第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
沥青混凝土路面厚度检测 规范《公路工程质量检验评定标准》（JTG80（1）-2004） 《公路路基路面现场测试规程》（JTG-E60-2008） 路面厚度总厚度≤60mm时，允许偏差分别为-5mm和-10mm；总厚度>60mm时，允许偏差分别为-8%和-15%的总厚度，H为总厚度(mm)。前一数值为代表值，后一数值为合格值要求。 按双车道每200m检测一个点进行。 检测方法：采用100mm取芯机取芯（如仅测厚度，可采用50mm取芯机取芯），必须取至芯样底部，取出芯样后用正十字形标记在芯样表面标记，并从正十字开标记端部测量该芯样的4个厚度，取平均值为该芯样厚度（精确至1mm）。 芯样检测完成后的数值处理按以下附录进行。 附录H 路面结构层厚度评定 H.0.1评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。 H.0.2按规定频率，采用挖验或钻取芯样测定厚度。 H.0.3厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即： 式中：X L——厚度代表值(算术平均值的下置信界限)； X——厚度平均值； S——标准差； n——检测点数； t?——t分布表中随测点数和保证率(或置信度?)而变的系数，可查附表B。 采用的保证率： 高速、一级公路：基层、底基层为99％，面层为95％。 其他公路：基层、底基层为95％，面层为90％。 H.0.4当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时，则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，相应分项工程评为不合格。 代表值和单点合格值的允许偏差见第7章各节实测项目表。 H.0.5沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路和一级公路分2～3层铺筑时，还应进行上面层厚度检查和评定。 附表B t n
我国高速公路沥青面层的合理厚度应在12~18 cm（看交通量，实际采用的有很多更厚的，从工程实践的体会中了解到，16cm厚的面层仍感觉有点薄，18cm可能会较合适。）目前我国高速公路沥青面层的厚度差异很大，薄的仅10cm左右，厚的20cm左右，最厚达32cm。壳牌沥青路面设计方法在概括各国的观点和使用经验时指出，水泥底基层上沥青路面面层厚度取决于答应产生裂缝的程度，常变化在15～25cm之间。 采用沥青路面时，二级公路采用的沥青混凝土层厚度应不小于7cm，三级公路采用的沥青混合料层厚度应不小于3cm，并应根据道路交通量的大小等因素进行合理沥青层厚度的选择。采用水泥砼路面时，二级公路板厚应不小于22cm，三级公路板厚一般不小于20cm，四级公路路面宽度为3.5米时板厚不得小于16cm，路面宽度大于3.5米时板厚不得小于18cm。 新建、改建（路面）的农村公路，路面基层应采用水泥稳定碎石、二灰碎石等半刚性材料，其厚度不应小于16cm。新建的农村公路路面底基层应采用水泥稳定粒料（土）、石灰粉煤灰稳定土、石灰稳定粒料（土）、石灰工业废渣、填隙碎石等或其它适宜的当地材料铺筑。 三级公路：基层：水稳砂砾，厚度20厘米；面层：沥青碎石+沥青混凝土，厚度10厘米。三级公路为10年沥青贯入式适用于二、三级公路，也可作为沥青混凝土面层的联结层。沥青表面处治：沥青表面处治可改善路面行车条件，承担行车磨耗及大气作用，延长路面使用年限。所铺筑的沥青路面，其厚度可大于3厘米。在计算路面厚度时，其强度一般不计。沥青表面处治，一般用于三级公路，也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。 我们此次调查的路段有：广州—佛山高速公路、广州—深圳高速公路、广州—花都高速公路和深圳深南大道一级公路。名称路段面层联结层基层广深4cm沥青混凝土磨耗层10cm沥青碎石23cm水泥碎石上基层8cm沥青混凝土上面层25cm级配碎石底基层10cm沥青碎石下面层广佛4cm沥青混凝土上面层6cm沥青碎石25cm6%水泥石屑上基层5cm沥青下面层25～28cm4%水泥土（石粉砂砾）底基层广花3cm沥青混凝土上面层20cm6%水泥稳定碎石上基层，30cm4%水泥稳定碎石、石粉底基层4cm沥青混凝土下面层深南5cm沥青混凝土上面层40cm6%水泥石屑上基层8cm沥青贯入下面层15cm4%水泥石屑底基层从表中的路面结构来看，广深高速公路是最厚的，包括联结层其面层厚度为32cm，路面总厚为100～110cm，这个结构是当时外商出于商业目的，自己定的，不是从技术角度考虑的，所以受到了专家的批评，被认为是不合理不经济的结构，尤其不适用于高温多雨的广东地区 深南大道是1990年建成通车的汽一级专用路，沥青面层13cm厚，沥青下面层是8cm的沥青贯入式，从使用情况来看，这段路结构较合理 杭甬高速公路的情况，这条路始建于1992年，完工于1995年，路面结构为：计划后续3～4cm细粒式沥青混凝土中粒式沥青混凝土4～6cm沥青碎石5～8cm二灰碎石或水泥稳定碎石28～34cm级配碎石20cm杭甬路所经地带的软土深度在全国是最严重的，深达60m，含水量70～80％，沉降量达到填一半陷一半，全线145km，有94.5km为软土，占杭甬路总长的65.2％，考虑到深层特厚软土通车后必定会出现较大的不均匀沉降，计划采用过渡路面，分二期铺筑，一期面层厚度为12cm左右，二期路面间隔5年，铺筑后为12～18cm.全线路基平均高度为3.8m.由于当时工期紧，预压期没达到要求，提前1年完工。通车1年半以后，局部路段不同程度地出现了沥青混凝土路面裂缝、断裂、贫油、松散、龟裂，上基层、底基层开裂、变形、破损、唧浆等病害。由于破坏严重，有些数据已无法统计。从工程实践来看，采用超载
