(3.3)--沥青路面设计路基路面工程.pdf

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1、路基路面工程Roadbed and Pavement Engineering 沥青混合料的特性沥青路面的分类沥青路面使用性能及分区层状弹性体系理论简述沥青路面结构组合设计我国沥青路面结构设计验算行车荷载及交通分析 沥青路面的分类沥青路面的优缺点沥青路面的分类Please replace the written content请替换文字内容1、沥青路面：用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层并与各类基层和垫层所组成的路面结构。2、优点:具有表面平整，无接缝，行车舒适;耐磨，振动小，噪声低;施工期短，养护维修简便，适宜分期修建;适用不同等级的公路路面。3、缺点:强度和稳定性受基层、土基影响较大；沥青混

2、合料力学性能受温度影响大；沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。一、沥青路面优缺点Please replace the written content请替换文字内容二、沥青路面的分类 1、根据沥青路面的技术特性（1）沥青表面处治路面：指用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的薄层路面面层。可用于三四级公路的面层、旧沥青路面上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。单层式为洒布一次沥青，铺撒一次矿料，厚1.0-1.5cm 双层式为洒布二次沥青，铺撒二次矿料，厚2.0-2.5cm 三层式为洒布三次沥青，铺撒三次矿料，厚2.5-3.0cm。（2）沥青贯入式路面：在初步碾压的矿料（碎石或破碎砾石）

3、上，分层洒布沥青，撒布嵌缝料，其厚度一般为48cm。适用于二级及二级以下道路的面层。当沥青贯入式的上部加铺拌和的沥青混合料时，也可称为上拌下贯，此时拌和层的厚度宜为3-4cm，总厚度7-10cm。Please replace the written content请替换文字内容（3）沥青碎石路面：由适当比例的粗集料、细集料及少量（或不含）填料与沥青拌和而成的混合料（以AM表示）铺筑面层的路面。（4）沥青混凝土路面：由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青拌和而成的符合技术标准的沥青混合料（以AC表示），简称沥青混凝土，用沥青混凝土混合料铺筑面层路面，即称沥青混凝土路面。

4、（5）乳化沥青碎石路面：乳化沥青碎石混合料适用于三级、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。1、根据沥青路面的技术特性二、沥青路面的分类 Please replace the written content请替换文字内容（6）沥青玛蹄脂碎石路面：由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料（矿粉）组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一体形成的沥青混合料，简称SMA。用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。l SMA的特点：SMA是一种间断级配的沥青混合料。粗集料所占比例高达70%-80%；矿粉用量达8%-13%；很少使用细集料；沥青结合料用

5、量多，高达6.5%-7.0%.SMA的特点，可归纳为三多一少，即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。1、根据沥青路面的技术特性二、沥青路面的分类 Please replace the written content请替换文字内容2、按强度构成原理二、沥青路面的分类（1）按嵌挤原理构成的沥青混合料的强度以矿料之间的嵌挤力和内摩阻力为主，沥青的黏结作用为辅而构成。（2）按密实原理构成的沥青混合料的强度以沥青与矿料之间的黏结，矿料的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成。这类沥青混合料的强度受温度影响较大。悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 密实、C大、小不密实、C小、大密实、C大、大Please rep

6、lace the written content请替换文字内容3、按施工工艺（1）层铺法是用分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法铺筑。优点：工艺和设备简便、施工进度快、造价低。缺点：路面成型期较长，需要经过炎热季节行车碾压之后路面方能成型。（2）路拌法是在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和、摊铺、碾压密实而成的沥青面层。（3）厂拌法是将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面。二、沥青路面的分类 Please replace the written content请替换文字内容混合料类型混合料类型密级配密级配开级配开级配半开级配半开级配公称最大粒径

