沥青路面结构设计精选(九篇)

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第1篇：沥青路面结构设计范文

关键词:沥青；路面；弯沉值；设计

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着地区经济的快速发展，道路建设也进入了新的发展期，不但交通量增长快，而且轴载量也显著增大，道路运输中重载交通(汽车超载超限)现象越来越严重。这种情况也造成了沥青路面结构的过早破坏，缩短了沥青路面的预期使用寿命，降低了沥青路面的服务功能，增加了路面在运营养护过程中的费用。交通状况的这些显著变化也给沥青路面设计带来了严峻考验。

1 道路行驶车辆检测内容及结果分析

1.1 交通量监测

2010年11月对某沥青路面路段进行了72h连续交通量及交通轴载的测量监测，其结果为断面总交通量为18520辆，其中6轴车所占比例最多达到了69.5%，小汽车、2轴车次之。

1.2 整车超载情况

(1)轴载超限峰值

根据72h连续交通量及交通轴载的测量获得轴载超载峰值，见表1。

表1

(2)轴载超载率及超载谱(见表2，图1、2)。

表2 轴载超载率

图1轴载超载率

图2轴载超载谱

2 轴载换算方法的基本理论

因为对路面实际作用的车辆种类繁多，所以必须将不同的车辆按照一定的原则进行换算。路面设计在进行轴载换算时，应遵循的原则是：不同类型轴载在同一路面结构上重复作用不同次数后，使道路表面弯沉值或底层拉应力达到同一极限状态；对某一种交通组成，不论以何种轴载标准进行换算，由换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。

根据该路段行驶车辆的实际情况，将各种车型按照非超载和超载两种情况，使用不同的方法进行换算。

1)对于非超载的车型，依照轴载换算方法进行换算。

数据来源为连续72h的测量。各轴型实际作用次数与当量轴次数之间的关系见表3～5。

表3 单轴实际作用次数与当量轴次数对比

表4 二联轴实际作用次数与当量轴次数对比

表5 三联轴实际作用次数与当量轴次数对比

该路段断面日交通量为6173辆/d，而换算成当量标准轴载次数为28597次/d。

2)对于超载车辆，超载相当于额定轴载累计数的增加。通过实测结果和理论计算发现，对于高等级半刚性基层沥青路面，按轴载换算方法换算后，轴载累计数大于按规范中公式计算的轴载累计数，而更符合于(P1/P)4.35×(1+m)。根据超载车辆的检测结果该路段的超载率m=0.12。

调整后的轴载换算公式为：

式中：N为标准轴载的当量次数，次/d；n1为被换算车型的各种轴载作用次数，次/d；P为标准轴载；Pi为被换算车型的各种轴载，kN；C1为轴数系数；C2为轮组系数；m为超载率。

通过上述调整后的公式，对未超载以及超载的各种车型进行不同的轴载换算，最后得到未超载车辆与超载车辆1d中(24h)累计标准轴载的当量轴次N=50398次。

3 路面设计

3.1 累计当量轴次计算

(1)考虑超载车辆对路面的影响

根据推算出的累计标准轴载的当量轴次，考虑高等级路面设计的使用年限为15年，结合该沥青路面路段的交通量发展，交通平均增长率定为4%，依照方法计算累计当量轴次，最后得到Ne=128918755次。

(2)未考虑超载车辆对路面的影响

未考虑超载车辆影响，按规范的常规计算方法最后得到Ne=73151506次。

3.2 路面弯沉值的计算

依照弯沉公式计算。

经计算，求得在考虑超载车辆作用下路面设计弯沉值为14.3(0.01mm)，未考虑超载车辆作用下常规计算的路面设计弯沉值为16.04(0.01mm)。

3.3 道路结构设计

参考分析实际观测的交通量和车辆轴载数据，为正在修建另一条沥青路面工程的路面结构提供计算依据，其中设计标准轴载为BZZ-100，设计年限为15年。按新建路面设计。土基回弹模量为40MPa。具体计算结果如下。

(1)不考虑超载车辆对路面影响

1)新建路面结构厚度计算参数(见表6)

表6 路面结构厚度计算参数

公路等级为一级公路；新建路面的层数为6；标准轴载为BZZ-100；路面设计弯沉值为16.04(0.01mm)；路面设计层层位为4；设计层最小厚度为18cm。

2)按设计弯沉值计算设计层厚度

LD=16.04(0.01mm)；H(4)=18cm；LS=16(0.01mm)。

由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS≤LD，故弯沉计算满足要求。

3)路面设计层厚度

因为H(4)=18cm(仅考虑弯沉)，所以在不考虑超载车辆对路面影响的情况下，路面各层位结构厚度见表6。

(2)考虑超载车辆对路面影响

1)新建路面结构厚度计算参数(见表7)

表7 路面结构厚度计算参数

公路等级为一级公路；新建路面的层数为6；标准轴载为BZZ-100；路面设计弯沉值为14.03(0.01mm)；路面设计层层位为4；设计层最小厚度为20cm。

2)按设计弯沉值计算设计层厚度

LD=14.03(0.01mm)；H(4)=20cm；LS=14(0.01mm)。

由于设计层厚度H(4)=Hmin时LS≤LD，故弯沉计算满足要求。

3)路面设计层厚度

因为H(4)=20cm(仅考虑弯沉)，所以在考虑超载车辆对路面影响的情况下，路面各层位结构厚度见表7。

4 结语

总之，重载沥青路面结构设计十分复杂。在进行路面结构设计时，需要对路面结构的整体理解和整体把握。只有在不断总结、借鉴其他先进思想的基础上，根据自己区域的实际情况(气候、交通、资源、技术)，因地制宜，才能得出具有一定适用性的沥青路面结构。

参考文献

第2篇：沥青路面结构设计范文

【关键词】重载交通；沥青路面；轴载换算；设计方法

当前许多沥青路面在通车时间不长就出现裂缝、车辙等早期损坏，而车辆严重超载是造成早期破坏的重要原因。为此，有必要深入研究重载交通沥青路面结构设计。本文先从重载沥青路面设计存在的问题入手，研究了重载沥青路面标准轴载、轴载换算方法，并提出适用于重载道路的沥青路面设计。

1 重载交通沥青路面设计存在的问题

我国现行路面设计方法均以常规荷载为依据，仅适用于轴重 以下的情况，而大于 时尚未提及，将现行方法用于超载路面设计，从工程结构的安全性而言是不能容许的。目前沥青路面的设计存在以下差异：

（1）轴载等效换算。规范规定，轴载等效换算公式适用 以下轴载。（2）设计标准。普通沥青路面以路表弯沉为设计指标，以层底拉应力为验算指标，并没有车辙指标。（3）材料性质。当轴载很大时，材料非线性的影响非常显著。

2 重载交通沥青路面标准轴载

2.1 重载交通标准轴重

根据重载交通调查，大部分超载车辆在12～13t之间，双联轴一般超载达到20～30t，按单轴计算，轴重在10～15t范围内，所以建议设计标准轴重取13t。

2.2 重载交通沥青路面设计标准

对于超重载道路，其半刚性基层为承重层，多采用二灰碎石或水泥稳定碎石等材料。重载沥青路面上车辙也是主要的破坏形式。建议对于重载交通，采用沥青面层的车辙和土基顶面压应变作为预防车辙破坏的设计指标。

3 重载交通沥青路面轴载换算方法研究

3.1 轴载换算方法的基本原则

不同轴载作用次数的换算应遵循等效破坏原则，即同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏。因此，以弯沉为设计指标时，应遵循弯沉等效原则。