水泥混凝土路面厚度计算书 1 轴载换算 表1.1 日交通车辆情况表 ∑==n i i i i s P N N 1 16)100(δ 其中i δ为轴-轮系数，单轴-双轮组时，1=i δ，单轴-单轮时，按下式计算： 43.031022.2-?=i i P δ 双轴-双轮组时，按下式计算： 22.051007.1--?=i i P δ 三轴-双轮组时，按下式计算： 22.081024.2--?=i i P δ 表1.2 轴载换算结果表
2 确定交通量相关系数。 2.1 设计基准期内交通量的年平均增长率。 可按公路等级和功能以及所在地区的经济和交通发展情况，通过调查分析，预估设计基准期内的交通增长量，确定交通量年平均增长率γ。取%5=γ。 2.2车辆轮迹横向分布系数η 表2.1 车辆轮迹横向分布系数η 0.54～0.62 注：车道或行车道宽或者交通量较大时，取高值；反之，取低值。由规范得：二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级，取39.0=η。 ⒊ 计算基准期内累计当量轴次。 设计基准期内水泥混凝土面层临界荷位处所承受的标准轴载累计作用次数，可按下式计算确定。 [] ηγ γ365 1)1(?-+?= t s e N N 代入数据得[] 62010926.339.005 .0365 1)05.01(834?=??-+?= e N 次
属重交通等级。 4 初拟路面结构。 由规范得，相应于安全等级三级的变异水平等级为中级。根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查规范初拟普通混凝土面层厚度为0.22m 。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚0.18m 。垫层为0.15m 低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m,长5.0m 。纵缝为设拉杆平缝，横缝 为设传力杆的假缝。 5 路面材料参数确定。 根据规范，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为 5.0MPa ，相应弯拉弹性模量标准值为 31GPa 。 路基回弹模量取30MPa 。低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa ，水泥稳定粒基层回弹模量取1300MPa 。 6 计算荷载疲劳应力。 新建公路的基层顶面当量回弹模量和基层当量厚度计算如下： MPa h h E h E h E x 101315 .018.015.060018.013002 22 2222122121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(12-++++=h E h E h h h E h E D x 1 233)15 .0600118.013001(4)15.018.0(1215.06001218.01300-?+??++?+?= m MN ?=57.2 m E D h x x x 312.01013/57.212)12( 3 3/1=?== 293.4)301013(51.1122.6)(51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-=--E E a x 792.0)30 1013(44.11)( 44.1155 .055.00=?-=-=--E E b x
沥青路面结构厚度计算 路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------- 细粒式沥青混凝土40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： 16 1100∑=? ?? ??=n i i i i s P N N δ 式中 ：s N ——100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； i P —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型i 级轴载的总重KN ； i N —各类轴型i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i δ—轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i δ=1；单轴—单轮时，按式43.03 1022.2-?=i i P δ计算； 双轴—双轮组时，按式22.051007.1--?=i i P δ；三轴—双轮组时，按式22.08 1024.2--?=i i P δ计算。 轴载换算结果如表所示