7、公称最大粒径(mm)(mm)最大粒径最大粒径(mm)(mm)连续级配连续级配间断级配间断级配间断级配间断级配沥青稳定碎石沥青稳定碎石沥青混凝土沥青混凝土沥青稳定碎石沥青稳定碎石 沥青玛蹄脂碎石沥青玛蹄脂碎石 排水式沥青排水式沥青磨耗层磨耗层 排水式沥青碎石排水式沥青碎石基层基层特粗式特粗式ATB-40ATB-40-ATPB-40ATPB-4037.537.553.053.0粗粒式粗粒式ATB-30ATB-30-ATPB-30ATPB-3031.531.537.537.5AC-25AC-25ATB-25ATB-25-ATPB-25ATPB-2526.526.531.531.5中粒式中粒式AC-2

8、0AC-20SMA-20SMA-20-AM-20AM-2019.019.026.526.5AC-16AC-16SMA-16SMA-16OGFC-16OGFC-16-AM-16AM-1616.016.019.019.0细粒式细粒式AC-13AC-13SMA-13SMA-13OGFC-13OGFC-13-AM-13AM-1313.213.216.016.0AC-10AC-10SMA-10SMA-10OGFC-10OGFC-10-AM-10AM-109.59.513.213.2砂粒式砂粒式AC-5AC-5-AM-5AM-54.754.759.59.5设计空隙率设计空隙率()3 35 53 36 63

9、 34 4181818186 61212 二、沥青路面的分类 热拌沥青混合料的种类 沥青混合料的特性 沥青混合料的力学特性沥青混合料黏弹性性质沥青混合料的变形特性沥青混合料的强度特性Please replace the written content请替换文字内容 沥青混合料是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。l 强度构成来源：沥青-黏结力、集料-内摩阻力l 理论准则采用摩尔库仑理论，并引进两个强度参数黏结力c和内摩擦角进行理论分析。而试验结果则可通过：一、沥青混合料的力学特性 三轴试验 简单抗拉试验 直剪试验Please replace the written content请替换文

10、字内容1、蠕变与松弛特性（1）蠕变 蠕变是应力不变，应变随时间而增加的现象。这一过程在应力不变情况下，取决于其作用时间。t0 t1，A B，应变蠕变阶段；tt1，应变恢复；（2）应力松弛 应力松弛是应变恒定不变，应力随时间减小的现象。t0 t1，A B，应力松弛；tt1，应力减小，应力消除。注意：沥青混合料的实际变形弹性、黏性、塑性三种都包含，不过根据应力大小和作用时间不同而表现出以上各种不同性质为主的特点。蠕变与应变恢复 二、沥青混合料黏弹性性质应力松弛与应力消除Please replace the written content请替换文字内容2、黏弹性材料的基本性质 沥青混合料是一种弹、黏

11、、塑性综合体。有时主要呈现为弹性性质，有时则主要为黏塑性性质，而大多数情况下，为黏弹性。应力应变关系的曲线性及不可逆性；对加载速度（时间效应）和试验温度（温度效应）的依赖性，服从时间温度换算法则；具有十分明显的蠕变与应力松弛特性；线黏弹性材料服从Boltzmann线性叠加原理和复数模量原理。I弹性区域 II黏弹性区域 III黏塑性区域二、沥青混合料黏弹性性质l应力小，时间短：主要表现为弹性性质；l应力较大，时间较长主要表现为黏弹性性质；l应力大，时间长：主要表现为塑性性质。Please replace the written content请替换文字内容1、劲度（劲度模量）：反映沥青和沥青混合

12、料在给定温度和加荷时间条件下的应力-应变关系的参数，称劲度。应力作用时间、温度、应力大小都会对沥青和沥青混合料的应力应变特性造成影响，因此，劲度（模量）表达式中必须考虑这些因素。2、沥青混合料劲度模量 范德甫（Van Der Poel）提出劲度（模量）的概念，即：,t TS t T（）施加的应力，MPa；总应变；t荷载作用时间，s；T材料的温度，。三、沥青混合料的变形特性Please replace the written content请替换文字内容 强度是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载（或应力）。构成公路路面各结构层的材料，一般都具有较高的抗压强度，而抗拉或抗剪强度较弱。

