公路工程-柔性路面结构设计

第3章 柔性路面第1节 柔性路面常见的损坏现象一 裂缝：1 裂缝：是路面上较普遍的损坏现象，常表现为纵向裂缝、横向裂缝、纵横交错的龟裂等形态，有时还伴随其他损坏现象同时出现。

2裂缝产生的原因：1） 基层软弱。

2） 面层疲劳开裂3） 面层材料过脆4） 面层和基层的刚度相差悬殊5） 半刚性基层的收缩裂缝反射到面层。

6） 低温收缩裂缝、沥青老化等。

二 沉陷：是指路面出现局部下凹的现象。

产生的原因：土基局部湿软，或路面强度不足或厚度过薄，传到土基的压力超过土基的承载力，产生过大的 垂直变形，导致路面沉陷。

三 车辙：车辙：整个路段土基强度不足，路面沿纵向产生带状凹陷，形成车辙；在高温季节，沥青面层在车辆的重复作用下，积累的永久变形量较大，也易形成车辙。

四 推移1 面层材料沿行车方向产生推挤和隆起，甚至形成波浪的现象称推移。

原因：在行车荷载的作用下，路面出来产生剪切破坏。

在交叉口、车站附近绘发生此类破坏。

2 搓板：中级路面在纵向形成连续的，有规律的、波长和波峰大致相同的波浪现象称搓板。

五坑槽：1 松散：面层粘结力不足，在行车荷载作用下，细料流失，粗料外露，进而失去联结二出现成片散开的现象称松散。

2 坑槽：松散的材料散失形成坑槽。

不即使养护将导致整个路面的破坏。

六 泛油：1 泛油：高温季节沥青路面软化以至出现一层沥青的现象称泛油。

2 危害：材料被粘在车轮上带走，形成坑槽，材料落下处形成油包。

3 原因：沥青热稳定行不好，面层材料组配不当，如沥青用量偏高。

第二节 柔性路面的设计指标一 柔性路面的设计指标一）弯沉指标：弯沉：指在规定的标准车作用下，路基或路面轮隙位置产生的总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形值(回弹弯沉)，以0.0lmm为单位。

控制方法 根据"沥规"要求，路面设计的控制方程应满足下式：式中:l—— 双圆均布垂直荷载作用下表面轮隙中心(A点)处的实际弯沉（1/100mm）；l r——路面设计弯沉值1/100mm)；二）抗拉指标：σ、ε——分别为路面结构层底面的最大拉应力和最大拉应变。

公路工程试题一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.按照强度构成原理划分下列路面结构层，其中只有_________为嵌锁型。

()A.二灰土B.级配碎石C.填隙碎石D.天然砂砾2.路面面层的要求包括()A.有足够的强度和抗滑性B.足够强度和有隔温效果C.有厚度以扩散应力D.有足够的厚度以减少基层厚度3.基层顶面当量回弹模量是表征_________强度和刚度的力学指标。

()A.基层B.土基C.垫层D.综合A、B、C4.混凝土板的传力杆应选用_________钢筋。

()A.螺纹B.人字C.圆D.无规定5.路面面层的要求包括（）。

A.有足够的强度和抗滑性B.足够强度和有隔温效果C.有厚度以扩散应力D.有足够的厚度以减少基层厚度6.沥青混凝土中掺入矿粉，其主要目的是（）。

A.改善混合料和易性B.填充混合料的空隙，增大矿料和沥青的粘结力C.填充空隙，增大密实度D.增大沥青活性，改善沥青与矿料的亲和性7.水泥混凝土路面现行设计规范采用（）理论。

A.弹性层状体系B.极限荷载C.经验法D.弹性地基板8.在我国沥青路面设计规范中，是以（）来表征土基的强度指标。

A.抗剪强度B.抗压强度C.垂直强度D.抗压回弹模量9.水泥混凝土路面的基础整体承载力不足最容易引起（）病害。

A.板的拱起B.板接缝挤碎C.板的磨损D.唧泥10.沥青路面滑溜是由于()。

A．沥青含量太少B．石料强度太低C．石料颗粒太大D．沥青稠度太大11.对路面垫层所用材料的要求是()。

A．水稳性、隔热性和吸水性一定要好B．强度要求高，水稳性好C．造价便宜D．强度要求不高，水稳性可差一些12.级配碎石路面混合料的强度和稳定性主要取决于()。

A．集料间的摩阻力和级配B．集料级配和施工含水量C．集料间的摩阻力和细粒土的粘结力D．碎石的塑性指数13.某高等级公路的沥青路面上层要求具有较高的强度和抗磨耗、抗滑性能、防水性能，所以通常采用()。

