路面结构设计方案精选(九篇)

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第1篇：路面结构设计方案范文

【关键词】道路改造；沥青路面；结构设计

1.沥青混凝土路面使用性能设计要求

在沥青混凝土路面结构设计过程中，要使沥青路面在实际使用过程中具有良好的使用性能以满足道路安全舒适的行车要求，并能够减少使用中的路面损坏量，沥青路面结构层设计时应满足道路路面的强度、刚度、稳定性、耐久性、平整性等性能技术指标要求。

1.1 强度和刚度设计要求

沥青混凝土路面结构在设计过程中，其结构层的材料和路基填料必须具有足够的强度和刚度，确保路面在设计范围内的行车荷载条件下不会产生大的变形或位移，从而有效防止或减少沥青路面过早出现开裂、坑槽、滑移、沉陷等破坏问题，有效提高路面综合使用性能水平。

1.2 稳定性和耐久性设计要求

设计路面结构层的材料和路基填料必须具有足够的稳定性，确保沥青路面在设计使用年限范围内能够承受温度和水分变化、冻胀伤害、以及冻融循环作用等自然条件对路面性能的影响。

1.3 路面平整性设计要求

为了提高沥青路面的行车安全舒适性，必须确保路面具有非常良好的平整度。路面平整度不仅影响到道路的行车速度和舒适度，同时还会影响到沥青路面结构综合使用性能和耐久度，其主要与路面结构设计方案、各结构层的使用材料、路基填料的强度和稳定性能等有关，同时还与道路的施工质量和综合养护情况有关。沥青路面结构设计过程中，除了要保证路面有良好平整性外，还应具有一定的粗糙度，以确保车辆在各种气候条件下能够高速安全稳定行驶。

2.改造道路沥青路面结构设计技术要点分析

道路在技术升级改造和大修过程中，合理选择和安排设计沥青路面结构的层次，是确保整个沥青路面结构在设计使用年限内承受设计行车荷载和各种自然因素综合作用下具有良好使用性能的重要基础保证，同时也是沥青路面性能发挥最大化和路面结构建设施工合理经济化的重要技术支撑。沥青路面面层由于在使用过程中会直接承受行车和各种自然因素的反复循环作用，必须要求其具有非常良好的高强度（抗拉和抗剪切）、耐磨耗、耐久性、抗滑性、热稳性、以及不透水性，因此，实际道路改造设计过程中，通常选用粘结力较强的结合料和强度较高的集料作为路面的面层材料。从大量设计经验和道路建设实践可知，改造道路沥青面层通常可以分为单层、双层、甚至三层等结构，其中双层结构又可以分为表面层和下面层；三层结构又可以分为表面层、中面层、以及下面层。沥青路面表面层应具有非常良好的平整密实度、抗滑耐磨性、以及抗裂耐久性；中面层和下面层应具有非常良好的高温抗车辙性、抗剪切性、密实度、以及不透水性，同时下面层还应具有非常良好的耐疲劳开裂性能。沥青路面表面层的类型结构及性能水平应与道路的等级、使用性能要求、以及交通等级等技术指标相匹配。沥青路面基层主要承受由面层向下传递的车辆竖向荷载作用力，并将其扩散到沥青路面垫层或土基中，因此，路面基层必须具有足够大的强度和刚度，以确保高速行车安全和行车舒适性要求。基层应根据工程实际情况，结合当地原材料、交通运输量、运输负荷类型、气候地质条件、筑路原材料、以及路基水文等条件进行综合考虑，选择技术安全合理、节能经济的沥青路面结构层。沥青路面结构组合和优化设计是一项经验性、技术性均比较强的综合性工作，除了要有丰富的设计知识体系外，还要有非常强的实际道路改造设计、施工建设等实践经验，确保路面具有非常良好的综合使用性能水平。

2.1 严谨进行沥青面层结构组合和优化设计

从大量道路改造过程实际设计方案、应用效果可知，结合道路实际交通量而言，如城市支路如果技术能够满足，从经济性方面来看，可以采用单层设计结构；对于城市次干路及以上等级的道路通常应采取双层设计结构，对于交通量特别大、性能等级要求较高的主干路和快速路则应采取三层设计结构。对于城市主干路而言，在交通量、性能技术要求非常相近的情况下，有的设计人员采用两层式结构，有的则采用三层式结构，两者间的厚度相差在3cm以上，使得工程施工建设完成后要么偏薄，路面容易发生早期损坏等不利现象；要么偏厚，从而大大降低工程总体投资经济效益水平。因此，在路面结构形式设计过程中，要充分结合工程实际及邻近地区相应工程的成功经验，严谨进行沥青面层结构组合和优化设计，杜绝随意性设计等造成工程投资的大量浪费和为后期运营埋下巨大安全隐患。

2.2 要重视最小压实厚度

在路面沥青层厚度的拟定过程中，要重视最小压实厚度对路面性能的影响，从而确保设计方案中各层沥青混合料在实际施工中，能够形成均匀而压实稳定的结构层次。从道路改造相关技术规范和标准要求可知，沥青路面各层设计厚度不宜小于3倍混合料的公称最大粒径要求。但在实际设计过程中，很多没有达到上述技术指标要求，如当沥青层设计为12cm时，上面层通常设计成5cm中粒式AC16，而下面层则设计成7cm粗粒式AC25，这样的设计方案就不能满足“3倍”技术指标要求。因此，在实际结构层厚度设计过程中，要严格按照相关技术规范要求设计各层厚度。

3.沥青层底拉应力验算设计要点

由于路面沥青层底拉应力验算计算相当繁琐，很多工程在实际设计过程中没有进行严格的加铺层层底拉应变的验算。在结合很多实际设计工作经验，并结合相应工程设计经验结果，分析总结得到不同加铺层厚度层底拉应力关系。将需要改造的道路勘测一个整体，通过相应的计算公式可以得到不同厚度的当量回弹模量（注：路面沥青层的模量按15℃计算，统一取值为1 600MPa，则可以获得加铺沥青面层不同厚度的底拉应力。在实际设计过程中，按照图1即可以查得在不同地基模量和不同层厚情况下，沥青路面层底的拉应力大小，从而确保沥青路面具有较高性能水平。

第2篇：路面结构设计方案范文

关键词：高速公路；短路基；结构设计；面层；基层；垫层

0引言

随着高速公路建设数量越来越多，工程穿越的地形地质条件也越来越复杂。许多高速公路需要穿越山地、丘陵、盆地等，给工程建设带来全新挑战。由于山地的地形地质条件十分复杂，桥梁和隧道所占的比例较高，容易出现桥梁与桥梁，桥梁与隧道之间的短路基。短路基的长度一般比较短，位置分散，路基基础与桥梁隧道的构筑物结构存在较大差异，施工难度大，质量控制要求高。一旦施工方案设计不合理，质量控制措施没有严格落实，很容易导致质量缺陷出现，对整个高速公路工程建设也会带来不利影响。为有效应对这些难题，克服短路基施工中遇到的难题，首先应该完善方案设计，然后落实质量控制措施，加强每个施工环节的质量控制，促进短路基工程质量和高速公路建设效益提升。

1高速公路短路基的特点

短路基是高速公路建设的常见路基结构形式，由于山区地形起伏，路线受地形条件制约，桥梁隧道之间的短路基较多，其主要特点表现在以下方面。施工方案设计时，应该根据短路基的特点采取相应措施，提高结构设计水平，有效指导后续施工，促进路基工程质量提升。