3.2 以路表弯沉值为设计指标的轴载换算方法

路表弯沉随轴重的增加呈幂函数增长。假设轴重 作用下，路表弯沉分别为 ，可以得出：

（3.1）

现行规范可以得到设计弯沉值 的计算公式如下：

（3.2）

式中， 为公路等级系数， 为面层类型系数， 为基层类型系数。

式3.2为设计弯沉的寿命为 ，故可以得到不同轴载的设计弯沉值比为：

（3.3）

由式3.1得到不同轴载的设计弯沉值比为：

（3.4）

联立式3.3和式3.4得到：

（3.5）

式中 为弯沉等效轴载换算指数。当轴载大于 时，等效换算指数取 ；而小于 时，仍按规范取值为 。

4 重载交通沥青路面结构设计方法研究

对于超重载车辆较多的道路，按额定荷载进行路面设计，很难满足使用寿命的要求。若按最大超载设计，会使路面过厚而不经济。因此有必要在交通特性及轴载换算方法研究的基础上，系统地提出适合于重载道路的沥青路面设计方法。

4.1 设计指标

重载沥青路面设计应采用多指标体系，包括路表弯沉、整体性基层和底基层的层底拉应力。因此仍以设计弯沉值作为路面厚度设计的控制指标，以半刚性基层和底基层层底弯拉应力、土基顶面压应变和沥青面层的车辙作为检验指标，对最大轴载进行半刚性基层和底基层极限弯拉应力验算。设计弯沉仍采用下式：

（4.1）

4.2 交通参数

路面设计时，需采集交通量和轴载等数据，进行标准轴载作用次数计算。

（1）交通资料：设计使用期内设计车道的标准轴载累计作用次数 ，则有：

（4.2）

（2）使用期内年平均当量轴次增长率：首先估计一般车辆和重载车辆的增长率，来计算年平均当量轴次增长率 。

（3）标准轴载及轴载换算：对于 以下轴载，按照规范进行弯沉和弯拉应力等效轴载换算。对于 以上轴载，通过等效轴载换算公式：

（4.3）

土基顶面压应变等效轴载换算公式为：

（4.4）

弯拉应力等效轴载换算公式为：

（4.5）

车辙等效轴载换算公式为：

（4.6）

式中， 为标准轴载累计当量轴次， 为换算车型各级轴载作用次数， 为标准轴载， 为换算车型各级轴载， 和 为轴数系数， 和 为轮组系数。

4.4 重载沥青路面结构组合设计和厚度计算

需要测定土基回弹模量，对土基回弹模量乘以0.8～0.9的折减系数。通过对重载道交通特性、材料性能及使用状况分析，拟定几种结构组合供重载路面设计参考。利用弹性层状体系理论确定路面厚度，进行重载沥青路面设计。

重载路面推荐结构

4.5 设计步骤

根据前文的研究并参考规范，可归纳出重载沥青路面设计步骤为：

（1）交通资料的收集。交通资料包括：初始年日平均交通量和轴载谱、超载方式和超载规律、历年交通量及交通组成、方向分配系数、车道分配系数、轴载年平均增长率等，判断是否适用于重载路面设计方法。若适用，利用研究结果进行轴载换算及使用年限内累计标准轴次的计算，最后计算设计弯沉。

（2）收集资料，并结合原有路面的使用及破坏情况，选择适于重载道路的材料并初拟路面结构。试验测定各结构层的抗压回弹模量、劈裂强度等设计参数。

（3）根据设计弯沉值计算路面厚度，并进行半刚性基层、底基层容许弯拉应力、极限弯拉应力验算及土基顶面容许压应变和沥青面层车辙验算。若不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，然后重新进行计算。

5 结论

我国现行路面设计方法是以常规荷载为依据的，对于超重载交通，规范尚未提及，以致造成路面结构的早期破坏。在重载沥青路面结构设计中，可采用多指标体系，包括路表弯沉、整体性基层和底基层的层底拉应力等。通过重载交通路面设计方法研究，延长路面的使用寿命，大大提高通行能力。

参考文献

[1] 刘颖.重载道路路面设计方法研究.[D].[硕士论文].西安：长安大学.2001

[2] 胡昌斌，黄晓明.重载交通沥青路面典型早期破损与成因分析.[J].福建建筑.2005

[3] 王新忠.重载交通沥青路面设计方法研究.[D].[硕士论文].西安：长安大学.2005

[4] 王冀蓉.重载长寿命沥青路面设计轴载分析.[D].[硕士论文].长沙：湖南大学.2007

[5] 符力国.重载交通沥青路面设计方法研究.[D].[硕士论文].西安：长安大学.2007

第3篇：沥青路面结构设计范文

关键词：半刚性基层沥青路面结构设计 破坏机理

半刚性沥青混凝土路面是由半刚性材料底基层半刚性材料基层和沥青面层构成的路面结构形式。其特点是路面强度高、稳定性好且刚性大，已成为城市道路和公路路面结构的主要形式。客观认识半刚性基层沥青路面的早期破坏现象，分析其原因，研究对策是当前必须面临的问题。

1. 半刚性基层沥青路面的早期破坏及原因分析

半刚性基层的早期破坏首先跟基层材料不同地区的性质差异性、材料自身的温度敏感性、干湿缩裂性等相关，同时施工过程质量达不到设计或规范要求，抢赶工期养护不足，也是引起建成后路面早期破坏的原因之一。对结构设计方面也存在一定问题，主要表现：相关规范规定模糊，设计习惯上不重视基层和底基层材料的组成设计；设计过程对使用期超载超限估计不足；规范设计控制指标的不完善。

沥青路面结构设计规范对目前高速重载条件下的适用性及改进方法考虑不多，设计指标的确定仍是值得商榷。设计方法虽然采用了多个控制指标，但由于材料参数的选取比较宽泛，导致实际起控制作用的指标一般仅为一个，对路面结构组合设计的指导性较差。往往材料强度能够满足规范的要求，但路面的非正常损坏依然非常普遍。

2. 半刚性基层沥青路面设计分析

2.1 半刚性沥青路面设计理论

我国现行的路面结构设计理论是建立在弹性层状体系理论的基础上，以设计年限内的换算当量轴载作为交通量指标，按照路面损伤等效的原理确定容许弯沉和破坏应力，利用疲劳破坏的模式设计结构层厚度。在设计理论上是假定一个沥青层厚度，以基层作为承重层设计其厚度。

2.2 半刚性沥青路面设计理论存在的问题分析

沥青路面设计规范在结构层设计和验算沥青层底拉应力时，假设路面各层面之间的界面处于完全连续状态。而实际上层面间往往处于连续和滑动之间的一种边界条件下，使设计和验算力学结构失去意思。规范中弹性层状体系理论是在完全连续状态的假设进行计算，沥青面层底部始终处于受压状态，其弯拉应力验算失去意义，弯沉成为路面设计的唯一指标，不能正确的反映路面的使用状况。当沥青面层的平整度增大时，重车及超载车在行驶过程中所产生的冲击荷载对路面的寿命影响不可忽视，按照规范的规定计算荷载应力、反算路面寿命已没有实际意义。

2.2.1 现行沥青路面设计方法不能控制半刚性基层沥青路面的疲劳损坏

许多计算分析表明，应用现行规范的设计方法和参数设计的半刚性基层沥青路面，在满足设计弯沉要求后，沥青面层几乎完全处于受压状态，底面拉应力验算指标几乎都符合设计要求，设计时难起作用；而半刚性基层或底基层底面的拉应力通常都比其疲劳强度小很多，这一验算指标在设计中也实际上不起作用。因此，表面弯沉值事实上成了唯一的设计或控制指标。然而，许多半刚性基层沥青路面在弯沉值很小的情况下产生了早期疲劳损坏，这与设计理论相矛盾，因此，现行沥青路面设计方法对控制半刚性基层沥青路面的疲劳损坏还是存在一定的问题。

2.2.2 现行设计弯沉指标不能完全反映路面实际质量情况

在荷载轻、交通量小，即路面等级低、结构单一的情况下，采用路表弯沉值作为路面结构设计的指标，不失为一种简便的对策。而对于承受重载的高等级路面来说，路面结构层组合和材料类型都可选用不同的方案，呈现出多样化，而按现行规范，仍采用路表弯沉值作为主要设计指标，便会暴露出它的不足，并会得到矛盾或不协调的设计结果。对于不同种类的路面结构（不同的结构层组合和材料类型），路表弯沉值大的路面结构，其承载能力或使用寿命并不一定会比路表弯沉值小的路面结构差；反之亦然。因而，不能仅依据这一指标值判断出路面结构的承载能力，或者比较出不同路面结构的承载能力的高低。

