1、我國(guó)公路(gngl)瀝青路面設(shè)計(jì)1共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程2共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程58年規(guī)范(gufn) 路面模型與指標(biāo) 環(huán)境條件 ：以濕潤(rùn)系數(shù)為基礎(chǔ)的道路氣候分區(qū)圖 土基條件： 以E0（形變模量）決定于含水量計(jì)算值 材料條件： E1（形變模量）3共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程66年規(guī)范(gufn) 路面模型與指標(biāo) 環(huán)境條件 ：以溫度與濕潤(rùn)系數(shù)為基礎(chǔ)的道路氣候分區(qū)圖 土基條件：以E0（形變模量）決定于含水量計(jì)算值，大型測(cè)定或反算 材料條件： E1（形變模量）大型測(cè)定或反算4共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程5共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程78年

2、規(guī)范(gufn) 路面模型與指標(biāo) 環(huán)境條件 ：綜合考慮地形與氣候條件的公路自然區(qū)劃氣候分區(qū)圖 土基條件：以Ecy（彈性模量）決定于含水量計(jì)算值，以1mm線性歸納法為準(zhǔn) 。 材料條件： Ely(形變模量)，(由試驗(yàn)路確定)6共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程7共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程86年規(guī)范(gufn) 路面模型與指標(biāo) 環(huán)境條件 ：綜合考慮地形與氣候條件的公路自然區(qū)劃氣候分區(qū)圖 土基條件：以E0（彈性模量），彎沉、彎拉以春季含水量計(jì)算值為準(zhǔn)，剪切以夏 季高溫計(jì)算值為準(zhǔn)。8共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程 材料(cilio)條件： 瀝青面層：彎沉指標(biāo)： E1,壓以20為準(zhǔn)

3、，整層或室內(nèi)測(cè)定。彎拉指標(biāo)：E1,彎和S以1015為準(zhǔn)，用梁測(cè)定。剪切指標(biāo)： E1,壓、C和以七月平均路面溫度為準(zhǔn)。 整體性基層： E1,壓、 E1,彎和S室內(nèi)測(cè)定。 粒料基層： E1,壓整層測(cè)定。 9共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程時(shí)期第四階段（90年代）典型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)解決瀝青層疲勞問題破壞模式反射裂縫嚴(yán)重、排水問題未解決（水穩(wěn)定性不足）技術(shù)導(dǎo)向追求較高的以平整度、抗滑指標(biāo)為代表的使用性能要求10共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程97年規(guī)范(gufn) 路面模型與指標(biāo) 環(huán)境條件 ：綜合考慮地形與氣候條件的公路自然區(qū)劃氣候分區(qū)圖 土基條件：以E0回彈模量根據(jù)土基潮濕狀態(tài)查表、室內(nèi)試

4、驗(yàn)或換算得到。 11共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程 材料(cilio)條件：E1（形變模量）大型測(cè)定或反算瀝青瀝青混合料：E1抗壓回彈模量，20、15室內(nèi)測(cè)定；SP15 圓柱體劈裂強(qiáng)度。整體性半剛性材料：E抗壓回彈模量，室內(nèi)測(cè)定；SP， 圓柱體劈裂強(qiáng)度。12共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程時(shí)期第五階段（2000年以后）典型結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)通過材料設(shè)計(jì)解決路面功能問題；通過組合設(shè)計(jì)解決排水與反射裂縫問題 破壞模式有待檢驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)向柔性基層備受關(guān)注13共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程歷史發(fā)展表明，瀝青路面設(shè)計(jì)理論體系與方法、我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范的合理制定，是與一定歷史時(shí)期的經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)、施工

5、、試驗(yàn)水平等諸多因素(yn s)協(xié)調(diào)發(fā)展的。設(shè)計(jì)方法的完善必須有成熟技術(shù)的支持；一定要與當(dāng)時(shí)路面建設(shè)發(fā)展相適應(yīng)、解決當(dāng)時(shí)關(guān)鍵技術(shù)問題。規(guī)范不是最新、最先進(jìn)的技術(shù)；而是成熟技術(shù)的總結(jié)。14共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路瀝青路面結(jié)構(gòu)(jigu)省份 名稱路面結(jié)構(gòu)使用情況廣東省廣佛4cmAC上面層；5cm瀝青AC下面層；6cm瀝青碎石；25cm6%水泥石屑上基層；2528cm 4%水泥土(石粉砂礫)底基層瀝青路面厚度為15cm，由于佛山到廣州方向重車多，破壞嚴(yán)重。從調(diào)查結(jié)果來看，加鋪罩面后路面最大車轍深度為14mm，平均車轍深為4.8mm；裂縫為15.8m/km2，裂縫率為8.