1.1填方或挖方施工难度大

短路基通常位于桥梁和隧道之间，位置分散、长度较短，大部分为高填方和深挖方，施工难度大，给现场施工带来挑战。作为施工单位和施工人员，首先应该重视现场地形地质勘查，结合现场施工做好勘查设计工作，有效指导短路基施工。

1.2压实度难以保证

压实度控制是短路基施工的重要内容。然而，由于山区地形地势条件复杂，短路基通常位于地势陡峭路段，并且里程很短，大型机械搬运和施工困难，因而必须采用小型机械设备或者采用人工方式开展现场施工[1]。同时，短路基现场施工难度大，质量控制要求高，压实度也难以得到保证。

1.3容易引发不均匀沉降

由于压实度控制难度大，一些短路基压实度不合格，填料不均匀，路基与桥梁隧道构造物之间的基础刚度差异性较大，容易导致路基不均匀沉降现象发生。如果没有得到及时修复和处理，可能使路面结构层遭到破坏，对高速公路通车运营也会产生不利影响。此外，高速公路通车运营后，在自然环境、车辆荷载的影响下，再加上短路基工程自身存在质量缺陷，容易出现路基不均匀沉降和路面开裂现象[2]。因此，作为工程建设单位，首先应该完善方案设计，有效指导短路基施工，实现对工程质量的严格控制，进而预防质量缺陷发生。

2高速公路短路基面层结构设计

面层结构设计是短路基设计的关键内容，设计人员应该善于把握技术要点，考虑现场施工情况完善方案设计，有效指导后续施工。一般而言，应该结合短路基的具体情况，有针对性地采取设计方案，具体措施如下。

2.1面层型式选择

水泥混凝土面层刚度大，可以弥补短路基压实度控制难的问题，缓解路面不均匀沉降带来的路面损坏。但短路基压实度不够、不均匀沉降严重，容易导致混凝土面板局部压力过度集中，出现早期损坏，制约车辆安全顺利通行。而在混凝土面层掺入钢纤维并形成钢纤维混凝土，能增强路面的抗裂、抗弯拉、抗疲劳性能，促进工程质量提升，设计中需要重视它的应用。

2.2应用复合式路面

高速公路常用沥青混凝土路面和钢纤维混凝土路面，这两种路面型式结构不仅美观，而且行车舒适度高。短路基施工中，为促进其作用充分发挥，可以设计采用复合式路面，在钢纤维水泥混凝土面层上部加铺沥青混凝土。设计采用复合式路面用于短路基施工，可以发挥沥青混凝土面层的特点，确保面层结构美观、施工连续性好、行车噪音小、舒适度高。同时还能充分发挥钢纤维混凝土刚度大、抗折强度高的特点，有利于延长路面结构使用寿命，为高速公路工程建设创造良好条件[3]。

2.3钢纤维混凝土面层

钢纤维混凝土面层设计时，需要考虑路面的温缩和干缩特性，为防止混凝土板断裂，需要合理设置接缝。同时，为保证路面的综合性能良好，行车舒适度高，在满足施工需要的前提下，应该尽量少设置接缝。此外，为保证面层结构稳固，有效承受车辆荷载，预防裂缝产生，短路基钢纤维混凝土板的厚度在22cm为宜。

2.4沥青混凝土面层短路基

在高速公路整个线路所占的比重较小，不必要进行单独设计，参考普通路段设计技术规范标准即可。按照《复合式路面设计原理与施工技术》的规定，高速公路沥青面层厚度不得小于7cm。此外，为节约成本，方便施工，参照技术规范要求，短路基面层宜采用4cm细粒式改性沥青混凝土+6cm中粒式沥青混凝土+22cm钢纤维水泥混凝土结构形式。

3高速公路短路基基层结构设计

短路基的高填和深挖路段较多，路基状态复杂，给现场施工带来挑战。而填方路段基层直接铺筑在路基之上，受地下水影响小。但由于填方高度较高，受施工现场条件限制，再加上如果质量控制不到位，难以有效保障填方压实度，不均匀沉降问题也会比较严重，难以有效保障施工效果。为预防质量问题发生，基层必须选用刚度大、扩散能力强的材料进行填充和施工，并按要求压实，进而减少路基不均匀沉降，保障路基的稳固与可靠。根据施工经验，水泥稳定碎石属于半刚性材料，在高速公路施工中的应用非常广泛[4]。并且技术成熟，适用于短路基填方路段施工。山区挖方路基施工时，土方开挖量大，施工中还需考虑地下水的影响。如果挖方路床受地下水影响较小，与地下水位线的距离较远，路面基层宜采用水泥稳定碎石。如果地下水丰富、水位较高，必须合理选择施工材料，确保填料具有良好的透水性能。级配碎石基层透水性能良好，在高速公路施工中的应用比较普遍，并且工艺先进、技术娴熟，适用于地下水丰富的挖方路段。总之，短路基基层设计时，应该综合考虑填方和挖方路段实际情况。如果短路基位于高填方路段，与地下水位线的距离较远，受地下水影响很小，宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下，宜采用级配碎石基层。通过采取上述有效设计方案，有利于保证短路基的基层质量合格，满足施工技术需要，促进工程质量提升。

4高速公路短路基垫层结构设计

垫层位于基层与土基之间，是短路基设计中不可忽视的内容。它的主要作用是隔水、排水、防冻，扩散荷载，并且还有利于减少路基变形，保证路基结构的稳固性与可靠性。短路基方案设计时，对于垫层设计应该进行全面考虑，结合短路基所在位置的地形地质条件、水文条件等，合理设置垫层。如果短路基位于季节性冰冻地区，当路面总厚度小于最小防冻厚度时，结构设计中有必要设置垫层，从而有利于避免冻胀翻浆现象发生。地下水丰厚的路段也应该设置垫层，从而有利于排水，避免积水现象发生，保证施工效果。此外，如果短路基填方路段不均匀，沉降问题比较严重，也需要设置半刚性垫层。采取这些处理措施之后，有利于防止不均匀沉降问题发生，保证短路基结构的稳定与可靠，实现对工程质量的严格控制。

5结语

短路基结构设计是高速公路设计中不可忽视的内容。作为设计单位和设计人员，应该加强现场勘查，根据短路基结构具体情况完善方案设计，对工程施工进行科学合理安排。另外还要严格落实设计方案和技术标准，遵循规范要求施工。一般而言，短路基路段宜采用AC+SFRC复合式路面，沥青面层采用细粒式改性沥青混凝土，钢纤维混凝土路面不设接缝，厚度值以22cm为宜。基层结构设计时，通常根据地下水位高低选择合适的结构形式。例如，当短路基位于高填方或距地下水位线较大的挖方路段时，宜采用水泥稳定碎石基层。如果挖方路段开挖至地下水位线以下，宜采用级配碎石基层。此外，为确保短路基工程质量，提升高速公路的稳定性与可靠性，还要结合水文地质条件及防冻要求，科学设置垫层。总之，从多个方面入手，采取有效的设计策略和质量控制措施，实现提升短路基工程质量的目的，为车辆顺利通行提供保障。

参考文献：

[1]邓军华.在高速公路路基路面施工过程中质量控制研究[J].江西建材，2017（2）：160-161.