考虑沥青路面结构体系比较复杂，是以层状结构支撑在无限深的路基上，各层材料性质多变，实际具有弹―粘―塑和各向异性，特别还受到周围环境的气候、水文、地质的影响；作用在路面上汽车荷载的轻、重、多、少以及分布不均匀等。所有这些因素都造成了试图建立一个精确的、通用的路面结构设计数学模型几乎是不可能的，现行采用的路面设计理论是经过某些假定、简化过程的半理论、半经验的设计方法，在实际应用中出现偏差和问题是在所难免，需要设计过程再针对性进行修正设计。

2.2.3 难以准确预测交通量，按规范进行轴载换算无法准确定量转换

在实际项目的设计过程中，指标的选取存在诸多问题，设计前期往往交通观测资料不足，且基本无轴载调查资料，使目前路面结构设计难有可靠、准确的依据，而交通增长率的确定往往受当时政治、经济环境的影响；结构计算代表车型的选定各不相同，对同一条路，不同的代表车型比例选定结果可导致计算累积轴次相差数倍；超载和实载率的影响参数往往在项目所在地缺少本地研究资料，参数难以确定。以上问题的存在往往导致路面结构计算容易变成数字游戏，很难核查路面结构的合理性，对路面建成后的使用寿命也难以正确判断。

2.2.4 半刚性材料设计参数往往与实际材料参数不符

我国幅员辽阔，各地区路面材料性质不尽相同，公路沥青路面设计规范中提供了材料设计参数的取值范围，并不能完全、详细和准确地反映各地土基回弹模量取值的实际水平。目前国内绝大多数地区在道路设计中对材料参数的选取，不是对本地区材料设计参数进行实测并在对实测数据论证后确定，而是依靠查规范推荐值来确定。因此，材料设计参数取值的准确性不能有效保证。半刚性材料设计参数推荐值与实际值不符，出现这种偏差势必会影响到路面结构设计的整体品质，造成路面结构设计的不合理。

3. 半刚性沥青路面设计方法改进

3.1 设计指标的补充完善

目前，半刚性基层沥青路面的表面回弹弯沉较小，即使在路面产生损坏后其弯沉也远小于设计弯沉，由于设计弯沉为回弹弯沉，反映了材料和结构的弹性部分。而车辙是材料的塑性变形累积，显然仅用设计回弹弯沉是不能有效地控制路表车辙的。因此，设计过程应考虑增加沥青路面的车辙设计指标。双层式沥青混凝土层主要以其车辙量作为设计指标，设计应保证其在受压状态(包括考虑界面滑动时)；三层式沥青混凝土层的上两层应处于受压状态，下层沥青混凝土设计指标除考虑其对车辙的贡献量外，应验算其疲劳寿命。基层、底基层的结构设计指标以疲劳开裂为设计指标。土基设计指标以其对路面结构车辙贡献量为指标，可通过土基CBR值或回弹模量与变形累积的关系推算土基车辙贡献量与CBR 回弹模量的关系，从而将设计指标简化为不利季节的土基CBR值或回弹模量。在计算三层式沥青混凝土下层的拉应力或拉应变、半刚性基层底基层底的拉应力或拉应变时应假定沥青混凝土层与基层界面滑动。

3.2 路面结构组合设计建议

（1）面层类型选择

沥青表面层应该具有良好的温度稳定性、抗裂性能、抗温度疲劳裂缝和不透水性的能力。需要采用优质沥青和磨光值高、耐磨耗及抗压碎能力强的碎石做表面层。结构层的厚度与最大粒径之比应控制在大于或等于2。同时，在整个沥青面层中，表面层的抗永久形变能力较差，而表面层对石料的要求较高，甚至要用优质石料，因而从技术和经济两方面考虑表面层不宜过厚，建议结构层的厚度与最大粒径之比应控制在不大于4；细粒式沥青混凝土层或沥青玛蹄脂碎石混合料层的厚度一般采用4 cm。

沥青路面的中面层和底面层的设计应充分考虑沥青混合料的抗永久变形能力（车辙），即沥青混合料的高温稳定性。这是因为车辙可能发生在表面层。也可能发生在中下面层；这与荷载的大小、厚度有很大关系。荷载越大，荷载的影响深度也越大，中下面层产生车辙的可能性就越大。尤其对重载路面，仅仅在表面层上下功夫可能达不到目的，必须重视中、下面层的设计。中面层推荐采用中粒式沥青混凝土，建议厚度5~7cm；下面层推荐粗粒式沥青混凝土和沥青碎石两种类型，经方案比较后选用，建议厚度分别为8~9cm和10cm。

（2）基层类型及材料的选择

基层是主要承受竖直应力的承重层。基层的强弱和好坏对整个路面，特别是对沥青路面的强度、使用品质和使用寿命都有十分重要的影响。因此，作为路面的基层，必须具备有足够的强度和刚度、水稳定性、抗冲刷能力、收缩性小、平整度和与面层结台良好等基本条件。沥青路面的整体承载力完全可以通过半刚性基层材料予以满足，沥青面层仅起功能性作用。当半刚性基层达到一定的厚度时，增加沥青路面的厚度对路面整体承载力提高很少。有关资料表明沥青路面厚度从9cm增加到15cm对路面整体承载力无影响。就强度和刚度、水稳定性、抗冲刷能力、收缩性来说目前使用水泥稳定粒料较常见。

（3）底基层类型及材料的选择

底基层是主要承受竖向应力的次承重层。底基层的强弱和好坏对整个路面，特别是沥青路面的强度、使用品质和使用寿命都有十分重要的影响。因此，作为路面的底基层，必须具备足够的强度、水稳定性、抗冲刷能力等基本条件。根据工程的实际情况和当地材料实际情况，建议采用水稳碎石或级配碎石做底基层，作为半刚性基层和路基的过渡层。

4. 结语

本文在对半刚性基层沥青路面早期病害进行调研的基础上，分析半刚性沥青路面早期破坏的机理及原因。重点分析半刚性沥青路面的设计规范存在的问题，提出改进设计方法，从设计角度提出预防半刚性基层沥青路面早期破坏的措施。

参考文献：

[1] 王敬飞. 半刚性基层沥青路面早期破坏分析及对策，青海交通科技，2005 (2).

[2] 孙文香，厚荣，春雷.半刚性基层沥青路面早期破坏机理及防治措施，交通科技，2005（6）

第4篇：沥青路面结构设计范文

[关键词]市政；沥青路面结构；设计方法

中图分类号：U415.52+8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0172-01

一、引言

我国在城市发展的过程中，对于道路工程的建设力度，一直不曾减退，但是，由于我国城市交通运输事业的高速发展以及城市人口的不断增多，我国城市交通的压力也越来越大，这无疑会给城市道路带来更多的负荷。随着道路使用年限的增加，我国沥青路面就会出现很多问题，并且，这些问题困多年来也一直未曾得到有效的解决，最近几年，相关的建设技术人员，开始从沥青路面的设计环节入手，增加设计的科学性与合理性，进而提高路面质量，延长道路使用寿命，文章从几个方面对市政沥青路面的设计方法进行了研究和分析，希望能够为业内人士提供一些帮助和参考。

