【精品工程资源】高速公路沥青路面设计实例

沥青混合料配合比设计案例【题目】试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料。

【原始资料】1．道路等级：高速公路。

2．路面类型：沥青混凝土。

3．结构层位：三层式沥青混凝土的上面层.4．气候条件：最低月平均气温为-8˚C。

5．沥青材料：可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90，经检测技术性能均符合要求。

6．碎石：石灰石轧制碎石，洛杉矶磨耗率12％，粘附性（水煮法）5级，表现密度2700kg/m3。

7．石屑：洁净，表观密度2650 kg/m3。

8．矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，表观密度2580 kg/m3。

【步骤】1．矿料配合比设计（1）确定沥青混合料类型因为道路等级为高速公路、路面类型为沥青混凝土，路面结构为三层式沥青混凝土上面层,为使上面层具有较好的抗滑性．按表选用细粒式I型（AC-13I）沥青混凝土混合料。

（2）确定矿料级配范围按表6－3（3）矿料配合比计算①将规定的矿质混合料级配范围中值换算成分计筛余中值计算结果列于上表第6~8栏②计算碎石在矿质混合料中用量X = aM（4.75）/ aA（4.75）×100%= 21.0 / 49.9 ×100%=42.1%③计算矿粉在矿质混合料中用量Z = aM(＜0.075）/ aC(＜0.075）×100%= 6.0 /85.3 ×100%=7.0%④计算石屑在混合料中用量Y=100-（X+Z ）=100-（42.1+7.0）=50.9% ⑤校核：结果列入下表，该合成配合比符合要求2、确定最佳沥青用量通过马歇尔稳定度试验，初步确定沥青最佳用量；然后进行水稳性和动稳定度试验校核调整 ①制备试样：当地气候条件最低月平均温度为-8˚C ，属于温区，采用AH-70沥青。

根据表6－3所列的沥青用量范围，AC-13Ⅰ的沥青用量为4.5%～6.5%。

按实践经验，选取沥青用量5.0%～7.0%、0.5%间隔变化，制备5组试件②测定物理指标⏹ 表观密度ρs ⏹ 理论密度ρt⏹ 空隙率VV=（1-ρs/ρt ）×100% ⏹ 沥青体积百分率 V A⏹ 矿料间隙率VMA=VV+V A⏹ 沥青饱和度VFA= V A /VMA ×100%③测定力学指标马歇尔试验测定结果汇总如表并在表中列出现行规范要求的高速公路AC-13Ⅰ型沥青④马歇尔试验结果分析—OAC绘制沥青用量与物理—力学指标关系图表观密度空隙率饱和度稳定度流值⏹ 根据密度、稳定度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1由图可见：表观密度最大值的沥青用量a 1=6.20%；稳定度最大值的沥青用量a 2=6.20%；空隙率范围的中值的沥青用量a 3=5.60%，计算 OAC1=（a1+a2+a3）/3=6.0%⏹ 根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2各项指标都符合沥青混合料技术指标要求的沥青用量范围OACmin ～OACmax=5.30%～6.45%OAC2=（OACmin+OACmax ）/2=5.9%⏹ 根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC 检查按OAC1求取的各项指标值是否符合技术标准同时检验VMA 是否符合要求，如能符合时⏹ OAC= (OAC1+OAC2)/2=6.0%根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量 i. 对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路： OAC2～OACmin 范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5% ii. 对寒区道路以及一般道路OAC2～OACmax 范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%由于当地属于温区，并考虑高速公路为渠化交通，要防止出现车辙，选择在中限值OAC2与下限值OACmin 之间选取一个最佳用量OAC’=5.6%⑤水稳定性检验 采用沥青用量为6.0%和5.6%制备马歇尔试件，测定标准马歇尔稳定度及浸水48h 后马歇尔稳定度，试验结果列于表，浸水残留稳定度均大于75%，符合标准要求。