[2]蔡湘琪.高速公路路基路面工程存在问题的质量控制研究[J].科技创业月刊，2011（4）：136-137.

[3]王伟.高速公路短路基路面结构设计[J].山西交通科技，2016（6）：23-25.

第3篇：路面结构设计方案范文

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4篇：路面结构设计方案范文

【关键词】水泥混凝土路面;结构特征;结构设计;设计原则

水泥混凝土路面面板是一种刚性路面，力学强度高，在外荷载作用下变形小，所以混凝土板通常都是处于弹性阶段，也就是在汽车荷载下，板内产生的最大应力不超过水泥混凝土板的比例极限应力。这是板由于是处于弹性阶段，基层和土基所承受的荷载及产生的变形都很小，力学分析上可以判定水泥路面结构是属于弹性层状体系。

1．混凝土路面的结构特征

和柔性路面相比，水泥混凝土路面的弹性模量和力学强度远远高于基层和土基的相应模量和强度；混凝土的抗弯强度也远小于抗压强度，设计时要以抗弯强度为标准；混凝土的面板和基层之间的摩擦阻力不是很大，具体设计时可以将路面看作是弹性地基板，即用弹性地基板的理论进行设计。

由于车辆的重复作用加上面板的抗弯强度低于抗压强度，混凝土面板会在长期的荷载作用下没有达到极限抗弯强度就已经破坏。另外面板顶面和底面的温差也会引起翘曲应力，地基的变形对面板的影响也很大，不均匀的地基沉降等变形会使混凝土板局部脱空。所以混凝土路面设计时，为了使路面能够经受车辆长期的重复荷载、抵抗温差产生的翘曲反应、具有较强的适应地基变形能力，混凝土板压要具有足够的抗弯、抗拉强度以及足够的厚度。

混凝土路面在外界影响下容易产生的破坏形式有断裂、错台、拱起、接缝挤碎等。从破坏类型可以看出混凝土路面性能受到各种因素的影响，例如轮载、温度、水分、基层、接缝构造、材料、施工技术以及养护条件等。混凝土路面设计必须从多方面采取措施以保证其正常的使用寿命。

2.混凝土路面的结构设计内容

结构设计的内容主要包括：

2.1路面结构层组合设计

根据交通的繁重程度来确定路面结构层的组合，并根据当地的环境和自然条件材料供应等具体设计。路面的结构层次主要包括土基、垫层、基层以及面层。技术设计合理的结构组合要在满足工程经济的条件下保证混凝土面板在使用期限内承受预期的交通荷载，提供良好的路用品质。

路面在结构层设计中占有很重要的地位，工程中使用较多的有普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面、混凝土块料路面等。基层和垫层有粒料类、稳定类和贫混凝土类三大类，不同的材料具有不同的刚度以及抗冲刷能力等，根据道路等级等设计要求来具体选用。

2.2混凝土面板厚度和平面尺寸的设计

厚度要满足设计年限内使用需求，并根据设计标准来确定。平面尺寸的设计要保证面板内产生的荷载应力和温度应力条件，确定接缝位置的构造，有效的保证接缝的传递荷载能力。

2.3路肩的设计

高速公路以及一级公路中间带和路肩带的结构应力要保证和行车道混凝土路面相同，并和行车道浇筑成一个整体，一般公路的混凝土路面要设置路缘石或者加固路肩的设施，加固材料可以使用沥青混合料等。

2.4混凝土路面的钢筋配筋率

在交通量较大或者混凝土路面板太长、地基产生不均匀沉降的可能性大或者板的形状不规则时，要沿着面板纵向加设钢筋，以防止裂缝的出现。

3.混凝土路面结构设计原则

(1)要根据当地的气候、水文、地质等条件，结合当地的实践经验，满足使用要求下完成混凝土路面的设计，保证工程的质量以及使用耐久性。并尽可能在满足设计的要求下尽量使用本地的材料进行施工。

(2)在满足使用要求的前提下尽量的做到节约投资的方案进行施工，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则，完成技术先进、经济合理、安全可靠的设计施工方案。

(3)在结合当地的实践经验的基础上，积极的推出成熟的科研成果，谨慎的使用新技术、新材料、新工艺达到工程的质量和使用要求。

(4)路面设计以及施工时要考虑到沿线的环境问题，并做到施工和养护人员的身体危害较小的目的。选择有利的机械施工，保证工作人员的安全等问题。

(5)对于地质条件差的路段，要采取措施加快路基的沉降稳定，达不到要求时要先铺筑沥青路面，等地基沉降稳定后正式铺筑混凝土路面，施工时一定要按照设计要求进行，不能盲目的更改设计方案。

4.水泥混凝土路面再生利用设计

水泥混凝土路面的再生设计也是公路工程中一项重要内容，可以节约大量的资金，并利用了废弃的路面材料，防止了环境污染破坏。

4.1水泥混凝土路面典型结构设计参数

路面的面层选择取决于公路等级、交通量和投资资金等。路面典型结构设计参数主要有：设计交通量、各结构层材料的参数、旧水泥路面处理方式和处理后的回弹模量等。这些参数与当地的自然环境状况、路面的破坏和处理情况、材料来源等都有很大的关系，合理的确定这些参数对路面的再生技术来说有很大的帮助，根据设计参数来确定设计方案的合理性。

交通量等级的划分以及车辆荷载的作用是影响路面使用寿命的关键因素，路面典型结构设计中必须采用交通量和轴载方面的观测数据，预测设计使用期内交通增长，荷载的大小等外界因素，更好的为路面的耐久性提供保障。

结构层包括垫层、基层和面层。特殊条件下例如在季节性抗冻地区，当路面总厚度小于防冻厚度时；水文地质条件不良、路床湿度较大时都要设置垫层，路基可能产生不均匀沉降时垫层要采用半刚性的。

旧水泥路面处理后回弹模量的不同是设计考虑的一个重要问题，回弹模量要通过现场实测得到，不能简单的按照设计资料进行计算。得到老路面的回弹模量后和新设计路面进行对比分析。因为路面破坏后基层材料性能也发生很大的改变，不同改造工艺下旧水泥路面的回弹模量也不尽相同这就需要具体工作时现场测定，不能一味的参照以往的实践经验。

4.2水泥混凝土路面典型结构组合设计

水泥混凝土的加铺层的结构和厚度要和公路等级、气候、水文、修建材料、交通量组成以及旧水泥路面处理方式相适应。为了施工管理方便，路面结构层次尽量不要太多，材料变化不要太频繁。

旧水泥路面的典型结构组合要充分考虑改造资金和施工工艺水平确定，材料选择上在满足实际交通的情况下主要选择廉价的、来源广泛以及施工工艺简单的材料。

5.水泥混凝土路面的结构设计理论方法

水泥混凝土路面的设计目前大都以弹性板的理论进行设计，考虑荷载效应和温度效应的影响，以面板的弯拉应力作为极限控制指标，在这种基本的理论指导下，主要部分不断的完善和发展，以满足各种情况下的工程需要。

荷载图式上提出了静力作用均布面荷载，根据混凝土疲劳断裂的概念，使用多次重复作用的静荷载方法，控制混凝土的极限疲劳应力。

地基模型上一般采用温克勒地基模型，其他模型例如黏弹性地基、双参数地基、多层地基、非线性弹性地基等由于数学概念复杂，使用较少。

路面板形态方面，可以采用半空间性地基无限大圆板的求解方法，随着计算机的应用和发展，可以利用有限元分析方法，对有限尺寸板在各种地基模型支撑下，任意荷载位置的求解方法。　[科]

【参考文献】

［1］黄晓明，邓学均.路面设计原理与方法[M].北京：人民交通出版社，2001.