6、0m2/km2，未加鋪路段的最大車轍深度為21mm，平均車轍深度為6.8mm，裂縫度為28.1m/km2，裂縫率為21.2m2/km2。廣花3cmAC上面層；4cmAC下面層；20cm6%水泥穩(wěn)定碎石上基層；30cm4%水泥穩(wěn)定碎石、石粉底基層瀝青路面厚7cm，當(dāng)時(shí)依照強(qiáng)基薄面的思路設(shè)計(jì)，建成后出現(xiàn)問題較多，現(xiàn)已全部加鋪了4cm的磨耗層。這段路上的最大車轍深度為14mm，平均車轍深為7.3mm，裂縫度為83.3m/km2，裂縫率為9.2m2/km2。遼寧省沈大4cm細(xì)粒式AC上面層；5cm中粒式AC下面層；6cmATB；1820cm水泥穩(wěn)定砂礫基層；30cm天然沙礫。運(yùn)營(yíng)8年后，瀝青路面的損壞

7、或缺陷所表現(xiàn)出來的形態(tài)和特征多種多樣。陜西省西寶4cm細(xì)粒式AC上面層；6cm中粒式AC中面層；6cm粗粒式AC下面層；5mm下封層；22cm水泥穩(wěn)定碎石基層；25cm二灰礫石底基層。自1996年全線通車，經(jīng)過8年多運(yùn)營(yíng)，由于多種原因影響，出現(xiàn)各種不同病害。15共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路瀝青路面結(jié)構(gòu)(jigu)省份名稱路面結(jié)構(gòu)使用情況廣東省深南5cm瀝青混凝土上面層；8cm瀝青貫入下面層；40cm6%水泥石屑上基層；15cm4%水泥石屑底基層。使用前3年沒有裂縫和車轍，3年后出現(xiàn)裂縫，目前裂縫較多，但不影響行車，還沒大修。從調(diào)查結(jié)果看，目前裂縫已成為主要病害，原因是沒

8、有重車通過。浙江省杭甬高速公路計(jì)劃后續(xù)34cm細(xì)粒式瀝青混凝土；46cm中粒式瀝青混凝土；58cm瀝青碎石；2834cm二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石；20cm級(jí)配碎石。所經(jīng)地帶的軟土深度在全國(guó)是最嚴(yán)重的，深達(dá)60m，含水量7080%，沉降量達(dá)到填一半陷一半，全線145km，有94.5km為軟土，占杭甬路總長(zhǎng)的65.2%。通車1年半以后，局部路段不同程度地出現(xiàn)了瀝青混凝土路面裂縫、斷裂、貧油、松散、龜裂，基層、底基層開裂、變形、破損、唧漿等病害。破壞嚴(yán)重，有些數(shù)據(jù)已無法統(tǒng)計(jì)。江蘇省滬寧高速公路上面層：4cm厚AC16B多碎石級(jí)配類型；中面層：6cm AC25I級(jí)配類型；下面層：6cm厚AC25II級(jí)配

9、類型瀝青；底基層：20cm厚二灰碎石底；基層：40cm厚二灰土、二灰及石灰土；總厚度76cm。經(jīng)過2年運(yùn)營(yíng)，面層出現(xiàn)少量橫縫和松散，在少數(shù)丘嶺地帶有沉降發(fā)生，造成路面縱縫發(fā)生。從工程實(shí)踐的體會(huì)中了解到，16cm厚的面層仍感覺有點(diǎn)薄，18cm可能會(huì)較合適。如果中間加瀝青碎石層反射裂縫會(huì)少，但疲勞裂縫可能會(huì)成為主要問題。南京機(jī)場(chǎng)高速上面層：45cm厚AC16B級(jí)配類型；中面層：6cm厚AC25I級(jí)配類型；下面層：6cm厚AC25II級(jí)配類型；基層：34cm厚二灰碎石；底基層：20cm厚二灰土。通車1年后使用效果良好。路面各方面都滿足要求，唯一問題是滲水，這可能一個(gè)是因?yàn)榧?jí)配造成，另一個(gè)是當(dāng)時(shí)壓實(shí)不

10、夠，使用1年出現(xiàn)了壓密現(xiàn)象，但沒有泛油現(xiàn)象，路面平整度均方差通車時(shí)為0.549mm，1年后為0.68mm。16共三十八頁1.1 發(fā)展(fzhn)歷程國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路瀝青路面結(jié)構(gòu)(jigu)省份名稱路面結(jié)構(gòu)使用情況北京京津塘高速上面層：5cm厚LH20I級(jí)配類型；中面層：6cm LH30I級(jí)配類型；下面層：12cm厚瀝青碎石。運(yùn)營(yíng)9年來，除個(gè)別路段出現(xiàn)車轍、坑槽外，路面仍然處于比較好的狀態(tài)。京哈高速公路上面層：2cm厚瀝青石屑；中面層：4cm厚LH30I級(jí)配類型；下面層：5cm厚瀝青碎石。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度數(shù)值比較小，這是由于表面層使用了石屑。17共三十八頁 1.2 設(shè)計(jì)(shj)理