路基路面课程设计（沥青路面设计）范例1.1 道路等级确定根据调查资料，基年交通量组成如下：表3.1 基年交通量组成由于路线为县级公路，因此道路等级为一级公路以下，则由预测年限规定：具有集散功能的一级公路及二、三级公路的规划交通量应按15年预测，则由公式：Nd =N(1+8%)n-1 (式1-1)其中：Nd—规划年交通量（辆/日）N—基年平均日交通量（辆/日）—年平均增长率（%）n—预测年限（年）即：规划年交通量为:Nd=[(150+80+100+120）×1.5+150×2.0+（120+110）×3.0]×(1+8%)15-1 =[345+150+300+180+360+330] ×(1+8%)15-1=4890辆/日由《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）（以下简称《标准》），双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆，综合考虑选定道路等级为三级。

1.2 结构设计6.2.1轴载分析路面设计以双轮组单轴轴载100kN为标准轴载。

6.2.1.2.1轴载换算(基本参数见表6.1)轴载换算公式如下：N=35.4iik1i21ppNCC⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑=（式6-1）式中：N—标准轴载的当量轴次，（次/日）；Ni—被换算车辆的各级轴载，（KN）；P—标准轴载，（KN）；Pi—被换算车辆的各级轴载，（KN）；K—被换算车型的轴载级别；C 1—轴载系数，C1=1+1.2×(m-1)，m是轴数。

当轴间距大于3m时，按单独的一个轴载计算，当轴轴间距小于3m时，应考虑轴数系数；C2—轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。

表6-1 标准轴载计算参数表6-2 预测交通量组成6.2.1.2.2累计当量轴次根据设计“规范”三级沥青混凝土设计年限取8年，双车道系数为0.6—0.7，本设计取0.7。

N e =[(1)1]365t r N rη+-⨯⋅⋅ （6-2） 式中：N e —设计年限内一个车道沿一个方向通过的累计标准当量轴次（次）；t —设计年限（年）；N 1—路面营运第一年双向日平均当量轴次（次/日）；r —设计年限内交通量平均增长率(%)；η—与车道有关的车辆横向分布系数，简称车道系数。

沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程（1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。

（2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。

（3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。

（4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。

如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

（5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。

（6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。

需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。

有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。

二、计算示例（一）基本资料1.自然地理条件新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。

2.土基回弹模量的确定该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。

3.预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％.（二）根据交通量计算累计标准轴次Ne ，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。

解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。

路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示，根据《沥青路面设计规范》规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即除桑塔纳2000外均应进行换算。

一级公路沥青路面结构设计计算实例一级公路是国家重点建设的高速公路，需要经过严格的设计计算才能确保路面的质量和安全。

下面是一级公路沥青路面结构设计的一个实例，包括路基设计、沥青路面厚度计算以及路面结构层的设计。

1.路基设计：路基是公路的基础层，承受着交通荷载的传递和分布。

路基设计主要考虑的因素包括：土质和胀缩性，交通量和荷载频率，基床沉降和变形，以及排水和防渗等。

在这个实例中，我们以典型的路基设计参数为例进行计算。

根据实际情况，我们假设路基的土质为砂土，没有明显的胀缩性。

交通量为每天6000辆，荷载频率为20，基床沉降和变形可容许值为30mm，路基的排水和防渗设计要求满足A2级。

计算方法：首先，计算基床厚度：H_base = 0.05 * N * P * f (单位：m)其中，N为每天通过的车辆数，P为荷载频率，f为修正系数，根据表1查得当P=20时，f=1.0。

带入数据，我们得到基床厚度 H_base = 0.05 * 6000 * 20 * 1.0 = 600mm。

然后，计算沥青路面的修正系数 k ：k = H_base / (H_base + H) ，其中，H为沥青路面厚度。

根据实际情况和设计要求，可以选择不同宽度的沥青路面厚度。

2.沥青路面厚度计算：在这个实例中，我们选择沥青路面的宽度为6m，根据设计要求，计算沥青路面的厚度。

计算方法：首先，计算水平交通荷载分布系数：Z=1.28+0.03W+0.003W^2，其中，W为车道的有效宽度。

带入数据，我们得到Z=1.28+0.03*6+0.003*6^2=1.67然后，计算沥青路面最小厚度：H_min = (P * Z) / k ，其中，P为荷载频率。

带入数据，我们得到H_min = (20 * 1.67) / (0.6) ≈ 55.7mm。

最后，根据设计要求，选择适当的沥青路面厚度为70mm。

3.路面结构层设计：路面结构层是由多层不同材料组成的，可以有效地承受交通荷载并分散载荷。

沥青混合料配合比设计工程实例以下是一个沥青混合料配合比设计的工程实例：背景描述：市高速公路项目新建工程，要求铺设一层AC-13级沥青混合料，以确保道路的耐久性和平稳性。