［2］苏利勋,董羽蕙.混凝土基础底板温度应力和温度裂缝分析[J].科学技术与工程,2008,(10):2728-2731.

第5篇：路面结构设计方案范文

关键词：道路工程；混凝土路面；结构强度；改造方案

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：

随着我国社会经济建设的快速发展。政府加大了对城市基础设施建设的投资力度。公路工程作为基础设施建设的重要组成部分，担负着城市地块交通出行、地区间交通联系和连接地方公路网等重任，在促进城市间交流及经济发展方面发挥着不可替代的作用。目前，国内许多公路路面主要有水泥混凝土结构构筑而成，其使用年限较长、加上受到温度变化、交通荷载增加和道路管理水平等因素的影响，公路路面时常会出现一些裂缝、车辙、龟裂、剥落、坑槽等病害，不仅影响到公路路面结构的质量安全和功能的发挥，而且也会给日常行车带来一定的安全隐患。因此，公路路面结构的改造工程就显得十分重要了。本文从多方面探讨路面结构升级改造设计方案，提出一些个人观点，希望对提高路面结构质量有所帮助。

1工程概况

某公路是城市重要的交通干线，担负着沿线地块交通出行、省际交通联系和高速公路与地方路网连接集散等交通功能。该公路建成后，由于交通荷载量的增加，路面结构提前进入加速破坏区，路面结构的升级也迫在眉睫。该项改造设计范围全线长约17km。其中约1.5km路段为城市道路断面，其余路段为公路断面；全线限速60km/h；城市道路段、桥头接坡段及交叉口附近采用沥青混凝土路面，其余为水泥混凝土路面。该工程为现状路面改造工程，道路平面和横断面基本维持现状不变，纵断面基本维持现状走势，根据路面整治方案略有调整；沿线附属设施翻新。

2现状道路路面结构调查与评价

2.1现状路面结构组成

结合工程资料，该道路现状路面结构分水泥混凝土路面结构和沥青混凝土路面结构两种，其中机动车道大部分采用水泥混凝土结构(约10.3km)，城市式断面路段、桥梁两侧接坡段及交叉口附近路面为沥青混凝土结构，沥青路面总计长约6.4km。

2.2路基路面结构层调查

2.2.1钻芯取样

沥青混凝土路面结构层由上至下依次为沥青面层、基层、碎石垫层、素填土。沥青面层厚度大多在8.5～17cm间，平均厚度14.5cm；路面基层局部较差，平均厚度35.7cm。

2.2.2劈裂强度测试

将现场取得的路面混凝土芯样加工成高径比为2.0的圆柱体试件，在标准养护室养护24h后，将试件径向置于带有楔形截面的承压板之间施加荷载，至其劈裂破坏以求得芯样劈裂抗拉强度。测量结果显示水泥混凝土路面的劈裂抗拉强度在2.47MPa～5.32MPa间，平均值为3.95MPa，大于4.5MPa的芯样占总量不到22%，小于3.5MPa的占总量的31%。

2.3现状路面结构强度分析

2.3.1原沥青路面

根据道路设计年限(2010—2025)内的预测累积轴载计算沥青路面设计弯沉，再根据最新的现状道路实测弯沉计算现状路面的SSI指标，据此评价现状沥青路面满足未来设计年限内交通轴载作用的能力。

2.3.2原水泥混凝土路面

依据《水泥混凝土路面设计规范》计算板内组合应力，结果如表1所列。

表1计算基本设计资料表

取12a(2003年—2015年，约相当于设计年限一半)累计轴载进行试算，结果表明当前板块组合应力已达到水泥板设计弯拉强度(4.5MPa)，这说明当前水泥混凝土板已进入了加速破坏期，已不能满足当前和剩余设计年限交通荷载的要求。

2.4现状路面总体评价

2.4.1原水泥混凝土路面

(1)路面结构强度已不适应目前重载交通的发展。

通过对比水泥混凝土路面和沥青路面的标准轴载换算公式可知，水泥混凝土路面结构对车辆轴载的敏感度较沥青路面大得多。目前水泥混凝土路面所呈现出的破坏形式已不是正常交通荷载作用条件下的疲劳破坏，而已进入加速破坏期。

(2)养护性小修小补已不能解决目前路面结构存在的问题。

由于预算经费等原因的限制，公路的养护维修仅仅停留在头痛医头、脚痛医脚的水平上，并没有从根本上改善路面的结构强度。由接缝或裂缝渗入路面的雨水大大降低了基层的承载能力，而刚性的混凝土板不能承受过大的基层及路基变形，往往是头年刚把断裂的混凝土板修补好，第二年同样的问题又出现了。

2.4.2原沥青路面

(1)结合交通调查资料，经过初步计算，原路面结构强度基本满足要求。

(2)路面主要为功能性损坏，如车辙(交叉口附近)、裂缝、抗滑系数不够等。

(3)局部存在因路基失稳等原因造成的龟裂及凹陷。

3路面改造方案

3.1整治原则

(1)该公路作为城市最重要、最繁忙的货运公路(城市主干路)之一，路面经大修改造后，应确保具有较长的使用寿命，设计年限可初步定为15a。

(2)经现场踏勘及分析计算，目前道路的主要病害是过重的交通荷载造成的水泥路面的强度破坏，公路大修技术方案应保证具备与日益增长交通量相匹配的道路结构强度，避免早期损坏再次发生。

(3公路整治工程的施工时限短，施工过程中不能中断交通，因此技术方案的施工工艺在保证效果的基础上应尽量做到简单易操作，减小对现状交通的影响，确保可实施性。

(4)考虑到高温多雨的气候特征，且地下水埋深普遍较浅，因此对路面材料的高温稳定性和水稳性有较高的要求。

3.2沥青混凝土路面整治方案

该公路沥青混凝土路面破损情况主要表现为平整度较差、局部路段存在裂缝、坑槽；现状沥青混凝土路面结构层承载能力好于水泥混凝土路面，但不可避免现状路面基层半刚性材料因路表渗水等外部因素产生柔性化的趋势，客观上大大降低了基层材料的抗压模量。针对沥青路面的破损情况提出以下两种处置措施：(1)路面平整度改善；(2)针对沥青路面结构性损坏的基层补强修复。

3.2.1路面平整度改善

为提高路面平整度，提出以下两种方案(见表2)。

表2 沥青路面整治方案比较表

方案1：精铣刨+微表处MS-3罩面。表9沥青路面整治方案比较表

方案2：铣刨或拉毛后加罩4cmSMA-13(SBS改性沥青)，根据设计标高采用AC-20衬垫。

两种方案各有适用范围，精铣刨+微表罩面路面平整度难以做到较高度水平，且对损坏严重的路段，不宜采用微表罩面。SMA-13沥青混合料罩面价格相对较贵，但平整度提高幅度较大，对于存在轻微、中等病害的路面可以实施直接罩面。

