路基路面工程第十四章.ppt

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第十四章第十四章沥青路面设计沥青路面设计第一节第一节概述概述l一、沥青路面设计的内容一、沥青路面设计的内容l各结构层的原材料选择各结构层的原材料选择l混合料配合比设计混合料配合比设计l设计参数的测试与设计值的确定设计参数的测试与设计值的确定l路面结构组合设计与厚度计算路面结构组合设计与厚度计算l路面结构方案投资估算路面结构方案投资估算l技术经济比较或长期寿命成本分析，提出推荐方案技术经济比较或长期寿命成本分析，提出推荐方案l以及路面排水系统设计，路肩加固以及其他路面工程以及路面排水系统设计，路肩加固以及其他路面工程设计等内容。

设计等内容。

l二、设计原则二、设计原则l11、路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特、路面设计应认真做好现场资料收集、掌握沿线路基特点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础点，查明路基干湿类型，在对不良地质路段处理的基础上，进行路基路面综合设计。

上，进行路基路面综合设计。

l22、在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、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、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。

安全可靠、方便施工的路面结构方案。

l33、应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、应结合当地条件，积极、慎重地推广新材料、新工艺、新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐新技术，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。

步推广。

l二、设计原则二、设计原则l44、设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施、设计方案应符合国家环境保护的有关规定，注意施工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利工中废弃料的处理，积极推动旧面层和基层的再生利用，应保护施工人员的健康和安全。

用，应保护施工人员的健康和安全。

l55、为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化、工、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。

厂化施工的设计方案。

l66、对于地处不良地基的路段，为了适应路基沉降、稳、对于地处不良地基的路段，为了适应路基沉降、稳定周期较长的特点，路面结构可以遵循定周期较长的特点，路面结构可以遵循“一次设计，一次设计，分期修建分期修建”的方案。

即在路基沉降、稳定周期内（的方案。

即在路基沉降、稳定周期内（3355年），根据交通量增长规律，分几次修建，最终实现年），根据交通量增长规律，分几次修建，最终实现设计的目标，这样既适应交通量不断增长的需要，又设计的目标，这样既适应交通量不断增长的需要，又提高了投资效益，最终保证了路面结构的质量达到规提高了投资效益，最终保证了路面结构的质量达到规定要求。

定要求。

l三、沥青路面结构设计理论与方法三、沥青路面结构设计理论与方法l经验法经验法：

通过对试验路或使用道路的实验观测，建立：

通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构路面结构车辆荷载车辆荷载路面使用性能三者之间的路面使用性能三者之间的关系。

关系。

l例如：

美国的加州承载比法例如：

美国的加州承载比法l美国各州公路和运输工作者协会法美国各州公路和运输工作者协会法l力学力学经验法经验法：

应用力学原理分析路面结构在荷载与：

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，建立力学响应量环境作用下的力学响应量，建立力学响应量路面路面使用性能之间的关系模型，运用关系模型完成结构设使用性能之间的关系模型，运用关系模型完成结构设计。

计。

l理论法理论法实际上是理论与经验相结合的半经验半理论法，实际上是理论与经验相结合的半经验半理论法，多数是以弹性层状体系理论为基础并通过实践验证而多数是以弹性层状体系理论为基础并通过实践验证而提出的，如比利时，壳牌石油公司、英国运输部、澳提出的，如比利时，壳牌石油公司、英国运输部、澳大利亚、南非、美国沥青协会。

也有用理论分析法与大利亚、南非、美国沥青协会。

也有用理论分析法与经验相结合方法，如法国、日本、美国联邦公路局等。

经验相结合方法，如法国、日本、美国联邦公路局等。

本规范仍以采用理论法。

本规范仍以采用理论法。

l例如：

我国现行的沥青路面设计方法例如：

我国现行的沥青路面设计方法l美国的沥青学会法美国的沥青学会法l壳牌法壳牌法l我国现行的我国现行的公路沥青路面设计规范公路沥青路面设计规范（JTGJTGD50D5020042004）采用）采用弹性层状体系弹性层状体系作力学分析作力学分析基基础理论础理论，以，以双圆垂直均布荷载双圆垂直均布荷载作用下的路面整作用下的路面整体体沉降（弯沉）沉降（弯沉）和结构层的和结构层的层底拉应力层底拉应力作为作为设设计指标计指标，以疲劳效应为基础，处理轴载标准化，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。