二、沥青路面设计方法的形成及发展

沥青路面设计方法随着路面技术、交通状况及人们对路面破坏状态认识的变化而不断发展，经历了古典理论法、经验设计法和理论分析法三个阶段。沥青路面设计法属于古典理论法，其特点是以土基顶面的应力大小为依据设计路面厚度。随着路面结构形式、施工技术水平、以及路面力学理论和计算手段的发展，古典理论法逐渐被淘汰。经验法和理论分析法是目前常用的路面设计方法。经验法是一种建立在大量实际道路和试验路调查基础上的设计方法，典型的有AASHTO沥青路面设计法、CBR设计法等。经验法通过路面调查提出路面破坏标准、设计指标以及交通作用与设计指标的关系，以此为基础进行厚度计算。经验法建立在实践的基础上，因此在路面设计因素变化不大的情况下，经验法的设计结果比较容易接近实际要求。但是，由于经验法设计曲线或设计公式是由一定时期的路面调查得到的，随着路面结构、材料、施工养护以及交通情况的变化，其对以后路面设计的适用性往往受到限制，需要根据各种影响因素的变化不断修订，但由于其参数、指标有很大的主观性，理论基础模糊，修订工作比较困难。随着路面力学和计算技术的发展逐渐产生了理论分析法。理论分析法典型的有壳牌（SHELL）法、美国地沥青协会（TAI）法等，我国沥青路面设计法也属于理论法的范畴。当然，沥青路面设计中任何理论分析法都不是纯理论的，都必须与路面调查、室内试验结论相结合，包含有经验法的部分成果。理论分析法的特征是通过路面力学模型计算结构层厚度，其优点是理论基础清晰，便于修订更新，缺点是路面模型对实际路面的大量简化会引起一些误差，而误差的修正系数与经验法的指标一样，是比较模糊的，带有一定的经验性。同经验法一样，理论分析法也要随着路面实践的发展而修订。近年来，随着人们对路面破坏特性认识的深入，逐渐产生了长寿命路面的设计思想。长寿命路面的设计思路是：保证路面足够的整体强度，把病害限制在路面表层，通过定期（10～20年）的表面修复，防止表面病害影响路面结构安全，保证路面在相当长的设计年限内不发生结构性损坏。以下针对国内外主流的沥青路面设计方法做介绍和评述。

三、现有设计方法的缺陷

1.路表弯沉指标的不足

在路面结构中，弯沉是一个非常重要的指标因素，现如今，城市交通异常发达，路面负荷量越来越大，在这样情况下，路面结构也越来越多，而经验性的路表弯沉指标与路面结构的损毁情况无法保持一致性，因此，工作人员对于路面无法进行有效的修补和治理。路表弯沉主要来源于土基的变形，且受气候环境条件影响颇大，尤其是路面结构内部的干湿状况，若用该指标来对不同路面结构的强度进行评定显得缺乏说服力。路表弯沉指标显然已经无法适应当今重载交通时代路面设计的要求，寻求新的沥青路面设计控制指标是摆在我国道路工作者面前的一项艰巨任务。

2.结构设计与材料设计相分离

现阶段，我国的沥青路面还存在一个非常严重的问题，就是人们常常将路面结构与路面材料分为两个不同的方面来进行设计，这就会导致路面材料无法符合路面的使用要求，在长时间的外力作用下必将出现变形，裂缝，坍塌等问题。这就要求我们相关的工作人员在进行设计的时候，要将公路结构与施工材料两者结合在一起，这样才能够，使路面材料的性能与路面的使用性能相统一，进而提高路面的整体质量，延长路面使用寿命，从以往的经验中，我们得到，如果路面结构与使用材料之间的不能很到的统一和协调，那么，就无法使道路的功能被很好的发挥出来，也就是说，结构设计与材料设计能够相互协调，相互联系，还是非常必要的。

四、环境因素考虑比较少

沥青路面是个开放性的系统，路面使用性能的衰减与外部荷载、温度、降水、空气、阳光等的作用有关，外部环境对系统的作用不能看成是简单的干扰、摄动，而是系统自身特性的有机构成成分。因此，人们提出了永久性路面的概念。永久性路面思想包含以下一些突出的理念。

1.路面结构的寿命匹配

永久性路面的设计思想与一般的路面设计不同。一般路面的结构设计寿命是追求等寿命的，即路面面层破坏时路面基层也达到了其设计寿命。这一设计思想来源于工业产品的设计，工业产品的每个部件都有相同的设计寿命，可以降低非控制因素的性能从而减少浪费。但是永久性沥青路面的各结构层设计寿命是不同的，路面最底层在整个设计周期是不发生或较少发生破坏的，结构层越往上，设计寿命越短，允许表面层进行阶段性养护维修。

2.结构和材料功能相匹配的设计

根据路面的结构功能和受力特点，表面层主要提供路面的表面功能，即抗滑、耐磨等，可采用高性能沥青混合料。在高压区，选用高模量抗车辙材料。再往下，基层顶面为最大拉应力区，采用柔性抗疲劳材料。

3.路面的经济型修复

路面设计把沥青破坏控制在表面层，而其下的结构性能保持40年以上不发生变化。路面表层可能发生的病害为自上而下的裂缝、温度裂缝、表面松散等。这些病害可以通过表面层简单的铣刨、重新铺筑得到修复，而不必像目前的大多数沥青路面一样，路面破坏往往就是基层疲劳破坏，必须对整个结构层采取开膛破腹式的翻修。整个结构层的维修铣刨、重铺的费用高昂，工期长，对交通影响巨大，造成收费的巨额损失，从整个寿命经济分析往往更不合算。在我国国民经济飞速发展，已经能够承受更大的初期投资的条件下，路面设计应考虑到整个运营期间的维修问题，要借鉴经济型维修的理念。

五、结束语：

道路，是一个城市发展和建设过程中，非常重要的组成部分，城市道路的发达程度在很大程度上反映着一个城市的经济水平，在我国，城市道路路面，多为沥青结构，而这种结构具有一定的弊端，在长期使用后，常常出现裂缝，塌陷等情况，这不但会造成人们出行以及城市交通的不便，同时，还会增加很多修理和维护的费用，因此，相关的技术人员，一直致力于沥青路面的研究工作中，近些年来，人们开始从沥青路面的设计入手，最大限度的将路面材料与路面结构设计相统一，使其能够相互促进，共同提升道路的耐久性与整体质量，进而为人们更好的服务。

第5篇：沥青路面结构设计范文

关键词：旧水泥混凝土路面, 沥青加铺层, 结构设计

Abstract: in the old cement concrete pavement and paving asphalt layer, the key technical problems are old cement concrete pavement disease treatment and reflection crack the board of control.

Keywords: old cement concrete pavement, asphalt overlay, structure design

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青层，不仅提高路面承载能力，消除了原有接缝处产生唧泥、断板、脱空等多种病害的不利影响，同时也提高了路面平整度和抗滑能力，改善了路面使用性能，提高了路面服务水平。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层，关键的技术问题是对旧水泥混凝土路面病害板的处治和沥青加铺层反射裂缝的防治。本人通过技术前辈取得的经验知识，结合工程实例，谈谈自己对沥青加铺层设计过程的一点粗浅体会。

1 工程概况

汕头市梅溪河金凤大桥～西港高架桥工程是汕头重要的过境公路，采用一级公路结合城市快速干道标准，前期工程潮汕至宕石大桥段、东厦至潮汕段已于2007、2010年陆续竣工通车，为实现全线通车的目标，现对本段天山～东厦段实施建设。本路段长1.8km，其中1.2 km为利用原有水泥路面进行加铺，行车道路面宽2x15.5m。原水泥路面已建成通车15年，经调查评定，路面损坏状况和接缝传荷能力的分级标准均为优良，无板底脱空。为改善路面使用性能,提高路面承载能力，本工程项目是在旧水泥混凝土路面上进行沥青加铺层结构设计。

2 沥青加铺层结构设计主要按下述程序进行

2.1 旧水泥混凝土路面路况调查及评定

沥青加铺层设计首先应了解旧水泥混凝土路面的结构状况和强度、分析路面损坏的原因及提出处理措施、评价旧路面的适应性，因此必须对旧水泥混凝土路面的破损状况、接缝传荷能力和板底脱空状况等进行调查和评定。依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ 073.1的调查方法，按照《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40的相关规定，经调查评定，路面损坏状况和接缝传荷能力的分级标准均为优良，无板底脱空。