结合公路现状沥青路面实际损害情况，设计推荐采用铣刨加罩SMA的技术方案(见图1)。

图1 原有沥青路面基层补强方案

实施罩面前，应先修复原路病害：

(1)对局部破损严重、强度不足的路段，补强处理；

(2)对车辙、泛油、麻面等路表病害，可直接实施沥青混凝土罩面；

(3)对严重的车辙、龟裂、剥落、坑槽等病害，铣刨修补消除病害后再实施罩面；

(4)对裂缝，参见沥青路面裂缝处理的措施。

3.2.2沥青路面基层补强处理

结合路面弯沉检测结果和设计弯沉要求，对沥青路面强度不足的路段进行基层补强处理，补强标准如下：

(1)现场弯沉路表弯沉超过27.0(0.01mm)的路段；

(2)产生沉陷、翻浆路段；

(3)病害(网裂、沉陷、严重纵向裂缝)集中路段，通过钻芯取样判断基层是否碎裂，碎裂的需进行基层补强。

设计原则上根据原路面结构半刚性基层的损害情况采用不同的加罩补强方案：若原路面结构半刚性基层板体性尚好，原则上采用铣刨原有路面结构部分沥青层后，加罩沥青面层的方法；若原路面结构半刚性基层已松散损坏而无法形成板体，原则上采用铣刨原有路面结构沥青层和半刚性基层后，加罩沥青面层和素混凝土基层的方法。设计将根据路面检测资料标明可能存在基层松散情况的位置和面积，在加罩补强施工过程中可根据现场铣刨翻挖老路后原路面结构半刚性基层的实际损害情况采用不同的加罩补强方案。

原有路面结构加罩补强设计如下：翻除老路沥青面层，采用贫混凝土修复基层，铺筑AC-20至距离设计标高4cm处，再铺筑4cmSMA-13。新建AC-20与老路接缝铺设2m宽聚酯玻纤布。

3.3水泥混凝土路面改造方案现状

水泥混凝土路面结构强度已不适应当前重载交通的作用，因此有必要对现有路面结构进行补强设计，即加铺新的结构层。针对水泥混凝土路面处置通常有4种处理方案(见表3)。

表3水泥混凝土路面改造方案比较表

大量工程实践证明，对于重载交通道路，如果面层不够厚，路表面会很快产生裂缝，初期产生的裂缝对行车无明显影响，但随着表面雨水或雪水的浸入，在行车荷载反复作用下，会导致路面强度明显下降，产生冲刷和唧泥现象，使裂缝两侧的沥青路面碎裂，加速沥青路面的破坏，影响沥青路面的使用性能。

半刚性基层的主要优点是具有较高的强度和承载能力，可有效减小路表弯沉；半刚性基层的主要缺点是弯拉强度较小，为此设计考虑适当增加基层厚度，一方面进一步提高路面结构强度，另一方面提高基层整体稳定性，减小层底拉应力。

考虑到公路现场断板率较高(接近70%)，原混凝土板修复利用价值不高，为有效防止砼产生的反射裂缝和消除板底脱空，同时避免因路面抬升过高造成周边厂区及已建工程的接顺困难，设计推荐采用方案4，即将现状水泥混凝土板翻挖外运后新建3层沥青层及30cm水稳基层的结构设计，增强路面结构整体强度以及耐久性能。

3.4衬垫设计方案(见表4、表5)

道路纵断面拉坡后，会出现设计标高与原路面标高间高差与所加铺路面结构厚度不吻合的情况，因此施工时将产生铣刨和衬垫。

表4沥青路面衬垫结构设计一览表

表5水泥混凝土路面衬垫结构设计一览表

4总结

路面结构改造工程是延长路面使用寿命及提高路面质量安全的重要举措，也是目前道路管理部门重点关注的焦点。为此，施工建设单位应根据公路路面结构的现状特点，制定出符合实际的升级改造方案，并加强施工过程中的质量控制工作，以提高公路路面改造工程的整体质量。本工程完工后，经过一个炎热夏季和一个寒冷冬季的考验，路面状况良好，到达预期的改造目标，并取得了良好的经济效益。

参考文献

第6篇：路面结构设计方案范文

关键词：道路桥梁；设计隐患；解决对策

道路桥梁是桥梁种类里最重要也是最常见的，它是确保道路路顺畅的重要辅建筑之一，本质上就是道路的一部分。道路桥梁在设计时最需要注意的就是桥梁的安全性与耐用性。较高的安全性可以保障人们的出行安全和经济的平稳发展，较强的耐用性可以减少维修和重修的次数，节约开支。经济的快速发展使得道路桥梁的通行压力越来越大，但这只是客观因素，决定道路桥梁的安全性与使用寿命的关键因素在于设计和施工环节上。本文通过研究道路桥梁设计存在的隐患来探讨解决对策。

一、道路桥梁简介

道路桥梁一般由路基、路面、桥梁、隧道工程以及交通工程设施等几部分组成。其中路基是整个桥梁的承重部分，承受着岩体自重、路面重力以及通行重力；路面的主要功能是保证车辆及行人随时安全、舒适和经济的通过。

二、我国道路桥梁设计存在的隐患

为适应经济发展要求，我国加大了对道路桥梁建设的投入力度，使其密度与广度都有了明显的提升。但是，不少道路桥梁在投入使用几年后就出现了荷载裂缝、路基沉降甚至塌陷等安全问题。究其原因，除了通行量加大等客观因素外，设计不合理也是一个重要原因，具体表现在：

1.设计时各因素考虑不周全

道路桥梁的设计是一项复杂而系统的工作，要尽最大的可能将相关因素考虑周全。实际设计中，不少设计人员将桥梁与道路割裂开来，只考虑所设计桥梁能否满足设计规范与标准规定的结构强度，忽视了桥梁所在道路的交通流量、结构体系、建材选择等诸多影响因素。再者，桥梁设计并不局限于图纸，施工的周期、场地条件以及可能出现的人为因素等都属于设计内容。设计时考虑不周实际操作中就会出现桥梁实体结构受力不均匀、混凝土强度和钢筋规格不达标等问题，从而影响了桥梁的安全性和耐用性。

2.设计方案比较落后

桥梁设计是一项与时俱进的技术，设计时除了要考虑各种影响因素外，还要积极接受新的设计方案以解决新问题。当前，不少地区在进行桥梁设计时沿用着传统的设计方案，该种设计方案的优点是可以节约设计周期，但是对于施工难度、施工周期、项目造价以及实体质量水平等产生了不同程度的负面影响。总结起来就是――道路桥梁的设计方案滞后于道路桥梁的实际发展。

三、解决道路桥梁设计隐患的对策

1.综合考虑各种相关因素

道路桥梁设计工作是桥梁建设的第一步，对施工工作起着指导作用。因此，在进行设计时除了按照设计规范符合强度要求外，还要充分考虑到其安全性和耐用性。设计前应该做好实地勘察工作，分析地质、交通流量、环境等因素，设计出与考察实际相符的主体结构。另外要分析当地的雨水、风力、温度、湿度等因素，选择耐冲刷、耐风化的原材料。

2.将新技术与传统技术相结合，优化设计方案

设计人员在制作设计方案时除了综合考虑各种相关因素外，更要敢于采用新技术，使其与传统技术相结合，做出最合理地设计。要实现设计方案的优化，首先要给与设计人员充足的设计周期。其次，采用的新技术一定是已经经过实践检验的技术，切忌为用新技术而置安全性于不顾。在设计桥梁结构形式和选择结构材料时，要在综合考虑相关影响因素的前提下，采用新颖合理的结构形式和与之相适应的结构材料。

