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第九章 沥青路面设计 沥青路面设计的任务、程序与原则 一、设计任务 沥青路面设计的任务是：确定合理的路面等级，选择适合的路面类型，进行结构组合设计、路面材料配合比设计及路面结构计算等。为确保路面设计质量，在路面设计之前，应进行专门的外业调查，搜集相关资料，以作为路面设计工作的依据。在外业调查时需收集的资料有：工程地质和水文地质条件，天然土湿度和水文资料，气象资料，路面材料产地和供应情况，当地路面使用经验和其他情况，交通量及交通组成情况，投资情况，施工单位的技术力量，机具设备、劳动力组成情况，原有路基路面状况等。 在掌握了公路沿线的野外调查资料的基础上可按下列程序进行路面的设计工作： 1．根据设计任务书的要求，并综合考虑国家政治、经济、国防、旅游、公路等级、交通量和交通组成、建设投资和其他方面的要求，确定合理的路面等级和面层类型。计算在设计年限内换算为标准轴载的单车道的累计当量轴次和路表设计弯沉值，容许拉应力值。 2确定路基回弹模量值。按路基土组与干湿类型将路基划分为若干路段(每段长度一般 情况下不宜小于500m，若为大规模机械化施工，不宜小于1km)，确定各路段土基回弹模量值。 3．确定路面材料的回弹模量值。为了保证路面结构的强度与稳定性并充分发挥各结构层的功能，应考虑当地气候、土质、材料，施工等具体情况，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据实测或查表确定各结构层路面材料的回弹模量及设计参数。 4根据设计弯沉值计算路面厚度。对于高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和整体性材料基层、底基层应验算其拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，应通过调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比以提高极阻抗弯拉强度后再重新计算：对季节性冰冻地区的高级和次高级路面，还应验算防冻厚度是否符合要求。 进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。 三、设计原则 为使沥青路面设计先进，经济合理，路面安全适用并与周围环境协调，在设计工作中应遵循下列原则： 1．应根据路面使用要求与当地的自然条件(包括气候、水文、土质等)，结合当地实践经验，按面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求进行综合设计。 2．应贯彻合理选材，方便施工，利于养护，节约投资的原则，结合当地经验进行路面结构方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、强度高稳定性好、便于机械化和工厂化施工的路面结构方案。 3．应从技术经济上论证是否有必要分期修建。对分期修建的路面工程，应合理设计结构层次与厚度，使前期工程能在后期被充分利用。高速公路和一级公路的路面不宜分期修建。 4．应积极采用并推广新技术、新材料、新工艺、新设备、推行机械化施工。对高速公路和一级公路，应采用大型、高效成套的机械设备施工．以确保工程质量。 对软土地区或高填方路基及可能产生较大沉降的路段，宜按分期修建或一次设计分期实 施的原则进行设计。设计时应按远景交通量设计路面结构与厚度，修筑时可酌情减薄沥青面 层厚度，待路基变形趋于稳定后，再根据路面实际情况加铺沥青面层至设计厚度。待路基变形趋于稳定后，再根据路面实际情况加铺沥青面层至设计厚度。 第9-2节标准轴载与轴次换算 一、标准轴载及其形式 公路上行驶的车辆种类繁杂，不同车型和不同作用次数对路面影响不同，为方便路面设 计，需将不同车型组合而成的混合交通量换算成某种统一轴载的当量抽次。这种统一的轴载， 称为标准轴载。 《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)中规定：沥青路面设计是以双轮组单后轴载 100kN为标准轴载，以BZZ—100表示。标准轴载的计算参数按表2-7-1确定，凡轴载大干 25kN．小于130kN的各级轴载P1(包括车辆的前轴和后轴)的作用次数均应换算成标准轴载P的当量作用次数(简称当量轴次)。 二、轴次换算方法 1．换算原则 当把混合交通量中的各级轴载换算成标准轴载时，为了保证换算前与换算后的轴载对路 面的作用效果相同，应该遵循弯沉等效或拉应力等效原则。 等效原则是以某一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损坏程度为根据的。这是一 个很复杂的关系，通常是通过实验路段观测来确定。它包括两方面的含义：第一，对于同——种路面结构，若一种车轮荷载作用了n1次，使路面达到极限破损状态，而另一种车轮荷载作用了n2次，使路面达到了同样的破损状态，则这两种车轮荷载的作用次数n1和 n2，被称做是等效的。第二，对于同一交通组合(混合交通量)，通过等效换算后，则不论按哪种车轮荷载进行路面厚度计算，得到的结