i P(KN) C1C2i N(次/日) 小客车 前轴16.5 1 18.5 6750 0.0686 后轴23.0 1 1 6750 0.05286 中客车 SH130 前轴25.55 1 18.5 2000 0.67194 后轴45.10 1 1 2000 3.42328 大客车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1250 1.06448 后轴68.20 1 1 1250 58.5039 小货车 BJ130 前轴13.40 1 18.5 4250 0.00817 后轴27.40 1 1 4250 0.13502 中货车 CA50 前轴28.70 1 18.5 1500 1.27737 后轴68.20 1 1 1500 70.2047 中货车 EQ140 前轴23.70 1 18.5 2125 0.39131 后轴69.20 1 1 2125 111.74 大货车 JN150 前轴49.00 1 18.5 2125 130.647 后轴101.60 1 1 2125 2412.73 特大车日野 KB222 前轴50.20 1 18.5 1500 111.916 后轴104.30 1 1 1500 2100.71 拖挂车 五十铃 前轴60.00 1 18.5 187.5 58.2617 后轴100（3轴） 3 1 187.5 562.5 5624.304 注：轴载小于50KN的轴载作用不计 （2）累计当量轴次 根据公路沥青路面设计规范，高速公路沥青路面的设计年限取15年，六车道的车道系数η取0.3～0.4，取0.3。交通量平均增长率为9.5%。 三、设计指标的确定 8 2 1 ? ? ? ? ? ' ' P P n C C i i 8 2 1 1 ? ? ? ? ? ' ' ='∑ = P P n C C N i i i i
(完整word版)沥青路面结构设计
第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
沥青路面设计例题与习题
第十二章：沥青路面设计(例题与习题） 一、双层体系单圆荷载例题 例12.1 已知：MP p 5.0=，cm 14=δ，MP E 450=，MP E 1801=，cm h 20=，求荷载作用面下中轴处的弯沉s l 。 解：由题有： 25.0180 45 10==E E ， 714.014*2202==δh 查图14-4（P 335），在纵轴上25.0180 45 10==E E 处作水平线，在横轴上 714.014*2202==δh 处作竖直线，两者交点同图中曲线相截，沿曲线查得46.0=α， 所以，荷载作用面下中轴处的弯沉s l 为： cm E p l s 143.046.0*45 14*5.0*220===αδ 例12.2 已知：MP p 5.0=，cm 14=δ，MP E 650=，MP E 2801=，荷载作用面下中轴处的弯沉s l 限定为0.1cm ，求面层应有的厚度h 。 解：由题与公式14-10，有： cm l p E s 464.01.0*14*5.0*265 20=== δα 232.0280 6510==E E 查图14-4（P 335），在纵轴上232.01 0=E E 处作水平线，同图中曲线cm 464.0=α相交，从交点 作一竖线与横轴相交于0.66。 所以， 66.02=δ h ，有cm h 5.1814*2*66.0==。 作业2： 1、 已知：MP p 5.0=，cm 14=δ，MP E 450=，MP E 2101=，cm h 18=，求荷载作用面下 中轴处的弯沉s l 。 解：由题有： 22.0210 45 10==E E ，643.014*2182==δh
第十四章 沥青路面设计
第十四章沥青路面设计 一、填空 1.在《柔规》中规定，路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，并以 _____ 表示。 2. 在《柔规》中采用 _____ 作为路面厚度计算的主要控制指标，所以轴次换算的等效原则是以 _____ 为准。 3. 路表容许弯沉值是柔性路面设计的 _____ 指标，而 _____ 是验算指标。 4. 在车辆垂直荷载作用下，柔性路面产生的总变形包括 _____ 以及 _____ 。 5. 路面弹性模量是表示路面弹性性质的力学指标，又称为 _____ 模量，它表征路面材料的 _____ 能力。 6. 路面弹性性质的力学指标以 _____ 模量表示，它表征了土基或路面材料 _____ 能力。 7. 由于路面的垂直变形实际上是由路面各结构层 ( 包括土基 )_____ 的总结果故它也就综合地反映了路面各结构层及土基的---。 8. 沥青混凝土面层及整体性的基层材料在行车荷载的多次重复作用下，由于疲劳现象而使其 _____ 强度降低，从而在板底出现拉伸裂缝，故对高等级公路必须验算其 _____ 强度。 9. 柔性路面结构设计包括 _____ 设计和 _____ 设计。 10. 通常应选用 ____ 的结合料和强度高的材料作为面层材料，且面层类型选择时，要考虑当地的 _____ 特征。 11. 路面的强度和稳定性并不单纯是一个厚度问题，也不是路面各结构层次的简单 _____ 问题，而是路面各结构层次的 _____ 是否合理的问题。 12. 防治路面翻浆要贯彻 _____ 的原则，最基本措施是防止或减少土基水分的—— 13.柔性路面设计是以 _____ 作为路面整体强度的设计控制指标。表征路面弹性性质的力学指标是 _____ 。 14. 路面结构层的整体强度，以 _____ 作用下轮隙中心处的 _____ 表示。 15. 目前，我国公路工程中确定 Zo 的方法主要有 _____ 和 _____ 。 16. 目前，我国测定柔性路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。 17. 整层材料测定路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。 18. 柔性路面设计年限内最基本的任务是：通过设计工作，防止路面结构_____ ，由于 _____ 和自然因素综合作用而出现各种损坏。 19. 为了调查 _____ 情况，应测定原有路面下 _____ 深度内路基分层含水量。 20.原有路面结构调查中，一般应每隔 ____ 挖一试坑，查明原有路面的 _____ 、各结构层厚度及材料组成等。 21. 若原有路面面层为 _____ 结构层，且厚度 _____ ，或气温等于 2 0 ℃±20 ℃时，所测得的弯沉值进行修正，其它情况下测得的弯沉值均应进行温度修正。 22. 对原有路面路况的调查的时间一般应安排在改建工程 _____ 的 _____ 进行。 23. 我国现行规范对原有路面补强时各路段的计算弯沉值的计算公式是。 24. 原有路面设计要得到正确的结果，正确地确定原有路面的 _____ 和 _____ 是非常重要的。