13、四、沥青混合料的强度特性（3）抗弯拉强度：沥青路面在行车重复荷载作用下，路面弯曲而产生开裂破坏。沥青混合料弯拉强度在室内用梁式试件在简支受力情况下测定。沥青的性质、沥青的用量；矿料的性质、混合料的均匀性、荷载重复次数、加载速度、温度状况等。（1）抗剪强度：按摩尔-库仑原理进行分析。试验方法有三轴试验、简单拉压试验、无侧限抗压、轴向拉伸试验、直剪试验。沥青粘滞度、用量、沥青与矿料相互作用特性；矿料的级配、颗粒的形状、表面特性等有关。（2）抗拉强度：可用直接拉伸试验或间接拉伸（劈裂试验）测定。沥青性质，粘滞度大，抗拉强度大；沥青含量，含量大，抗拉强度大；密级配大，抗拉强度大；随施荷速率增大而增加，

14、随温度增加而下降；沥青路面使用性能及分区高温稳定性低温抗裂性水稳定性抗疲劳特性耐老化特性气候分区Please replace the written content请替换文字内容温度（）平均抗压强度（MPa）501.02.0202.55.008.013.01010.017.03518.030.0沥青混凝土抗压强度随温度的变化 高温稳定性是沥青路面高温下抵抗永久变形的能力。主要现象：车辙、一、高温稳定性1、影响高温稳定性的因素影响因素因素变化车辙深度集料表面纹理光滑粗糙减小形状圆角砾减小尺寸最大粒径增加 减小结合料劲度增加减小用量增加增加粘度增加减小混合料空隙率增加增加VMA增加增加荷载大小增加

15、增加作用次数增加增加环境条件温度增加增加湿度增加一般增加Please replace the written content请替换文字内容车辙试验的动稳定度与沥青路面的车辙深度有较好的相关性，恰当的控制沥青混合料的动稳定度，有助于提高沥青面层的抗永久变形能力。2、评价方法一、高温稳定性 单轴压缩试验：测定高温抗压强度及软化系数；马歇尔试验：马歇尔稳定度、流值；蠕变试验：简单剪切试验 车辙试验l 车辙试验是在规定尺寸的板块状压实沥青混合料试件上，用固定荷载的橡胶轮反复行走后，测定变形与时间的关系，计算动稳定度DS(次/mm)：式中：D60为60min时的试件变形量，mm；D45为45min时的试

16、件变形量，mm；C1为试验机修正系数，1.0或 1.5；C2试件系数，1.0或 0.8；21456042)4560(CCDDDSPlease replace the written content请替换文字内容试件尺寸为一般300mm，宽300mm，厚50-100mm。试验温度为60，轮压为0.7MPa2、评价方法一、高温稳定性l 动稳定度技术要求Please replace the written content请替换文字内容3、提高沥青路面高温稳定性措施（1）从集料方面：集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度；集料级配良好，含有足够多的矿粉；配合比设计合理，注重压实；（2）从沥

17、青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；提高沥青材料的稠度；严格控制沥青用量。一、高温稳定性Please replace the written content请替换文字内容 低温抗裂性是沥青路面抵抗低温开裂的能力。沥青路面低温时强度增大，但变形能力降低。1、沥青路面两类低温开裂形式l 低温缩裂：气温骤降面层收缩，沥青内温度应力超过混凝土的抗拉强度而开裂，裂缝由上而下发展。l 温度疲劳裂缝：路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在温度频繁变化的地区。降温 30时面层的温度应力 二、低温抗裂性Please replace the written content请替换文字内容2、评价

18、方法：间接拉伸试验 直接拉伸试验 蠕变试验 约束试件温度应力试验 应力松弛试验 弯曲破坏试验二、低温抗裂性对密级配沥青混合料在温度-10C、加载速率50mm/min 的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。弯曲试验通常采用长250mm、宽30mm、高35mm的小梁，跨径200mmPlease replace the written content请替换文字内容3、低温弯曲试验破坏应变技术要求二、低温抗裂性Please replace the written content请替换文字内容4、沥青路面低温开裂的预防措施

