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第第1414章章 沥青路面设计沥青路面设计第一节概述第一节概述第二节弹性层状体系理论简介第二节弹性层状体系理论简介第三节沥青路面结构组合设计第三节沥青路面结构组合设计第四节第四节 国内沥青路面设计方法国内沥青路面设计方法第五节第五节 国外沥青路面设计方法简介国外沥青路面设计方法简介学习要点重点掌握重点掌握国内沥青路面组合设计的国内沥青路面组合设计的基本基本步骤步骤、基本计算公式基本计算公式和和设计指标标准设计指标标准；掌握沥青路面结构组合设计掌握沥青路面结构组合设计基本原则基本原则；了解道路了解道路层状体系层状体系理论；理论；了解了解国外国外沥青路面沥青路面设计方法设计方法。第第1 1节节 概述设计内容概述设计内容1.原材料调查与选择原材料调查与选择调查：查明拟修建道路路线附近调查：查明拟修建道路路线附近材料分布材料分布情况（石灰、情况（石灰、粉煤灰、水泥、石料、沥青等），以便粉煤灰、水泥、石料、沥青等），以便就地取材就地取材选择：根据选择：根据经济技术性原则经济技术性原则，选择沥青材料和集料种类，选择沥青材料和集料种类2.沥青混合料及基层材料配合比设计沥青混合料及基层材料配合比设计沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量沥青混合料配合比设计：确定最佳沥青用量基层材料配合比设计：确定各组成材料的比例基层材料配合比设计：确定各组成材料的比例3.材料参数的测定材料参数的测定路面材料抗压强度、劈裂强度、抗压模量、弯拉模量以路面材料抗压强度、劈裂强度、抗压模量、弯拉模量以及土基回弹模量等及土基回弹模量等第第1 1节节 概述设计内容概述设计内容4.路面结构组合设计路面结构组合设计交通交通调查调查与与分析分析：交通量、交通组成、轮迹横向分布：交通量、交通组成、轮迹横向分布拟定拟定路面结构路面结构设计方案设计方案：根据现场工程地质情况、材料：根据现场工程地质情况、材料调查、自然条件以及交通条件拟定调查、自然条件以及交通条件拟定设计层位设计层位厚度厚度确定：采用设计确定：采用设计指标指标与与标准标准验算验算5.路面结构方案比选路面结构方案比选分析各类路面设计方案的分析各类路面设计方案的技术要求技术要求（强度和变形）满足（强度和变形）满足情况；分析各类路面设计方案的情况；分析各类路面设计方案的工程造价工程造价，根据经济技，根据经济技术原则予以比选术原则予以比选淮盐高速累积标准轴载淮盐高速累积标准轴载淮安淮安盐城盐城高速公路高速公路设计年限设计年限1515年年，双向四车道双向四车道设计路段设计路段单个车道设计年限内单个车道设计年限内累积标准轴载累积标准轴载(10(106 6)淮安枢纽淮安枢纽-车桥车桥 2121.8484 车桥车桥-建湖建湖 2121.8686 建湖建湖-鞍湖鞍湖 2121.3838 鞍湖鞍湖-盐城西盐城西 1818.59.59 盐城西盐城西-盐城南盐城南 1111.27.27 盐城南盐城南-盐城东盐城东 1313.90.90 淮盐高速路面结构组合设计方案淮盐高速路面结构组合设计方案淮安淮安盐城盐城高速公路路面结构组合设计方案高速公路路面结构组合设计方案夹层结构夹层结构夹层夹层：半刚性基层半刚性基层中夹带中夹带柔性级配碎柔性级配碎石石形成的基层。形成的基层。设置目的设置目的：缓和缓和半半刚性基层的裂缝刚性基层的裂缝尖尖端应力端应力，防止防止半刚半刚性基层应力过大造性基层应力过大造成基层自下而上开成基层自下而上开裂引起沥青面层裂引起沥青面层反反射裂缝射裂缝 几种常用基层材料的特性介绍几种常用基层材料的特性介绍级配碎石（级配碎石（松散材料松散材料或或柔性材料柔性材料）1.1.消散应力集中作用消散应力集中作用，有效抵抗半刚性基层反射裂缝扩，有效抵抗半刚性基层反射裂缝扩展；展；2.2.排水作用排水作用，减轻半刚性基层路面的冲刷唧浆现象；，减轻半刚性基层路面的冲刷唧浆现象；3.3.协调变形作用协调变形作用，减小地基不均匀沉降对上层路面结构，减小地基不均匀沉降对上层路面结构带来的不利影响。带来的不利影响。几种常用基层材料的特性介绍几种常用基层材料的特性介绍水泥稳定碎石水泥稳定碎石(半刚性材料半刚性材料)1.1.优点优点:强度高、板体性好；强度高、板体性好；2.2.