一级公路沥青路面结构设计计算实例

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。

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（m ）交通量小客车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CK10G39.2576.001双—1801）轴载分析路面设计双轮组单轴载100KN⑴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：161100ni i iisP N N 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 —轴—轮型系数，单轴—双轮组时，i=1；单轴—单轮时，按式43.031022.2iiP 计算；双轴—双轮组时，按式22.051007.1iiP ；三轴—双轮组时，按式22.081024.2iiP 计算。

轴载换算结果如表所示车型iP iiN 16)(PP N i i i解放CA10B 后轴60.85 1 3000.106 黄河JN150前轴49.00 43.03491022.2540 2.484 后轴101.6 1540696.134 交通SH361前轴60.00 43.03601022.2120 12.923 后轴2110.0022.052201007.1120118.031太脱拉138 前轴51.40 43.0340.511022.2150 1.453 后轴280.00 22.051601007.1150 0.969 吉尔130 后轴59.50 1 240 0.059 尼桑CK10G后轴76.00118002.230 161)(PP N Ni i ini 834.389注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。

我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求; （1）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值小于或等于设计弯沉值（2）轮隙中心下（C点）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念（1）回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。

（2）残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。

（3）总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉+残余弯沉）。

（4）容许弯沉：路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。

（5）设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。

4、弯沉测定;（1）贝克曼法：传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目前为规范规定的标准方法。

（2）自动弯沉仪法：利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。

（3）落锤弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算路面的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克曼进行标定换算。

5、设计弯沉的调查与分析（1）我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态，以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准，从表中所列的外观特征可知，这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。

（2）对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现，外观等级数愈高，弯沉值愈大，并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。

因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。

6、设计弯沉值; 设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。

可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。

7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15℃时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料龄期为90d 的极限劈裂强度(MPa)；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa)，水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa) 。

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。

算例一：无机结合料基层沥青路面结构1.环境参数某高速公路，设计车速100km/小时，设计使用年限15年。

所在地区自然区划属Ⅱ-2区，沥青路面气候分区属2-2区，年均降雨量607毫米，年平均气温11.6℃，月平均气温最低为-3.2℃，月平均气温最高为24.8℃，多年最低气温为-20℃。

2.交通参数对应于无机结合料层层底拉应力的当量设计轴载累计作用次数为 1.51×109次，对应于沥青混合料层永久变形量的当量设计轴载累计作用次数为 2.15×107次。

3.初拟路面结构表1.1 初拟水泥稳定碎石基层沥青路面结构结构层材料类型厚度（mm）面层AC13 (SBS改性沥青) 40 AC20(90号道路石油沥青) 60 AC25(90号道路石油沥青) 80基层水泥稳定碎石380底基层级配碎石1804.材料参数⑴路基顶面回弹模量路基为受气候影响的干燥类，土质为低液限黏土。

参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），低液限黏土路基标准状态下回弹模量取70MPa，回弹模量湿度调整系数k s取0.95，干湿与冻融循环作用折减系数kη取0.80，则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为53MPa，满足规范规定。

⑵级配碎石底基层模量根据试验测定结果，经湿度调整后，级配碎石底基层模量为300MPa。

⑶水泥稳定碎石基层模量和弯拉强度根据试验测定结果，水泥稳定碎石材料弹性模量为24000MPa，乘以结构层模量调整系数0.5，水泥稳定碎石基层模量为12000MPa，弯拉强度为1.8MPa。

⑷沥青面层模量根据试验测定结果，20℃、10Hz时，SBS改性沥青AC13表面层模量为11000MPa，90号道路石油沥青AC20中面层和AC25下面层模量为10000MPa。