太脱拉138 前轴 51.40 43.0340.511022.2-?? 150 1.453 后轴 2?80.00 22.051601007.1--?? 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 16 1 )( P P N N i i i n i δ∑== 834.389 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ② 计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数η是0.17~0.22 取0.2，08.0=r g ，则 [][] 362.69001252.036508 .01)08.01(389.8343651)1(30=??-+?=?-+=ηr t r s e g g N N 其交通 量在4 4102000~10100??中，故属重型交通。 2）初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等级，查表4.4.6 初拟普通混凝土面层厚度为24cm ，基层采用水泥碎石，厚20cm ；底基层采用石灰土，厚20cm 。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 3）确定基层顶面当量回弹模量tc s E E , 查表的土基回弹模量a MP E 0.350=，水泥碎石a MP E 15001=，石灰土a MP E 5502= 设计弯拉强度：a cm MP f 0.5=， a c MP E 4101.3?= 结构层如下： 水泥混凝土24cm 水泥碎石20cm 石灰土20cm × 按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下： a x MP h h E h E h E 102520.020.0550 20.0150020.02 222222122 2121=+?+?=++= 1 2 211221322311)11(4)(1212-++++=h E h E h h h E h E D x 1233)2 .05501 2.015001(4)2.02.0(122.0550122.01500-?+?++?+?= )(700.4m MN -= m E D h x x x 380.0)1025 7.412()12(3 1 31=?== 165.4)351025(51.1122.6)( 51.1122.645.045.00=?????? ?-?=?? ????-?=--E E a x
第七节路面结构层厚度试验检测方法 一、概述 在路面工程中，各个层次的厚度是和道路整体强度密切相关的。在路面设计中，不管是刚性路面，还是柔性路面，其最终要决定的，都是各个层次的厚度，只有在保证厚度的情况下，路面的各个层次及整体的强度才能得到保证。除了能保证强度外，严格控制各结构层的厚度，还能对路面的标高起到一定的控制作用，是一个非常重要的指标。所以在《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071一98）中，路面各个层次的厚度的分值较高。 路面各结构层厚度的检测一般与压实度同时进行，当用灌砂法进行压实度检查时，可量取挖坑灌砂深度即为结构层厚度。当用钻芯取样法检查压实度时，可直接量取芯样高度。结构层厚度也可以采用水准仪量测法求得，即在同一测点量出结构层底面及顶面的高程，然后求其差值。这种方法元需破坏路面，测试精度高。目前，国内外还有用雷达、超声波等方法检测路面结构层厚度。 对于基层或砂石路面的厚度可用挖坑法测定，沥青面层与水泥混凝土路面板的厚度应用钻孔法测定。 二、厚度检测方法 （一）挖坑法 （1）根据现行规范的要求，随机取样决定挖坑检查的位置。如为旧路，该点有坑洞等显著缺陷或接缝时，可在其旁边检测。 （2）选一块约40cm x 40 cm的平坦表面作为试验地点，用毛刷将其清扫干净。 （3）根据材料坚硬程度，选择镐、铲、凿子等适当的工具，开挖这一层材料，直至层位底面。在便于开挖的前提下，开挖面积应尽量缩小，坑洞大体呈圆形，边开挖边将材料铲出，置于搪瓷盘中。 （4）用毛刷将坑底清扫，确认为坑底面下一层的顶面。 （5）将钢板尺平放横跨于坑的两边，用另一把钢尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底至钢板尺的距离，即为检查层的厚度，以cm计，精确至0.1cm。 （二）钻孔取样法 （1）根据现行规范的要求，随机取样决定挖坑检查的位置。如为旧路，该点有坑洞等显著缺陷或接缝时，可在其旁边检测。 （2）用路面取芯钻孔机钻孔，芯样的直径应为1oomm。如芯样仅供测量厚度，不作其他试验，对沥青面层与水泥混凝土板也可用直径50mm的钻头，对基层材料有可能损坏试件时，也可用直径150mm的钻头，但钻孔深度必须达到层厚。 （3）仔细取出芯样，清除底面灰尘，找出与下层的分界面。 （4）用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度，取其平均值，即为该层的厚度，精确至0．1cm。 （三）施工过程中的简易方法 在施工过程中，当沥青混合料尚未冷却时，可根据需要，随机选择测点，用大改锥插入量取或挖坑量取沥青层的厚度（必要时用小锤轻轻敲打），但不得使用铁镐等扰动四周的沥青层。挖坑后清扫坑边，架上钢板尺，用另一钢板尺量取层厚，或用改锥插入坑内量取深度后用尺读数，即为层厚，以cm计，精确至0．1cm。 三、填补试坑或钻孔 补填工序如有疏忽，易成为隐患而导致开裂涸此，所有挖坑、钻孔均应仔细做好。按下列步骤用取样层的相同材料填补试坑或钻孔： （1）适当清理坑中残留物，钻孔时留下的积水应用棉纱吸干。 （2）对无机结合料稳定层及水泥混凝土路面板，按相同配比用新拌的材料并用小锤击