2.2 加铺前旧水泥混凝土路面病害处治

对旧水泥混凝土路面病害处治是影响工程成败的关键，是保证旧路面板的稳定，使加铺层路面处于良好稳定的工作状态，依据实测数据和路况评定结果，针对该路段旧路面水泥混凝土主要病害，对其进行修复处理。

2.2.1 严重破碎、龟裂、断裂板处理

对于局部出现严重破碎板、断裂板，贯穿全板的交叉裂缝板，均采用挖除旧混凝土板，将基层整平夯实，重新浇筑与旧混凝土板块相同强度的C35砼，其高程控制与旧混凝土板面齐平。注意挖除横向单块板宽的旧板时应尽可能保留原有拉杆，重浇路面板为两块板宽以上时纵缝应重新设置拉杆。

2.2.2 板边、板角修补

对于板角破碎、角隅断裂、掉边、缺角等病害板，先用切割机按破裂面的大小确定切割范围，将损坏破碎部分凿除。板角断裂切割时应尽量保留原有钢筋，新浇的路面板与旧板之间接缝切出约宽3mm、深4mm的接缝槽，并灌入填缝材料。

2.2.3 裂缝处理

对宽度在3mm以下的裂缝，采用环氧树脂灌注；对宽度大于3mm的裂缝，采取条带罩面进行修补，即平行于裂缝两侧各15cm范围切缝，深度为7cm,切割的缝内壁应凿毛并浇筑混凝土。

2.2.4 错台处治

对于错台小于或等于1cm的板块不作处理，对于错台大于1 cm的板块，应先清除路面杂物及灰尘，在下沉混凝土板块上按0.6kg/m2喷洒粘层沥青，采用沥青砂填补。

修复病害面板时，若挖开后发现基层已破碎，则应先将基层挖除，整平夯实原底基层，采用C15砼重新浇筑基层，然后再浇筑与旧混凝土板块相同强度的C35砼。基层、面层顶面高程控制与旧基层、旧面层齐平。

3 沥青加铺层反射裂缝的防治

旧混凝土路面加铺沥青路面结构最关键的问题是防止和控制反射裂缝的发生。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近出现较大的位移，引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的。它包括因温度和湿度变化而产生的水平位移，以及因交通荷载作用而产生的竖向剪切位移。结合本工程的实际情况，主要采取以下几种措施减缓反射裂缝的产生和发展。

3.1 旧路面板的稳固处理

沥青混合料加铺层要求旧路面必须稳定，否则裂缝将很快反映到沥青面层，导致路面破坏。因此，加铺前，对旧板的主要病害已进行处理。

3.2 设置中间夹层

在沥青下面层与沥青调平层之间铺设玻璃纤维格栅夹层，无论是在荷载应力或是在温度应力的作用下，加铺层的不利应力都大为减少。

3.3 改善沥青加铺层的性能

主要体现为改善沥青加铺层混合料级配，上、下面层均采用适合重载交通量的粗型级配。在沥青上面层混合料中掺加SBS改性剂。

3.4 设置沥青碎石调平层

在旧水泥路面与沥青混凝土下面层之间设置沥青碎石调平层，作为应力消散层，可以有效地减少路面结构中的应力集中现象，大大延缓路面反射裂缝的产生。

3.5 采用合适的加铺层厚度

沥青加铺层设计没有统一的方法，过薄的加铺层不足以克服反射裂缝，但过厚的加铺层又很不经济。按规范规定，沥青加铺层厚度应兼顾混合料的公称最大粒径相匹配和减缓反射裂缝的要求确定。由于本工程为一级公路，规范中规定一级公路的沥青加铺层最小厚度宜为10cm，故初拟加铺10cm厚的沥青层。

4 沥青加铺层厚度的确定

当沥青加铺层厚度较小，加铺层对降低旧混凝土板荷载应力的效果很有限，加铺层下的混凝土路面仍起关键的承载作用，混凝土板的应力和混凝土弯拉强度在设计中起控制作用。本工程沥青加铺层厚度通过对该路段交通量分析、路面结构的初拟、旧路面刚度半径的计算、荷载疲劳应力的计算、温度疲劳应力的计算及结构极限状态的校核,最后确定沥青加铺层厚度为15cm。

5加强沥青层之间、沥青层与水泥混凝土层的粘结

为保证沥青加铺层与水泥混凝土层的粘结强度，提高路面结构的整体性，避免层间滑移，采取以下措施：

对旧水泥混凝土板进行铣刨处理,铣刨深度为1cm。

沥青面层之间粘层油采用PC-3型乳化沥青,沥青层与水泥砼板之间粘层油采用热沥青。6 沥青加铺层结构设计

金凤前期工程东厦至潮汕段，起点东厦平交路段约500米长范围均在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层，旧路路面结构、路况性能与本次相同，东厦平交路段沥青加铺层结构组合为：5cm厚GAC-13改性沥青砼上面层+5cm厚GAC-20沥青砼下面层+ 4～10cm厚AM-16沥青碎石调平层。东厦平交路段通车2年以来，路面基本无出现病害。但鉴于潮汕至宕石大桥段通车5年以来，由于重车作用较多，在该路段的平交口出现车辙、裂缝等病害，加上由于交通量的增长，本次设计对该路段路面结构层进行优化，上面层采用抗车辙能力较强的GAC-16C改性沥青砼，其沥青加铺层结构组合为：5cm厚GAC-16C改性沥青砼上面层+7cm厚GAC-20C沥青砼下面层+ 3～10cm 厚AM-16沥青碎石调平层。同时，为减少平交口红灯停车产生的车辙,对平交口红灯停车等候路段纵向100m范围内沥青碎石调平层上铺设的玻璃纤维隔栅进行优化，其拉伸强度由原来的≥50KN/m提高为≥100KN/m，其它路段铺设的玻璃纤维隔栅拉伸强度仍为≥50KN/m。

7 沥青加铺层材料技术要求

材料技术要求采用《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)及《广东省高等级公路沥青路面施工技术指南》（试用-2010）的有关规定。

8 工程效果

本工程项目天山～东厦段尚未实施，但前期东厦平交路段本人基本也采用上述方法进行沥青加铺层设计，其采用的结构也基本相同。由于施工、管理部门都很到位，该路段质量挺好，至今路面基本无出现病害。

9结束语

在旧水泥混凝土路面上进行沥青加铺层设计，应考虑的主要因素是旧水泥混凝土路面结构的强度和反射裂缝的防治。因此在进行沥青加铺层设计时，设计部门应对旧路面性能进行认真的调查和分析，对旧水泥混凝土路面病害，采取有效的对治措施；对防止和控制沥青加铺层反射裂缝的发生，采取相应的防治措施。同时管理、施工、监理部门应按规范认真执行，严把质量关。只有各部门尽心尽力，恪守其职，才能够有效地改造旧水泥混凝土路面，改善沥青加铺层使用品质，延长加铺层使用寿命。由于水平有限，不当之处，敬请各位技术前辈指正。

参考文献

【1】王松根、陈拴发编著《水泥混凝土路面维修与改造》， 人民交通出版社；

【2】姚祖康著《水泥混凝土路面设计》，安徽科学技术出版社；

第6篇：沥青路面结构设计范文

关键词：沥青混凝土；优化设计；路面结构

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

由于沥青混凝土路结构具有便于养护维修、平整度高、行车噪音小等多种优势和特点，因此，其被广泛应用到高速公路中。然而，现阶段，我国的高速公路在使用过程中还存在有许多的不足之处，比如坑槽、车辙、开裂等现象，这也就大大的降低了公路的使用寿命。此外，随着社会的不断发展，我国的公路交通流量逐渐的增高，其行车速度也逐渐的有所提高，并且还存在有严重的货车超载问题，导致高速公路沥青混凝土路面结构在投入使用一到两年的时间内就发生路面结构严重损坏的现象，因此，及时的发现问题并采取有效的措施对其设计施工进行优化就显得至关重要。

