-----------------------------------------------
表面层细粒式沥青混凝土（AC-13） 3 cm
-----------------------------------------------
中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm
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下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm
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基层水泥稳定碎石 22 cm
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底基层水泥稳定砂砾 25 cm
2.2.2路基为潮湿类型（为27.93Mpa）
推荐方案：路面结构面层分三层，表面层采用沥青玛蹄脂碎石，中面层和下面层采用沥
青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥稳定粒料，垫层采用碎石，厚度取20mm。
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表面层沥青玛蹄脂碎石（SMA） 3 cm
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中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm
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下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm
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基层水泥稳定碎石 22 cm
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底基层水泥稳定砂砾 25 cm
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垫层碎石 20 cm
备选方案：路面结构面层分三层，均采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层
采用水泥稳定粒料，垫层采用碎石，厚度取20mm。
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表面层细粒式沥青混凝土（AC-13） 3 cm
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中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm
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下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm
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基层水泥稳定碎石 22 cm
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底基层水泥稳定砂砾 25 cm
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垫层碎石 20 cm
第六章路面结构层 一、填空题 1 ．常用的稳定土路面有 _____ ， _____ 和工业废渣稳定土。 2 ．石灰质量主要是由石灰中的 _____ 和 _____ 的含量决定的。 3 ．在石灰土中，石灰等级要求在 _____ 以上，储藏时间不得超过 _____ 。 4 ．石灰土中石灰的剂量一般指 _____ 和 _____ 的百分比。 5 ．石灰土强度随时间而变化，初期强度 _____ ，后期强度 _____ 。 6 ．石灰稳定工业废渣路面可分为 _____ 和 _____ 两大类。 7 ．泥结碎石路面的主要缺点是 _____ ，它不适用于 _____ 路段。 8 ．级配砾 ( 碎 ) 石路面混合料配合比设计原则应符合 _____ ，并严格控制小于 0 ． 5 的细料含量及 _____ 。 9 ．碎 ( 砾 ) 石路面结构作为面层时，通常应增设 _____ 层和 _____ 层，以保护路面。 10 ．沥青路面按矿料组成不同，可分为 _____ 和 _____ 两大类。 11 ．密实类沥青路面的强度主要由 _____ 构成，其次由 _____ 构成。 12 ．嵌挤类沥青路面的强度构成是以 _____ 为主，而以 _____ 为辅。 13 ．沥青表面处治的施工方法有 _____ 和 _____ 两类。 14 ．沥青碎石路面的强度按 _____ 原则形成，故具有较高的一 _____ 性。 15 ．贯人式路面施工时，对主层料的辗压要避免矿料过于被 _____ 而影响。 16 ．沥青碎石的主要缺点是 _____ 和 _____ 。 17 ．水泥混凝土路面的破坏，主要可归纳为 _____ 和 _____ 两大类。 18 ．混凝土路面湿治养生的主要目的是为了防止混凝土中水分蒸发 _____ 而产生 _____ ，以保证水泥混凝土硬化过程顺利进行。 二、选择题 1 ．（）是按面层的使用品质、材料组成及结构强度来划分的。