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距 交通量 （ m ） 小客车 1800 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2× 110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 2× 80.00 2 双 132.0 150 吉尔 130 25.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G 39.25 76.00 1 双 — 180 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： n 16 P i N s i N i 100 i 1 式中 ： N s —— 100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； P i —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型 i 级轴载的总重 KN ； N i —各类轴型 i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i —轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i =1；单轴—单轮时，按式 i 2.22 103 P i 0.43 计算； 双轴—双轮组时，按式 i 1.07 10 5 P i 0. 22 ；三轴—双轮组时，按式 i 2.24 10 8 P i 0. 22 计算。 轴载换算结果如表所示 车型 P i N i P i 16 i i N i ( P ) 解放 CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河 JN150 前轴 49.00 2.22 103 49 0.43 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通 SH361 前轴 60.00 2.22 103 60 0.43 120 12.923 后轴 2 110.00 1.07 10 5 220 0.22 120 118.031
5.路面结构设计 5.1沥青路面 5.1.1交通量及轴载计算分析 路面设计以单轴载双轮组100KN 为标准轴载。 1) 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次： ①轴载换算： 轴载换算采用如下的计算公式：=N ∑=k i i i P P n C C 135.421)/( 计算结果如下表所示： 表5.1轴载换算表 =i i i 1 21
②累计当量轴次 根据《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》,高速公路沥青路面的设计年限取15年，四车道的车道系数是取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]18918830 5.060.430336506449 .0365106449.0115 =????-+= （次） 2) 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 ①轴载换算 验算半刚性基层层底拉应力轴载换算公式：812'1')/('P P n C C N i k i i ∑== 计算结果如下表所示： 表5.2 轴载换算结果（半刚性基层层底拉应力） =i i i 1 21
②累计当量轴次 参数取值同上，设计年限是15年,车道系数取0.5。 累计当量轴次： ()111365 t e N N γηγ ??+-???= ()[]321652575.087.731636506449 .0106449.0115 =???-+= （次） 5.1.2结构组合设计及材料选取 1) 拟订路面结构组合方案 根据规定推荐结构，并考虑到公路沿途有大量碎石且有石灰供应，路面结构面层采用沥青混凝土（取18cm ），基层采用水泥碎石（取20cm ），下基层采用石灰土（厚度待定）。 另设20cm 厚的中粗砂垫层。 2) 拟订路面结构层的厚度 由于计算所得的累计当量轴载达到了500万次，按一级路的路面来设计，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》规定高速公路、一级公路的面层由二层至三层组成。采用三层式沥青面层，表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度为4cm ），中面层采用中粒式密级配沥青混凝土（厚度为6cm ），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土（厚度为8cm ）。 