缺点缺点:a.a.反射裂缝：温度湿度交替作用下产生干缩和温缩裂缝反射裂缝：温度湿度交替作用下产生干缩和温缩裂缝并反射到沥青面层形成反射裂缝。并反射到沥青面层形成反射裂缝。b.b.冲刷唧浆：水分渗入路面并集聚于水泥稳定碎石层顶冲刷唧浆：水分渗入路面并集聚于水泥稳定碎石层顶面，车轮荷载产生的瞬时动水压力的反复作用，会产生面，车轮荷载产生的瞬时动水压力的反复作用，会产生冲刷唧浆现象。冲刷唧浆现象。几种常用基层材料的特性介绍几种常用基层材料的特性介绍沥青稳定碎石沥青稳定碎石(柔性材料柔性材料)1.1.柔性材料：不会产生反射裂缝，适应软土地基变形性柔性材料：不会产生反射裂缝，适应软土地基变形性质；质；2.2.透水性强：抗水损害能力强，使用寿命长；透水性强：抗水损害能力强，使用寿命长；3.3.具有较高强度与刚度：成为基层的承重结构。具有较高强度与刚度：成为基层的承重结构。4.4.沥青稳定碎石基层沥青路面使用性能良好，长期经济沥青稳定碎石基层沥青路面使用性能良好，长期经济效益显著；效益显著；欧美欧美等国家广泛使用的基层材料，等国家广泛使用的基层材料，国内国内也铺筑了部分试也铺筑了部分试验路。验路。几种常用基层材料的特性介绍几种常用基层材料的特性介绍二灰稳定土二灰稳定土(细粒土下基层材料，细粒土下基层材料，半刚性材料半刚性材料)1.1.优点优点:a.a.强度稳定性：具有一定的强度和稳定性；强度稳定性：具有一定的强度和稳定性；b.b.抗冲刷性：与石灰土相比，具有一定的抗水冲刷能力；抗冲刷性：与石灰土相比，具有一定的抗水冲刷能力；a.a.界面性质：施工时容易起皮，影响界面特性；界面性质：施工时容易起皮，影响界面特性；b.b.裂缝形成：水温状况交替变化下可产生干缩裂缝和温裂缝形成：水温状况交替变化下可产生干缩裂缝和温缩裂缝。缩裂缝。2.2.缺点缺点:第第1 1节节 概述设计原则概述设计原则参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-20041.综合设计原则综合设计原则路基路面整体考虑，综合设计路基路面整体考虑，综合设计2.技术经济原则技术经济原则技术先进，经济合理技术先进，经济合理3.推广应用新材料新技术原则推广应用新材料新技术原则如如Superpave、SMA4.环保安全原则环保安全原则注重环境保护、注重工作人员的安全注重环境保护、注重工作人员的安全5.机械化工厂化施工原则机械化工厂化施工原则有利于保证工程质量有利于保证工程质量6.一次设计分期修建原则一次设计分期修建原则适用于不良地质条件（如软适用于不良地质条件（如软土地基）下道路设计，土地基）下道路设计，日本日本采用该原则修建高速公路解采用该原则修建高速公路解决了决了软土地基沉降软土地基沉降导致的路面导致的路面病害问题病害问题第第1 1节节 概述设计理论与方法概述设计理论与方法设计方法设计方法分为分为经验法经验法和和力学经验法力学经验法1.经验法经验法CBR法和法和AASHTO法法2.力学经验法力学经验法美国沥青学会美国沥青学会(AI)法、壳牌法、壳牌(Shell)法法以及我国现行的沥青路面设计方法以及我国现行的沥青路面设计方法3.经验法经验法通过试验路或现场试验测试，建立通过试验路或现场试验测试，建立路面结构路面结构、车辆荷载车辆荷载与与路面使用性能路面使用性能之间的之间的关系关系并用于路面结构设并用于路面结构设计的方法。计的方法。4.力学力学经验法经验法应用应用力学原理力学原理分析分析荷载与环境荷载与环境作用下作用下的的路面结构路面结构力学响应，建立力学响应，建立力学响应力学响应与与路面使用性能路面使用性能关关系模型系模型并用于路面结构设计的方法并用于路面结构设计的方法第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级1.公路分级公路分级分级依据分级依据以功能（集散公路、干线公路）和适用的交以功能（集散公路、干线公路）和适用的交通量作为选用公路等级标准通量作为选用公路等级标准参考参考公路工程技术标准公路工程技术标准JTG B01-2003公路公路等级等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级二级公路公路三级三级公路公路四级四级公路公路车道车道4 46 68 84 46 62 22 221 1日交日交通量通量10103 32525|55554545|85856060|1001001515|30302525|55555 5|15152 2|6 6220.40.4第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级1.