图1：钢筋混凝土结构的拱桥 图2：连续梁结构

道路桥梁的设计方案既要考虑其技术的可行性又要考虑所选桥型的经济指标是否控制在最佳范围之内。举例来说：（1）预制梁结构设计。该种桥梁结构因为具有设计简便、成本低和便于施工等优点，是道路桥梁中最常见的设计结构。预制梁结构设计是否合理会对施工的进度和工程造价产生重要影响。因此，设计人员在设计预制梁结构时，需要十分注意梁与板的布置方法，确保预制梁上部结构是标准长度跨径，还要处理好预制梁直线结构在曲线线形上的拟合工（2）柔性桥墩设计。为节约建造成本价，设计人员多希望设计出柔性桥墩。在实际设计时，需要用集成刚度法来进行柔性桥墩的结构计算工作。该种计算方法可以计算出一联桥墩的整体抗推刚力和每一个桥墩各自的刚度，根据单个桥墩刚度占总体刚度的比例来分配制动力和温度力，进而算出各墩所受水平力和墩台所受弯矩，最进行配筋计算和裂缝验算，完成设计。

3.做好质量控制

质量控制贯穿于道路桥梁建设的所有环节，是确保桥梁质量的重要手段。在设计阶段的质量控制工作主要有以下几方面：（1）成立专门的设计部门并给与充足的设计空间。（2）在保证强度和符合设计规范的前提下，创新设计方法，优化设计方案，但不盲目跟风新技术。（3）设计人员应该具备较高的综合素质，对各项目的施工技术能熟练掌握，确保设计工作不脱离实际。（4）对于重点结构的设计，设计人员需要更加重视，要进行全面仔细的计算和核对，确保各项数据和指标零错误，最大限度的避免事故的发生。

四、结束语：

道路桥梁的安全问题已经被越来越多的人所重视，与其等事故发生后再进行补救，不如在设计阶段就排除这些安全隐患。为此，设计人员在进行道路桥梁设计时，要充分考虑交通流量、环境情况、人为干扰等影响因素，敢于合理的运用新技术来不断优化设计方案，同时做好在设计阶段的质量控制工作，让道路桥梁设计工作成为一个完善的体系，将安全隐患消灭于初始阶段。

参考文献：

[1] 齐心，杨海涛.关于道路桥梁设计隐患问题的几点研究[J].价值工程， 2012（06）.

[2] 陈波，陈婷.我国桥梁设计中存在的安全性、耐久性问题研究[J].科技致富向导，2011（26）.

[3] 林立，范立础.工程建设项目全寿命周期健康状态评价模型及其风险贡献因子[J].福建农林大学学报（自然科学版），2011（01）.

[4] 杨胜成.道路桥梁施工过程中混凝土原材料的质量控制分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（04）.

第7篇：路面结构设计方案范文

关键词：沥青路面；混凝土路面；热再生加铺；处治加铺

1、工程概述

佛陈路快速化改造工程路线西起于连接佛山一环的佛陈路立交，沿现状佛陈路、佛碧路东行，跨越陈村涌，止于连接105国道及广珠西高速路的碧江立交，是连接佛山市禅城区和顺德区陈村镇的城市主干道，也是广州亚运会主通道之一，起止桩号为K0+400--K10+070，全长9.67km。道路等级按主、辅路结合设计，主路按一级公路标准兼城市快速路功能设计，设计车速100km/h（局部困难路段采用80km/h）；辅路按城市次干路标准设计，设计车速40km/h。路基总宽度为60.0m，主路双向8车道，辅路双向4车道。佛陈路旧路面为水泥混凝土路面上的沥青加铺结构，旧路自1998年通车后，曾于2001年和2005年分别进行过加罩处理和平交路口铣刨加铺处理，使得旧路结构组成复杂，且对于工程还存在如何与桥涵标高控制、拓宽部分接顺以及结构内部排水等诸多问题，技术难度较大。

2、旧路路面状况和结构分析

2.1旧路路面结构

佛陈路老路路面在白陈路以西K0+400～K8+000，主路为沥青，辅路水泥砼。白陈路以东K8+000～K9+100，主辅路均为沥青路面。佛陈路自1998年通车到快速化改造前（2008年）已运营10年，并于2001年和2005年进行了加罩处理。佛陈路老路路面结构如下：

经多年运行后，行车路况相对较差，存在网裂、沉陷、纵向裂缝、车辙、坑槽等不同程度的病害，尤其是车辙特别严重，致使路面功能和行使质量迅速下降，严重影响行车的安全、舒适、快捷和畅通。

2.2、佛陈路旧路状况分析

（1）根据对佛陈路交通量调查结果，佛陈路路面结构设计年限15年内累计当量轴次为1.787×107（按弯沉换算）、=2.466×107（按半刚性基层底弯拉应力换算）；交通等级为重交通；计算得到的半刚性基层沥青路面路表设计弯沉值为Ld=21.3（0.01mm），柔性基层沥青路面路表设计弯沉值为Ld=34.0（0.01mm）。同时，由于佛陈路K1+600左右为“金国际金属中心”，运输钢材等金属的重载车辆较多。

（2）路面破损状况调查表明：主路的沥青路面破损情况较好，主要是外侧车道车辙比较严重，特别是右幅K1+120～K2+800路段和左幅的K1+350～K1+900路段及平交路口；辅路的水泥混凝土板块破损比较严重，评为“次”、“差”等级的路段占60%，整体断板率较高。

（3）在路面结构强度评定等级中：10个路段为“差”，4个路段为“次”，2个路段为“中”，2个路段为“良”，表明旧路结构承载能力较差。

（4）旧沥青混合料高温稳定性较差。在规范规定的标准实验温度（60℃）下，旧沥青混合料试件的动稳定度均值为1540（次/mm），无法满足规范对改性沥青面层的动稳定度要求（>2800次/mm）。现场抽芯取样进行的沥青含量和集料级配分析结果表明：沥青含量较大，表层5cm沥青混合料级配偏细。

3、佛陈路旧路加铺方案设计

3.1主路旧沥青路面处治方案的分析

从旧路路况调查的情况来看，佛陈路大部分是在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土形成的，改造后已使用了较长的时间（>5年），所以路基的沉降已经稳定。目前，佛陈路旧沥青路面的病害主要是车辙（特别是交叉口）和原水泥混凝土路面接缝部位的反射裂缝。对于旧沥青路面的处治可以考虑的有两个方案：