19、：选择针入度大，黏度低的沥青，温度敏感性低的沥青；使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维；采用100%机制碎石、空隙率小不透水的密级配沥青混合料，设置应力吸收层；改变基层类型：级配碎石基层、沥青稳定基层、多孔沥青基层。二、低温抗裂性Please replace the written content请替换文字内容水稳定性是沥青路面在水或冻融循环的作用下保持其原有性质的能力。基层翻浆混合料松散水使得沥青与集料脱离！现象：松散、剥离、坑洞三、水稳定性Please replace the written content请替换文字内容 煮沸试验 浸水马歇尔试验 冻融台座试验法 浸水间接拉伸试验冻融劈裂

20、试验浸水车辙试验1、评价方法三、水稳定性沥青混合料应测试浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比检验水稳定性。水稳定性不满足要求时，可采取掺入消石灰、水泥或抗剥落剂，或更换集料等措施。2、沥青混合料水稳定性技术要求Please replace the written content请替换文字内容 抗疲劳性能是沥青路面在循环加载下抵抗疲劳破坏的能力。在现象学法中，把材料出现疲劳破坏时的强度称为疲劳强度。l 疲劳破坏是指在低于材料强度极限的循环加载作用下，材料发生破坏的现象。疲劳开裂、龟裂。l 疲劳寿命材料在疲劳破坏时所作用的应力（应变）循环次数。四、抗疲劳性能Please replace

21、 the written content请替换文字内容 进行疲劳试验时，可采用常应力和常应变两种加载模式：（1）应力控制：每次对试件施加的荷载为常量。（2）应变控制：测试过程中保持每次荷载下应变值不变，四、抗疲劳性能1、沥青混合料疲劳试验方法 现场疲劳破坏试验：AASHTO、WESTRACK试验路；足尺结构模拟破坏试验：大型环道、直道试验；试板试验法：室内小型试件试验：三分点小梁试验、中点加载小梁试验、悬臂梯形梁试验等1maxf11nKN 222nKNPlease replace the written content请替换文字内容2、影响因素3、解决措施：提高沥青混合料劲度模量；适当增加沥青

22、层厚度；改善沥青路面下面层混合料疲劳性能。四、抗疲劳性能因素因素的改变劲度疲劳强度控制应力加载模式控制应变加载模式荷载加载速度加载时间增增增减增减减增材料性质及组成沥青含量沥青针入度集料表面形状集料级配空隙率增增增加粗糙度和棱角由开级配到密集配增有最佳值减增增减有最佳值减增增减增增减影响可忽略减环境温度增减减增影响沥青混合料劲度和疲劳性能的因素Please replace the written content请替换文字内容抗老化特性是沥青路面在环境因素作用下保持其原有特性能力。五、耐老化性能（1）短期老化：运输和储存过程、拌和过程、施工过程老化（2）长期老化：使用中自然因素及车辆荷载作用下的

23、缓慢老化。距路表越近，老化越严重；早期针入度急剧减小，后期缓慢减小；当沥青针入度减低到3550（0.1mm）路表易开裂，小于25（0.1mm）后易龟裂。1、沥青老化过程Please replace the written content请替换文字内容（1）沥青混合料短期老化松散混合料：烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法（2）沥青混合料长期老化压实成型试件：加压氧化法、延时烘箱法、红外/紫外线处理2、评价方法：五、耐老化性能Please replace the written content请替换文字内容1、分区目的 全国各地区气候条件差异很大，对沥青提出的要求也不尽相同，为保证沥青路面对气候的

24、适应性，提出了沥青及沥青路面的气候分区。2、分区指标 根据高温-低温-雨量三个主要因素的30年气象统计资料来划分。即：高温指标使用最热月平均最高气温；低温指标使用年极端最低气温；雨量指标使用年降雨量的平均值。六、沥青路面使用性能的气候分区Please replace the written content请替换文字内容六、沥青路面使用性能的气候分区Please replace the written content请替换文字内容六、沥青路面使用性能的气候分区 层状弹性体系理论简述层状弹性体系理论的图式层状弹性体系理论的基本假定沥青路面设计方法与内容Please replace the writ