转换与轴载多次重复作用效应。

l一、路面结构层次组合设计原则一、路面结构层次组合设计原则l1、按公路等级和交通需求选择面层等级和类型、按公路等级和交通需求选择面层等级和类型公路等级公路等级路面等级路面等级面层类型面层类型设计年限设计年限（年）（年）设计年限内设计年限内累计标准轴次累计标准轴次（万次（万次/车道）车道）高速公路、高速公路、一级公路一级公路高级路面高级路面沥青混凝土沥青混凝土1515400400二级公路二级公路高级路面高级路面沥青混凝土沥青混凝土1212200200次高级路面次高级路面热拌沥青碎石、热拌沥青碎石、沥青贯入式沥青贯入式1010100100200200第三节第三节沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计三级路面三级路面次高级路面次高级路面乳化沥青碎石、乳化沥青碎石、沥青表面处治沥青表面处治810100四级路面四级路面中级路面中级路面水结碎石、水结碎石、泥结碎石、泥结碎石、级配碎（砾）、级配碎（砾）、半整齐石块路面半整齐石块路面510低级路面低级路面粒料改善土粒料改善土l22、适应行车荷载作用的要求、适应行车荷载作用的要求l33、在各种自然因素作用下稳定性好、在各种自然因素作用下稳定性好l基层一般应选择水稳性好的材料。

基层一般应选择水稳性好的材料。

l在季节性冰冻地区，设置防止冻胀和翻浆的垫层。

在季节性冰冻地区，设置防止冻胀和翻浆的垫层。

l路面总厚度满足防冻厚度的要求。

路面总厚度满足防冻厚度的要求。

l44、考虑结构层的特点、考虑结构层的特点l面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求；面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求；l因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护。

因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护。

l各类结构层的最小厚度和适宜厚度各类结构层的最小厚度和适宜厚度结构层类型结构层类型施工最小厚度（施工最小厚度（cm）结构层的适宜厚度（结构层的适宜厚度（cm）沥青混凝土沥青混凝土热拌沥青碎石热拌沥青碎石粗粒式粗粒式5.068中粒式中粒式4.046细粒式细粒式2.52.54沥青石屑沥青石屑1.51.52.5沥青砂沥青砂1.011.5沥青贯入式沥青贯入式4.048沥青上拌下贯式沥青上拌下贯式6.0610沥青表面处治沥青表面处治1.0层铺层铺13,拌和拌和24水泥稳定类水泥稳定类15.01620石灰稳定类石灰稳定类15.01620石灰工业废渣类石灰工业废渣类15.01620级配碎、砾石级配碎、砾石8.01015泥结碎石泥结碎石8.01015填隙碎石填隙碎石10.01012l沥青面层推荐厚度沥青面层推荐厚度公路等级公路等级推荐厚度推荐厚度公路等级公路等级推荐厚度推荐厚度高速公路高速公路12121818三级公路三级公路2244一级公路一级公路10101515四级公路四级公路112.52.5二级公路二级公路551010l二、结构层设计二、结构层设计l沥青面层沥青面层l沥青面层类型沥青面层类型l沥青面层分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、沥青沥青面层分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、沥青贯入式、沥青表面处治与稀浆封层四种类型。

热拌沥青贯入式、沥青表面处治与稀浆封层四种类型。

热拌沥青混合料包含沥青混凝土、沥青碎石混合料。

混合料包含沥青混凝土、沥青碎石混合料。

l沥青混凝土适用于各级公路的面层。

沥青混凝土适用于各级公路的面层。

l热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式（含上拌下贯沥青碎石含上拌下贯沥青碎石）可用于二级、三级公路的面层，以及用于柔性基层、可用于二级、三级公路的面层，以及用于柔性基层、调平层。

