《道路工程》第八-1章.pdf

第 8 章 沥青路面结构设计 主要内容： 1 路面概括 2 路面材料类型 3 沥青路面损坏模式和设计标准 4 弹性层状体系应力、位移计算 5 路面结构层次的组合 6 新建路面结构设计 7 旧路改造设计 学习要求： 1 熟悉路面材料及路面结构类型 2 了解沥青路面损坏模式和设计指标 3 掌握弹性层状体系理论、实用位移应力计算方法 4 熟悉沥青结构组合设计及我国沥青路面设计规范、理论体系、设计方法 5 会新建路和旧路路面结构设计计算 8.1 路面概况 8.1.1 路面的要求 路面在规定的使用年限内，保证汽车按道路的设计时速安全、经济的运行（行 车速度、安全性、舒适性、运费、使用年限）。 1）有足够的强度和刚度 路面强度高能适应轮载的要求；路面刚度大，在轮载作用下变形小。 2）稳定性好 路面稳定性指水、温度稳定性，要求路面在有水和高低温度条件下性能稳定。 3）表面平整度高 不同等级的道路平整度要求不一样，公路等级愈高，平整度也愈高。如高速 公路、一级公路平整度标准偏差（平整度仪测定）=1.2~1.5mm，其他等级公路 139 =2.5mm，3m尺测定最大间隙 h=5mm。 4）表面抗滑性好 路面设计选用摩擦系数大且耐磨的材料，如高速公路表面层集料采用磨光值 高的玄武岩，沥青采用改性沥青 SBS(A、B、C、D 四级 )， 开级配抗滑面层 OGFC， SMA路面等。 施工时采用压槽、拉毛等方法使路面有足够的摩擦系数。 5）耐久性 路面的耐久性指路面在设计使用年限内使用性能稳定，设计选用疲劳强度 高、抗老化的材料。 8.1.2 路面的几何参数及结构层次 1）路面横断面 路面的横断面有槽式横断面和全铺式横断面，前者适合高等级公路路面,后 者适合于中低级公路路面，见图8-1。 2）路面几何尺寸 路面几何尺寸：路面宽度、厚度、路拱坡度。 （1）路面宽度:由道路等级确定。 （2）路面厚度:由道路结构所使用的材料、气温、道路等级等因素决定。 （3）路拱：由路面材料和排水要求决定，路拱分直线形、折线形、抛物线 形，见图8-2。 直线形路拱中间插一段圆曲线，曲线长 L B/33m，圆曲线半径 R>50m。直 线形路拱适合于高等级路面小坡度路拱。 抛物线形路拱分为二次抛物线、改进二次抛物线和改进三次抛物线。抛物 线形路拱外形美观，排水好，但施工较困难。 图8-1 路面横断面 a)-槽式横断面 b)-全铺式横断面 1-路面；2-土路肩；3-路基；4-路缘石；5-加固路肩 140 图8-2 道路路拱形式 a)-直线形路拱 b)-抛物线形路拱 （4）路拱横坡度 沥青混凝土、水泥混凝土路面为：1-2%； 沥青类路面为：1.5-2.5%； 碎石路面为：2.5-3.5%； 低级路面为：3-4%。 3）路面结构层次 按路面结构的作用和位置分： 面层：直接承受行车荷载和水温影响，要求面层强度高、水温稳定性好。沥 青混凝土面层可分2~3层，上层通常为沥青混凝土，下层为沥青混凝土或沥青碎 石。上层要求平整密实，下层要求强度大。基层顶面之上的联接防水层也算面层。 水泥混凝土面层通常为一层素混凝土。 基层：直接承受垂直轮载并将其传到路基或垫层上，要求基层有足够的强度 和刚度。基层常用的材料有结合料稳定土、工业废渣混和料、砂石混和料、块石 等。 垫层：垫层起隔水、排水、防水作用，要求垫层透水性好或隔水性好、隔热 性好。垫层材料常用砂砾、炉渣、石灰土等。 8.1.3 路面分级与分类 1）路面分级 按面层材料的使用品质、组成类型、结构强度和稳定性将面层分为4个等级： ①高级路面 沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、沥青碎石路面均为高级路面，高级路面 适应大交通量、高行车