25、ten content请替换文字内容一、层状弹性体系理论的图式 沥青路面在力学性质上属于非线性的弹-黏-塑性体，但考虑到行驶车轮作用的瞬时性，在路面结构中产生的黏-塑性变形量很小，所以，对于厚度较大、强度较高的路面，将其视为线弹性体，并应用弹性体系理论进行分析计算。层状弹性体系理论的图式Please replace the written content请替换文字内容 l 各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的,位移和变形是微小的。l 结构层厚度有限，最下一层（路基）水平和垂直方向无限大。l 各层在水平方向无限远处，最下一层无限深处，应力、应变、位移为零。l 层间接触情况，或者位移完全连

26、续、或者层间仅有竖向应力和位移连续而层间摩阻力为零（滑动体系）、不完全连续与光滑。l 不计自重。二、层状弹性体系理论的基本假定 层状弹性体系理论的图式轴对称课题，将车轮荷载简化为圆形均布荷载Please replace the written content请替换文字内容l沥青路面-设计理论双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论。二、层状弹性体系理论的基本假定l X轴-A(0)、B(10.65)、D(13.3125)、C(15.975)Please replace the written content请替换文字内容三、沥青路面设计方法与内容1、设计方法（1）经验法：通过试验路或对使用道

27、路的试验观测建立路面结构、车辆荷载、路面使用性能三者关系，进行路面结构设计。以美国的CBR法、AASHTO法为代表。其特点是局限性太大，符合试验地的实际，交通荷载、自然环境和材料特性一旦发生变化，原有经验曲线、公式或图表将无法使用。（2）力学经验法：通过力学原理分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应，建立力学响应量与路面使用性能的关系，进行路面结构设计。我国现行的路面设计方法、美国的沥青学会（AI）和壳牌法（Shell）均为力学经验法。Please replace the written content请替换文字内容2、设计内容 路面结构组合设计；路面结构层原材料的选择，混合料配合比设计，设

28、计参数的确定与测试；路面厚度计算；路面排水系统设计；路肩加固等设计；路面结构方案比选等。三、沥青路面设计方法与内容 沥青路面结构组合设计沥青路面结构层层位沥青路面结构组合设计Please replace the written content请替换文字内容 l面层：单层、双层或三层沥青面层（上面层、中面层、下面层）l基层（底基层）：粒料类、无机结合料稳定类、沥青结合料类等。l功能层：排水、防冻、防水、防污（粒料、稳定土）透层、黏层、封层、应力吸收层等（液体沥青、乳化沥青、改性沥青等）l路基：密实、稳固、不透水或透水（处于干燥或中湿状态）一、沥青路面结构层层位Please replace the

29、 written content请替换文字内容一、沥青路面结构层层位1、面层结构类型选择 表面层应具有平整、抗车辙、抗疲劳开裂、抗低温开裂、抗水损害等性能；中、下面层具有一定的密水性和高温抗车辙等性能；下面层具有良好的抗疲劳性能等。对抗滑、排水或降噪有特殊要求的表面层可采用开级配沥青混合料。表面层下应设置防水层，防水层可采用改性乳化沥青或改性沥青；Please replace the written content请替换文字内容一、沥青路面结构层层位1、面层结构类型选择 不同粒径沥青混合料层厚、沥青混合料最小压实厚度与适宜厚度。Please replace the written conten

30、t请替换文字内容2、基层类型选择 基层和底基层应具有足够的承载能力和抗疲劳开裂性能、足够的耐久性和水稳定性；类型：粒料类、无机结合料稳定材料类、沥青混凝土类、水泥混凝土类。不同材料基层和底基层厚度。一、沥青路面结构层层位Please replace the written content请替换文字内容3、功能层 沥青路面功能层主要有防冻层、隔水层、封层、黏层、应力吸收层等。（1）防冻层宜采用粗砂、砂砾和碎石等粒料类材料。（2）地下水位高、排水不良等路段，基层和底基层为非粒料类材料时，可在基层或底基层与路床间设置粒料层。（3）沥青结合料材料层间应设置黏层。（4）无机结合料稳定类或冷再生类材料结构