路面结构层设计的要求

满足高速公路行车要求及路面的使用性能是路面结构层设计的重要目标之一，其实际设计必须要满足以下几点要求。一是满足高度和强度要求，沥青混凝土路面结构只有满足相应的强度及刚度要求才能确保公路不会在行车荷载的影响下出现较为严重的位移、变形现象，从而避免公路在短时间内出现路面开裂、沉陷、坑槽等问题。二是满足耐久性及稳定性要求，沥青混凝土路面结构只有满足相应的耐久性及稳定性要求，才能保证公路能在冻融循环、温度变化、水分变化等环境因素的作用下正常的使用；三是路面平整性要求，行车速度及舒适度在很大程度上是由路面平整度决定的，同时路面平整度也会在一定程度上影响路面结构的耐久性，因此，在实际的设计施工中加强对路面平整度的重视就显得非常的重要。路面的平整度则受到施工材料、路基填料强度和稳定性及施工质量、养护状况等多种因素的影响，此外，为了确保车辆行驶的安全，还要确保路面具有相应的粗糙度。

二．路基路面排水设计问题及优化设计

高速公路沥青混凝土路面早期损坏的一项重要原因就是水损害。水损害即为路面在受到水浸泡及汽车行驶动荷载的影响，导致路面结构空隙中含有的水分产生相应的动水压力及反复循环内的负压抽吸作用，长此以往水分就会慢慢的进入到沥青和集料的接触面上，从而大大的降低沥青材料的粘附性，最终导致沥青材料失去其原有的粘结强度，沥青膜随之脱落，造成路面沥青混合料出现松散、裂纹等现象，从而导致路面出现坑洞、坑槽等现象。因此，加强对路基路面排水设计的重视就显得至关重要。

高路公路路基路面的排水设计包括路基表面的排水设计及结构内部的排水设计两部分。对于路基路表面排水设计的优化措施主要为:首先，利用边坡漫流方式对路基路面进行排水，其次，将纵向排水槽设置在局部超高路段的中央分隔带位置，最后，以当地年降水量为依据，设计相应的横向排水管进行导流，从而将水分排至边坡处，并将急流槽设置在出口位置，从而将水分排至路基排水沟；这样就能及时有效的将水分排出路面，防止路面由于长期受到雨水的浸泡。对于路基结构内部排水设计的优化措施则主要有为，首先，设置纵向盲沟，其设置位置为中央分隔带、填方路基边缘，同时为了达到汇集路基结构内部水分的目的，将纵向渗沟设置在挖方路基外侧边缘的纵向排水沟下方，其次，以当地年降水量为依据，利用相应的塑料排水管将水分由渗沟纵向开口位置排出，最后，使用强度为C20的混凝土对硬化盲沟进行硬化，从而及时的将水分排出，避免水分大量的渗入路基土体。

三．沥青混合料配合比问题及优化

沥青混凝土路面是通过对沥青集料的周密配置混合而建成的路面，混合料配合比的合理性直接影响着沥青混凝土路面的质量，然而现阶段我国的公路沥青混凝土路面在实际的设计过程中往往存在有沥青混合料配合比不均匀及沥青集料设计孔隙率范围较小的现象，从而严重影响着公路的质量，因此，在实际的沥青混合料配合比设计中一定要加强对其稳定性的重视，包括其高温稳定性、水稳定性及抗滑性。严格按照相关规范要求进行设计，将矿料级配曲线设置成“S”形，同时要严格的对筛孔的孔径进行控制，从而保证混合集料配比的合理性，防止由于混合料配比不合理而导致施工离析现象的发生。在实际的沥青集料设计时一定要根据原材料的不同特点，并根据相关的试验来确定配给曲线的关键点通过率，利用体积法对沥青混合料进行设计，在施工期间还要严格的对沥青集料的体积指标进行控制。对于由于沥青集料设计孔隙率范围较小而导致有效沥青用量范围、最佳沥青用量敏感范围变小的情况，可以在确保设计技术的基础上合理的增加沥青集料间隙率，同时合理的对沥青施工波动规模进行压榨，有效的对其精度进行控制，通常要将其控制在 0.2%的范围内，此外，还要加强对其施工质量的重视。同时由于沥青集料孔隙率范围的减小，想要确保沥青结构层压实充分就要在施工期间相应的增加压实功，压实度指标的提高也相应的增加了对压实工艺的要求，这就需要在优化混合料配合比设计的同时也要合理的对压实施工进行优化。

四．施工工艺优化组合

公路沥青混凝土路面施工环节主要包含四个方面，一是混合集料拌和，二是运输，三是摊铺、四是碾压，而沥青混合集料离析超限及路面没有进行充分的碾压是到导致路面结构层发生车辙、坑槽、开裂的主要原因。因此，碾压施工期间，要加强对现场孔隙率及压实度控制的重视，在孔隙率小于7%时，要确保下部面层的压实度大于或者等于97%，而在现场孔隙率不到6%时，则要确保上部面层的压实度大于或者等于98%。同时在具体的工程路面结构层中可选用AK、AC等改进型结构，这种路面结构中的混合集料的挤压密实度更高，且具有更好的水稳定性及高温稳定性，在使用此种结构时，确保路面结构层压实度就能有效的避免渗水现象的发生，且能有效的对其渗水系数进行控制，往往能将其控制在每分钟五十毫升的范围内。

五．总结

加强对路基路面排水设计优化的重视是防止公路路面结构层发生车辙、坑槽、开裂现象的有效手段，同时，选取最为合理的路面结构并严格的对沥青集料所使用的材料的质量及类型进行控制，并加强对路面结构施工质量的重视也是避免沥青混凝土早期损害发生的有效方式，通过对这些措施的重视和运用能有效的增强沥青混凝土路面结构的耐久性。

参考文献：

[1]樊锐；刘振清.设ATPB的半刚性基层沥青混凝土路面结构分析及设计[J].公路，2009，9

（02）：124-126.

[2]申魁梅.高速公路沥青混凝土路面结构变异过程分析及控制措施探讨[J].中外建筑，2010，7（02）：167-169.

第7篇：沥青路面结构设计范文

关键词：市政工程；沥青路面；设计；可靠性

中图分类号：TU99文献标识码： A

前言

在我国市政道路建设的过程当中，沥青路面是主要的路面结构形式。然而伴随着沥青路面的大量建设，由于技术、管理以及原材料选择等原因，市政道路沥青路面使用过程中出现的病害十分多。要提升市政道路沥青路面建设质量水平，必须做好路面的设计工作，这是保证路面质量的根本，其次要加强其路面的可靠性分析。

一、我国市政沥青路面设计原则和结构设计方面存在的问题

1.原则

严格按照国家法律法规和JTG D50-2006《公路沥青路面设计规范》等各类高等级公路标准规范进行高速公路路面设计；应把路面使用要求与当地的气候、土质、地形地貌等自然条件结合起来，参照当地实践经验，将土基稳定坚实、面层耐久等作为沥青路面综合设计的目标和要求；选材应本着节约投资、经济合理和方便施工的原则，体现技术先进、科学合理，实现强度高、稳定性好等设计要求；鼓励并积极采用和推广新技术、新工艺、新材料，使用代表时代进步的新设备和全面推行机械化施工。特别是对于高速公路和一级公路，为确保先进设计思想的实现，保证工程质量，应采用大型、高效成套的机械设备组织施工；对可能产生或形成较大沉降的路段，或软土地区及高填方路基，宜采用分期修建或对一次设计方案进行分期实施。对分期实施的路面工程，设计时应按公路开放使用后的远景交通量进行路面结构层次与厚度的设计。设计与施工是不可分割的整体，修筑时应全面贯彻设计思想，将前期工程与后期工程相互衔接，避免人力物力的浪费。