公路分级公路分级分级依据分级依据以功能（集散公路、干线公路）和适用的交以功能（集散公路、干线公路）和适用的交通量作为选用公路等级标准通量作为选用公路等级标准参考参考公路工程技术标准公路工程技术标准JTG B01-2003公公路路等等级级高速公路高速公路一级公路一级公路二级二级公路公路三级三级公路公路四级四级公路公路设设计计车车速速120120 10010080801001008080606080806060404030302020第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级2.设计年限设计年限选择依据选择依据公路等级，路网中的功能，当地经济状况以公路等级，路网中的功能，当地经济状况以及投资条件及投资条件参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004公路等级及其功能公路等级及其功能设计年限设计年限(年年)高速公路、一级公路高速公路、一级公路1515改建改建/扩建的高速扩建的高速/一级公路一级公路10101515二级公路二级公路1212三级公路三级公路8 8四级公路四级公路6 6第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级3.标准轴载标准轴载我国路面设计以我国路面设计以双轮组双轮组单轴载单轴载100kN作为标准轴载，以作为标准轴载，以BZZ-100表示表示参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004100kNd1.5dP=0.7MPa第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级4.轴载当量换算轴载当量换算各种车型按照疲劳等效效应换算为标各种车型按照疲劳等效效应换算为标准轴载作用次数准轴载作用次数换算原则：在换算原则：在不同不同轴载轴载作用下，作用下，相同相同路面结构路面结构达到达到相同相同损伤程度损伤程度参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004a.弯沉和沥青层底拉应力为设计指标弯沉和沥青层底拉应力为设计指标b.半刚性材料层底拉应力为设计指标半刚性材料层底拉应力为设计指标c.贫混凝土层底拉应力为设计指标贫混凝土层底拉应力为设计指标第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级4.轴载当量换算轴载当量换算算例算例参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004a.弯沉和沥青层底拉应力为设计指标弯沉和沥青层底拉应力为设计指标b.半刚性材料层底拉应力为设计指标半刚性材料层底拉应力为设计指标汽车汽车名称名称交通量交通量次次/日日汽车总汽车总重重/kNkN汽车前后轴计算参数汽车前后轴计算参数轴位轴位轴重轴重轮组轮组轴数轴数轴距轴距中货车中货车EQ140100092.90前轴前轴28.70113m后轴后轴64.20213mN=11.0+1.2(1-1)1000(64.20/100)4.35=145.47次次/日日N=11.0+2.0(1-1)1000(64.20/100)8=28.86次次/日日第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级5.设计年限累计当量标准轴载计算设计年限累计当量标准轴载计算设计年限设计年限内内一个车道一个车道沿沿一个方向一个方向通过的通过的累计标准轴载累计标准轴载次次数数Ne(次次/日日):参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004N1：路面运营路面运营第第1年年双向双向日平均日平均当量轴载次数当量轴载次数(次次/日日):设计年限内交通量平均增长率设计年限内交通量平均增长率(%):车道系数，车道系数，若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面若公路无分隔时，路面窄宜选高值，路面宽宜选低值宽宜选低值 第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级5.