31、层与沥青结合料类结构层之间宜设置封层，封层可采用单层沥青表面处治或稀浆封层等。（3）粒料类基层和无机结合料稳定类基层顶面宜设置透层，透层沥青应具有良好的渗透性，可采用稀释沥青和乳化沥青等。（4）无机结合稳定类基层、水泥混凝土基层顶面可设置应力吸收层。当设置改性沥青应力吸收层时，可不再设封层。改性沥青应力吸收层宜采用橡胶沥青。一、沥青路面结构层层位Please replace the written content请替换文字内容1、基本原则l 具体要求：（1）适应要求：与交通条件、路基的承载能力、环境条件、材料性能和施工水平相适应。（2）协调平衡：应注重路面功能与结构性能设计相协调，保证路面结构

32、的耐久性。（3）结构特点：路面在设计期内不应发生结构性破坏。（4）结构连续：设置适当的黏层、封层和透层等措施，增强路面结构层间的结合。（5）结构排水：应考虑路面结构的防水、排水，减少水进入或滞留于路面结构内。二、沥青路面结构组合设计l 总原则：面层抗滑、抗车辙、抗剪切；基层抗疲劳；路基稳定均匀Please replace the written content请替换文字内容2、沥青路面结构组合设计参考二、沥青路面结构组合设计 我国沥青路面结构设计验算沥青路面的损坏类型及成因沥青路面设计指标和标准沥青路面厚度设计沥青路面改建设计Please replace the written content

33、请替换文字内容（1）横向裂缝l 荷载型裂缝：沥青路面结构受车辆荷载的反复弯拉作用，是沥青结构层产生拉应力（拉应变）超过疲劳强度而导致的破坏，先在路面底面产生，逐渐向上扩展至表面，疲劳开裂。l 非荷载型裂缝：温度缩裂和基层反射裂缝温度缩裂：沥青面层中由于温度变化产生的拉应力超过其温度时的抗拉强度。基层反射裂缝：无机结合料稳定类基层沥青路面的横向裂缝绝大部分是反射裂缝。一、沥青路面的损坏类型及成因1、裂缝：是沥青路面主要的损坏形式。Please replace the written content请替换文字内容1、裂缝（2）纵向裂缝：地基的不均匀沉降、不良的施工搭接、行车荷载引起的路表疲劳开裂。

34、（3）网状裂缝：疲劳开裂；由于路面的整体强度不足引起，也可能是由于路面的出现横向裂缝或纵向裂缝后未及时封填，加剧发展而成；沥青的老化也可引起网状裂缝。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written content请替换文字内容2、车辙：路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，及结构层和路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形。沥青混合料高温稳定性差，塑性变形累积。路面结构及路基材料的变形累积；冬季镀钉轮胎造成的磨损性车辙。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written content请替换文字内容3、松散剥落：路面由于结合料粘

35、性降低或消失，在行车作用下集料松动、散开的现象。由于沥青与矿料之间粘附性差；在水的作用；沥青在施工中过度加热老化。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written content请替换文字内容4、表面磨光：沥青路面在使用过程中，在车轮反复滚动摩擦作用下，集料表面被磨光。有时还拌有沥青的不断上翻，从而导致沥青面层表面光滑。集料质地软弱、缺少棱角；矿料级配不当，粗集料尺寸偏小，细料偏多；沥青用量偏多。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written content请替换文字内容5、沉陷：因路基的竖向变形而导致路面下沉的现象，主要原因是

36、路基土的压缩。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written content请替换文字内容6、其他变形：l 推移：当沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面可能出现推移和拥起。车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料抗剪强度；同时与行驶车轮的冲击和振动有关；通常用于经常启动和制动路段的沥青路面设计。l 波浪：在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因，基层不平整会反映到沥青路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。一、沥青路面的损坏类型及成因Please replace the written c