沥青路面设计范例
路基路面课程设计（沥青路面设计）范例 1.1 道路等级确定 根据调查资料，基年交通量组成如下： 表3.1 基年交通量组成 由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式： N d =N (1+8%)n-1 (式1-1) 其中：N d —规划年交通量（辆/日） N —基年平均日交通量（辆/日） —年平均增长率（%） n—预测年限（年） 即：规划年交通量为: Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1 =4890辆/日 由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。
1.2 结构设计 6.2.1轴载分析 路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。 6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1) 轴载换算公式如下： N= 35 .4 i i k 1 i 2 1p p N C C?? ? ? ? ? ∑ = （式6-1） 式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）； N i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； P—标准轴载，（KN）； P i —被换算车辆的各级轴载，（KN）； K—被换算车型的轴载级别； C 1—轴载系数，C 1 =1+1.2×(m-1)，m是轴数。当轴间距大于3m时，按单独 的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C 2 —轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。 表6-1 标准轴载计算参数 表6-2 预测交通量组成
沥青路面设计指标计算
新建路面结构设计指标与要求 一、沥青路面结构设计指标 沥青路面结构设计应满足结构整体刚度、沥青层或半刚性基层抗疲劳开裂和沥青层抗变形的要求。应根据道路等级选择路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力作为沥青路面结构设计指标，并应符合下列规定： 1 快速路、主干路和次干路采用路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力、沥青层剪应力为设计指标。 2 支路可仅采用路表弯沉值为设计指标。 3 可靠度系数可根据当地相关研究成果选择； 当无资料时可按下表取用 可靠度系数 二、沥青路面结构设计的各项设计指标应符合下列规定： 1 轮隙中心处路表计算的弯沉值应小于或等于道路表面的设计弯沉值，应满足下式要求： γa l s≤l d 式中：γa——沥青路面可靠度系数； l s ——轮隙中心处路表计算的弯沉值（0.01mm）； l d——路表的设计弯沉值（0.01mm）； 2 柔性基层沥青层层底计算的最大拉应变应小于或等于材料的容许拉应变，
应满 足下式要求： γaεt≤[εR ] 式中：εt——沥青层层底计算的最大拉应变； [εR ] ——沥青层材料的容许拉应变。 3 半刚性材料基层层底计算的最大拉应力应小于或等于材料的容许抗拉强度，应满足下式要求： γaσm≤[σR] 式中：σm——半刚性材料基层层底计算的最大拉应力（MPa）； [σR]——路面结构层半刚性材料的容许抗拉强度（MPa）。 4 沥青面层计算的最大剪应力应小于或等于材料的容许抗剪强度，应满足下式要求： γaτm≤[τR] 式中：τm——沥青面层计算的最大剪应力（MPa）； [τR]——沥青面层的容许抗剪强度（MPa）。 三、沥青路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算确定： l d=600 N e-0.2A c A s A b 式中：A c ——道路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1.1，支路为 1.2； A s ——面层类型系数，沥青混合料为1.0，热拌和温拌或冷拌沥青碎石、 沥青表面处治为1.1；
沥青路面设计计算书
沥青路面设计计算书
沥青混凝土路面的结构设计 一、标准轴载换算 标准轴载计算参数（BZZ-100） ()KN P 标准轴载() MPa P 轮胎接地压强100 7 .0() cm d 单轮压面当量直径() cm 两轮中心距30 .21d 5.1 根据公式（12-30） ∑== k i i i p p n c c 1 35 .421)( N i n ——各级轴载作用次数； p ——标准轴载； i p ——被换算车型的各级轴载； 1c ——轴数系数，）（1m 2.111-+=c m 为轴数；2c ——轮组系数，双轮组取为1； 将各种不同重量的汽车荷载换算成标准轴载。 车型 轴重（KN ） 次数/日 1 c 2 c 标准轴次/日 江淮AL6600 50 300 1 1 14.71095184 黄海DD680 60 200 1 1 21.67643885 北京BJ130 70 300 1 1 63.57666297 东风EQ140 80 400 1 1 151.530981 黄海JN163 90 499 1 1 315.540756 东风SP925 100 200 1 1 200 总计 865.4275468 根据公式（12-31）()111365 N t e N γηγ ??+-???=（η——车道系数，取值0.45） 推算设计年限期末一个车道上的累计当量轴次 N e ，。