第十四章沥青路面设计一、填空1.在《柔规》中规定，路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，并以 _____ 表示。

2. 在《柔规》中采用 _____ 作为路面厚度计算的主要控制指标，所以轴次换算的等效原则是以 _____ 为准。

3. 路表容许弯沉值是柔性路面设计的 _____ 指标，而 _____ 是验算指标。

4. 在车辆垂直荷载作用下，柔性路面产生的总变形包括 _____ 以及 _____ 。

5. 路面弹性模量是表示路面弹性性质的力学指标，又称为 _____ 模量，它表征路面材料的 _____ 能力。

6. 路面弹性性质的力学指标以 _____ 模量表示，它表征了土基或路面材料_____ 能力。

7. 由于路面的垂直变形实际上是由路面各结构层 ( 包括土基 )_____ 的总结果故它也就综合地反映了路面各结构层及土基的---。

8. 沥青混凝土面层及整体性的基层材料在行车荷载的多次重复作用下，由于疲劳现象而使其 _____ 强度降低，从而在板底出现拉伸裂缝，故对高等级公路必须验算其 _____ 强度。

9. 柔性路面结构设计包括 _____ 设计和 _____ 设计。

10. 通常应选用 ____ 的结合料和强度高的材料作为面层材料，且面层类型选择时，要考虑当地的 _____ 特征。

11. 路面的强度和稳定性并不单纯是一个厚度问题，也不是路面各结构层次的简单 _____ 问题，而是路面各结构层次的 _____ 是否合理的问题。

12. 防治路面翻浆要贯彻 _____ 的原则，最基本措施是防止或减少土基水分的——13.柔性路面设计是以 _____ 作为路面整体强度的设计控制指标。

表征路面弹性性质的力学指标是 _____ 。

14. 路面结构层的整体强度，以 _____ 作用下轮隙中心处的 _____ 表示。

15. 目前，我国公路工程中确定 Zo 的方法主要有 _____ 和 _____ 。

16. 目前，我国测定柔性路面材料回弹模量的方法有 _____ 和 _____ 。

路面结构施工方案一、水泥稳定碎石基层1、施工方案水泥稳定碎石基层厚分别为20cm与15cm，一次摊铺达到设计厚度，材料选用厂家集中拌和混合料，自卸汽车运输至摊铺现场，2台WLTL1250型摊铺机联合摊铺，4台YL20轮胎式压路机及4台YZ18A型双钢轮振动压路机联合压实。

地面标高、横坡及平整度采用走钢丝绳的方法进行控制，压路机碾压成型，成型后进行土工布覆盖洒水养生。

2、施工方法⑴测量放样恢复边线，直线段每10-15m放—桩，曲线段每5-10m放—桩，并在单幅底基层两侧边缘外设指示桩，然后打出钢筋桩，挂φ3mm钢丝绳，进行高程测量，钢丝绳两端用紧线器拉紧并固定。

单幅中线标高采用从两端钢丝绳横向拉线用可移动支架架设铝合金条，以代替钢丝绳进行标高控制。

⑵清扫下承层将下承层清扫干净，表面无浮土、杂物，保持洁净，并洒水使之湿润，便于层与层之间的粘接。

⑶材料拌和本项目采用商品混合料。

⑷材料运输由于材料采用厂家拌和，运距较远，车上的混合料应加以覆盖，避免混合料的水份蒸发流失，装载高度要保持均匀，以防止混合料离析。

⑸混合料的摊铺采用两台具有自动调平、夯实功能装置的WLTL1250型多功能摊铺机，以梯队作业的方式（即两台摊铺机前后相距5～8m同步平行摊铺）进行联合摊铺，以减少混合料出现离析。

高程控制采用两侧钢丝绳引导的方式。

摊铺机位于摊铺起点，按松铺厚度调整好熨平板，熨平板下两边垫宽20cm长60cm的硬质木板，高度与松铺高度一致。

两台摊铺机间隔控制在5～8m内，前后速度保持一致，松铺系数、横坡、平整度一致等，摊铺接缝平整。

运料车在摊铺机前10～30cm处停下,空挡待候，待摊铺机靠近时,将混合料徐徐倒入摊铺机中,由摊铺机推动前进,运料车向摊铺机料斗卸料，在摊铺过程中，边摊铺边卸料，卸空料后运输车即离去，另一辆运输车再按上述过程卸料。