37、ontent请替换文字内容二、沥青路面设计指标和标准1、设计指标与标准（1）沥青层底拉应变：沥青层疲劳寿命Nf1大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大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小于容许压应变值z。（4）沥青层容许永久变形：沥青路面车辙深度小于要求。（5）对于季节性冻土地区，进行路面低温开裂和防冻厚度验算：各等级公路低温开裂指数宜满足规范要求，路面总厚度大于规定的最小防冻厚度。l交工验收指标路基和路表弯沉检测Pleas

38、e replace the written content请替换文字内容2、不同结构组合路面设计指标二、沥青路面设计指标和标准Please replace the written content请替换文字内容3、设计指标对应的力学响应及其竖向位置二、沥青路面设计指标和标准l 按图式所示计算点位置，选取A、B、C和D四点位置计算的最大力学响应量。l X轴-A(0)、B(10.65)、D(13.3125)、C(15.975)y轴方向轴方向的最大应变值y轴方向轴方向的最大应力值层顶层顶z轴方向的轴方向的最大压应力值路基顶面路基顶面z轴方向的轴方向的最大压应变值Please replace the w

39、ritten content请替换文字内容1、设计过程：依据交通调查以及轴载换算方法，计算设计年限内设计车道在不同控制指标下的当量设计轴载累计作用次数，确定交通等级；按路基土类型，确定路段路基顶面回弹模量值；可参考本地区经验拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案；根据路面结构层选用材料进行配合比设计，检测各结构层的性能设计参数是否符合要求（无机结合稳定类材料抗压强度、沥青混合料动稳定度、水稳定性等设计参数）；依据不同水平，确定各结构层模量等设计参数；收集工程所在地区气温资料，确定各设计指标对应的温度调整系数或等效温度；采用多层弹性体系理论程序计算各设计指标的力学响应量，进行路面结构验算；对于季节

40、性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求；进行技术经济比较，确定路面结构方案。三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容2、结构层设计参数三、沥青路面厚度设计（1）各结构层模量值 沥青面层：20、10Hz条件下的动态压缩模量；沥青类基层：20、5Hz条件下的动态压缩模量；无机结合料稳定层：经调整系数修正后的弹性模量；粒料层：经湿度调整后回弹模量；（2）泊松比Please replace the written content请替换文字内容3、温度调整系数：（1）首先确定基准路面结构温度调整系数和等效温度。（2）然后进行结构层厚度和模量修正

41、，得到不同结构路面的温度调整系数和等效温度。l基准路面结构的温度调整系数是指不同气温状况下基准路面结构的损坏，转换成标准温度（20）条件下基准路面结构的损坏。l部分地区各类路面设计指标的基准结构温度调整系数基准路面结构查表，其他地区用气温条件相近的系数值取用。三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容三、沥青路面厚度设计 路面结构的温度调整系数，应根据下式计算，其中，Ah，Bh，AE，BE与面层、基层厚度和模量有关的函数。1hETiBBTihEKA A k3、温度调整系数：沥青混合料层疲劳开裂无机结合料稳定层疲劳开裂路基顶面竖向压应变

42、 Please replace the written content请替换文字内容三、沥青路面厚度设计3、温度调整系数：*.1.2iiihhh1 3 3*.1.1.2.23.1.2.1.1.2.2.1.2311iiiiiiiiiiiiiE hE hEhhE hE hhh路面结构沥青面层或基层（含底基层）由两层或两层以上不同材料结构层组成时，应按下式分别换算成当量沥青面层和当量基层。超过2层时，重复利用公式自上而下逐层换算，简化为由当量沥青面层、当量基层和路基构成的三层路面结构。h-面层与基层当量厚度之比 E-面层与基层当量模量之比Please replace the written cont

43、ent请替换文字内容4、等效温度 三、沥青路面厚度设计 分析沥青混合料层永久变形量时，沥青混合料层的等效温度Tpef计算公式：ahTT016.0pef式中:Tpef一沥青混合料层等效温度(C);ha一沥青混合料层厚度(mm);T一基准等效温度，按所在地查表取用。Please replace the written content请替换文字内容5、沥青混合料层疲劳开裂验算计算沥青层的疲劳寿命N f 1，沥青层疲劳寿命N f 1大于设计车道的累计当量轴载作用次数Ne1 三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容6、无机结合料稳定材料层疲劳

