16公路路面结构设计讲解

高速公路路面结构设计分析高速公路作为现代交通体系的重要组成部分，承载着大量的车流量和运输任务，其路面结构的设计至关重要。

本文通过对高速公路路面结构的分析，探讨其设计要点、材料选用、施工方法以及对路面性能的影响，以提供设计者和相关从业人员参考和借鉴。

一、设计要点高速公路路面结构的设计需要考虑以下要点：1. 荷载分析：根据道路的设计等级和所处地域的交通量、车型等因素，合理确定路面所要承受的荷载，并结合交通流特点和设计寿命等因素进行综合考虑。

2. 路基状况：路面结构的设计需要充分考虑路基状况，包括路床土质的稳定性、排水条件、地基承载力等，以确保路面结构能够稳定地承载和传递荷载。

3. 材料选用：根据设计要求和所处环境的特点，选用适合的路面材料，包括基层料、粘结层料和面层料等，以保证路面结构的强度、耐久性和舒适性。

4. 施工方法：选择合理的施工方法和工艺，确保路面结构能够按照设计要求进行施工，包括路面摊铺技术、压实方法和沥青混凝土浇筑工艺等。

二、路面结构组成高速公路路面结构通常由多层组成，主要包括以下几个部分：1. 路基：路基是路面结构的基础，一般采用土工合成材料作为加筋层，以提高路基的稳定性和承载能力。

2. 基层：基层是路面结构重要的承载层，通常采用水泥混凝土或沥青混凝土作为基层材料，具有较高的强度和稳定性。

3. 粘结层：粘结层用于将基层和面层连接起来，常采用沥青砂浆或沥青混凝土铺设，可提高结构层之间的粘结强度。

4. 面层：面层是路面结构的最表层，承受着车辆荷载和外界环境的影响，通常采用沥青混凝土或水泥混凝土作为面层材料，以提高路面的平整度、耐久性和舒适性。

三、材料选用针对高速公路路面结构的材料选用，应根据实际情况进行合理选择，主要包括以下几个方面：1. 路基材料：路基材料需要具有一定的强度和稳定性，通常采用砂土、黏土、碎石等作为基础填料，同时添加土工合成材料以提高路基的承载能力和变形性能。

2. 基层材料：基层材料需要具备较高的强度和稳定性，常见的选用为水泥混凝土或沥青混凝土，其选择需根据交通量、地理气候等因素进行综合考虑。

定魏工程AC-16I型沥青混合料目标配合比设计一、引言（一）问题的提出及研究意义随着我国的国民经济的高速发展，不管是高速还是普通公路对沥青混合料的要求都有很大的提高，所以对沥青混合料性能如何满足路面使用性能等都有很大的研究价值。

沥青混合料路面作为一种路面结构形式，以其行车舒适、噪声低、易于维护等优点，被广泛应用于公路建设中。

但是国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和早期损坏两大突出问题。

造成这种情况有各个方面的原因，其中很重要的一个原因就是沥青混合料的配合比设计不合理。

而作为面层，它是为行车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载作用和自然因素的影响，因此在沥青面层施工中非常重要的一个环节是搞好混合料的组成设计，要综合考虑其高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲劳性、及施工的难易程度等问题。

具体表现如下：（1）强度高，沥青混合料在路面中，直接承受车辆荷载的作用，因此应具有一定力学强度；（2）高温稳定性好，沥青混合料是种典型的流变材料，它的强度和劲度模量随温度的升高的降低，所以在夏季高温时，在重交通重复作用下，由于交通的渠化，在轮迹带逐渐形成变形下凹、两侧鼓起的所谓“车辙”，这是现代高等级沥青路面最常见的病害；（3）低温抗裂性好，沥青混合料不仅应具备高温稳定性，同时还要具有低温抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝；（4）耐久性好，沥青混合料在路面中，长期承受自然因素的作用，为保证路面具有较长的使用年限，必须具有较好的耐久性；（5）抗滑性好，即应具有良好的微观粗糙度和宏观粗糙度，以保证在路面潮湿时，车辆能高速安全行驶，并且在外界因素的作用下其抗滑能力不致很快降低；（6）施工和易性好，要保证室内配料在现场施工条件下顺利的实现，沥青混合料除了应具备前述的技术要求外，还应具备施工和易性。