5.1.3设计指标及设计参数确定 1) 确定路面等级和面层类型 由上面的计算得到设计年限内一个行车道上的累计标准轴次约为大于500万次。根据规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》和设计任务书的要求可确定路面等级为高级路面，面层类型采用沥青混凝土，设计年限为15年。 2) 确定土基的回弹模量 ① 此路为新建路面，根据设计资料可知路基干湿状态为干燥状态。 ② 根据设计资料，由设计规范《公路沥青路面设计规范JTG D50-2006》，该路段处于II 2a 区，为粉质土，确定土基的稠度为1.05。
城市道路各类道路路面结构层类别、型号、厚度表（北京地区）道路类别 设计弯沉值（1/100mm） 土路床设计回弹模量（Mpa） 结构层类别、型号 改性沥青SMA-13 改性沥青SMA-16 细粒式沥青砼AC-10 细粒式沥青砼AC-13 中粒式沥青砼AC-16 中粒式沥青砼AC-20 粗粒式沥青砼AC-25 厂拌沥青碎石AM-20 石灰粉煤灰稳定碎石基层 总厚度（cm） 基层顶面设计弯沉值 （1/100mm） 黄河 一个车道 JN150(veh/d) 使用初期
日交通量标准轴载数（n/d）5 6 7 51 69 28.330 4 6 85 6 7 45 64 29.4 快速路（1） 20.1 40 4 6 84
7 50 66 29.1 1300 1767 30 4 5 74 5 7 45 61 29.4 厚度（cm）快速路（2）（或连续通行主干路）20.7 40 4
7457 5066 29.130 457457 4561 29.4厚度（cm）主干路 21.4 40 45747 5465 28.525 5647 4859 30.8 9001223厚度（cm）次干路（1）（或快速路的辅路）24.5 30厚度（cm）5647 4554 29.45647 5061
31.8564025 47 4556 33.7 700951次干路（2） 25.8 30厚度（cm）5647 4051 34.8564540484640504025 453644支路 36.1 30厚度（cm）46364645324046324240 343642 50.6 200268非机动车道（1） 41.55 25~40厚度（cm） 43640（2） 43.643.645.945.946.746.74005441500 204011001495注：1.符号:AC为密级配沥青砼，AM为半开级配沥青碎石。
一、主要技术标准、技术指标 （1）道路等级：小区内道路（路面结构按公路四级标准计算）。 （2）设计行车速度：20km/h，特殊路段5～15km/h。 （4）路面结构类型：水泥混凝土路面。 （5）设计基准期：20年。 （6）交通等级：轻级。 （7）结构物荷载等级：公路Ⅱ级。 （8）路面结构计算荷载：BZZ-100。 （9）抗震设防：沿线地区动峰值加速度系数小于0.05g，抗震设防烈度为6度，简易设防。 二、设计依据 （1）、《关于印发农村公路建设指导意见的通知》（交公路发〖2004〗372号） （2）、《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） （3）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2002） （4）、路面结构计算软件：HPDS2006。 三、路面结构厚度计算 设计内容: 新建单层水泥混凝土路面设计 公路等级: 四级公路 变异水平的等级: 中级 可靠度系数: 1.05 面层类型: 普通混凝土面层 序路面行驶单轴单轮轴载单轴双轮轴载双轴双轮轴载三轴双轮轴载交通量号车辆名称组的个数总重组的个数总重组的个数总重组的个数总重 (kN) (kN) (kN) (kN) 1 标准轴载0 0 1 100 0 0 0 0 6 行驶方向分配系数.59 车道分配系数.85 轮迹横向分布系数.62 交通量年平均增长率 4.5 ％ 混凝土弯拉强度 4.5 MPa 混凝土弯拉模量29000 MPa 混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划Ⅳ
面层最大温度梯度86 ℃/m 接缝应力折减系数.89 基(垫)层类型----新建公路路基上修筑的基(垫)层 层位基（垫）层材料名称厚度(mm) 回弹模量(MPa) 1 级配碎砾石200 300 2 新建路基30 基层顶面当量回弹模量ET= 71.7 MPa 中间计算结果: ( 下列符号的意义请参看“程序使用说明”) HB= 170 r= .676 SPS= 2.11 SPR= 3.64 BX= .88 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.55 GSCR= 4.78 RE= 6.22 % HB= 177 r= .703 SPS= 1.99 SPR= 3.44 BX= .83 STM= 1.84 KT= .49 STR= .9 SCR= 4.34 GSCR= 4.56 RE= 1.33 % HB= 179 r= .711 SPS= 1.96 SPR= 3.38 BX= .83 STM= 