设计年限累计当量标准轴载计算设计年限累计当量标准轴载计算实例分析实例分析某高速公路双向六车道某高速公路双向六车道，设计年限，设计年限t=15年，交通量平年，交通量平均增长率为均增长率为=8%，按弯沉设计标准计算得到路面运营，按弯沉设计标准计算得到路面运营第第1年年双向双向日平均日平均当量轴次当量轴次N1=23350次次/日日，查表得到，查表得到车道系数为车道系数为=0.3参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004第第1 1节节 概述交通等级概述交通等级6.交通等级划分交通等级划分根据根据N Ne e(万次万次/车道车道)或中型以上日平均交通量或中型以上日平均交通量(辆辆/日日/车道车道)为划分依据。为划分依据。参考参考沥青路面设计规范沥青路面设计规范JTG D50-2004交通等级交通等级BZZ-100kNBZZ-100kN累积标准累积标准轴次轴次(万次万次/车道车道)中型以上货车及大中型以上货车及大客车客车(辆辆/日日/车道车道)A A特轻交通特轻交通100100300250025001000010000第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介一、基本假设与解题方法一、基本假设与解题方法假设条件：假设条件：1.材料：完全弹性、均匀的、材料：完全弹性、均匀的、各向同性，各向同性，各层各层连续连续2.几何：几何：水平方向水平方向各层无限各层无限伸展，伸展，竖直方向竖直方向最下层无限最下层无限伸展，其上各层厚度有限。伸展，其上各层厚度有限。3.边界条件：边界条件：x 或或y ，应力、变形和位移，应力、变形和位移0。h h1 1h h2 2h hi ih hn nE E1 1,1 1E E2 2,2 2E Ei i,i iE En n,n n p p=(P/p)=(P/p)1/21/2x xy y4.层间连续条件：层间连续条件：a.完全连续，层间任意方向位移相等；完全连续，层间任意方向位移相等；b.完全连续，层间竖向应力与竖向位移相等。完全连续，层间竖向应力与竖向位移相等。5.不计自重不计自重第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介二、求解思路与过程二、求解思路与过程思路思路待求变量待求变量：任意坐标处的应力与位移：任意坐标处的应力与位移问题属性问题属性：弹性力学轴对称：弹性力学轴对称问题问题h h1 1h h2 2h hi ih hn nE E1 1,1 1E E2 2,2 2E Ei i,i iE En n,n n p p=(P/p)=(P/p)1/21/2x xy y已知条件已知条件：各层厚度、模量与泊松比：各层厚度、模量与泊松比以及边界条件、层间连续条件以及边界条件、层间连续条件r rz zzrzr应变向量应变向量r rz zzrzr应力向量应力向量uw位移向量位移向量待求变量待求变量1010个个第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介二、求解思路与过程二、求解思路与过程思路思路1010个方程，个方程，1010个待求解变量个待求解变量几何方程几何方程物理方程物理方程平衡方程平衡方程*根据已知条件可以解得未知变量根据已知条件可以解得未知变量描述描述应力应力与与应变应变关关系的方程系的方程描述描述应变应变与与位移位移关关系的方程系的方程描述微元描述微元体体应力应力平平衡的方程衡的方程几何方程几何方程物理方程物理方程平衡方程平衡方程r rz zzrzr应变向量应变向量r rz zzrzr应力向量应力向量uw位移向量位移向量第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介二、求解思路与过程二、求解思路与过程思路思路原则上原则上方程数方程数和和求解变量数求解变量数相等相等方程组方程组有解有解，然而求解，然而求解偏微分方程偏微分方程还需还需试设试设解的形式解的形式，例如采用，例如采用LoveLove函数函数形式求解。