摊铺时，在摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象，特别是粗集料窝或粗集料带应该铲除，并用新混合料填补或补充细混合料并拌和均匀。

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。

西交《路基路面工程》在线作业
一、单选题（共15 道试题，共30 分。

）
1. 软土地基埋深2~3m，最适宜的处理办法是()
A. 塑料排水板
B. 粉喷桩
C. 置换填土
D. 轻质路基填筑
正确答案：C 满分：2 分得分：2
2. 挡土墙土压力计算，宜按（）计算
A. 主动土压力
B. 静止土压力
C. 被动土压力
D. 土抗力
正确答案：A 满分：2 分得分：2
3. 二级及二级以下新建公路路基设计标高是指（）
A. 设超高加宽前的路基边缘标高；
B. 路基边缘标高；
C. 路面中心标高；
D. 路槽标高
正确答案：A 满分：2 分得分：2
4. 已知某路段预估路面厚度约30cm ，路面表层距地下水位的高度为1.65m ，查得临界高度H 1 =1.7~ 1.9m ，H 2 =1.2~ 1.3m ，H 3 =0.8~ 0.9m ，则该路段干湿类型是（）
A. 干燥
B. 中湿
C. 潮湿
D. 过湿
正确答案：B 满分：2 分得分：2
5. 为了防止路基边坡发生滑塌，可采用的防护措施是（）
A. 植物防护
B. 设挡土墙
C. 砌石防护
D. 设护面墙
正确答案：B 满分：2 分得分：2
6. 钢筋混凝土板内配筋的主要目的是（）。

A. 防止板块开裂
B. 减薄混凝土板厚度
C. 增加板的抗弯强度
D. 控制裂缝张开量及延长
正确答案：D 满分：2 分得分：2
7. 为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上浇撒的沥青薄层叫做()
A. 透层
B. 粘层
C. 封层。

路基路面工程复习题第一章总论一、填空1. 我国公路用土依据土的颗粒组成、塑性指标和有机质存在情况，可分为______________﹑______________﹑______________﹑______________四类。

2．粉性土的毛细水上升速度快而且_____ ，水稳定性_____ 。

3．公路路基用土按粒径划分为_____ 组、_____ 组和细粒组。

4. 公路要求路基路面具有的基本性能包括_______﹑_______﹑_______﹑_______﹑_______。

5.公路对路面的要求有_____________________﹑_____________________﹍﹑_____________________。

6.公路自然区划是根据_____________________﹑______________﹑______________三个原则制定的。

7. 公路自然区划分________个级别，其中一级区划分________区，二级区划的主要划分依据是____________。

8. 路基干湿类型划分为___ __、___ __、_______和____ __四种。

9. 路基的干湿类型以____________来划分。

对于原有公路，按不利季节______________________来确定，对于新建公路可以用____ ____作为判别标准。

二、名词解释1.公路自然区划2.路基临界高度3.平均稠度4.路拱5.柔性路面6.刚性路面7.设计弯沉值三、选择1．用以下几类土作为填筑路堤材料时其工程性质由好到差的正确排列是（）。

A ．砂性土-粉性土-粘性土B ．砂性土-粘性土-粉性土C ．粉性土-粘性土-砂性土D ．粘性土-砂性土-粉性土2 ．在公路土中，巨粒土和粗粒土的分界粒径是（）。

A ．200mmB ．60,,C ．20mmD ．5mmm3 ．已知某路段预估路面厚度约30cm ，路面表层距地下水位的高度为1.65m，查得临界高度H1 =1.7~ 1.9m，H2 =1.2~ 1.3m，H3 =0.8~ 0.9m，则该路段干湿类型是（）。