[1]沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配矿料与石油沥青加温拌和而成的,其具有良好密实结构,强度稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力,沥青混凝土路面的沥青混合料按标准压实后的剩余空隙可分为两种,一种为剩余空隙率为3%~6%,为I型密实式沥青混凝土混合料,另一种剩余空隙率为4%~10%,为Ⅱ型半密实式沥青混凝土混合料。

1沥青路面设计1.1路面设计原则①路面设计应根据使用要求和气候、水文等自然条件，结合当地实际经验进行。

②在满足交通量和使用要求的前提下,应因地制宜,选择合理方案。

③结合当地实际，在路面设计方案中应用有效的新材料、新工艺、新技术。

④路面设计方案应注重环境保护和施工人员的健康安全。

⑤为提高路面工程质量，应进行机械化施工。

⑥高速公路和一级公路的路面不得分期修建。

1.2新建沥青路面设计1.2.1设计标准①由《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）可得，路面结构的目标可靠度和目标可靠指标不应低于表1.1的规定1.1目标可靠度和目标可靠指标公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路目标可靠度（%） 95 90 85 80 70目标可靠指标β 1.65 1.28 1.04 0.84 0.52②该公路为二级公路，根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的规定（如下表1.2所示）路面结构设计年限为12年。

1.2路面结构设计使用年限（年）公路等级 设计使用年限 公路等级 设计使用年限高速公路、一级公路 15 三级公路 10 二级公路 12 四级公路 8③采用下表1.3的参数，标准荷载为BZZ-100。

表1.3设计轴载的参数1设计轴载（KN） 轮胎接地压强（Mpa）单轮接地当量圆直径（mm）两轮中心距（mm）100 0.70 213.0 319.51.2.2交通荷载参数分析①根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）附录A.1车型分类。

②交通数据调查该项目交通量见表1.4，交通增长率为7.0%，方向系数取0.5，可靠度系数β取为1.04，根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）采用水平3的车道系数，根据表1.5取为1.0。

表1.4 交通组成交通组成 交通量（辆/日） 车型 交通组成 交通量（辆/日） 车型 小客车 739 小 跃进NJ131105 小66 中大客车 285 大 五十铃NPR595G北京BJ130 250 小 江淮196 中HF140A交通SH361 102 大 江淮HF150155 中太拖拉138 83 大 东风KM340189 中85 特大 金杯SY132 395 小 东风SP9135B46 特大 金杯SY450 345 小 五十铃EXR181L1.5 车道系数单向车道数 1 2 3 ≥4高速公路 - 0.70-0.85 0.45-0.60 0.40-0.50其他等级公路 1.00 0.50-0.75 0.50-0.75 - 各类车型技术参数见表1.6。