44、开裂验算计算沥青层的疲劳寿命，无机结合料层的疲劳寿命N f 2大于设计车道的累计当量轴载作用次数Ne2 三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容7、沥青混合料永久变形量验算（1）沥青混合料永久变形量R a小于设计车道的容许永久变形R0。（2）满足沥青混合料层容许永久变形量要求的沥青混合料，尚应满足标准车辙试验的动稳定度要求。试验温度60，厚度50mm，压强0.7MPa，加载次数2520次的动稳定度。（3）根据标准条件下的车辙试验，得到各层沥青混合料的车辙试验永久变形量。首先对路面结构中的各沥青层进行分层：表面层：采用10-20mm为

45、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。三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容7、沥青混合料永久变形量验算三、沥青路面厚度设计（4）计算各分层的永久变形量和沥青混合料层总的永久变形量Ra。Please replace the written content请替换文字内容（1）路基顶面的最大竖向压应变，采用层间连续接触的弹性层状体系理论计算计算点最大响应量。（2）路基顶面的最大竖向压应变应小于容许压应变值。三、沥青路面厚度设计8、路基顶面竖

46、向压应变Please replace the written content请替换文字内容 季节性冰冻地区沥青路面，按下式分析路面低温裂缝指数CI。裂缝指数CI宜满足表低温开裂指数要求。表8-25三、沥青路面厚度设计9、沥青路面低温开裂指数验算Please replace the written content请替换文字内容（1）季节性冰冻地区路基为中湿或潮湿状态时，应计算公路多年最大冻深。（2）路面结构厚度应大于规定的最小防冻厚度。如不满足，应增设防冻层。三、沥青路面厚度设计10、防冻厚度验算Please replace the written content请替换文字内容（1）路基顶面验收

47、弯沉值lg:三、沥青路面厚度设计11、设计路面结构的验收弯沉值（2）路基顶面实测代表弯沉值l0:宜采用落锤式弯沉仪进行路基验收，落锤式弯沉仪荷载为50kN，荷载盘半径应为150mm。Please replace the written content请替换文字内容（3）路表验收弯沉值la：11、设计路面结构的验收弯沉值三、沥青路面厚度设计（4）路段内实测路表弯沉代表值l0：Please replace the written content请替换文字内容12、新建路面的厚度设计流程三、沥青路面厚度设计Please replace the written content请替换文字内容 沥青路面随

48、时间，其性能和承载能力不断降低，超过设计使用年限将不能满足正常行车要求，需进行补强或改建。l 改建的种类：加宽、提升等级，提升线形标准（局部改线）等，如果有老路面作为加铺基础，称为补强，否则应按新建路面设计。l 补强设计工作内容：路面结构状况调查、弯沉评定及补强厚度设计。1、路况调查交通调查路基状况调查路面状况调查路面修建与养护历史调查 四、沥青路面改建设计Please replace the written content请替换文字内容l 既有路面破损不严重且结构性能较好，采用直接加铺方案或铣刨至某一结构层再加铺方案时，应同时对既有路面结构层和加铺层进行结构验算。既有路面各结构层的模量等设计

49、参数采用弯沉盆反演或芯样实测方法确定。l 既有路面破损严重或结构性能不足时，无论采用直接加铺方案还是采用铣刨至某一结构层再加铺方案，均应对加铺层进行结构验算。将既有路面结构连同路基视为半无限空间体，以其顶面当量回弹模量进行加铺结构设计。既有路面或铣刨后留用的路面结构层不再进行结构验算，其顶面当量回弹模量应按下式计算：2、旧沥青混凝土路面上加铺沥青混凝土路面0176lprEd四、沥青路面改建设计Please replace the written content请替换文字内容3、改建设计步骤：四、沥青路面改建设计沥青路面的优缺点沥青路面的分类谢谢您的聆听Roadbed and Pavement Engineering