形式求解。LoveLove应力函数应力函数变形连续方程变形连续方程重调和方程重调和方程第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介二、求解思路与过程二、求解思路与过程过程过程LoveLove应力函数方程组应力函数方程组重调和方程重调和方程变形连续方程变形连续方程平衡微分方程平衡微分方程代入代入获得获得LoveLove应力函数应力函数采用采用HankleHankle积分变换法积分变换法LoveLove应力函数方程组应力函数方程组代入代入应力解答应力解答获得获得物理方程物理方程应变解答应变解答代入代入获得获得代入代入几何方程几何方程获得获得变形解答变形解答边界条件边界条件确定待定系数确定待定系数第第2 2节节 弹性层状体系理论简介弹性层状体系理论简介二、求解思路与过程二、求解思路与过程思路思路弹性弹性双双层体系层体系表面弯沉表面弯沉解答：解答：垂直位移系数垂直位移系数 理论弯沉系数理论弯沉系数弹性弹性多多层体系层体系表面弯沉表面弯沉解答：解答：理论理论最大最大拉应力系数拉应力系数弹性弹性多多层体系层体系层底拉应力层底拉应力解答：解答：h h1 1h h2 2h hi ih hn-1n-1E E1 1,1 1E E2 2,2 2E Ei i,i iE En-1n-1,n n p p=(P/p)=(P/p)1/21/2x xy yE En n=E=E0 0D=2D=2第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计结构组合设计原则结构组合设计原则1.1.表面使用品质长期稳定原则表面使用品质长期稳定原则：沥青路面设计规范：沥青路面设计规范对对平整度平整度、抗滑性能抗滑性能、高温稳定性高温稳定性、水稳性水稳性、抗裂性能抗裂性能提出了相应技术指标要求。提出了相应技术指标要求。材料类型材料类型3030202030 30 20 20 动稳定度动稳定度（次（次/mmmm）普通沥青上普通沥青上中面层中面层800-1000800-1000600-800600-800600600改性沥青上改性沥青上中面层中面层2400240028002800 200020002400240018001800高温动稳定度要求高温动稳定度要求第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计结构组合设计原则结构组合设计原则2.2.强度刚度与层位相强度刚度与层位相匹配匹配的原则的原则：车辆荷载与环境影响车辆荷载与环境影响（如温度、降雨）自（如温度、降雨）自上而下上而下逐渐逐渐衰减衰减，因此对材料的，因此对材料的强强度刚度要求度刚度要求也自也自上而下上而下降低降低。第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计结构组合设计原则结构组合设计原则3.3.就地取材原则就地取材原则：例如设计路段有丰富的：例如设计路段有丰富的碎石碎石、砂砾砂砾材材料、料、石灰石灰，沿线有，沿线有水泥厂水泥厂，因此基层材料采用，因此基层材料采用水泥稳定水泥稳定碎石碎石而不采用而不采用二灰稳定碎石二灰稳定碎石，底基层采用，底基层采用石灰土石灰土而不用而不用二灰土二灰土。第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计一、沥青面层结构一、沥青面层结构1.1.层位数与公路等级层位数与公路等级公路等级公路等级层位数层位数结构形式结构形式高高速公路速公路一一级公路级公路3 3表表面层、面层、中中面层、面层、下下面层面层二二级公路级公路三三级公路级公路2 2上上面层、面层、下下面层面层第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计一、沥青一、沥青面层面层结构结构2.2.