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第七章 沥青路面设计 第一节 沥青路面设计的任务、程序与原则 第二节 标准轴载与轴次换算 第三节 沥青路面设计指标 第四节 土基与路面材料强度指标 第五节 沥青路面结构设计 第六节 新建路面的结构层厚度计算 第七节 原有路面补强设计 第一节 沥青路面设计的任务、程序与原则 一、设计任务 确定合理路面等级 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 路面结构计算 在路面设计之前，应进行外业调查内容：工程地质 及水文地质条件、天然土湿度、水文资料、气象资 料、路面材料产地和供应情况，交通状况、施工力量等。 二、设计程序 1、根据设计任务书的要求，确定路面等级、面层类型、计算累计当量轴次、路表设计弯沉值、容许拉应力值 2、确定路基回弹模量值 3、确定路面材料回弹模量值 4、根据设计弯沉值计算路面厚度 5、确定采用的路面结构方案 三、设计原则 1、根据路面使用要求与当地自然条件，按面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求进行综合设计； 2、合理取材、方便施工养护、节约投资的原则，结构当地经验确定路面结构方案； 3、论证是否进行分期修建； 4、推行新技术、新材料、新工艺、新设备，机械化施工 第二节 标准轴载与轴次换算 一、标准轴载及其形式 定义：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轴次，将该统一轴载称为标准轴载。 沥青路面设计：采用双轮组单后轴100kN为标准轴载，BZZ-100。当轴载25kN和轴载130kN的各级轴载均应进行换算。 二、轴载换算方法 1、换算原则：弯沉等效原则或拉应力等效原则 等效原则：某一路面结构在不同轴载作用下达到相同的损坏程度为依据 二、轴载换算方法 1）采用路表设计弯沉值及沥青面层层底拉应力验算时：（当轴载25kN的各级轴载均应进行换算） 2）半刚性基层层底拉应力验算（当轴载50kN的各级轴载均应进行换算） 三、累计当量轴次计算 涉及：初期日交通量、远景交通量、设计车道累计标准轴载作用次数 远景设计年限交通量，单位（ 次/日 ）： 设计年限内设计车道上的累计当量轴次 第三节 沥青路面设计指标 一、路面结构的破坏模式与设计指标 （一）沥青路面的破坏模式和产生原因 1、沉陷：路面在车轮荷载作用下，其表面产生较大的凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象。 引发原因：路基水文条件差而过于湿软，承载力低 2、车辙：路面结构层、土基在行车荷载重复作用下产生侧向位移而形成的累计永久变形。车辙是高级沥青路面的主要破坏形式。 引发原因：荷载应力大小、重复作用次数、结构层和土基的性质有关。  （一）沥青路面的破坏模式和产生原因 3、疲劳开裂：指路表无显著永久变形而出现的裂缝现象 引发原因：结构整体强度不足或在车轮荷载反复作用下，沥青结构层底面或半刚性基层底面产生的拉应力超过材料的疲劳强度。 4、推移：沥青路面材料沿行车方向发生剪切或拉裂破坏而出现推挤或拥起现象。 引发原因：受到较大的水平荷载作用，在水平力和竖向力的综合作用下结构层内的切应力或拉应力超过材料的抗剪或抗拉强度。 5、低温缩裂：材料收缩受限时产生较大的拉应力而形成的横向裂缝。 引发原因：材料收缩受限时产生的拉应力超过其抗拉强度。 （二）沥青路面设计指标 1、路表设计弯沉值控制指标 式中：Ls——路表实际可能产生的回弹弯沉值 Ld——路面设计弯沉值 2、容许拉应力验算指标： 3、容许切应力验算指标： 各种设计指标的适用范围 1）《公路沥青路面设计规范》以设计弯沉值作为路面结构控制指标， 2）对于高速公路、一级、二级公路沥青混凝土面层和半刚性基层，应验算层底拉应力是否满足相应的容许拉应力的要求。 3）城市道路设计时，还需计算沥青路面表面最不利点的剪应力，它应满足沥青路面容许剪应力的要求。 4）季节性冻冻地区，沿应验算防冻厚度是否满足要求。 二、路面设计弯沉值计算 1、弯沉定义：车轮荷载作用下路面产生的垂直位移值。 路面材料是非线性弹塑性体，弯沉包括：弹性弯沉、残余弯沉。总弯沉=弹性弯沉+残余弯沉。 利用路面回弹弯沉值L0可表征路面的强度；路面弯沉值愈大，路面抵抗垂直变形的能力愈弱。回弹弯沉值可用杠杆式弯沉仪由标准汽车按前进卸荷法进行测定。 2、回弹弯沉值与路面外观状态关系 路面外观状态分为五类：好、较好、中等、较坏、坏 把第四类状态定为路面的临界状态，以此状态下测定的回弹弯沉的低限作为路面设计弯沉值界限的依据 二、路面设计弯沉值计算 三、结构层材料的容许拉应力 1、容许拉应力定义：路面承受行车荷载反复作用达到临界破坏状态时的最大疲劳拉应力。 式中：σsp——沥青砼或半刚性结构层材料的劈裂强度 Ks——抗拉强度结构系数，同荷载的反复作用次