得：N e= ()15 10.041365 865.430.45 0.04 ?? +-? ????=2846290=285（万次） 二、路面结构方案 方案一： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土6 cm 粗粒式沥青混凝土8 25cm 水泥稳定碎石 水泥石灰沙砾土层？ 土基 方案二： cm 细粒式沥青混凝土4 cm 中粒式沥青混凝土8 cm 粗粒式沥青混凝土15 cm 密集配碎石？ 水泥稳定沙砾18cm 土基 路面材料设计参数如下： 材料名称 抗压回弹模 量 劈裂强度 （MPa） 15℃ 高温时参数 20 ℃ 15 ℃ Ev(MP a) C (MPa) ? 细粒式沥青混凝土 12 00 18 00 1.2 750 0.3 34 中粒式沥青混凝土 10 00 16 00 0.9 600 粗粒式沥青混凝土80 12 00 0.6 500
沥青路面结构厚度计算
沥青路面结构厚度计算 路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------- 细粒式沥青混凝土40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
沥青路面设计实例
【例11.1】新建路面设计实例 本例为安徽境内某条高速公路，整体式路基宽度为28.0m ，设计车速120km 。 ⑴设计交通量：设计使用年限15年，根据交通量预测资料，考虑车型发展趋势及经济发展对交通量增长的影响，交通量平均年增长率预测结果如表1-1。 表（1-1） 设计年限内交通量平均年增长率表 如下表（1-2）所示。 表（1-2） 代表车型及预测交通量表 根据预测交通量资料及代表车型，根据 4.351121 ( )K i i i p N C C n p ==∑=7068 Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r=2.×107 将各级轴载换算为标准轴载100KN ，15年内一个车道上的累计当量轴次为2494万次。 设计弯沉：Ld=600×Ne-0.2×Ac ×As ×Ab=19.4 （0.01mm ） 根据累计当量轴次，本项目设计交通等级为特重交通等级，路面设计弯沉19.4（0.01mm ）。 若以半刚性层底拉应力为验算指标时 ''' 8121() K i i i p N C C n p ==∑1 =2494 Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r = ⑶路基土干湿类型： 根据项目所处地区已有的设计经验及查表综合考虑得出路基临界高度，参考外业中调查的地下水位，确定了路基的最小填土高度来保证路基在不利季节处于干燥或中湿状态。
⑷土基回弹模量： 根据规范，全线属于Ⅳ5自然区划，结合沿线地质情况确定土基回弹模量E0。经过清表回填、碾压，并根据《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2006要求，保证上路床30cm，填料CBR值不小于8，下路床50cm填料CBR值不小于5，上路床压实度不小于96%；交通量等级为重型时应保证土基回弹模量＞40MPa，故本条道路土基回弹模量取41.0MPa。施工过程中，应根据不同路段对路床土进行试验，若土基抗压回弹模量不符合设计要求时，可局部采用补压、固化处理、换填等措施，或调整底基层结构或厚度，以保证路基路面的强度和稳定性。 ⑸路面设计的结构参数：统一采用圆柱体试件测定抗压回弹模量和劈裂强度。沥青混凝土在弯沉指标计算中用20℃抗压模量，底层拉应力计算时采用15℃抗压模量，允许拉应力计算时采用15℃劈裂强度。半刚性材料的设计龄期：水泥稳定类为3个月。参照室内混合料实验结果，结合国内已建成路面调查情况，确定各层材料设计参数见表（1-3）。 表（1-3）结构设计参数 ⑹按设计弯沉计算路面厚度 初步结合以往施工及设计经验，拟定结构厚度： 表（1-4）主线路面结构
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计 1. 项目概况与交通荷载参数 该项目位于西南地区，属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路，设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8.2%, 方向系数取55.0%, 车道系数取 70.0%。根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC4类，根据表 A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。 表1. 车辆类型分布系数 根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。 表2. 非满载车与满载车所占比例(%) 根据表6.2.1，该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。根据附表A.3.1-3，可得到在不同设计指标下，各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。 表3. 非满载车与满载车当量设计轴载换算系数
根据公式（A.4.2）计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8,109,551, 对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339,245。本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4,989,710，交通等级属于中等交通。 2. 初拟路面结构方案 初拟路面结构如表4所示。 表4. 初拟路面结构 路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00,则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa。 3. 路面结构验算 3.1 沥青混合料层永久变形验算
沥青路面设计计算实例