11、論與指標(biāo)體系瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D50-2006)8.0.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系(tx)理論進(jìn)行計(jì)算，路面荷載及計(jì)算點(diǎn)如圖8.0.1所示。 土基18共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文8.0.2 路面結(jié)構(gòu)層厚度的確定應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體剛度（即承載力）與瀝青層或半剛性基層、底基層抗疲勞開裂的要求： 1 輪隙中心處（A點(diǎn)）路表計(jì)算彎沉值ls 應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)(shj)彎沉值ld.即: 2 輪隙輪隙中心（C點(diǎn)）或單圓荷載中心處（B點(diǎn)）的層底拉應(yīng)力m應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力R ，即：19共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文 8.

12、0.3 高速公路、一級(jí)公路、 二級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)，以路表面回彈彎沉值、瀝青混凝土層的層底拉應(yīng)力及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)。三級(jí)公路、四級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)以路表面設(shè)計(jì)彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)。有條件(tiojin)時(shí)，對(duì)重載交通路面宜檢驗(yàn)瀝青混合料的抗剪切強(qiáng)度。 20共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （1）柔性基層及混合式基層： 彎沉計(jì)算、彎拉驗(yàn)算 混合式基層路面設(shè)計(jì)彎沉值： ld=780N-0.2 AcAs （2）半剛性(n xn)基層及貧砼基層： 彎拉計(jì)算、反算彎沉控制 貧混凝土基層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)： Ks=0.51N-0.07/Ac21共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj

13、)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文8.0.5 設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按式(8.0.5-1)計(jì)算確定。 式中：ld 設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）； Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次(次)； Ac公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0，二級(jí)公路為1.1, 三、四級(jí)公路為1.2； As面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1。 Ab路面結(jié)構(gòu)(jigu)類型系數(shù)，半剛性基層瀝青路面為1.0；柔性基層瀝青路面為1.6。22共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系基層類型系數(shù)說明原規(guī)范的說明己論述了半剛

14、性基層和柔性結(jié)構(gòu)層的路面結(jié)構(gòu)系數(shù)Ab分別為1.0和1.6的來源。對(duì)采用柔性結(jié)構(gòu)層和半剛性基層組合而成混合式基層的路面，是從柔性向半剛性過渡(gud)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)界于二者之間，路面結(jié)構(gòu)系數(shù)Ab可采用內(nèi)插的方法處理。對(duì)于交通量較大的柔性路面結(jié)構(gòu)，目前尚處于研究階段，缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此采用柔性路面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)結(jié)合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)實(shí)際，慎重為之。23共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文8.0.6 瀝青混凝土層、半剛性材料基層、底基層以拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉應(yīng)力應(yīng)按式（8.0.6-1）計(jì)算：式中：R路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa); S瀝青混凝土或半剛性材料

15、的極限劈裂(p li)強(qiáng)度(MPa)； KS抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。24共三十八頁規(guī)范條文 1 對(duì)瀝青混凝土的極限(jxin)劈裂強(qiáng)度，系指15時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類材料系指齡期為90d的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料系指齡期為180d的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料系指齡期為120d的極限劈裂強(qiáng)度。 2 對(duì)瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算： 對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算： 對(duì)無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算： 1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系25共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系 設(shè)計(jì)參數(shù) 目前(mqi

16、n)設(shè)計(jì)參數(shù)選取需注意的問題 設(shè)計(jì)等級(jí) 試驗(yàn)方法 抗壓回彈試驗(yàn)的模量取值 彎拉試驗(yàn)的模量與強(qiáng)度取值26共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文8.0.7 路面設(shè)計(jì)中各結(jié)構(gòu)層的材料設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)階段的要求確定。 1 高速公路、一級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選取工程(gngchng)用路面材料實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)；各級(jí)公路采用新材料時(shí)，也必須實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)。 2 高速公路、一級(jí)公路初步設(shè)計(jì)或二級(jí)及二級(jí)以下公路設(shè)計(jì)時(shí)可借鑒本地區(qū)已有的試驗(yàn)資料或工程經(jīng)驗(yàn)確定。 3 可行性研究階段可參考附錄E確定設(shè)計(jì)參數(shù)。27共三十八頁 8.0.9 以路表彎沉值為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)