1.86 KT= .49 STR= .91 SCR= 4.29 GSCR= 4.5 RE= 0 % 设计车道使用初期标准轴载日作用次数: 3 路面的设计基准期: 20 年 设计基准期内标准轴载累计作用次数: 21298 路面承受的交通等级:轻交通等级 基层顶面当量回弹模量: 71.7 MPa 混凝土面层设计厚度: 179 mm 通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下: --------------------------------------- 普通混凝土面层180 mm --------------------------------------- 级配碎砾石200 mm --------------------------------------- 新建路基
路面结构设计 新建广东惠州惠东至东莞常平高速公路（K16+000-K17+500），道路路基宽度为34.5米，全长1.5千米，结合近几年马惠州、东莞经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5800辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。一、交通量分析 交通组成及各车型汽车参数如表1： 表1 车型前轴重 （KN） 后轴重 （KN） 后轴数 后轴轮 组数 前轮轮 组数 交通量 黄河 JN150 49 101.6 1 双单1392 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双单2900 东风 EQ140 23.70 69.2 1 双单928 太拖拉 138 51.40 2?80 2 双单232 小汽车11.5 23 1 单单348 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准，当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN的各级轴载P i的作用次数N i按下式换算成标准轴载P的当量作用次数N的计算公式为： 35 .4 1 2 1 ∑= ? ? ? ? ? = k i i i P P N C C N 式中：N——标准轴载当量轴次数（次/d）； N i——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d）； P——标准轴载（kN）； P i——被换算车型的各级轴载（kN）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m，当其间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38。 当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N： 8 1 2 1 ∑= ? ? ? ? ? ' ' = k i i i P P N C C N 式中： 1 C'——轴数系数 2 C'——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。
新建路面结构厚度计算 公路等级 : 一级公路 新建路面的层数 : 5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24.9 (0.01mm) 路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 150 (mm) 层位结构层材料名称厚度 20℃平均抗压标准差 15℃平均抗压标准差 容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土40 1400 0 2000 0 .47 2 中粒式沥青混凝土60 1200 0 1800 0 .34 3 粗粒式沥青混凝土80 1000 0 1200 0 .27 4 水泥稳定碎石? 1500 0 3600 0 .25 5 石灰土250 550 0 1500 0 .1 6 新建路基 36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.9 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 26.3 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 23.4 (0.01mm) H( 4 )= 224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H( 4 )= 224 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 224 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求) H( 4 )= 274 mm σ( 5 )= .101 MPa H( 4 )= 324 mm σ( 5 )= .087 MPa