各层位基本要求各层位基本要求层位层位材料性能材料性能主要要求主要要求主选材料主选材料表表面层面层平整平整密实、密实、抗滑抗滑耐磨、稳定耐磨、稳定耐久耐久高温高温稳定、稳定、低温低温抗裂、抗抗裂、抗老化老化密实型中粒、细密实型中粒、细粒沥青混合料，粒沥青混合料，重交通采用重交通采用SMA-SMA-1010、SMA-13SMA-13或改或改性沥青混合料性沥青混合料中中、下下面层面层密水性密水性、抗剥离抗剥离、高温重载下、高温重载下抗剪抗剪 密实型中粒、粗密实型中粒、粗粒沥青混合料，粒沥青混合料，重交通采用重交通采用SMA-SMA-2020或改性沥青混或改性沥青混合料合料下下面层面层抗疲劳开裂等抗疲劳开裂等高等级公路路面结构类型高等级公路路面结构类型半刚半刚性基性基层沥层沥青路青路面面沥青面层沥青面层12-1812-18cmcm半刚性半刚性基层基层3636cm?cm?半刚性半刚性或或柔性柔性底基层底基层2020cm?cm?垫层垫层柔性柔性沥青沥青路面路面沥青面层沥青面层10-1210-12cmcm柔性柔性基层基层2424cm?cm?柔性柔性材料底基层材料底基层1515cm?cm?垫层垫层贫贫砼砼基层基层沥青沥青路面路面沥青面层沥青面层10101818cmcm贫砼贫砼基层基层18-2618-26cmcm半刚性半刚性底基层底基层3535cm?cm?垫层垫层混合混合式沥式沥青路青路面面沥青面层沥青面层10-1210-12cmcm柔性柔性基层基层1212cm?cm?半刚性半刚性底基层底基层3535cm?cm?垫层垫层二级、三级公路路面结构二级、三级公路路面结构二二级级公公路路路路面面结结构构面面层层沥青混凝土沥青混凝土6-126-12cmcm(沥青贯入式碎石沥青贯入式碎石5-5-8 8cmcm或或沥青混凝土沥青混凝土3-3-4 4cmcm+沥青贯入式碎石沥青贯入式碎石4-64-6cm)cm)基基层层半刚性半刚性材料材料基层基层20-20-3636cmcm(水泥稳定碎石水泥稳定碎石或砂砾；或砂砾；石灰石灰、粉煤粉煤灰稳定碎石灰稳定碎石或砂砾，或砂砾，石灰稳定集料石灰稳定集料)底底基基层层半刚性半刚性材料材料底基层底基层10-2010-20cmcm或或级配碎石级配碎石三三级级公公路路路路面面结结构构面面层层沥青表面处治沥青表面处治3-53-5cmcm或热拌沥青碎石混合或热拌沥青碎石混合料料基基层层半刚性材料基层半刚性材料基层20-20-3636cmcm(水泥稳定碎石水泥稳定碎石或砂砾；石灰、粉煤或砂砾；石灰、粉煤灰稳定碎石或砂砾，灰稳定碎石或砂砾，石灰稳定集料石灰稳定集料)底底基基层层半刚性材料底基层半刚性材料底基层10-2010-20cmcm或级配碎石或级配碎石高等级公路沥青混合料级配选择建议高等级公路沥青混合料级配选择建议 中中面面层层厚厚度度一一般般为为50-6050-60mmmm，宜宜选选择择以以粗粗集集料料为为主主的的骨架密实型沥青混凝土骨架密实型沥青混凝土(AC-20AC-20)。表表面面层层一一般般为为30-5030-50mmmm，用用密密级级配配抗抗滑滑层层(AK-13AK-13或或AK-AK-1616或或SMA-13SMA-13等类型等类型)。下下面面层层，厚厚度度一一般般为为60-8060-80mmmm，宜宜设设计计密密级级配配沥沥青青混混合料合料(AC-20AC-20或或AC-25AC-25)。一、表面层主要作用主要作用主要作用主要作用：表面功能：平整、抗滑、美观、舒适、减噪表面功能：平整、抗滑、美观、舒适、减噪表面功能：平整、抗滑、美观、舒适、减噪表面功能：平整、抗滑、美观、舒适、减噪要求要求要求要求：耐久性耐久性耐久性耐久性，特别是抗滑性能的耐久，特别是抗滑性能的耐久，特别是抗滑性能的耐久，特别是抗滑性能的耐久有一定的有一定的有一定的有一定的抗剪能力抗剪能力抗剪能力抗剪能力（适应重载交通）（适应重载交通）（适应重载交通）（适应重载交通）高温高温高温高温抗车辙抗车辙抗车辙抗车辙、低温、低温、低温、低温抗裂抗裂抗裂抗裂、抗老化抗老化抗老化抗老化路面路面抗滑抗滑及及耐久耐久是表面层混合料是表面层混合料最主要性能要求最主要性能要求。我国已建高等级公路的我国已建高等级公路的抗滑水平抗滑水平普遍普遍较低较低。