高速公路路面结构的结构优化设计在现代交通运输系统中，高速公路起到了连接城市和地区的重要作用，对于高速公路的路面结构设计具有重要的意义。

路面结构的优化设计可以提高道路的安全性、舒适性和经济性，有效减少事故发生率并提高行车效率。

本文将探讨高速公路路面结构的结构优化设计。

首先，高速公路路面结构的结构优化设计需要考虑到各种力的作用，如交通荷载、气候荷载和地基反力等。

交通荷载主要包括车辆的轴重和轴距，以及车辆运行速度对路面的作用力。

气候荷载主要包括温度变化对路面材料的影响，特别是在高寒地区和炎热地区。

地基反力主要是指路基和地基之间的相互作用力。

通过合理的力学分析，可以确定各种力的大小和方向，从而为路面结构的设计提供依据。

其次，高速公路路面结构的结构优化设计需要考虑到材料的选择和配合。

路面结构的主要材料包括沥青混凝土、水泥混凝土和碎石等。

不同的材料具有不同的特性和适用范围。

沥青混凝土具有良好的柔性和抗水性能，适合用于高速公路的路面层。

水泥混凝土具有较高的强度和耐久性，适合用于高速公路的路基和基层。

碎石材料可以起到填充和加强的作用，提高路面的稳定性和承载能力。

在材料的选择和配合上，需要综合考虑材料的成本、施工难度和环境影响等因素，使路面结构达到最佳的性能和经济效益。

第三，高速公路路面结构的结构优化设计需要考虑到路面的厚度和层次。

路面结构的厚度应根据所承受的荷载和地基条件等因素来确定，以保证路面的稳定性和耐久性。

通常情况下，高速公路的路面结构包括表层、中间层和基层三个层次，每个层次的厚度和材料应根据实际情况进行设计。

表层的作用是提供舒适的行车环境和良好的抗滑性能，中间层的作用是承载交通荷载和分散应力，基层的作用是分散地基反力和提供均匀的支撑。

最后，高速公路路面结构的结构优化设计需要考虑到施工和维护的容易性。

在设计过程中，应尽量减少施工难度和维护成本，提高施工效率和维护质量。

对于施工而言，要考虑材料的供应和配送、施工工艺和设备，使施工过程能够顺利进行。

公路路面结构识图及施工规范一、路面的基本结构路基和路面是公路的主要工程结构物。

路基是在天然地表面按照路线的设计线性（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或填筑而成的岩土结构物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。

路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物。

路床：路面结构层底面以下0.8 m范围内的路基部分称为路床。

路床分为上路床（0～0.3 m）和下路床（0.3～0.8 m）两层。

上路堤：路面结构层底面以下0.8～1.5 m的填方部分称为上路堤。

下路堤：上路堤以下的填方部分称为下路堤。

高速公路、一级公路的路基宽度一般是由车道、中间带和路肩组成的，如图1-1所示。

二、三、四级公路的路基宽度一般是由车道和路肩组成的，如图1-2所示。

【施工规范】高速、一级公路石灰应不低于Ⅱ级，二级公路石灰应不低于Ⅲ级，二级以下公路宜不低于Ⅲ级。

高速、一级公路的基层，宜采用磨细消石灰。

二级以下公路使用等外石灰时，有效氧化钙含量应在20%以上，且混合料强度应满足要求。

一、具有足够的承载力行驶在公路上的汽车，通过车轮把垂直力、水平力以及汽车产生的振动力和冲击力传给路面，使路面结构内部产生应力、应变和位移。

如果路基和路面结构整体或某一组成部分的强度或抵抗变形的能力不足，路面就会出现断裂、沉陷、波浪或车辙等病害，影响路基、路面的正常使用。

【施工规范】高速、一级公路极重、特重交通荷载等级基层的4.75 mm以上粗集料应采用单一粒径的规格料。

在路基和路面交工验收时，一般情况下，柔性材料（如级配碎石、沥青混凝土）用弯沉表示承载力，刚性材料（如水泥混凝土）、半刚性材料（如无机结合料稳定材料）用强度表示承载力。

【施工规范】混合料摊铺应保证足够的厚度，碾压成型后每层摊铺厚度宜不小于160㎜，最大厚度宜不大于200㎜。

施工过程的压实度检测，应以每天现场取样的击实结果确定的最大干密度为标准，每天取样的击实试验应符合下列规定：A击实试验应不少于3次平行试验，且相互之间的最大干密度差值应不大于0.02g/cm3；否则，应重新试验，并取平均值作为当天压实度的检测标准。