⑸泊松比根据规范表5.6.1，路基泊松比取0.40，级配碎石底基层取0.35，沥青混合料面层和水泥稳定碎石基层取0.25。

案例1 新建沥青路面结构层厚度计算1.设计资料湖北省某新建高速公路，双向四车道，拟采用沥青路面结构。

沿线土质为黏性土，地下水位距路床顶面1.4 m，沿线有水泥及碎石供应。

根据计划安排，该项目于2010年建成通车。

经交通调查预测，2010年平均日交通量见案例表1；交通量年增长率：2010～2014年为8%，2015～2019年为7%，2020～2024年为5%。

1）交通量计算及交通等级的确定（1）车辆参数及交通量计算，见案例表2。

（2）计算累计当量轴次N e。

①当量轴次N1。

a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。

按式（1-7）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表3。

计算当量轴次时应注意如下几点。

●前轴均为单轴单轮。

●当后轴距大于3 m时，按单独轴载计算，即C1=轴数。

例如，案例表3中交通SH-141的后轴轴数系数C1=2。

●当后轴距小于3 m时，按式（1-3）计算C1。

例如，案例表3中东风EQ240的后轴轴数系数C1=2.2。

b.当以半刚性材料层拉应力为设计指标时，通车第一年（2010年）双向日平均当量轴次N1的计算。

按式（1-4）进行前轴、后轴当量轴次的换算，计算过程见案例表4。

要注意式（1-9）与式（1-7）中指数的区别，并注意案例表3与案例表4中C1、C2取值的区别。

②累计当量轴次N e。

按式（1-11）计算设计年限内一个车道的累计当量轴次N e。

该公式为等比数列求和公式，其中，365N1η是首项，（1+γ）是公比。

365是指一年的天数，365N1将日作用次数换算为年作用次数；η是车道系数，将双向交通换算为设计车道上（即最不利车道）的作用次数。

设计年限t：查表1-8，高速公路设计年限t=15年。

车道系数η：查表1-9，取车道系数η=0.4。

a.当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时，设计年限内一个车道的累计当量轴次N e的计算见案例表5。

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。

新建一级公路计算书:一、交通量计算公路等级一级公路目标可靠指标 1.28初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）2400路面设计使用年限（年）15通车至首次针对车辙维修的期限（年）15交通量年平均增长率 6.5 ％方向系数.55车道系数.5整体式货车比例35 ％半挂式货车比例45 ％车辆类型2类3类4类5类6类7类8类9类10类11类满载车比例.08 .34 .1 .44 .31 .54 .36 .46 .39 0初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）660设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）5825484路面设计交通荷载等级为中等交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 1.44086E+07当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为9.438057E+08当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 1.44086E+07当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为 2.427535E+07二、路面结构设计与验算路面结构的层数: 5设计轴载: 100 kN路面设计层层位: 4设计层起始厚度: 180 (mm)层位结构层材料名称厚度模量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm) (MPa) 料弯拉强度( MPa) 永久变形量( mm )1 细粒式沥青混凝土40 11000 .25 1.52 中粒式沥青混凝土50 10000 .25 2.53 中粒式沥青混凝土50 10000 .25 2.54 水泥稳定碎石? 7500 .25 1.45 水泥稳定碎石180 7500 .25 1.46 新建路基60 .4------第4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算------设计层厚度H( 4 )= 180 mm季节性冻土地区调整系数KA= .8温度调整系数KT2= .979现场综合修正系数KC= -.24第4 层层底拉应力σ= .077 MPa第4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2= 3.119286E+11 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2= 9.438057E+08 轴次第4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.------第5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算------设计层厚度H( 4 )= 180 mm季节性冻土地区调整系数KA= .8温度调整系数KT2= .979现场综合修正系数KC= -1.157第5 层层底拉应力σ= .252 MPa第5 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命NF2= 1.028473E+09 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB2= 9.438057E+08 轴次第5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.------沥青面层低温开裂指数验算------路面所在地区低温设计温度TSJ=-29 ℃表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度ST= 100 MPa沥青结合料类材料层厚度HA= 140 mm路基类型参数BLJ= 2沥青面层低温开裂指数CI= 3 条沥青面层容许低温开裂指数CIR= 3 条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.------沥青混合料层永久变形量验算------沥青混合料层永久变形等效温度TPEF= 20.2 ℃通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数NZB3=1.44086E+07轴次沥青混合料层永久变形验算分层数N= 6第1 分层沥青混合料永久变形量RAI( 1 )= .43 mm第2 分层沥青混合料永久变形量RAI( 2 )= .89 mm第3 分层沥青混合料永久变形量RAI( 3 )= 1.26 mm第4 分层沥青混合料永久变形量RAI( 4 )= .99 mm第5 分层沥青混合料永久变形量RAI( 5 )= .67 mm第6 分层沥青混合料永久变形量RAI( 6 )= .94 mm沥青混合料层永久变形量RA= 5.18 mm沥青混合料层容许永久变形量RAR= 15 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm第3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度500 mm验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求.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:----------------------------------------细粒式沥青混凝土40 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土50 mm----------------------------------------中粒式沥青混凝土50 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------水泥稳定碎石180 mm----------------------------------------新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数KAT= .75路基顶面验收弯沉值LG= 233.4 (0.01mm)路表验收弯沉值LA= 26.1 (0.01mm)。