H( 4 )= 277 mm(第 5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 224 mm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: ---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 40 mm ---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 60 mm ---------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土 80 mm ---------------------------------------- 水泥稳定碎石 280 mm ---------------------------------------- 石灰土 250 mm ---------------------------------------- 新建路基
附录A 沥青路面结构厚度计算示例 A.1 基本资料 A.1.1路段所在地区基本资料 区，为双向四车道，拟采用沥青路面结构，进行施工图设计，某高速公路地处Ⅱ 2 沿线土质为中液限粘性土，填方路基高 1.8m，地下水位距路床 2.4m；年降雨量为620mm/年，最高气温35℃，最低气温-31℃，多年平均冻结指数为882℃?d，最大冻结指数为1225℃?d。 A.1.2土基回弹模量的确定 设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限粘质土，查表法可得土基回弹模量值为36MPa。 A.1.3 根据工程可行性研究报告可知路段所在地区近期交通量调查资料（表A.1.3） 表A.1.3近期交通组成与交通量 车型数量（辆/日） 三菱FR415 400 五十铃NPR595G 320 江淮HF140A 450 江淮HF150 460 东风KM340 560 东风SP9135B 368 五十铃EXR181L 530 A.1.4交通量资料 根据交通调查进行综合分析，预测其交通增长率前五年为8.0% 、之后五年为7.2%，最后五年为5.0%。累计轴次计算结果如表A.1.4所示，属于D级交通。 表A.1.4 轴载换算与累计轴载 换算方法弯沉及沥青层拉应力指标半刚性层拉应力指标设计年限内累计交通轴次2254万次1846万次 A.1.5初拟路面结构 拟定采用两种路面结构，分别为半刚性基层沥青路面与混合式基层沥青路面。根据结构层的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工机具的功能等因素，初步确定路面结构组合与各层厚度如下： 结构一:半刚性基层沥青路面 4cm细粒式沥青混凝土 + 6cm中粒式沥青混凝土 + 8cm粗粒式沥青混凝土 + 36cm水泥稳定碎石基层+ 二灰土底基层，以二灰土为设计层。 结构二:混合式基层沥青路面 4cm细粒式沥青混凝土 + 6cm中粒式沥青混凝土 + 10cmLSM（大粒径沥青碎石）+ 二灰稳定砂砾 + 20cm天然砂砾垫层，以二灰稳定砂砾为设计层。 A.2 路面材料配合比设计与设计参数的确定
公路各结构层回弹弯沉值设计规范和评定标准一、概述？ 《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97规定了路面顶层的设计弯沉计算公式和方法；在《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004中提出要求检测路面顶层和土质路基回弹弯沉；在《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000中则补充规定了路基、路面基层的相应回弹弯沉的计算检测标准。 1、《公路工程技术标准》（2003） 2、《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97 3、《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000 4、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 （一）弯沉的作用 公路工程回弹弯沉分为容许弯沉、设计弯沉和计算弯沉。 容许弯沉 容许弯沉是合格路面在正常使用期末不利季节，路面处于临界破坏壮态时出现的最大回弹弯沉，是从设计弯沉经过路面强度不断衰减的一个变化值。理论上是一个最低值。计算公式是 LR＝720N *AC*AS。 《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97 119页 设计弯沉 设计弯沉值即路面设计控制弯沉值;是路面竣工后第一年不利季节，路面在标准轴载作用下，所测得的最大回弹弯沉值，理论上是路