5.道路路面结构组合设计实例讲解5.1路面结构层的组成路面结构层应适应行车荷载和自然因素对道路结构层的影响随深度的增加而逐渐减弱的规律，结构层材料的强度、抗变形能力和稳定性也随深度的增加而逐渐减弱。

路面结构层适应施工要求，分层铺筑而成，分成三个层次面层、基层、垫层。

路面各结构层的组合要遵循的原则：1、按强度组合，各结构层强度自上而下递减（抗变形能力、稳定性也递减）；2、采取技术措施加强各结构层面的结合，提高路面的整体性，防止产生层间滑移，具有稳定性、连续性、整体性；3、层数、层厚应适当。

面层是直接承受行车荷载反复作用，并将荷载传递到基层的路面结构层。

沥青路面可分两层或三层铺筑，上面层、中面层、下面层。

水泥混凝土路面也可分成上下两层铺筑，。

但是砂石路面上铺筑的磨耗层、保护层、简易沥青表面处治，不应作为一个独立的层次，应为面层的组成部分。

修筑面层的材料：水泥混凝土、沥青混合料、碎石混合料、整齐或半整齐块石、水泥混凝土嵌锁式块料。

柔性结构层主要包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层、块石面层组成的路面结构。

刚性结构层主要指水泥混凝土面层或基层的路面结构。

半刚性结构层用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层。

基层在面层之下，与面层共同把行车荷载传递到底基层、垫层和土基，起承重作用的结构层次。

基层应具有足够的强度、刚度、水稳性、抗冻性、抗冲刷、收缩性小、良好的平整度和与面层结合性好。

石灰、水泥或沥青稳定土、贫水泥混凝土、天然砂砾、各种碎石、砾石、块石、圆石，各种工业废渣（煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等）和土、砂、石组成的混合料。

垫层设置在底基层与土基之间的结构层，具有排水、隔水、防冻、防污的作用，还起到扩散行车荷载应力和变形作用，改善土基的温度和湿度状况。

垫层使用的材料，砂石、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类用水泥或石灰稳定土修筑的稳定类垫层。

路面构造设计阐明一、采用技术原则和计算根据➢路面类型：沥青混凝土路面；➢路面设计原则轴载：BZZ-100；➢路面构造设计年限：；➢路面抗滑原则：交工检测指标值：横向力系数SFC60≥54：构造深度TD≥0.55mm;石料磨光值PSV≥42。

二、路面构造形式(一)路面设计参数道路建成后将成为沿线厂区货运车辆进出重要道路，同步该道路也是园区开发建设施工通道，结合实际状况，对路面构造按照重交通偏下水平进行设计，依照道路勘察资料及有关规范，路基顶部回弹模量取值E0＝30MPa。

一种车道原则轴载合计作用次数:12*106 次设计路面弯沉值:Ls= 21.5（0.01mm)（二）路面构造形式上面层：5cm 厚AC-16C型SBS改性沥青混凝土；下面层：9cm厚AC－25C型粗粒式沥青混凝土；下封层：0.8cm厚ES-3型稀浆封层；上基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.5 MPa）；下基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥3.0 MPa）；底基层：18cm厚水泥稳定级配碎石（抗压强度≥2.5MPa）；垫层：15cm厚天然砂砾（抗压强度≥2.0MPa）；路基顶面回弹模量E0=30MPa三、沥青混凝土材料及技术规定阐明（一）材料规定1.上面层用沥青：上面层沥青混凝土采用SBS I-D型成品改性沥青，制造改性沥青基质沥青应与改性剂有良好配伍性，其质量须符合A 级道路石油沥青技术规定。

供应商在提供改性沥青质量报告时应提供基质沥青质量检查报告和沥青样品。

且其各项性能指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-）表4.6.2规定期，方可使用，其性能指标规定见下表：2．下面层用沥青：路面下面层沥青混凝土选用A级道路石油沥青70号，其应满足《公路沥青路面施工技术规范》表4.2.1-2气候分区1-4规定，如下表：道路石油沥青技术规定3．粗集料：粗集料必要使用坚韧、粗糙、有棱角优质石料，上面层石料宜采用本地产辉绿岩。