一是对旧沥青路面进行现场热再生处治、调平后加铺沥青混合料面层结构（简称“热再生加铺”方案）。

二是对旧沥青路面的病害进行处治，然后根据设计标高情况采用沥青混合料或半刚性材料调平到相应标高，再在其上加铺沥青混合料面层结构（简称“处治加铺”方案）。

从佛陈路的旧路状况调查结果来看，无论是采取哪种结构方案，主路旧沥青路面处治需要考虑以下问题：

（1）由于旧路路基沉陷比较大，而且部分路段（特别是交叉口）车辙严重，使得路面加铺标高变化较大，这就需要根据调平厚度设计多种调平层材料；

（2）从交通量调查和交通组成分析，结合佛陈路所处的气候特点，需要切实考虑处治和加铺组成的沥青面层结构的高温抗车辙要求；

（3）由于主路旧沥青面层大多是在旧水泥混凝土板上的沥青加铺层，需要考虑旧沥青层与加铺沥青层的抗旧水泥混凝土路面接（裂）缝的反射问题；

（4）对于主路目前出现的横向和纵向的裂缝必须进行有效的灌缝，并采取一定的防止裂缝向上部沥青加铺层反射的技术措施；

3.2热再生加铺方案

对于佛陈路来说，热再生加铺方案是将旧沥青路面表面层（SBS改性沥青AC-13）采用现场热再生技术，消除旧沥青路面的病害，降低路面整体标高，切实保证沥青路面结构层间的粘结性能，并且再生后形成“双层SBS改性沥青”的成熟抗高温车辙路面结构。同时，国内外研究结果表明，再生后的沥青混合料抗车辙会得到很大的提高和改善。从施工工艺来看，减少了旧路的处治数量和施工结构层（取消了玻纤格栅薄弱层与相应的粘层），简化了施工流程。同时，由于为单车道施工（一般是4m左右），只需封闭半幅的两个车道，一次成型，开放交通较快，对交通的干扰少，交通组织方便。

若佛陈路采用现场热再生加铺方案，车辙严重路段必然要采用先冷铣刨掉车辙带凸起部分后才能采用现场热再生，这部分数量占18.8%左右，而且铣刨后旧路结构会减薄，这部分路段热再生时，虽然热再生的“复拌加铺”方式可以加铺恢复部分沥青层厚度，但因碾压厚度限制而不能处治太厚（一般小于6cm），而佛陈路这些路段的车辙深度均较大，甚至远远超过6cm。因此，这部分路段热再生处治后的加铺结构必然会增加，导致热再生后沥青加铺层结构无法统一，增加造价和施工难度。

旧路沥青混合料取样试验结果表明佛陈路旧沥青路面的沥青混合料级配偏细，沥青含量较大，沥青混合料的高温稳定性较差。为解决中面层的高温抗车辙问题，必须在再生过程对旧沥青混合料进行级配调整。此外，由于佛陈路旧路面经过多次养护、铣刨、罩面，旧沥青混合料的级配组成比较复杂，这大大增加了现场热再生的施工难度，也导致热再生施工得到的沥青混合料级配可能变化较大，即现场热再生混合料质量将会难以进行有效的控制，这种不均匀的沥青混合料会影响沥青路面的使用性能和使用寿命。

3.3辅路旧砼路面处治方案的分析

水泥混凝土路面上加铺沥青砼这种路面结构普遍存在这样一个问题：沥青加铺层中出现反射裂缝，纵横向的裂缝反射至沥青砼的表面层，沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝将影响加铺层的使用寿命，如何控制反射裂缝产生的时间和扩展的速度是设计方案选择中必须解决的关键问题。防止反射裂缝主要有以下几点方案，佛陈路路面病害处治和结构研究中需根据现场情况综合利用：

（1）国内外最普遍的防治反射裂缝的措施有铺设玻纤格栅、铺贴土工布和粘贴改性沥青油卷材等。该方案是目前国内最常用的处理措施，施工较方便，但对旧水泥混凝土板处理要求较高。

（2）为了防止和延缓反射裂缝同时又要防止地表水再度下渗，在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置美国科氏公司的专利技术STRATA反射裂缝应力吸收层，厚度为2.5cm。该方案施工方便，工程造价相对较高，同样对旧水泥混凝土板处理要求较高。

（3）在加铺沥青混凝土面层前，先铺18～20cm水泥稳定碎石层来缓冲剪切变形，减缓沥青加铺层中应力集中现象，同时在沥青加铺层和水泥稳定碎石之间顶面铺设聚脂长丝单面烧毛土工布，该方案对旧水泥混凝土面板处理要求相对可低一点，但造价较高，施工也较复杂。在G107驻马店部分路段采用该种方案处理，反射裂缝还是出现较多。

（4）为了防止路面反射裂缝的产生而又不过分加大沥青混凝土加铺层的厚度，对路面破损严重路段将就混凝土板击碎成30cm×30cm以减少板长，并碾压固定，为防止雨水下渗破坏板下基层，采用乳化沥青灌缝处理。该方案最关键的一道工序就是如何有效破碎水泥混凝土而不破坏板下基层，造价较高，施工难度较大。

（5）在旧混凝土面板上铺设18cm左右的连续配筋混凝土，在连续配筋混凝土板下设置2.5cm隔离层，连续配筋混凝土上设置10cm改性沥青混凝土。部分高速公路采用该方案处理，状况良好，但造价最高。

3.4佛陈路快速化路面加铺处治方案

（1）对于主路：对旧沥青路面非结构性裂缝进行灌缝处理，对结构性裂缝进行挖补处治，对坑槽、松散、龟裂等进行挖补处理；对主路车辙严重路段（右幅K0+600～K2+500、左幅K1+350～K1+900）先铣刨表面约6cm，然后用普通沥青混合料（AC-25C）进行回铺压实；根据调平厚度选择水泥稳定碎石、大粒径沥青碎石（ATB）、沥青混凝土（AC）等材料。

（2）对于辅路：根据旧水泥混凝土路面破损与脱空情况，采取相应的换板、灌缝、角隅修补、板底灌浆等稳板方法处治，同时做好相应的路面排水设施；根据标高调整情况采用相应的调平层材料进行调平；在调平层上撒粘层沥青，加铺进口聚酯玻纤布或浸渍沥青的聚脂长丝烧毛土工布防裂层；再在其上加铺与主路厚度相同的沥青混凝土结构层。

4、结论

综合上述对“热再生”加铺和“处治加铺”方案的技术分析，根据佛陈路旧路的实际情况，从技术经济、施工实施的可行性和可靠性分析来看，采用“处治加铺方案”是佛陈路路面结构优化的最佳选择。但具体需通过研究确定处治加铺方案的路面结构组合设计，最终确定旧路路面修补方案和路面结构设计方案。

参考文献：

[1]拾方治、马卫民.沥青路面再生技术手册，北京：人民交通出版社，2006

[2]张起森.高等路面结构设计理论与方法.北京：人民交通出版社，2005

[3]邓学钧.路基路面工程. 北京：人民交通出版社，2003

第8篇：路面结构设计方案范文

关键词：市政道路；沥青加铺层；结构设计

Abstract： this paper analyzed the design of old cement concrete pavement add the asphalt overlay of structural.Key words: municipal roads; asphalt overlay; structural design

中图分类号： U416.216文献标识码：A文章编号：

前言

目前广东省大部分城市现有的市政道路以水泥混凝土路面为主，沥青路面仅占很小一部分。一线城市如广州、深圳等沥青路面覆盖率相对较高，二三线城市还是以水泥混凝土路面为主。早期市政道路水泥混凝土路面现已出现不同程度的破损，行车噪音大，而沥青路面表面平整无接缝，行车振动小，噪音小，城市形象美观。在原有水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的方法被广泛采纳。本文结合珠海市柠溪路、紫荆路、翠香路道路改造工程，阐述旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层的结构设计。