路面结构组合设计 1.1设计说明 1.1.1工程概况 （1）工程所在地：湖南省境内 （2）公路自然区划：区，由地下水位资料可知该路基为潮湿状态； （3）公路等级：一级公路（双向四车道、设中央分隔带）； （4）路线总长度：1223.061m。 1.1.2设计内容 沥青混凝土路面 （1）拟定路面结构组合方案，进行方案比较。 （2）进行轴载换算（手算和程序计算），确定路面设计弯沉值。 （3）确定路基路面结构层设计参数。 （4）各结构层材料组成设计。 1.1.3设计成果 （1）设计说明书； （2）沥青路面结构设计图。 1.2 主要技术经济指标 1.2.1交通组成 经调查预测，本路竣工后第一年双向平均日交通量下表（辆/d）
预测交通组成表表2 备注：依据规范，轴重小于25KN的车辆不计入计算； 使用期内交通量平均增长率为4.7%，沥青混凝土路面设计使用年限15年。 2. 沥青混凝土路面结构设计 2.1轴载换算 路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，小客车不考虑轴载。 2.1.1 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，昼夜交通量（辆/日）为双向车道年平均日通行车辆数。 ①轴载换算 轴载换算采用如下的计算公式： 式中：轴数系数 轮组系数 其中： 计算结果如下表（表3）所示：
轴载换算结果表 表3 注：轴载小于25KN 不计 ②累计当量轴次 根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限15年，四车道的车道系数取0.45。 累计当量轴次： 式中：第一年双向日平均当量轴次（次/日） 设计年限内交通量的平均增长率（%） 设计车道的车轮轮迹横向分布系数 2.1.2 验算半刚性基层底拉应力中的累计当量轴次
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：
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
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 ：
沥青路面结构组合设计 路面结构图 沥青面层 沥青面层可为单层、双层或三层。高速公路和一级公路采用三层式结构（表面层、中面层和下面层），二级及以下公路采用双层式结构（表面层、下面层）。 表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久等功能。表面层是直接承受车辆荷载和自然因素影响的结构层，因此，它首先应具有良好的抗滑性能和平整度，保证行车安全舒适，其次要密实不透水，保证路面结构在各种气候下具有稳定的使用功能。同时，表面层直接接受太阳辐射，受大气环境的影响最显著，要求面层具有高温抗车辙和低温抗开裂的能力。表面层通常采用粗型细粒式或中粒式沥青混凝土：AC-10C、AC-13C和AC-16C，AC-13C和AC-16C这两种使用最多。 中、下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实和不透水的性能。中面层通常选用粗型中粒式沥青混凝土AC-20C，下面层通常选用粗型中粒式或粗粒式沥青混凝土：AC-20C和AC-25C。 沥青面层在路面结构中的价格较高，一般情况下对沥青面层厚度应有所控制，但是也不能过薄。各沥青层的厚度应与混合料公称最大粒径相匹配，沥青混合料的一层压实最小厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5-3倍。
沥青混合料的压实最小厚度与适宜厚度 此外，在各沥青层中必须至少有一层为密级配沥青混合料。 基层、底基层 沥青路面结构中沥青面层主要起功能性作用，而非承重层。承担承重层作用的主
要是基层。基层应具有稳定、耐久、较高的承载能力。 由于底基层是次要承重层，因此对材料质量要求较低，可更广泛地选择当地材料，以节约造价。 沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为柔性基层（沥青稳定碎石或无结合料级配碎石）、半刚性基层（无机结合料稳定土）和刚性基层（低强度等级混凝土）3种。 半刚性基层、底基层主要包括水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰（二灰）稳定类。半刚性基层的板体性较好、整体强度高，可以大大提高沥青路面结构的整体刚度。半刚性基层的主要缺点是收缩开裂和不能很快排水。 半刚性基层收缩开裂会引起反射裂缝； 半刚性基层强度很高，致使半刚性基层本身非常致密，几乎成为完全不透水的层次。从面层下渗的水只能积存在面层与基层之间，在车轮荷载的反复作用下，基层表面逐步破坏，成为灰浆，并通过面层的裂缝挤到路面上来，这就是通常所说的“唧浆”，成为沥青面层水损坏的重要原因。 垫层 垫层是设置在底基层和土基之间的结构层，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化而造成的不良影响。另一方面的功能是将基层传下的车辆荷载加以扩散，以减小土基顶面的应力和变形。同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。 故垫层常铺设在土基水温状况不良地段。在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层；在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。 修筑垫层的材料强度要求不一定高，但水稳定性和隔温性能要好。常用的垫层材料分为两类，一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。 各级公路的排水垫层应与边缘的排水系统相连接，垫层应铺筑到路基边缘或与边
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。
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