国内柔性路面设计方法1.公路路面设计程序系统HPDS2003简介1.本系统是根据现行《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97和《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002的有关内容编制的，共包括如下九个程序：（1）沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算程序HLS（2）改建路段原路面当量回弹模量计算程序HOC（适用于沥青路面设计）（3）沥青路面设计程序HMPD（4）沥青路面及土基竣工验收弯沉值和层底拉应力计算程序HMPC（5）改建路段原路面当量回弹模量计算程序HOC1（适用于水泥混凝土路面设计）（6）新建单层水泥混凝土路面设计程序HCPD1（7）新建复合式水泥混凝土路面设计程序HCPD2（8）旧混凝土路面上加铺层设计程序HCPD3（9）水泥混凝土路面基（垫）层及土基竣工验收弯沉值计算程序HCPC此项目应用到第一、三及第四个程序。

其中a.沥青路面设计弯沉值和容许拉应力计算程序HLS输入所需参数，如车辆与交通量参数（车型名称、前轴重、后轴重、后轴数后轴轮组数、后轴距及交通量），沥青路面结构参数（路面材料名称、材料劈裂强度）等。

b.公路沥青路面设计与验算程序HAPDS根据输入的路面计算参数和路基路面结构参数计算路基和路面各层交工验收弯沉值以及路面各层层底最大拉应力。

其中包括：沥青面层参数（面层材料名称、结构层厚度、材料20℃平均抗压模量、材料20℃抗压模量标准差、材料15℃平均抗压模量、材料15℃抗压模量标准差）2.软件计算流程2.1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算本设计公路为二级公路双向四车道公路。

在“车辆及材料数据库”中查到设计所需车辆型号及路面材料代码。

应用“设计弯沉值及容许拉应力计算”选项，填写具体参数如图1.1、1.2，运行参数如图5.4。

图1.1：各种类型车辆输入图1.2：路面图1.3：设计弯沉值参数运行结果如图1.4，可以看出，设计弯沉值为34.7（0.01㎜）。

图1.4：设计弯沉值成果图2.2新建路面结构厚度计算应用“沥青路面设计程序（HMPD）窗口”，输入数据如图1.5所示。

课题:沥青路面设计目的要求:掌握车辆荷载作用；环境因素对路面设计的影响；柔性路面设计的计算理论；柔性路面结构组合设计；我国现行柔性路面厚度设计方法；设计弯沉为指标的厚度设计法；了解结构层的剪拉应力计算；旧路改建设计。

教学重点:车辆荷载作用；环境因素对路面设计的影响；柔性路面设计的计算理论；柔性路面结构组合设计；我国现行柔性路面厚度设计方法；设计弯沉为指标的厚度设计。

教学难点:柔性路面设计的计算理论；柔性路面结构组合设计；我国现行柔性路面厚度设计方法；设计弯沉为指标的厚度设计法。

教学课时:6h教学方法:理论教学教学内容和步骤§16.1概述1．沥青路面：是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青路混合料作面层的路面结构。

2．沥青路面设计任务：确定经济合理的路面结构，使之能承受交通荷载和环境因素的作用，并满足承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。

3．路面设计的内容：原材料的选择，混合料配合比设计和设计参数的确定（与测试），路面结构组合与厚度计算，路面结构的方案比选等。

对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计；对其它公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。

4．目前沥青路面设计方法①以经验或试验为依据的经验法；②以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。

我国沥青路面设计规范规定沥青路面设计理论以弹性层状体系统理为基础。

弹性层状体系是由若干个弹性层组成，上面各层具有一定厚度，最下一层为弹性半空间体。

§16.2 行车荷载汽车是道路的服务对象，也是使道路遭受损坏的主要原因，因此必须分析汽车的特性及其人对路面的作用，路面设计要考虑的车辆因素：1、车辆作用于路面的法向力，切向力的大小和特性；2、不同类型和轴载大小的车辆在路面使用年限内的变化情况和数量。

采用一定标准轴载BZZ－100(后轴重100KN,单轴双轮组)一、车辆的种类1、按其使用功能分：客车（小客车、中客车、大客车）货车(整车,牵扯引式挂车和牵引式半挂车)2、按轴型分：牵引车类：货与汽车发动机为一整体；牵引式半拖车类：通过铰接装置，在牵扯引车后附加拖车拖车类：在整车或牵扯引式半拖车类后附加拖车。