沥青混凝土路面计算书 一、轴载分析 路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。 1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 3）轴载换算： 轴载换算的计算公式：N= 4.35121 ()k i i i P C C n P =∑ 2）累计当量轴次： 根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取15年，双车道的车道系数取0.6 累计当量轴次： () '111365t e N N γηγ??+-???=()151 5.4%1365 ×885.380.65.4% ??+-???=? =（次） 3）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 注：轴载小于50kN 的轴载作用不计 验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式： N=8121 ()k i i i P C C n P =∑ （2）累计当量轴次： ()'111365t e N N γηγ??+-???==()151 5.4%1365×505.650.65.4% ??+-????=2462767.6（次） 二、结构组合与材料选取 根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm ），基层采用二灰碎石（20cm ），基底层采用石灰土（厚度待定）。 二级公路面层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3cm ）， 中间层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm ）， 下层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度7cm ）。 三、各层材料的抗压模量与劈裂强度 抗压模量取20℃的模量，各值均取规范给定范围的中值，因此得到20℃的抗压模量： 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 ， 二灰碎石为 1500MPa ， 石灰土为 550MPa 。 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 ， 二灰碎石为 0.5MPa ，
沥青路面设计计算案例
沥青路面设计计算案例 一、新建路面结构设计流程 （1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。 （2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。 （3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。 （4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。 （5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。 （6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。 需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。 二、计算示例 （一）基本资料 1.自然地理条件 新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。 2.土基回弹模量的确定 该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。 3.预测交通量 预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％. （二）根据交通量计算累计标准轴次Ne，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。
沥青路面设计
第十四章沥青路面设计 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。沥青路面设计的任务是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，设计确定经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力，耐久性、舒适性、安全性的要求。路面设计应包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定，路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等内容。路面设计除行车道部分的路面外，对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计，对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。 当前世界各国众多的沥青路面设计方法，可概括分为两类：一类是以经验或试验为依据的经验法；一类是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。近三十年来，有关理论法的研究取得了很大进展，许多国家相继提出较完整的设计体系。目前理论法对沥青路面的应力、形变和位移的分析，大多应用弹性层状体系理论，并采用电算的方法。鉴于理论法有着广阔的发展前景，我国沥青路面设计规范规定沥青路面设计理论以弹性层状体系理论为基础，所以本章着重阐述基于理论法的沥青路面结构设计与计算。 §14-1 弹性层状体系理论概述 由不同材料的结构层及土基组成的路面结构，在荷载作用下其应力形变关系一般呈非线性特性，且形变随应力作用时间而变化，同时应力卸除后常有一部分变形不能恢复。因此，严格地说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹－粘－塑性体。但是考虑到行驶车轮作用的瞬时性（百分之几秒），在路面结构中产生的粘—塑性变形数量很小，所以对于厚度较大、强度较高的高等级路面，将其视作线性弹性体，并应用弹性层状体系理论进行分析计算将是合适的。 一、基本假设与解题方法 弹性层状体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体，如图14-1。