一工程概况

柠溪路、紫荆路、翠香路道路改造工程位于珠海市城区香洲区，柠溪路、紫荆路是连接香州片区与前山片区的城市主干道。柠溪路南起翠微西路，北至人民路/紫荆路，途经富柠街、吉柠路、双竹街、兴业路，全长2630米，改造后宽42米，双向六车道；紫荆路南起人民路/柠溪路，北至梅华东路，途经桃园路、银桦路、银香路、运通路、翠香路、兴华路、沿河东路，全长1688米，改造后宽40米，双向六车道。设计内容主要包括两座立交、一个地下停车场、九座人行地道、机动车道旧混凝土路面加铺沥青混凝土等。

本工程在沥青路面使用性能气候分区中位于1―4区，本工程所在区域冬夏季节交替明显，终年气温较高，偶有阵寒，但冬无严寒，夏不酷热，年日温差较小，属南亚热带海洋性季风气候。年平均气温22.4℃。无冬季天气，终年气温在0℃以上，极端最低气温为2.5℃。日最高气温≥35℃的日子为数不多，全年为2.1天，极端最高气温为38.5℃。年平均相对湿度为79%。年降雨日为137.2天，年平均降雨量为1993.70mm。

柠溪路紫荆路改造后为城市主干道，机动车道双向六车道，设计车速50km/h。设计使用年限内累计标准轴次为：1100万次/车道。

二现状调查及病害处理

2.1现有水泥砼路面缩缝、纵缝、胀缝处理：对道路沿线现状水泥砼路面接缝进行详细检查，对现有缩缝、纵缝、胀缝用高压水进行清洗，凡无填缝料或填缝料老化等病害需以SBS改性沥青重新填缝。

2.2水泥砼板块断裂处理：路段路基不均匀沉降产生的裂缝，该类裂缝板块应整板凿除新建；其他要求在断裂缝位置两侧各宽出25cm范围内，凿除该范围水泥砼（厚度＞10cm）重新浇筑C35水泥砼。

2.3水泥砼板块破碎部位处理：对水泥砼板块破碎部位两侧各宽出10cm范围进行切除，重新浇筑C35水泥砼，板块切除范围要求整齐。

2.4水泥砼板块接缝啃边、自由边断角处理：现状水泥砼路面啃边、断角损坏较深、较宽的板块，应先凿除损坏部位（厚度＞10cm），重新浇筑C35水泥砼。破损面较浅、较窄的板块可先凿除破损路面（厚5cm），然后用4%橡胶沥青填平。

2.5 水泥混凝土路面弯沉测试使用东风牌EQ3092F190型车和贝克曼梁检测法，检测路段点数24个点，平均弯沉值为23.6（0.01mm），评定代表弯沉值33.1（0.01mm）。水泥混凝土抗极限抗拉强度最小4.6Mpa，平均4.9MPa。

2.6交通量调查

据调查，柠溪路、紫荆路、翠香路主要以小客车为主，同时，公交车所占的比例也较高，该道路车辆类型比例情况如下：小客车约占51.2%，公交车约占9.8%，大客车约占7.6%，小货车约占16.5%，中货车约占11.4%，其他车辆约占3.4%。

三沥青加铺层设计的原则

加铺层结构设计包括结构组合、厚度计算与材料组成，其原则如下：路面设计应根据道路等级与使用要求，遵循因地制宜、方便施工、利于养护的原则，结合当地条件和经验，对路面进行综合设计，以达到技术经济合理，安全适用的目的。主要考虑因素是延缓和减少反射裂缝的出现，具备高温稳定性和避免水损害等特点，满足行车安全的抗滑要求。

五沥青加铺层结构设计

在参考已有工程经验和理论分析的基础上，根据沥青加铺层的结构设计原则，综合分析比较，机动车道加铺沥青混凝土路面结构组成为：4cmSBS细粒式改性沥青混凝土上面层(AC－13C)，6cm中粒式沥青混凝土下面层（AC－20C），调平层，具体结构详见下图。

沥青混合料的类型选择和配合比设计是保证沥青路面使用质量和功能的关键，要求加铺层的沥青混合料本身具有高温抗车辙、低温抗开裂及抗疲劳、耐久等性能，同时能防止雨水下渗，诱发水损害。

5.1上面层设计

上面层应具有密实均匀、抗滑耐磨的功能。根据工程地区气候条件，结合以往工程实践，上面层选用抗滑和防渗效果好的粗型级配AC-13C。沥青采用SBS成品改性沥青，并在灯控交叉口进口段路段100m范围内添加聚丙烯腈纶纤维。

5.2中（下）面层沥青混合料类型的选择

根据以往工程案例，车辙变形一般发生在中面层。因此中（下）面层的一个重要作用是抗车辙，具有高温稳定性和水稳性。所以选用AC-20C作中（下）面层，沥青采用B-50沥青。为提高沥青砼路面抗车辙性能，本次改造中在灯控交叉口进口段路段100m范围内添加抗车辙剂。

5.3其他措施及技术要求

（1）随着新材料的发展和应用，不少研究实践证明使用土工布是减缓沥青混合料反射裂缝的一种有效、经济的方法。为保证工程质量，我们对土工布加以严格控制，选用了压缩性小，模量大，化学和生物作用稳定，浸透沥青性能良好的聚酯长丝无纺土工布，规格为150g/m2。该土工布抗拉强度达到8kN/m以上。具有良好的延伸性和抗刺破和胀破能力，可将应力扩展至更广范围，缓解裂缝处的应力集中，起到了吸收部分拉伸能量的作用。

（2）在水泥混凝土路面与沥青层之间以及各沥青层之间分别洒AL(M)-4粘层油，主要提高界面粘结能力和减少雨水渗入到路面结构内部。

（3）调平层根据沥青砼加铺层与现状砼路面之间高差采用不同材料，当高差≤7cm时，调平层采用中粒式沥青砼(AC-20C)；当12cm≥高差＞7cm时，采用密级配沥青碎石(ATB-25)；当高差＞12cm时，采用水泥稳定级配碎石。

（4）沥青混合料矿料的技术要求：

粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛选砾石、矿渣及软质集料。

细集料：细集料应选用天然砂或人工砂，当用石屑代替砂时，石屑用量不得超过砂用量，且石屑应为碱性。技术指标：表面密度≥2.45吨/立米。

矿粉：矿粉应由石灰岩中的强基性岩石磨制而成，也可由石灰、水泥代替。但用这些物质作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。不得用粉煤灰代替矿粉。技术指标：表面密度≥2.45吨/立米。含水量：≤1%。

（5）沥青混合料施工温度控制要求：沥青砼施工温度（℃）

为确保沥青混合料的摊铺温度，拌和厂至施工现场≤1小时运输时间。

六结论

本文结合柠溪路、紫荆路、翠香路道路改造工程旧水泥混凝土路面改造工程，在各种基础资料调查的基础上，根据旧水泥混凝土路面上沥青混合料加铺层结构设计的原则，依据国内外实体工程的实施经验与理论分析结果，提出柠溪路、紫荆路、翠香路道路改造工程旧水泥混凝土路面上沥青混合料加铺层的结构设计方案。并对结构方案进行了初步的分析与论证，提出了几条保证沥青加铺层使用性能的措施和技术要求，该方案的效果需经过工程实践的检验。

参考文献：

【1】公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)，人民交通出版社，2006。

【2】公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004），人民交通出版社，2004。【3】徐世法，季节等。沥青铺装层病害防治与典型实例，人民交通出版社，2005。

第9篇：路面结构设计方案范文

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]