高速公路路面结构性能分析与设计高速公路是现代交通中非常重要的一部分，而路面结构又是高速公路的基础。

路面结构是指路面表层及以下的各层结构，通过各种不同的结构、厚度和材料组合，以达到吸收道路承载力、减少反弹、保持车辆直线稳定、防止车辆打滑等功能。

在高速公路的设计中，路面结构性能分析和设计起着至关重要的作用。

首先，我们需要了解高速公路路面的结构组成及其各层之间的关系。

高速公路路面主要分为四层，分别是路面表层、基层、底基层和路基。

其中，路面表层是用来承受车辆荷载的最上层，主要由沥青混合料或水泥混凝土制成。

基层位于路面表层下方，主要是为了分散车辆荷载，防止路面沉降。

底基层和路基是为了承载路面荷载，分散荷载并将其传递到基层和路基，从而避免浮起、裂缝等问题的发生。

其次，我们需要了解路面结构的设计原则。

路面结构的设计要考虑道路使用年限和交通流量等因素，以确保道路的耐久性和安全性。

设计中需要选用适当的结构厚度、材料强度和材料类型，达到承载能力、耐久性、抗侵蚀性和车辆通行的舒适性。

在实际操作中，我们需要进行路面结构性能分析，以确保各层结构合理、耐久性好、安全可靠。

路面承载能力是路面性能分析的主要指标之一，通常通过静载试验、动载试验和反射裂缝试验等来测试。

静载试验一般采用静压板试验，即在路面表层铺设规定厚度的沙袋或特制的金属板，然后施加荷载。

利用压力传感器和位移传感器原理来检测路面表层承载能力。

动载试验一般采用重锤冲击原理，通过耐久性评价和路面变形的检测来测试路面承载能力。

反射裂缝试验主要通过路面裂缝的形成、变化和修复时间，来反映路面强度和变形性能。

路面结构性能分析和设计是高速公路设计的重中之重。

合理的路面结构设计能够确保高速公路的安全性和耐久性，也能够提升车辆的通行舒适度。

同时，路面结构性能的分析评价也为道路维护保养提供了依据，降低了维护成本。

因此，在高速公路的建设过程中，注重路面结构设计和性能分析是非常必要的，既能保证道路质量，又能满足人们日益增长的出行需求。

路面结构形式有如下几种：
1主线抬高路段新建路面，如图1(干湿类型为干燥)和图2（干湿类型为中湿）：
5cm细粒式改性沥青混凝土（GAC-16C）
6cm中粒式改性沥青混凝土（GAC-20C）
8cm粗粒式改性沥青混凝土（GAC-25C）
下封层
16cm水泥稳定碎石
20cm水泥稳定碎石
图1 主线抬高路段新建路面结构形式
5cm细粒式改性沥青混凝土（GAC-16C）
6cm中粒式改性沥青混凝土（GAC-20C）
8cm粗粒式改性沥青混凝土（GAC-25C）
下封层
16cm水泥稳定碎石
20cm水泥稳定碎石
20cm未筛分碎石
图2主线抬高路段新建路面结构形式
2扩建路面结构图
h厚加铺层
26㎝水泥混凝土
20㎝水泥稳定级配碎石
20㎝低剂量水泥稳定级配碎石
未筛分碎石
图3 扩建路段路面结构形式
h厚加铺层
26㎝水泥混凝土
20㎝水泥稳定级配碎石
未筛分碎石
图4 扩建路段路面结构形式
h厚加铺层
26㎝水泥混凝土
20㎝水泥稳定级配碎石20㎝低剂量水泥稳定级配碎石
未筛分碎石
图5扩建路段路面结构形式。