面使用周期中的最小弯沉值。是路面验收检测控制的指标之一。计算公式是 L d＝600N *AC*AS* Ab。 《公路沥青路面设计规范》JTJ 014-97 42页 计算弯沉值 计算弯沉值分检测计算弯沉值和理论计算弯沉值。 检测计算弯沉值： 通过对路基、路面和原有老路进行弯沉检测，并通过计算整理所得到的代表值。其作用主要是评定路基路面状况和作补强设计之用。理论计算弯沉值 路基，路面基层、底基层等各层在设计时均要求计算出其弯沉设计值，在完工检测时也要检测其值，以检验其强度是否满足要求。 二、路面设计弯沉值的计算 （一）路面顶面设计弯沉值 路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，是路面厚度计算的主要依据。路面设计弯沉值应根据公路等级、在设计年限内累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算: L d＝600N *AC*AS*Ab 式中： L d――路面设计弯沉值（）； N e――设计年限内一个车道上累计当量轴次； AC――公路等级系数，高速公路、一级公路为，二级公路为，三、四
v4 路面结构设计
4 路面结构设计 4.1路面类型及结构层组合 路面设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验。)在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜、合理取材、方便施工、利于养护、节约投资的原则，进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术较先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化的路面结构方案。 4.1.1路面类型的确定 目前，我国等级较高的公路一般采用沥青混凝土路面或水泥混凝土路面，两种路面类型各有优缺点，比较见表4.1 表4.1 路面类型比较表 比较项目沥青混凝土 路面 水泥混凝土 类型柔性刚性 接缝无有 噪音小大机械化施工容易较困难施工速度快慢 稳定性易老化水稳、热稳均 较好 养护维修方便困难
开放交通 快 慢 晴天反光情 况 无 稍大 强度 高 很高 行车舒适性 好 较好 由交通量的计算知本道路为中等交通，则路面要选择高等级路面。通过对两种不同类型路面的比较，另外结合当地材料来源及路面设计原则等各方面综合考虑，选用沥青混凝土路面类型。 4.1.2标准轴载及轴载换算 设计采用现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100KN ，p=0.7MPa ,δ=10.65cm ，设计使用年限为15年。 1)当以设计弯沉值为指标以及验算沥青层层底拉应力时 凡轴载大于25kN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴）Pi 的作用次数ni ，按式(6-1)换算成标准轴载P 的当量作用次数N ： 4.35 1,2,1 K i i i i i P N C C n P =?? = ? ??∑ (4-1) 式中：N ——标准轴载的当量轴次，次/d ； n i ——被换算车型的各级轴载作用次数，次/d ； P ——标准轴载，kN ； P i ——被换算车型各级（单根）轴载，kN ； C 1i ——被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m 时， 按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m ；当轴间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C 1i =1+1.2(m-1)； C 2i ——被换算轴载的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四 轮组为0.38。 2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时 凡轴载大于50kN 的各级轴载（包括车辆的前、后轴）P i 的作用次数n i ，按式4-2换算成标准轴载P 的当量作用次数N ：
沥青路面面层常见厚度 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
我国高速公路沥青面层的合理厚度应在12~18 cm（看交通量，实际采用的有很多更厚的，从工程实践的体会中了解到，16cm厚的面层仍感觉有点薄，18cm可能会较合适。）目前我国高速公路沥青面层的厚度差异很大，薄的仅10cm左右，厚的20cm左右，最厚达32cm。壳牌沥青路面设计方法在概括各国的观点和使用经验时指出，水泥底基层上沥青路面面层厚度取决于答应产生裂缝的程度，常变化在15～25c m之间。采用沥青路面时，二级公路采用的沥青混凝土层厚度应不小于7cm，三级公路采用的沥青混合料层厚度应不小于3cm，并应根据道路交通量的大小等因素进行合理沥青层厚度的选择。采用水泥砼路面时，二级公路板厚应不小于22cm，三级公路板厚一般不小于20cm，四级公路路面宽度为米时板厚不得小于16cm，路面宽度大于米时板厚不得小于18cm。 新建、改建（路面）的农村公路，路面基层应采用水泥稳定碎石、二灰碎石等半刚性材料，其厚度不应小于16cm。新建的农村公路路面底基层应采用水泥稳定粒料（土）、石灰粉煤灰稳定土、石灰稳定粒料（土）、石灰工业废渣、填隙碎石等或其它适宜的当地材料铺筑。 三级公路：基层：水稳砂砾，厚度20厘米；面层：沥青碎石+沥青混凝土，厚度10厘米。三级公路为10年沥青贯入式适用于二、三级公路，也可作为沥青混凝土面层的联结层。沥青表面处治：沥青表面处治可改善路面行车条件，承担行车磨耗及大气作用，延长路面使用年限。所铺筑的沥青路面，其厚度可大于3厘