二、中、下面层主要作用主要作用：过渡层过渡层：荷载应力的扩散：荷载应力的扩散保护基层保护基层要求要求：密实密实防水防水、抗剥离性、抗剥离性有一定有一定抗剪抗剪能力能力合理合理厚度厚度抗疲劳抗疲劳性能性能中下面层被冲刷、松散中下面层抗剪能力不足第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面二、沥青路面基层基层结构结构作用与要求作用与要求主要作用主要作用：路面结构内部路面结构内部主要承重层主要承重层要求要求有足够的有足够的承载力承载力、较高、较高强度强度、稳定性稳定性和和耐久性耐久性材料性能指标（材料性能指标（抗滑抗滑、抗剪切抗剪切）较较之之面层面层低低第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面二、沥青路面基层基层结构结构分类分类柔性柔性基层基层有机结合有机结合料稳定类（料稳定类（大粒径沥青大粒径沥青碎石碎石LSAM,LSAM,沥青贯入碎石沥青贯入碎石）或或无结合料无结合料稳定类稳定类(级配碎石级配碎石;半刚性半刚性基层基层无机结合无机结合料稳定材料料稳定材料，如水泥如水泥稳定类，石灰稳定类，工业废渣稳定类，以稳定类，石灰稳定类，工业废渣稳定类，以及及二灰稳定类二灰稳定类；刚性刚性基层基层-低强度等级低强度等级混凝土混凝土，如贫混凝土，如贫混凝土基层基层2828天弯拉强度天弯拉强度 S=1.5-2.5MPaS=1.5-2.5MPa第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构分类分类1.1.半刚性基层半刚性基层特性特性特性特性：优点优点-整个基层具有整个基层具有板体性板体性，刚度强度刚度强度都很都很高，高，主要承重主要承重结构层，面层较结构层，面层较薄薄；缺点缺点温缩开裂温缩开裂反射至面层产生反射至面层产生反射裂缝反射裂缝；透水性差导致；透水性差导致水损害水损害概念概念：主要用水泥、石灰或工业废渣等：主要用水泥、石灰或工业废渣等无机结合无机结合料料对对级配集料级配集料作作稳定处理稳定处理的基层的基层第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构分类分类1.1.半刚性基层半刚性基层适用性适用性高速公路、一级公路的高速公路、一级公路的基层基层或或上基层上基层宜选用宜选用骨架密实型骨架密实型的稳定集料。的稳定集料。二级及二级以下公路的基层和各级公路的二级及二级以下公路的基层和各级公路的底基层底基层均可采均可采用用悬浮密实型悬浮密实型混合料。混合料。骨架空隙结构型骨架空隙结构型混合料具有较高的混合料具有较高的空隙率空隙率，适用于需考，适用于需考虑虑路面内部排水路面内部排水要求的基层。要求的基层。水泥稳定类水泥稳定类适用于各级公路的基层、底基层。适用于各级公路的基层、底基层。二灰稳定类二灰稳定类对冰冻地区、多雨潮湿地区宜用于下基层或对冰冻地区、多雨潮湿地区宜用于下基层或底基层底基层。石灰稳定类石灰稳定类适用于各级公路的底基层以及三、四级公路适用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。的基层。第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构分类分类2.2.柔性基层柔性基层特性特性特性特性：优点优点-应力应变传递应力应变传递协调过渡协调过渡能力良能力良好好，排，排水通畅水通畅不易不易遭受水损害；遭受水损害；缺点缺点刚度刚度和和强度强度较较低低，导致沥青面层承受主要荷载，因此导致沥青面层承受主要荷载，因此面层面层较厚较厚。概念概念：主要采用：主要采用沥青处治沥青处治的的级配碎石级配碎石和和无结合料无结合料的的级配碎石级配碎石修筑的基层修筑的基层第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构分类分类2.2.柔性基层柔性基层适用性适用性密级配密级配-空隙率空隙率3-6%3-6%，主要功能，主要功能承受荷载承受荷载作用；厚度作用；厚度为为80-15080-150mmmm，宜用宜用LSM-25LSM-25，LSM-30LSM-30，LSM-40LSM-40；主要类型：密级配主要类型：密级配大粒径沥青碎石大粒径沥青碎石LSAM LSAM、半开级配半开级配沥沥青碎石稳定基层青碎石稳定基层AMAM。半开级配半开级配-空隙率空隙率12-18%12-18%，主要功能防止反射裂缝，主要功能防止反射裂缝和路面内部和路面内部排水排水，可选用，可选用AM-25AM-25、AM-30AM-30、AM-40AM-40。第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构分类分类3.3.