2.结构设计方面存在的问题

站在设计角度来看，现行标准规范JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》中，对沥青路面结构设计材料的低温抗裂性缺乏要求；沥青混合料的参数取值存在一定的局限性。其结构设计中回弹模量和抗拉强度应力二项重要指标提出的前提均为静态作用下，与实际公路行车时路面所受荷载均为动态的情况相比，有较大出入；对公路路面在车辆反复荷载作用下所出现的车辙问题，尚未从设计角度加以控制；设计弯沉值计算中，不仅是路面结构设计的唯一指标，而且取值范围较单一，即在半刚性基层取值为1与柔性基层取值为1.6之间有着较宽的区间，而对沥青路面基层的半刚性与柔性的判别缺乏明确的界定；弯沉综合修正系数存在一定的缺陷，修正系数经验公式是对某一或某些试验路段的经验结果的数据回归分析和总结，所以其环境、结构设计、施工条件和方法等，与实际设计路段会有较大的差别；存在设计指标形同虚设的现象。理论上路面结构损坏情况应符合路面结构设计模型，但实际情况是，在进行路面设计中，因弯沉指标无法模拟多种破坏类型而导致现有沥青路面的损坏与结构设计模式的大相径庭。

二、沥青路面设计国内外最新技术

1.全厚式沥青路面

全厚式沥青路面沥青层相对较厚，是目前欧美发达国家最常用的高速公路沥青路面结构设计方法之一。这种结构的沥青层一般在30～50cm范围内，相对较厚，铺筑在天然的或经过适当处理的路基上，出现疲劳破坏的可能性较小。

2.壳牌(SHELL) 设计方法

壳牌设计方法是Shell石油公司提出的一套在当论分析中较为完善的、具有很大实用价值的、体系完整的沥青路面设计方法。它将路面结构分为路基、基层和沥青层，提出以标准轴载在设计年限内的累计使用次数为设计寿命的设计思想，并通过分析路面破坏状态，以沥青层底面的容许拉应变、路基顶面的容许压应变等重要参数作为沥青路面设计标准。其设计内容和步骤包括初拟沥青层厚度、采用加权平均数的方法计算平均气温、确定路面的设计寿命、确定沥青及沥青混合料的劲度、确定路基及基层动态模量、路面结构模型及对沥青层车辙深度进行预测等。

3.AASHTO 沥青路面设计方法

AASHTO 沥青路面设计方法是美国各州公路工作者协会AASHO推荐的路面设计方法。AASHO是通过修筑试验路，将实际行车时路况发生变化的实测数据为基本依据，绘制实际行车与路面工作状态的关系曲线，以行车的使用性能为标准制定计算公式和提出路面设计方法。AASHO试验项目由路面结构、路肩、基层的等值关系、路面强度的季节性变化、表面处治的作用等组成，通过以下方式进行试验：基层厚度不变，通过改变沥青面层和砂砾料底基层厚度，组成不同强度结构形式，分别安排不同的轻、重型车辆行驶，获取试验数据；面层和底基层厚度不变的情况下，通过改变不同材料的基层厚度，了解不同基层厚度下，轻、重型车辆行驶时的等值关系。可以看到，AASHTO 沥青路面设计方法是一种从路用性能方面考虑的路面设计方法，它创造性地将路面耐用性能指数融入路面设计中，因地制宜地将此作为不同路面设计的标准，使路面设计与使用要求密切地、有效地联系起来，更具实用性。

4.CBR法

CBR法是美国加州工程师1929年提出的，目前仍使用于联邦航空局机场沥青路面建设中。CBR法因其采用的CBR试验方法和指标值对路基土和路面材料的力学性质进行表征这一设计思想，而对世界各国产生了最为广泛的影响。该设计方法认为路面的损坏多由路基土或基层承载力不足，造成的变形过大所致，所以设计强调以土基的CBR 值和各结构层材料的CBR 值为重要和关键的技术指标，用以控制路面各结构层的设计厚度。

三、沥青路面设计可靠性分析

路面结构的可靠度是在规定的设计使用年限内，在一定的交通和环境条件下，路面使用性能对预定水平要求的满足程度。早在20世纪60年代中期，世界各国就开展了道路工程不确定性对路面结构使用性能的影响的研究，并将可靠性理论成功地运用于沥青路面的设计。我国路面可靠度研究工作起步较晚，20世纪80年代后期，以同济大学、哈尔滨工业大学等为主的高效和科研院所先后对沥青路面结构的可靠性进行了大量探索和研究性的工作。虽然至今除美国外，尚无任何其它国家在沥青路面结构中采用可靠性设计方法的成功经验，但随着计算机技术的广泛应用，数值模拟技术的更加准确、有限元、人工神经网络、仿真技术以及可靠性评估技术等不断向可靠性结构分析中的渗透，都将为沥青路面可靠性设计提供帮助。

结语

沥青路面因为具有维护方便、行车舒适、施工期短等优势而在市政道路中广泛应用，但是市政沥青路面的建设质量也存在很多缺陷，如经济性与适用性不足、路而病害多等。究其原因既有设计阶段考虑不周详，也有施工阶段工艺不合理。因而，加强沥青路面设计水平是十分重要的。综上所述，只有明确了沥青路面设计存在的问题，将可靠性设计思想融入沥青路面设计中，采用科学合理的路面结构设计方法，才能减少随意性和避免盲目性，并取得沥青路面结构设计满意的效果。

参考文献：

[1] JTGD 50-2006公路沥青路面设计规.[S]

第8篇：沥青路面结构设计范文

关键词：高等级公路；沥青路面；层间 

1 路面结构设计理论 

1.1 路面结构设计的目标 

路面结构设计的基本目标就是在道路的使用寿命期限内不发生损坏，这个目标看似简单，实则很难做到，这就需要在路面结构设计时要充分考虑多个方面的因素，比如环境因素、材料因素、荷载因素、结构因素以及经济因素等等，通过这些因素的综合分析和评判，最终才可能选择一个符合实际、性价比较高的设计方案。具体而言，路面结构设计有抗滑性、平整性和耐用性三个衡量标准，抗滑性从传统意义上而言并不属于路面结构设计的内容，但是随着高等级公路的日益增多，汽车行使速度的不断提高，抗滑性越来越受到重视，抗滑性可以通过表层材料的选择和设计来实现；平整性可以减少因为荷载冲击而给道路带来的破坏性，同时可以提高行使的舒适性，由于平整性可以降低对道路的破坏，所以也间接地提高了道路的使用寿命；耐用性是路面结构设计中的核心性能，所有的设计方法都是以此为中心展开设计的，耐用性要求路面有足够的强度已达到抗变形的目的，耐用性代表了道路的设计使用寿命。 

1.2 路面结构设计的方法 

路面结构设计的方法根据设计机理不同分为三类：基于经验的设计方法、基于力学的设计方法和基于性能的设计方法：（1）经验设计法：包括CBR设计法与AASHTO设计法，CBR的设计思想认为路面应提供足够的质量和厚度从而防止路面层内产生压力变形，CBR的设计简单明确，适用于低等级公路的路面结构设计；AASHTO方法引入了PSI概念，PSI是指路面现时服务能力指数，反映了道路使用者对路面质量的评价，评价值在0到5之间；（2）力学设计法：主要包括SHELL设计法和AI设计法，SHELL设计法把路面看做路基、基层与沥青层三层结构，以厚度、弹性模量和泊松分别表示各层的特征；AI法把路面看成多层弹性体系，各层材料采用弹性模量和泊松比来表征；（3）性能设计法：包括SUPERPAVE设计法和OPAC设计法，SUPERPAVE设计法根据道路的使用性能进行路面和材料的设计，从而达到抗低温、抗疲劳、抗车辙的目的；OPAC法主要考虑了环境因素和交通荷载因素对路面性能的影响。 