该项目环境温度变化较大，夏季最高温度可达40℃，冬季最低温度可达-20℃，经常有大型货运车辆经过，因此需要考虑较高的路面抗剪强度和稳定性。

步骤一：确定级配要求根据工程要求和规范，确定AC-13级沥青混合料的级配要求，一般采用骨料级配为0～4.75mm，要求通过筛网9～16%、保留通过率85～99%。

同时根据实际工程使用条件，定出极端施工条件下沥青混合料的最低有效馏分含量为4.5%。

步骤二：骨料选择根据该地区可供选择的骨料种类和性能，结合项目的要求，在骨料性能和经济成本之间权衡考虑，最终选择使用优质石灰石骨料和石粉作为骨料。

步骤三：沥青粘结剂选择根据工程要求和实际情况，选择合适的沥青粘结剂。

经过实验室试验和经验分析，确定采用聚合物改性沥青粘结剂，并确定适宜的添加量。

步骤四：配合比确定根据步骤一至步骤三的结果，结合实验室试验数据和经验分析，进行配合比设计。

首先确定石粉和骨料的配比，以满足级配要求。

然后根据骨料的容重和实际用量，确定沥青和沥青粘结剂的添加量，以确保沥青混合料的黏结性和稳定性。

最后进行试验制备样品，进行性能测试，以验证设计的配合比能否满足工程的要求。

步骤五：调整和优化根据试验结果，对配合比进行调整和优化。

根据实际情况和性能要求，适当调整骨料配比、沥青添加量和沥青粘结剂添加量，以达到最佳配比，提高沥青混合料的稳定性、抗剪强度和耐久性。

以上是一个沥青混合料配合比设计的工程实例。

在实际工程中，还需要考虑其他因素，如环境因素、道路形式和交通量等，以确定最佳的沥青混合料配合比。

沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程（1）根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许拉应力。

（2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。

（3）参考本地区的经验和规范拟定几种可行的路面结构组合与厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。

（4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。

如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

（5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求。

（6）进行技术经济比较，确定路面结构方案。

需要注意的是，完成结构组合设计后进行厚度计算，厚度计算应采用专业设计程序。

有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。

二、计算示例（一）基本资料1.自然地理条件新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区，拟采用沥青路面结构进行施工图设计，填方路基高1.8m，路基土为中液限黏性土，地下水位距路床表面2.4m，一般路基处于中湿状态。

2.土基回弹模量的确定该设计路段路基处于中湿状态，路基土为中液限黏性土，根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为40MPa。

3.预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11.预测交通量的年平均增长率为5.0％.（二）根据交通量计算累计标准轴次Ne ，根据公路等级、面层、基层类型及Ne 计算设计弯沉值。

解:1.计算累计标准当量轴次 标准轴载及轴载换算。

路面设计采用双轮组单轴载100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示，根据《沥青路面设计规范》规定，新建公路根据交通调查资料，主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等的数量与轴重进行预测设计交通量，即除桑塔纳2000外均应进行换算。

沥青路面设计计算案例一、新建路面结构设计流程（1）根据设计要求,按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道得累计标准当量轴次,确定设计交通量与交通等级,拟定面层、基层类型,并计算设计弯沉值或容许拉应力。

（2）按路基土类与干湿类型及路基横断面形式,将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。

（3）参考本地区得经验与规范拟定几种可行得路面结构组合与厚度方案,根据工程选用得材料进行配合比试验，测定各结构层材料得抗压回弹模量、劈裂强度等,确定各结构层得设计参数。

（4）根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。

如不满足要求,应调整路面结构层厚度,或变更路面结构组合,或调整材料配合比,提高材料极限抗拉强度，再重新计算。

（5）对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度就是否符合要求。

（6）进行技术经济比较,确定路面结构方案。

需要注意得就是，完成结构组合设计后进行厚度计算,厚度计算应采用专业设计程序。

有关公路新建及改建路面设计方法、程序及相关要求详见《沥青路面设计规范》。

二、计算示例（一）基本资料1.自然地理条件新建双向四车道高速公路地处Ⅱ2区,拟采用沥青路面结构进行施工图设计,填方路基高1、8ｍ,路基土为中液限黏性土,地下水位距路床表面2、4ｍ,一般路基处于中湿状态。

