第14章    沥青路面设计 第1节??????? 概述 一、????????????? 沥青路面设计内容 原材料调查与选择 路面结构组合设计 沥青混合料配比、基层、底基层配比设计 方案比选 路面排水设计等  二、路面结构设计的原则  1、? 开展现场调查和资料收集，做好交通荷载分析与预测，按照全寿命周期成本的理念进行路面设计。 2、? 调查掌握沿线路基特点，查明土质、路基干湿类型，在对不良地质路段进行处理的基础上，进行路基路面综合设计。 3、? 遵循因地制宜、合理选材、节约资源的原则，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。 4、? 结合当地条件，积极、慎重地推广新技术、新结构、新材料、新工艺，并认真铺筑试验段，总结经验，不断完善，逐步推广。 5、符合环保，保护相关人员的安全和健康，重视材料的再生利用与废弃料的处理。  三、沥青路面结构设计方法  经验法: 根据试验路所得的经验数据，确定路面结构组合、各结构层材料、厚度，车辆荷载，路面使用性能三者之间的关系。 力学—经验法：用弹性层状体系理论确定车辆荷载作用下的力学响应量（应力、应变或变形），根据试验路的结果确定力学响应量与路面使用性能间的关系，据此进行路面结构设计。 我国现行规范--《公路沥青路设计规范》JTJ D50-2006采用力学—经验法。采用双圆图式，标准轴载BZZ-100，以弯沉和结构层的层底拉应力为设计指标。  四、?沥青路面交通等级 路面结构设计的目标：在设计年限内在预测交通量的车辆能够按设计车速安全、舒适地通行。 1．? 路面设计年限（06规范）  各级公路的沥青路面设计年限（与课本的表14-1不同）   1． 标准轴载及轴载当量换算 标准轴载BZZ-100，各项参数见表14-2（P378） 标准轴载的换算： （1）?????? 当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时                                                           （14-1）  N—标准轴载的当量轴次，次/日； ni—各种被换算轴载的作用次数，次/日； P—标准轴载，kN； Pi—各种被换算车型的轴载； C1—被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为6.4，四轮组为0.38； C2—被换算车型的轴数系数。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：                                                                                                         （14-2）  m—轴数。  （2）当以半刚性材料层的拉应力为设计指标时                                                                               （14-3）  C’1—被换算车型的轮组系数，双轮组为1.0，单轮组为18.5，四轮组为0.09； C’2—被换算车型的轴数系数。当轴间距大于3m时，应按单独的一个轴计算；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数按下式计算：                                                                         （14-4） m—轴数。 注：上述轴载换算公式，适用于单轴轴载小于或等于130 kN 的各种车型的轴载换算。  3 累计当量轴次 设计年限内一个车道上的累计当量轴次按下式计算                                                        （14-6）  Ne—设计年限内一个车道的累计当量轴次，次/车道； t—设计年限，年； N1—营运第1年双向日平均当量轴次，次/日； γ—设计年限内交通量的平均年增长率； η—车道系数（即车辆横向分布系数），按下表选用（P379表14-3数据最后一项要修改）  4 交通等级  按一个车道的累计当量轴次Ne或每车道、每日平均大型客车及中型以上的各种货车交通量，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。（见下表）  第2节 弹性层状体系理论简介 1 基本假定:  (1)各层为连续、均质、各向同性的线弹性体。其中最下一层为半无限大，其上各层厚度有限，水平方向无限大；  （2）各层水平方向的无限远处及最下一层无限深处，其应力、应变和变形均为0； （3）小变形； （4）层间接触条件，或为完全连续（称连续体系），或为光滑接触（称滑动体系）； （5）不计自重。  假定路表面作用着圆形均布竖直荷载，则为轴对称课题。 2.弹性层状连续体系下的路表回弹弯沉ι（即垂直位移ω ）的计算 （1） 求解的基本过程 静力平衡方程：（14－7） 物理方程：应力－应变关系ε－σ（14－8） 几何方程： 应变－位移关系 （14－9） 变形连续方程：           （14－10） 由上述方程组解得各应力分量σ、 τ和位移分量ｕ、ω  2.弹性层状连续体系下的路表回弹弯沉ι（即垂直位移ω ）的计算 （2） 单圆均布荷载下路表荷载中心处的最大弯沉（垂直位移） 双层连续体系ω＝      注：双圆荷载则可由叠加原理计算。  3.主应力计算 因要验算结构抗拉强度，需计算各层应力。主应力按（14-17）式计算。  第3节  沥青路面结构组合设计（原则） 适应行车荷载作用的要求 根据公路等级、交通等级、使用要求选择面层类型，参考表14-5 沥青面层厚度适中,各种类型的沥青层的最小厚度（不宜小于混合料公称最大粒径*的2.5~3倍，OGFC和SMA为2~2.5倍）、适宜厚度参见06max.book118.com-1（与书中表14-6的不同） *混合料中筛孔通过率为90%~100%的最小标准筛孔尺寸。 对半刚性基层沥青路面的结构组合，相邻结构层的模量比宜在下述范围:      基层：面层=1.5~3；基层：底基层≤3；      底基层：土基＝2.5~12.5 不同粒径混合料的层厚(06max.book118.com-1部分) 06规范推荐的各种沥青混合料适宜层厚 第3节  沥青路面结构组合设计（原则） 在各种自然因素下稳定性好 水稳定性 使用水稳定性好的材料 沥青面层至少有一层是连续型密级配沥青混合料 防冻。路面最小防冻厚度 表14－8 防反射裂缝 考虑结构层的特点 各结构层之间的相互影响 使应力传递连续、结合紧密稳定 我国沥青路面的典型结构型式 第4节 沥青路面的破坏形态与设计标准 一、破坏形态模式       1.沉陷       2.车辙       3.疲劳开裂       4.推移       5.低温缩裂                    老化                    泛油 疲劳裂缝（横向裂缝） 纵向裂缝 水损害（剥离） 骨料磨光 坑洞 松散 反射裂缝 车辙 推挤、拥包、剥离 温缩裂缝（横向裂缝） 高速公路部分路段坑槽突现  二、设计标准 06规范以路表回弹湾沉和层底拉应力作为设计指标。（前者反映的是结构整体刚度，后者反映的是结构层抗疲劳拉裂强度。）                          （即计算弯沉≤设计湾沉）                  
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