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。

新建路面结构设计指标与要求一、沥青路面结构设计指标沥青路面结构设计应满足结构整体刚度、沥青层或半刚性基层抗疲劳开裂和沥青层抗变形的要求。

应根据道路等级选择路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力作为沥青路面结构设计指标，并应符合下列规定:1 快速路、主干路和次干路采用路表弯沉值、沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力、沥青层剪应力为设计指标。

2 支路可仅采用路表弯沉值为设计指标.3 可靠度系数可根据当地相关研究成果选择；当无资料时可按下表取用可靠度系数二、沥青路面结构设计的各项设计指标应符合下列规定：1 轮隙中心处路表计算的弯沉值应小于或等于道路表面的设计弯沉值,应满足下式要求：γa l s≤l d式中：γa——沥青路面可靠度系数;l s ——轮隙中心处路表计算的弯沉值（0.01mm）；l d——路表的设计弯沉值(0。

01mm）；2 柔性基层沥青层层底计算的最大拉应变应小于或等于材料的容许拉应变，应满足下式要求：γaεt≤［εR ］式中：εt——沥青层层底计算的最大拉应变；［εR ] ——沥青层材料的容许拉应变.3 半刚性材料基层层底计算的最大拉应力应小于或等于材料的容许抗拉强度,应满足下式要求：γa σm ≤[σR ]式中： σm -—半刚性材料基层层底计算的最大拉应力(MPa ）;[σR ］—-路面结构层半刚性材料的容许抗拉强度(MPa ）。

4 沥青面层计算的最大剪应力应小于或等于材料的容许抗剪强度，应满足下式要求：γa τm ≤［τR ］式中: τm —-沥青面层计算的最大剪应力（MPa );[τR ］-—沥青面层的容许抗剪强度（MPa ）。

三、 沥青路面表面设计弯沉值应根据道路等级、设计基准期内累计当量轴次、面层和基层类型按下式计算确定：l d =600 N e —0。

2A c A s A b式中 : A c ——道路等级系数，快速路、主干路为1.0，次干路为1。

沥青路面结构设计计算案例（案例简介）地区的一条新建道路需要进行沥青路面结构的设计计算。

该道路长1000米，设计速度为50公里/小时，设计总重为1万标准车辆，道路设计年限为20年。

现需要根据给定条件进行路面结构设计计算。

（路面结构设计计算步骤）1.设计交通量和轴重根据道路设计年限、设计速度和设计总重，可以计算出设计交通量和轴重。

道路设计年限为20年，设计总重为1万标准车辆，即每年要过1万标准车辆。

假设每天通行时间为8小时，每小时通行率为设计交通量/8、设计速度为50公里/小时，即设计交通量=设计速度×设计交通量/8=50×1万/8=6250（辆/小时）。

2.设计轴重参数3.计算配筋系数根据设计速度和设计交通量，可以计算出设计配筋系数。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，设计交通量为6250（辆/小时），设计速度为50公里/小时时的设计配筋系数为0.45、所以设计交通量为6250辆/小时时，设计配筋系数为0.454.计算设计厚度根据设计交通量、设计速度和设计配筋系数，可以计算出设计厚度。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，设计厚度d（cm）=2.07×ln(qv)+0.61×ln(V)-3.15，其中qv为设计交通量（辆/小时/米），V为设计速度（km/h）。

所以设计厚度d=2.07×ln(6250)+0.61×ln(50)-3.15=3.48（cm）。

5.计算沥青混合料配合比根据设计厚度，可以计算沥青混合料中沥青的用量。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，沥青混合料中沥青用量为每m2路面面积的0.055t。

假设道路宽度为6m（含路肩）。

6.结构层分配厚度根据设计厚度，可以计算出沥青面层、底面层和基层的分配厚度。

根据《公路工程沥青路面设计规范》，沥青面层分配厚度为总设计厚度的40%；底面层分配厚度为总设计厚度的25%；基层分配厚度为总设计厚度的35%。

一、沥青路面计算书1.基本资料：公路等级为一级公路，地处II2区；为双向四车道，设计车速：80km/h；设计标准轴载：BZZ-100；中液限粘性土，填方路基高1.6m，地下水位距路床2.2m，属中湿状态；年降雨量850mm；最高气温38℃，最低气温-25℃；多年最大冻深120cm；2.设计路段路基出于中湿状态，地基土为中液限粘性土，取土基回弹模量为36MPa。