2.土基回弹模量得确定该设计路段路基处于中湿状态,路基土为中液限黏性土,根据室内试验法确定土基回弹模量设计值为４0ＭPａ。

3.预测交通量预测竣工年初交通组成与交通量，见表9-11、预测交通量得年平均增长率为５、0％、计算设计弯沉值。

解：1、计算累计标准当量轴次标准轴载及轴载换算。

路面设计采用双轮组单轴载10０KＮ为标准轴载，以BＺZ-１0０表示,根据《沥青路面设计规范》规定,新建公路根据交通调查资料,主要以中客车、大客车、轻型货车、中型货车、大型货车、铰链挂车等得数量与轴重进行预测设计交通量,即除桑塔纳2000外均应进行换算。

计算公司为:对于北京ＢJ130型轻型货车前轴:Ｃ1=1,C2=6、4,Pi=１3、4KＮ,ｎi=260N=C1×C2×ｎi×(Ｐi/Ｐ)4、35＝１×6、4×260×(1３、4/10０)4、35=0、３(次/d)后轴:C1＝1，C2=1,Pi＝27、4KN,P=１０0ＫＮ，ｎｉ=２6０N=C１×C2×ni×(Pｉ/Ｐ）４、35=１×1×２60×(27、4/100)4、35=0、9(次/d)对于东风EQ140型中型货车前轴:Ｎ=7、9(次/d)后轴:N=１33、9(次／d)对于东风SＰ9250型铰接挂车前轴:N=１１０(次/ｄ）后轴:N=1７０4、３(次／ｄ）对于黄海DD6８0型大客车前轴:N=129、３(次／d)后轴:Ｎ=3０５、8(次／ｄ)对于黄河ＪＮ1６3型重型货车前轴:５43、３（次/ｄ)后轴:N=1５3４、8(次/d)对于江淮AＬ6600型中客车前轴：N=0、6(次/d）后轴:N=0、７（次/ｄ）合计：Ｎ=44７１、8(次／d）累计标准当量轴次Nｅ。

【例11.1】新建路面设计实例本例为安徽境内某条高速公路，整体式路基宽度为28.0m ，设计车速120km 。

⑴设计交通量：设计使用年限15年，根据交通量预测资料，考虑车型发展趋势及经济发展对交通量增长的影响，交通量平均年增长率预测结果如表1-1。

表（1-1） 设计年限内交通量平均年增长率表如下表（1-2）所示。

表（1-2） 代表车型及预测交通量表根据预测交通量资料及代表车型，根据4.351121()Ki i i p N C C n p ==∑=7068Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r=2.827166×107将各级轴载换算为标准轴载100KN ，15年内一个车道上的累计当量轴次为2494万次。

设计弯沉：Ld=600×Ne-0.2×Ac ×As ×Ab=19.4 （0.01mm ）根据累计当量轴次，本项目设计交通等级为特重交通等级，路面设计弯沉19.4（0.01mm ）。

若以半刚性层底拉应力为验算指标时'''8121()Ki i i p N C C n p ==∑1=2494Ne=［（1+r ）t-1］×365×N1×η/r = 997587 ⑶路基土干湿类型：根据项目所处地区已有的设计经验及查表综合考虑得出路基临界高度，参考外业中调查的地下水位，确定了路基的最小填土高度来保证路基在不利季节处于干燥或中湿状态。

⑷土基回弹模量：根据规范，全线属于Ⅳ5自然区划，结合沿线地质情况确定土基回弹模量E0。

经过清表回填、碾压，并根据《公路沥青路面设计规范》JTG D50-2006要求，保证上路床30cm，填料CBR值不小于8，下路床50cm填料CBR值不小于5，上路床压实度不小于96%；交通量等级为重型时应保证土基回弹模量＞40MPa，故本条道路土基回弹模量取41.0MPa。