柔性基层沥青路面结构设计方法分析摘要：本文采用了PQI值评价方法对路面技术状况进行了评价。

结果显示，该路面技术状况良好，PQI值为优，但仍存在一些病害问题。

通过对病害原因进行分析，发现主要原因是路面承载能力不足，同时考虑到建设影响因素，提出了旧沥青路面柔性基层补强方案，即在原有柔性基层上铺设多层加筋材料和沥青面层。

通过路面补强结构验算，验证了该方案的可行性和有效性。

【关键词】沥青混凝土路面；路面基层补强；柔性基层；病害分析；结构验算1工程概况该项目为某城市一条主干道路的改造工程，路面结构设计采用柔性基层沥青路面结构。

设计中采用SMA-13作为基层，改性沥青作为黏结剂，AC-16和AC-25作为面层，水稳碎石和级配碎石作为底基层和地基填料。

路面总宽度为10米，设计车速为60公里/小时，设计使用年限为10年。

2路面状况分析2.1表观病害调查在对路面进行表观病害调查时，我发现了几种常见情况。

首先，路面上出现了横向裂缝和纵向裂缝，这些裂缝的长度和宽度大约在1—3米和2—3毫米之间，通常是由于路面材料的膨胀、收缩和环境温度变化引起的。

其次，路面上出现了局部沉陷，直径大约为1—2米，深度约为20—30毫米，这些沉陷通常是由于路面下基础材料不均匀或不牢固所引起的。

2.2现状路面弯沉分析贝克曼梁弯沉仪可以检测路面弯沉情况，测量不同位置的垂直变形量，而主车道、小车道和BRT车道的弯沉情况则直接反映了路面的结构质量。

提供的数据显示主车道的弯沉程度比小车道更大，说明主车道的路面结构质量可能不如小车道。

路面结构质量是影响路面弯沉情况的重要因素，如果路面结构质量不足，就会导致路面弯沉情况加剧，甚至出现路面损坏和交通事故等问题。

2.3钻芯调查分析钻芯取样结果显示，路面存在横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、坑槽等问题，主要由于路面的承载能力下降、水稳碎石层和沥青混合料存在黏结差。

2.4现状路面技术状况综合评价根据弯沉代表值的数据，小车道及BRT车道路面的弯沉代表值较大，这表明路面在承受车辆荷载时存在明显的变形和沉降现象，这将影响车辆的行驶安全和舒适性。

广州市市政道路工程路面结构设计摘要:在市政道路工程设计中，路面结构设计根据交通量及其组成情况和道路等级、使用功能、当地材料、气候、水文、岩土质等自然条件，结合项目周边路网的实际情况，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护和维修的原则并结合路基进行综合设计。

关键词：市政道路工程、路面结构设计、交通量广州地处中国南部、珠江下游、濒临南海，属华南沿海台风区（IV7），亚热带季风气候，夏季高温，雨量充沛。

结合地理环境特征，该地区路面结构设计时应充分考虑防滑、防水、防裂、防高温等性能要求。

一、路面结构选用随着道路交通科技的发展，道路面层已由当初的泥结碎石、碴油路面等低等级路面向沥青混凝土、水泥混凝土等高等级路面发展，基层也是从无到有，结构类型由单一化发展到多种结构并存，出现了柔性基层、刚性基层、半刚性基层及组合式基层路面[1]。

目前，根据面层材料的不同，主要分沥青混凝土路面、水泥混凝土路面。

高等级道路的路面必须满足耐久性、舒适性和安全性的要求，沥青混凝土路面和水泥混凝土路面从技术上均能达到这些要求，在路用性能方面各有其优缺点，具体情况详见下表。

表1 沥青路面与水泥混凝土路面的比较经上比较，根据广州市所处的自然条件和远景交通量发展需要，考虑到沥青路面的适应变形能力较好，其维护相对比较容易，推荐采用沥青混凝土路面。

结合当地气候条件，沥青路面应为抗滑面层，且保证密实水稳性好。

目前在广东省内应用较多的面层材料有连续式密级配沥青混凝土（AC），沥青玛蹄脂碎石（SMA）和高性能沥青混凝土（Superpave），局部地区有用到开级配抗滑磨耗层（OGFC）。

1）沥青玛蹄脂碎石（SMA）：起源于德国，在欧洲和美国应用较广，技术比较成熟，在国外主要用于改善旧沥青路面的使用性能。

这是一种骨架密实结构型沥青混凝土，粗集料多、矿粉多、沥青用量高、掺加纤维稳定剂，在重交通作用下有良好的耐久性、抗滑性能和抗车辙能力。

但SMA对沥青、碎石材料、施工机械、施工技术要求较高，由于增加了沥青用量且需掺入纤维导致造价较高。