调平层。

l沥青表面处治与稀浆封层可用于三级、四级公路的面层沥青表面处治与稀浆封层可用于三级、四级公路的面层和各级公路的上、下封层。

和各级公路的上、下封层。

l冷拌沥青混合料可用于三、四级公路面层，或旧路修补冷拌沥青混合料可用于三、四级公路面层，或旧路修补工程。

工程。

l厚度厚度l根据基层组合成四种典型路面结构：

根据基层组合成四种典型路面结构：

l半刚性基层沥青路面半刚性基层沥青路面在半刚性基层上设有较薄的在半刚性基层上设有较薄的沥青面层结构。

沥青面层结构。

l柔性路面柔性路面各结构层由沥青混合料，或沥青贯入碎各结构层由沥青混合料，或沥青贯入碎石、或冷拌沥青混合料、级配碎石、砂砾等柔性材料石、或冷拌沥青混合料、级配碎石、砂砾等柔性材料层组成，无半刚性材料层的结构类型。

层组成，无半刚性材料层的结构类型。

l刚性基层沥青路面刚性基层沥青路面采用贫混凝土、混凝土基层等采用贫混凝土、混凝土基层等的沥青路面。

的沥青路面。

l混合式沥青路面混合式沥青路面在半刚性或刚性材料层与沥青面在半刚性或刚性材料层与沥青面层之间设置柔性基层的路面结构。

层之间设置柔性基层的路面结构。

l当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度可为的沥青层厚度可为120180mm120180mm；二级公路的沥青层厚度；二级公路的沥青层厚度宜为宜为60120mm60120mm；三级公路的沥青层厚度宜为；三级公路的沥青层厚度宜为3050mm（3050mm（拌拌和法和法）或或1530mm（1530mm（层铺法表处层铺法表处）；四级公路的沥青层厚；四级公路的沥青层厚度宜为度宜为1030mm1030mm。

l当采用柔性路面结构时，面层可选用当采用柔性路面结构时，面层可选用100100120mm120mm双层双层式，其下设沥青混合料、贯入式碎石、级配碎石等柔性式，其下设沥青混合料、贯入式碎石、级配碎石等柔性材料层。

沥青厚度应根据公路等级、交通量等具体情况材料层。

沥青厚度应根据公路等级、交通量等具体情况计算而定。

计算而定。

l采用贫混凝土沥青路面时，沥青层可为采用贫混凝土沥青路面时，沥青层可为100180mm100180mm，当，当采取防止反射裂缝措施时，沥青层可适当减薄。

采取防止反射裂缝措施时，沥青层可适当减薄。

l当采用混合式沥青路面时，面层可选用两层式，沥青当采用混合式沥青路面时，面层可选用两层式，沥青面层厚度宜为面层厚度宜为100120mm100120mm，其下设柔性基层。

柔性基层，其下设柔性基层。

柔性基层可为单层或双层，厚度宜为可为单层或双层，厚度宜为80180mm80180mm。

l各沥青层的厚度应与混合料的公称最大粒径相匹各沥青层的厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配，一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称配，一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称最大粒径的最大粒径的2.52.533倍，对断级配或以粗集料为主的嵌倍，对断级配或以粗集料为主的嵌挤型级配的沥青混合料，其一层压实最小厚度不宜小挤型级配的沥青混合料，其一层压实最小厚度不宜小于公称最大粒径的于公称最大粒径的2.52.5倍，以利于辗压密实，提高其耐倍，以利于辗压密实，提高其耐久性、水稳性。

久性、水稳性。

沥青混合料结构层的最小压实厚度与适宜厚度沥青混合料结构层的最小压实厚度与适宜厚度沥青混合料类型沥青混合料类型公称最大粒径公称最大粒径（mm）最小压实厚度最小压实厚度（mm）适宜厚度适宜厚度（mm）砂粒式沥青砼砂粒式沥青砼4.75101525细粒式沥青砼细粒式沥青砼9.5202025