刚性基层刚性基层特性特性特性特性：优点优点-承受承受绝大部分绝大部分荷载，因而沥青面层荷载，因而沥青面层较较薄，薄，面层主要考虑面层主要考虑功能性功能性要求（抗滑、耐久、平整）要求（抗滑、耐久、平整）；缺点缺点温缩裂缝反射面层形成温缩裂缝反射面层形成反射裂缝反射裂缝。概念概念：采用：采用低强度等级混凝土低强度等级混凝土修筑而成的基层修筑而成的基层第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构基层厚度基层厚度主要决定因素：主要决定因素：强度强度（层底拉应力）与（层底拉应力）与刚度刚度（弯沉）（弯沉）的的设计设计要求（设计时逐层验算）以及要求（设计时逐层验算）以及施工施工要求要求（h hi i/D/Dmaxmax44）基层基层厚度厚度 面层面层厚度，厚度，基层基层厚度厚度变化范围变化范围2020cm-40cmcm-40cm基层通常成为基层通常成为设计层设计层，基层厚度成为设计的，基层厚度成为设计的主要内容主要内容基层通常分为基层通常分为上基层上基层、下基层下基层，为，为节省节省造价，造价，下下基层基层材料可以采用材料可以采用性能略低性能略低的结合料。的结合料。第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计二、沥青路面基层结构二、沥青路面基层结构基层类型选择基层类型选择工况一工况一：地基承载力地基承载力低低、交通任务、交通任务繁重繁重、降雨量、降雨量大大、路基排水路基排水不良不良交通等级交通等级、地基、地基承载力承载力、路基、路基温湿变化温湿变化、路基路面、路基路面排水排水基层结构基层结构：组合式组合式基层基层上基层上基层为为柔性材料柔性材料如大粒径如大粒径沥青碎石（沥青碎石（协调变形协调变形并并保障排水保障排水），），下基层下基层为为半刚性材半刚性材料料（提高结构承载力提高结构承载力）工况二工况二：超载严重超载严重重交通道路重交通道路基层结构基层结构：组合基层组合基层或或刚性基层刚性基层钢筋混凝土或连续钢筋混凝土或连续配筋混凝土板基层配筋混凝土板基层第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计三、沥青路面三、沥青路面垫层垫层结构结构分类分类防水防水垫层：垫层：隔断隔断地下水源地下水源，防止防止毛细水毛细水入渗入渗排水排水垫层：垫层：排除排除路基顶面路基顶面渗入的水渗入的水防污防污垫层：垫层：阻止阻止路基材料路基材料浸入浸入路面结构路面结构防冻防冻垫层：垫层：防止防止路基路基冻融影响冻融影响路面结构路面结构第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计三、沥青路面垫层结构三、沥青路面垫层结构材料组成及要求材料组成及要求防水防水垫层：粗砂、砂砾、矿渣等粗颗粒材料，垫层：粗砂、砂砾、矿渣等粗颗粒材料，垫垫层下层下铺设铺设不透水材料不透水材料（土工织物反滤层）（土工织物反滤层）排水排水垫层：设计计算确定，垫层下铺设不透水材垫层：设计计算确定，垫层下铺设不透水材料（土工织物反滤层）料（土工织物反滤层）防污防污垫层：垫层：土工合成材料土工合成材料与与粒料粒料分层分层交替铺筑交替铺筑，防污防污垫层垫层可置于可置于防（排）水防（排）水垫层垫层下下防冻防冻垫层：垫层：隔温性隔温性好好的材料，煤渣、矿渣、石灰的材料，煤渣、矿渣、石灰煤渣稳定粒料煤渣稳定粒料第第3 3节节 沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计四、沥青路面层间结合四、沥青路面层间结合1.1.沥青沥青面层面层与与基层基层之间应设置之间应设置透层沥青透层沥青或或粘层沥粘层沥青青2.2.沥青面层由两层或三层组成，面层之间设沥青面层由两层或三层组成，面层之间设粘层粘层沥青沥青3.3.透层沥青、粘层沥青，单层表处透层沥青、粘层沥青，单层表处下封层下封层，稀浆稀浆封层封层下封层的下封层的材料规格材料规格、用量用量根据公路工程施根据公路工程施工技术规范选用。工技术规范选用。采用层间采用层间结合材料，结合材料，保证保证各层结构紧密结合，形各层结构紧密结合，形成抗成抗层间滑动层间滑动与与层间剪切层间剪切性能良好的性能良好的连续体系连续体系