17、于瀝青混凝土試驗(yàn)(shyn)溫度為20；計(jì)算路表彎沉值時(shí)，抗壓回彈模量設(shè)計(jì)值E應(yīng)按式(8.0.9)計(jì)算。 1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文 8.0.8 半剛性材料的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)按公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ057)的規(guī)定測(cè)定。瀝青混合料的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052)的規(guī)定測(cè)定。 式中： 各試件模量的平均值(MPa)； S各試件模量的標(biāo)準(zhǔn)差； Za保證率系數(shù)，取2.0。28共三十八頁 計(jì)算層底應(yīng)力(yngl)時(shí)應(yīng)考慮模量的最不利組合。在計(jì)算層底拉應(yīng)力(yngl)時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用式(8.0.9)計(jì)算其模量設(shè)計(jì)值；計(jì)算層及以上各層

18、模量應(yīng)采用式(8.0.10)計(jì)算其模量設(shè)計(jì)值E：1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文 8.0.10 以瀝青層或半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，應(yīng)在15條件下測(cè)試瀝青混合料的抗壓回彈模量；半剛性材料應(yīng)在規(guī)定齡期(水泥穩(wěn)定類材料齡期為90d，二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料為180d，水泥粉煤灰穩(wěn)定類為120d)測(cè)定抗壓回彈模量。 29共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范(gufn)條文 8.0.11 各地區(qū)應(yīng)建立劈裂強(qiáng)度、回彈模量與齡期的相關(guān)關(guān)系，以及快速養(yǎng)生方法等預(yù)估規(guī)定齡期的材料強(qiáng)度、模量的換算關(guān)系，經(jīng)充分論證后作為設(shè)計(jì)參數(shù)的取值依據(jù)。 30共三十八頁1.2 設(shè)

19、計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范(gufn)條文 8.0.12 輪隙中心路表回彈彎沉的計(jì)算 路表計(jì)算彎沉值應(yīng)按式(8.0.12-1)計(jì)算： 式中：31共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范(gufn)條文 8.0.13 層底拉應(yīng)力計(jì)算 層底拉應(yīng)力以單圓中心 (B點(diǎn))及雙圓輪隙中心 (C點(diǎn))為計(jì)算點(diǎn)，并取較大值作為層底拉應(yīng)力。按式（8.0.13）計(jì)算層底最大拉應(yīng)力： 32共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范(gufn)條文 8.0.14 路面各結(jié)構(gòu)層的厚度可按計(jì)算法或驗(yàn)算法確定。 1、計(jì)算法：根據(jù)路用性能要求或工程經(jīng)驗(yàn)確定路面結(jié)構(gòu)組合類型，先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，然后根據(jù)

20、混合料類型與施工工藝要求確定其它各層的厚度，按8.0.4規(guī)定的流程計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度。設(shè)計(jì)層厚度應(yīng)不小于最小施工厚度。 2、驗(yàn)算法：根據(jù)本地區(qū)典型結(jié)構(gòu)確定路面結(jié)構(gòu)組合類型，然后根據(jù)混合料類型與施工工藝擬定各結(jié)構(gòu)層的厚度，按8.0.4規(guī)定的流程進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，驗(yàn)算通過后即可作為備選結(jié)構(gòu)。33共三十八頁1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范(gufn)條文 8.0.15 路面交工時(shí)應(yīng)在不利季節(jié)以BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，實(shí)測(cè)輪隙中心處路表彎沉值，其彎沉代表值應(yīng)符合式(8.0.15-1)的要求。即： 式中：l0j實(shí)測(cè)某路段的代表彎沉值(0.01mm); la路表面彎沉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)值(0.01mm)。按最后確定的路面結(jié)構(gòu)厚度與材料模量計(jì)算的路表面彎沉值。不是設(shè)計(jì)彎沉。 1、檢測(cè)代表彎沉值應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的汽車實(shí)測(cè)路表彎沉值，若為非標(biāo)準(zhǔn)軸載應(yīng)進(jìn)行換算。對(duì)半剛性基層結(jié)構(gòu)宜用5.4m的彎沉儀；對(duì)柔性結(jié)構(gòu)可用3.6m的彎沉儀測(cè)定。34共三十八頁 2、測(cè)定彎沉?xí)r應(yīng)以13公里為一評(píng)定路段。檢測(cè)頻率視公路等級(jí)每車道每1050m測(cè)一點(diǎn)，高速公路、一級(jí)公路的每公里檢查(jinch)不少于80個(gè)點(diǎn)，二級(jí)公路及其以下每公里檢查不少于40個(gè)點(diǎn)。 1.2 設(shè)計(jì)(shj)理論與指標(biāo)體系規(guī)范條文 檢測(cè)時(shí)，當(dāng)瀝青厚度小于或等