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
路面结构设计及计算 7.1 轴载分析 路面设计以双轴组单轴载100KN 作为标准轴载 a.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：35 .421? ? ? ??=P P N C C N i i （7.1） 式中： N —标准轴载当量轴次，次/日 i n —被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日 P —标准轴载，KN i p —被换算车辆的各级轴载，KN K —被换算车辆的类型数 1c —轴载系数，)1(2.111-+=m c ，m 是轴数。当轴间距离大于3m 时，按单独的一个轴载计算；当轴间距离小于3m 时，应考虑轴数系数。 2c ：轮组系数，单轮组为6.4,双轮组为1，四轮组为0.38。 轴载换算结果如表所示： 表7.2 轴载换算结果表
注：轴载小于25KN 的轴载作用不计。 （2）累计当量轴数计算 根据设计规，一级公路沥青路面的设计年限为15年，四车道的车道系数η取0.40，γ =4.2 %，累计当量轴次： ][γ η γ13651)1(N N t e ??-+= [] 次）（.5484490042 .040 .0327.184********.0115 =???-+= (7.2) 验算半刚性基层层底拉应力的累计当量轴次 b.轴载换算 验算半刚性基底层底拉应力公式为 8 1 ' 2' 1' ) (∑==k i i i P p n c c N (7.3) 式中：'1c 为轴数系数，)1(21' 1-+=m c '2c 为轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1，四轮组为0.09。 计算结果如下表所示：
常用的路面结构组合示例 1．美国AASHTO 2002年推荐路面结构组合 在2002年版设计指南的建议中推荐了四种基本的沥青路面结构组合： （1）传统的无结合料粒料基层路面 在对路基进行处理或不处理的情况下使用，适合任何交通量道路条件。该类结构组合根据路基土承载能力（等效回弹模量M r）及粒料层所用材料情况，又可分为以下2种： 1）沥青层＋级配碎石基层＋级配碎石底基层； 2）沥青层＋级配碎石基层＋未筛分砾石材料底基层。 当等效回弹模量M r＞62MPa时，无需进行路基土处治；M r＜62MPa时，一般需要进行路基土处治，处治深度15.2~30.5cm。 （2）全厚式沥青路面 全厚式沥青路面适合于路基土M r大于62 MPa的任何交通量的道路。 （3）沥青稳定碎石基层（ATB） 在对路基进行处理或不处理的情况下使用，适合于任何交通量的道路。根据路基土M r情况及使用粒料层材料情况，又细分为以下4种： 1）沥青层＋厂拌沥青碎石＋未筛分砾石材料底基层； 2）沥青层＋厂拌沥青碎石＋级配碎石底基层＋未筛分砾石材料底基层； 3）沥青层＋路拌沥青碎石十未筛分砾石材料底基层； 4）沥青层＋路拌沥青碎石＋级配碎石底基层＋未筛分砾石材料底基层； 以上结构根据路基土承载能力情况确定是否进行路基土处理。M r＞62MPa时，无需进行路基土处治；M r < 62MPa时，可以进行路基土处治，也可以不进行处治。因此，实际上沥青稳定碎石基层路面有8种类型。 （4）水泥稳定碎石基层 根据水稳基层下卧粒料底基层或者是否处治路基土又分为以下3种情况： 1）沥青面层＋水稳基层＋未筛分砾石材料底基层，无须处治路基土； 2）沥青面层＋水稳基层＋级配碎石底基层，无须处治路基土； 3）沥青面层＋水稳基层＋处治路基土（M r>62MPa，无需进行路基土处治）。
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
）公路自然区划：区，由地下水位资料可知该路基为潮湿状态；
式中：轴数系数 轮组系数其中：
式中：第一年双向日平均当量轴次（次/日） 设计年限内交通量的平均增长率（%） 设计车道的车轮轮迹横向分布系数
式中同上式中的 2.1.3交通等级确定 由上面的计算得到设计年限内一个行车道的累计标准轴次为400-600万次，查规范可
设计弯沉 ——公路等级系数，一级公路为——面层类型系数，沥青混凝土面层 2.2方案初拟 路基为干燥和中湿类型（为
----------------------------------------------- 表面层细粒式沥青混凝土（AC-13） 3 cm ----------------------------------------------- 中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm ----------------------------------------------- 下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm ----------------------------------------------- 基层水泥稳定碎石 22 cm ----------------------------------------------- 底基层水泥稳定砂砾 25 cm 2.2.2路基为潮湿类型（为27.93Mpa） 推荐方案：路面结构面层分三层，表面层采用沥青玛蹄脂碎石，中面层和下面层采用沥 青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层采用水泥稳定粒料，垫层采用碎石，厚度取20mm。 ----------------------------------------------- 表面层沥青玛蹄脂碎石（SMA） 3 cm ----------------------------------------------- 中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm ----------------------------------------------- 下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm ----------------------------------------------- 基层水泥稳定碎石 22 cm ----------------------------------------------- 底基层水泥稳定砂砾 25 cm ------------------------------------------------------ 垫层碎石 20 cm 备选方案：路面结构面层分三层，均采用沥青混凝土，基层采用水泥稳定碎石，底基层 采用水泥稳定粒料，垫层采用碎石，厚度取20mm。 ----------------------------------------------- 表面层细粒式沥青混凝土（AC-13） 3 cm ----------------------------------------------- 中面层中粒式沥青混凝土 (AC-25) 4 cm ----------------------------------------------- 下面层粗粒式沥青混凝土 (AC-30) 6 cm ----------------------------------------------- 基层水泥稳定碎石 22 cm ----------------------------------------------- 底基层水泥稳定砂砾 25 cm ------------------------------------------------------ 垫层碎石 20 cm
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
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 ：
公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距 (m ) 交通量 小客车 1800 解放CA10B 19.40 60.85 1 双 一 300 黄河JN150 49.00 101.60 1 双 一 540 交通SH361 60.00 2 X110.00 2 双 130.0 120 太脱拉138 51.40 2 X80.00 2 双 132.0 150 吉尔130 25.75 59.50 1 双 一 240 尼桑CK10G 39.25 76.00 1 双 一 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： 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数 R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴 一双轮组轴型i 级轴载的总重 KN ； 车型 P i 6 N i EM (書厂 解放CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河JN150 前轴 49.00 2.22咒10 3 咒 49亠43 540 2.484 U00丿 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 —轴一轮型系数，单轴一双轮组时， 3 0.43 6=1 ；单轴一单轮时，按式°i =222 °° R 计 算；双轴一双轮组时，按式 , _5 -0 22 「=1.07 10 R . ； 三轴一双轮组时，按式 r 8 0 22 5=2.24汉10 R 计算
交通SH361 前轴 60.00 2.22 "03 汉 60亠3 120 12.923 后轴 2"10.00 1.07如0上汉220』22 120 118.031 太脱拉138 前轴 51.40 2.22"03 x 51.40^43 150 1.453 后轴 2 汇 80.00 1.07x10*x160』22 150 0.969 吉尔130 后轴 59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G 后轴 76.00 1 1800 2.230 n N =Z i=4 M (旦)16 P 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 是 0.17~0.22 取 0.2， g r =0.08，贝V 二 N s （1 gj -1丨 365 834.389 （1 O.O8）30 -1】 g r 0.08 4 4 量在100 10 ~ 2000 10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446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 E s ,E tc 查表的土基回弹模量 E 0 =35.0MP a ，水泥碎石E^1500MP a ，石灰土 E^550MP a cm =5.0MP a E c =3.1O04MP a 365 0.2 =690012562其交通 N e 水泥混凝土 24cm E 二 一 X ..C M- 水泥碎石20cm E ：=_503MPa 石灰土 20cm E=553V P Q E x _ h 12E 1 h f E 2 0.202 1500 0.202 550 D x h ； h ； 0.202 0.202 _ E/13 Ehl .(h 1 h 2)2( 1 -12 12 4 ( = 1025MP a + E 1h 1 E 2h 2 3 1500 0.2 12 3 .550 0.2 12 2 .(0.2 0.2) 4 1 1500 0.2 1 550 0.2 设计弯拉强度： 结构层如下： 按式（B.1.5）计算基层顶面当量回弹模量如下