3.其交通量增长率为5.5%.近期交通量及其累计轴次计算结果如下表，属重交通等级。

沥青路面弯沉与沥青层层底弯拉应力计算轴载换算N=ΣC1C2n i(P i/P)4.35N e=[(1+r)t-1]*365*N i*η/r半刚性基层层底弯拉应力计算轴载换算N=ΣC1C2n i(P i/P)8N e=[(1+r)t-1]*365*N i*η/r4．初拟路面结构根据结构层的最小施工厚度，材料，水文，交通量等因素，初步确定路面结构组合与各层层厚如下：方案1：30mm细粒式沥青混凝土+50mm中粒式沥青混凝土+70mm粗粒式沥青混凝土+?mm水泥稳定碎石+250mm水泥石灰砂砾土，以水泥稳定碎石为设计层。

方案2：40mm细粒式沥青混凝土+60mm中粒式沥青混凝土+80mm粗粒式沥青混凝土+? mm密级配沥青碎石+250mm级配碎石。

以密级配沥青碎石为设计层。

5．各层材料的抗压模量与劈裂强度（1）方案1：层位结构层材料名称 20℃平均 15℃平均综合影容许应力劈裂强度抗压模量抗压模量响系数 (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土 1400 2000 1 0.42 1.42 中粒式沥青混凝土 1200 1800 1 0.3 13 粗粒式沥青混凝土 1000 1200 1 0.24 0.84 水泥稳定碎石 1500 1500 1 0.29 0.65 水泥石灰砂砾土 1000 1000 1 0.15 0.46 新建路基 36 1（2）方案2：层位结构层材料名称 20℃平均 15℃平均综合影容许应力劈裂强度抗压模量抗压模量响系数 (MPa) (MPa)1 细粒式沥青混凝土 1400 2000 1 0.42 1.42 中粒式沥青混凝土 1200 1800 1 0.3 13 粗粒式沥青混凝土 1000 1200 1 0.24 0.84 密级配沥青碎石 1200 1400 1 0.24 0.65 级配碎石 250 250 16 新建路基 36 16、路面结构层厚度确定：（1）方案1的结构厚度计算：该结构为半刚性基层，面层类型系数1，路面结构类型系数为1。

沥青路面结构设计计算说明书(一)设计资料济南地区新建一级公路，设计速度为80km/h，双向四车道。

沿线土质为粘土，地下水位为1m，路基填土高度为1.2m。

公路沿线有可开采碎石、砂砾，并有粉煤灰、石灰供应。

根据工程可行性报告得知，近期交通组成与交通量、不同车型的交通参数见表1，交通量年平均增长率为6％。

【表1.1 近期交通组成与交通量、车辆交通参数】注：基本要求为车道系数、车辆类型分布系数、当量设计轴载换算系数等均按照新建沥青路面，可采用水平三选取计算。

(二)设计任务该公路拟采用沥青路面结构，沥青面层要求采用沥青混凝土，基层采用无机结合料稳定类基层，试设计沥青路面结构和厚度。

(三)设计步骤1.交通荷载参数分析依表1.1，初始年大型客车和货车双向年平均日交通量为1946辆/日，交通量年增率γ=6%.(1)设计使用年限根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)3.0.2，沥青路面一级公路的设计使用年限t=15(年)。

(2)方向系数及车道系数根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.4，方向系数DDF取0.55。

根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)A.2.5，车道系数LDF取0.6。

(3)各类车比例、满载比例、设计轴载换算系数整体式货车即表1.1中3类、4类、5类车，占比为62.95%；半挂式货车即表1.1中7类车，占比为16.19%。

根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）A.2.6，新建路面按水平三考虑，故公路TTC分类为TTC4，由此车辆类型分布系数VCDF(%)分别为如下：【表3.1.1 车辆类型分布系数】各类车型的满载车占比PERmh如下取值：【表3.1.2 各类车型满载车占比】2-11类车辆当量设计轴载换算系数EALFml (非满)和EALFmh(满)依不同计算作用，如下：【表3.1.3 2-11类车辆当量设计轴载换算系数】(4)交通荷载等级、设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次初始年设计车道的年平均日货车交通量Q1=AADTT×DDF×LDF=642(辆/日)，设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量(辆)Qt = Q1×365×[(1+γ)t-1]/γ=5454258(辆/日)，属于中等交通荷载等级；初始年设计车道的年平均当量轴次N1=Q1×Σ(VCDFm×EALFm)=1043.4(次)，设计使用年限内设计车道的年平均日当量轴次Nt依表3.1.3有：①当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne1=8864560(次)；②当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne2=6.146937×108(次)；③当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修期限内设计车道的当量设计轴载累计作用次数Ne3=8864560(次)；④当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne4=1.393465×107(次)。