2 沥青路面层间状态的影响因素 

2.1 结构及材料类型影响 

当混合料施工不当时容易发生离析现象，特别是混合料最大粒径较粗、沥青层总厚度较薄并三层铺筑时更容易发生这种情况，离析后由于形成了较大的空隙率，从而无法防止路表水下渗情况的发生，而且由于其他原因产生的裂缝无法避免（特别是半刚性基层收缩残生的沥青路面反射缝），所以加大了雨水渗入路面的可能性。冰冻地区的路面，冬季毛细管聚冰导致了在春融期水分过于饱和，加上半刚性基层的透油层效果较差，水分将向上移动积存在基层表面，由于半刚性基层不透水，会导致水分无法从基层排走，如果沥青路面较薄，作用到沥青层底部的荷载压力较大，基层表面机会越容易破坏成灰浆，会影响沥青层的疲劳寿命。 

2.2 施工管理的影响 

施工管理对间层的影响也不应忽视，有些施工单位施工质量控制不严格，在进行基层表面清扫时清扫得不干净、不彻底，导致了间层的粘结不好，造成了层间容易产生相对滑动，另外由于在施工期间施工车辆通行的随意性以及不禁止外来车辆的通行，也会对间层造成严重的破坏。有些施工单位为了降低工程造价，在进行面层摊铺前不对基层进行洒粘层油的工艺处理，或者在洒粘油层的施工中计量不够、油膜不均匀等都会造成层间的粘结出现问题。要解决上述问题，首先要确保加强对基层表面严格的清扫工作，对基层表面粗糙度不合格的局部路段要进行相应的处理，达到技术要求之后，才可以进行粘结层的施工，另外在施工过程中严格进行车辆管理，禁止车辆通行。

第9篇：沥青路面结构设计范文

【关键词】结构设计；材料设计；施工；监控

1 我国高速公路的结构与永久性路面结构

与混凝土路面相比， 沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短等优点，因而获得了越来越广泛的应用， 20世纪50年代以来，各国修建的沥青路面数量迅速增长。沥青路面结构设计初始，其主要目的就是为保护路基土不经受车辆的直接作用，通过路面传播至土基的应力被扩散而不会造成土基过大的沉降，这点反应在设计思想及设计方法上，主要是控制土基顶面应力及垂直位移量，可以运用古典力学公式进行验算。当古典理论公式无法客观地描述路面结构的实际工作状态时， 人们通过大量的野外测试， 修筑试验路对实际车辆行驶效果进行系统观察， 形成了以车辆荷载作用下确保路面结构承载力能力为核心的经验设计法。现论分析设计法是以D.M.Burmister1943年发表的弹性双层体系理论解析解为起始的。我国沥青路面设计方法的总系统是以理论分析为基础， 采用双圆垂直均匀荷载作用下的多层弹性连续体系理论， 以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标， 对高等级公路要对沥青面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。我国现行规范中虽然对路面等级、沥青面层厚度等做了规定，但其规定的区间范围大， 如将累计标准轴次400万次作为高速公路、一级公路与二级公路的分界值； 高速公路沥青层厚度为12cm～ 18cm等。

近年来在材料选择、混合料设计、性能测试和路面结构设计等方面所做出的努力，可以使道路管理部门通过周期性地更换沥青面层来获得沥青路面结构更长的服务性能（超过50年） ， 这就是所谓永久性路面的概念。这项技术的核心是按功能合理设置路面的结构层：要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力；中间层具有良好的耐久性； 基层要具有抗疲劳和耐久的能力。永久性路面不仅适用于大交通量道路， 经适当的调整后也可用于中、低等级交通量的道路。

2 基于力学方法的路面结构设计

传统的结构设计是以强度为第一设计指标， 而现代高速公路的功能设计是以变形为第一控制参数， 表面车辙和路面开裂已成为沥青路面两种主要的结构和功能设计标准。但现行路面标准并无切合实际的车辙深度计算方法， 一般设计规范均采用间接调控的手段来达到控制路面车辙深度的目的。如邱延峻在“ 柔性路面路基土的永久变形” 一文中指出， 路基土的永久变形直接控制柔性路面的车辙深度， 而路基土的永久变形主要是通过压实度来加以限制。事实上除了路基土以外， 路面各结构层永久变形的大小都对车辙深度有直接的影响。以往美国采用经验法设计沥青路面结构， 这种方法无法考虑按功能设置路面结构层或解释路面结构层在抗疲劳、车辙和低温裂缝方面的作用。实际上沥青路面的每一个结构层都有其特定的作用， 因此需要一个新的方法来评价各结构层在路面结构中的作用。实践证明， 基于力学的设计方法可以承担这一角色， 这个方法就是沥青路面设计的力学经验法。

沥青路面设计的力学方法最早于20世纪60年代提出， 但真正在美国用于路面设计是在20世纪80～90年代， 如华盛顿州、肯塔基州和明尼苏达州等。现公路科研院（NCHRC）正在开展研究， 并计划将力学经验法用于AASHTO路面结构设计指南2002。沥青路面的力学设计非常类似于其他土木工程的设计过程， 如桥梁、楼房、水坝等。它采用力学原理分析路面与荷载间的相互作用， 针对某种路面破坏类型， 确定路面结构的临界状态， 通过正确选择材料和层厚， 设计出避免破坏的路面。永久性路面所采用的设计原则为： 面层要有足够的刚度抵抗车辙， 基层要有足够的厚度和柔度避免出现疲劳破坏。

3 永久性路面的材料设计

永久性路面结构是按功能来设置每一个结构层， 例如面层抗车辙、基层抗疲劳， 这就要求材料的选择、混合料设计以及性能评价试验要有针对性地进行。混合料的刚度需要根据混合料所处的层位和功能要求（车辙或疲劳）来优化选择。然而， 对于所有的结构层， 混合料的耐久性是一个基本要求。

3.1 沥青混合料基层。沥青混合料基层被指定用来抵抗交通荷载作用下路面结构的弯曲疲劳。大量研究指出： 高沥青含量有利于防止沥青混合料的疲劳裂缝（见图1（ a） ）。保证沥青路面疲劳寿命的另一个途径是足够的路面结构厚度， 以降低路面底层拉应变的水平（见图1（ b） ）。

基层的沥青含量应考虑现场压实度为最大密度的96%～ 98%。沥青等级应具有与上面层相同的高温特性以及与中间层相同的低温特性， 如果这一层在施工期间开放交通， 还应做材料的车辙性能评价。

3.2 沥青混合料中间层。中间层或连结层必须兼顾稳定性和耐久性。这一层的稳定性可以通过粗集料间骨料的相互接触（骨架密实型级配）以及高温稳定性好的的胶结料来获得。为了获得较大的内摩阻力， 形成坚实的骨架，必须采用经破碎的集料。关于集料的最大粒径， 一种观点认为， 应采用较大的公称最大粒径（ 38.1mm） ； 另一种观点认为， 只要确保集料颗粒间的相互接触， 较小的集料尺寸也能达到相同的效果。中间层采用的胶结料高温等级应该与表面层相同。低温等级可能要低一级， 因为这一层的温度梯度较大， 低温也不如面层严酷。中间层混合料设计可以按标准Superpave方法确定最佳沥青用量， 并应进行车辙、水敏感性等性能评价试验。

4 永久性路面的施工

永久性路面的施工要求更加注意从底层到上层施工的质量。在道路施工过程中， 应使用现代的先进试验方法， 以获得材料和施工质量的连续的信息反馈。路基必须具有足够的强度和刚度， 以支撑路面的摊铺和碾压操作， 因此要求路基必须压实、平整。控制道路服务期间由于膨胀土或冻胀引起的路基体积变化是必要的， 这方面只有依靠当地的经验。路基的季节性弱化也是一个值得重视的问题。为此，要注意排水， 通常可以考虑设置一个中间粒料层。英

国的经验是土基的最小设计模量值应为48MPa。良好的施工才能确保良好的道路使用性能。因此在沥青层施工时应该密切关注沥青过量加热、混合料离析、级配变化等问题。