高速公路沥青路面设计实例在设计高速公路沥青路面时，需要考虑多个因素，包括交通量、道路类型、环境条件等。

下面将以设计一条高速公路沥青路面为例，详细介绍设计的过程。

首先，需要确定设计的高速公路的交通量。

根据设计要求，该高速公路设计交通量为每日3000辆，设计考虑未来20年的交通增长率为5%。

由此计算得出每日设计交通量为3000辆，未来20年的交通增长率为1465辆。

此外，还需要考虑单车道车流量最大值，根据设计要求为每小时800辆。

根据设计交通量和交通增长率，需要确定设计的车道数。

根据设计要求每小时车流量800辆和设计车道宽度为3.75米，可以计算出单车道的通行能力为每小时1200辆（800辆/3.75米）。

因此，设计的车道数为3000辆/1200辆=2.5，为确保流程通畅和安全，取3个车道。

接下来，需要确定沥青混合料的厚度。

根据设计要求，该高速公路的设计寿命为20年。

根据经验公式，混合料的设计寿命可以通过以下公式计算：Ht=(Nt–5)×Tc，其中Ht为混合料的厚度，Nt为设计寿命，Tc为每年车流量与设计车流量相差167辆时的泛用平均交通量。

根据计算得到Tc=167/1465=0.11、将设计寿命Nt和Tc代入公式中，得到Ht=(20-5)×0.11=1.65米。

因此，沥青路面的设计厚度为1.65米。

根据设计车道数和沥青混合料的厚度，可以计算出需要的沥青材料的总量。

每个车道的面积为车道宽度乘以设计厚度，每个车道的总长度为设计车流量乘以设计寿命。

因此，需要的沥青材料总量为每个车道的面积乘以车道总长度，再乘以车道数。

以该例中的设计要求为基础，可以计算出需要的沥青材料总量为3.75米×1.65米×365×3=8640立方米。

最后，需要确定沥青混合料的配方。

根据设计要求以及相关规范，可以确定沥青混合料的级配范围，并根据材料的实测结果计算出水泥、沙和石粉的比例。

我国沥青路面设计方法及典型实例沥青路面是目前我国常见的道路铺设材料之一，它具有使用方便、维护成本低廉、使用寿命长等优点，在城市道路和高速公路中被广泛应用。

本文将重点介绍我国沥青路面的设计方法和一些典型实例。

一、沥青路面设计方法1.路面层厚度设计：沥青路面的设计首先需要确定其层厚度。

根据路面的设计标准和相应的道路使用等级，可以采用经验公式、试验和数学模型计算得到合适的层厚。

一般情况下，沥青路面的总厚度包括基层、底基层、底面、粗石层和面层。

2.沥青混合料设计：沥青路面的面层多采用沥青混合料，其设计方法主要包括配合比设计和级配设计两种。

配合比设计通过确定沥青、石料、骨料和填料的配合比例，保证混合料的力学性能和耐久性能。

级配设计则是通过确定石料或骨料的级配曲线，使得混合料在不同粒径下的力学性能均能满足要求。

3.施工质量控制：沥青路面的施工质量对其使用寿命和性能有着重要影响。

在施工过程中需要加强对各个层次的控制，包括基层的夯实度、底面的平整度、沥青混合料的铺设厚度和密实度等。

此外，还需要合理控制施工温度和加水量，以确保沥青路面的质量。

二、典型实例1.北京五环路改扩建工程：该工程是对北京市五环路进行改扩建的项目，施工中采用了多层沥青路面结构。

在路面设计中，根据道路使用等级和设计标准，确定了各个层次的厚度，采用了橡胶改性沥青混合料作为面层材料，提高了路面的耐久性和抗裂性。

2.上海市嘉定区高速公路：该高速公路采用了浇筑式沥青混凝土路面结构。

设计时，根据高速公路的使用要求，确定了合适的路面层厚度和沥青混凝土的配合比。

施工过程中，严格控制了石料级配和混合料的施工温度，保证了路面的质量。

3.广州市岭南高速公路：该高速公路采用了悬浮式沥青混凝土路面结构。

在设计过程中，考虑到高速公路的往返快车道和法兰带，采用了不同的路面结构和厚度。

施工中，采取了分层施工和层间养护的方式，确保了沥青路面的平整度和耐久性。

通过上述典型实例，我们可以看到，在沥青路面设计中，需要综合考虑道路使用等级、设计标准、材料性能和施工工艺等因素，以确保沥青路面具有良好的耐久性和使用性能。