路面结构计算书一、计弯沉值和容许拉应力计算1.前提数据当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：设计年限内一个车道上的累计当量轴次: 6000000，属中等交通等级。

拟路面结构从上至下依次为细粒式沥青混凝土4cm、中粒式沥青混凝土6cm、水泥稳定碎石18cm、石灰粉煤灰碎石(计算层)、石灰土18cm，本次设计路面结构为半刚性材料结构。

道路等级：城市次干路道路等级系数：1.2，面层类型系数：1，路面结构类型系数：1；2.路面设计弯沉值l d=600Ne-2A c A s A b=600×(6×106)-2×1.2×1×1=31.7(0.01mm)3.容许拉应力由公式：δR=δS/K S其中K S=0.35Ne0.11/A c（对无机混合料稳定集料类）K S=0.45Ne0.11/A c（对无机混合料细粒土类）容许拉应力计算结果如下：二、结构层厚度计算1.按设计弯沉控制经程序计算，石灰粉煤灰碎石为最小厚度15cm时，LS= 28.7 (0.01mm)，由于设计层厚度H( 4 )=Hmin时LS<=LD，故弯沉计算已满足要求。

2. 按容许拉应力控制H( 4 )= 150 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求)H( 4 )= 150 mm σ( 5 )= .114 MPaH( 4 )= 200 mm σ( 5 )= .097 MPaH( 4 )= 162 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求)控制施工要求，H( 4 )取180 mm。

三、交工验收弯沉值和层底拉应力计算计算新建路面各结构层及路基顶面交工验收弯沉值:第1 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 26.6 (0.01mm)第2 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 29.4 (0.01mm)第3 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 33.8 (0.01mm)第4 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 64 (0.01mm)第5 层路面顶面交工验收弯沉值LS= 188.8 (0.01mm)路基顶面交工验收弯沉值LS= 310.5 (0.01mm)( 根据“公路沥青路面设计规范”公式计算)LS= 383.1 (0.01mm)( 根据“公路路面基层施工技术规范”公式计算)计算新建路面各结构层底面最大拉应力:(未考虑综合影响系数)第1 层底面最大拉应力σ( 1 )=-.164 (MPa)第2 层底面最大拉应力σ( 2 )=-.107 (MPa) 第3 层底面最大拉应力σ( 3 )= .012 (MPa) 第4 层底面最大拉应力σ( 4 )= .148 (MPa) 第5 层底面最大拉应力σ( 5 )= .103 (MPa) 以上均满足设计要求。

课程名称：学生姓名：学生学号：专业班级：指导教师：年月日路面结构设计计算1 试验数据处理1.1 路基干湿状态和回弹模量1.1.1 路基干湿状态路基土为粘性土，地下水位距路床顶面高度0.98m~1.85m。

查路基临界高度参考值表可知IV5区H1=1.7~1.9m，H2=1.3~1.4m，H3=0.9~1.0m，本路段路基处于过湿~中湿状态。

1.1.2 土基回弹模量1) 承载板试验表1.1 承载板试验数据承载板压力（MPa）回弹变形（0.01mm)拟合后的回弹变形(0.01mm)0.02 20 100.04 35 250.06 50 410.08 65 570.10 80 720.15 119 剔除0.20 169 剔除0.25 220 剔除计算路基回弹模量时，只采用回弹变形小于1mm的数据，明显偏离拟合直线的点可剔除。

拟合过程如图所示：路基回弹模量：2101011000(1)4nii nii pDE lπμ===-=∑∑2）贝克曼梁弯沉试验表1.2 弯沉试验数据测点 回弹弯沉（0.01mm ）1 1552 1823 1704 1745 1576 2007 1478 1739 172 10 207 11 209 12 210 13 172 14170根据试验数据：l =15.85(0.01mm)S =l20.56(0.01mm)式中：l ——回弹弯沉的平均值（0.01mm ）；S ——回弹弯沉测定值的标准差（0.01mm ）； l i ——各测点的回弹弯沉值（0.01mm ）； n ——测点总数。

根据规范要求，剔除超出(2~3)l S ±的测试数据，重新计算弯沉有效数据的平均值和标准差。

计算代表弯沉值：1174.79 1.64515.85200.86(0.01mm)a l l Z S -=+=+⨯= lZ a 为保证率系数，高速公路、一级公路取2.0，二、三级公路取1.645，四级公路取1.5。