沥青路面结构组成及性能要求
城市道路的级别、类别和构成
城市道路的级别、类别和构成2k311010城市道路的级别、类别和构成2k311011 掌握城市道路构成城市道路主要分为刚性路面和柔性路面两大类。
刚性路面以水泥砼路面为代表，柔性路面以沥青路面为代表。
一、城市沥青路面道路的结构组成（一）路基路基的断面形式分为：路堤、路堑和半填半挖三种。
从材料上分为：土路基、石路基、土石路基三种。
（二）路面路面分为垫层、基层和面层结构层。
1.面层面层应具有较高的结构强度、刚度、耐磨、不透水和高温稳定性，并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。
面层分为磨耗层、上面层、下面层或称为表面层、中面层、下面层。
2.基层基层是路面结构的主要承重层，应具有足够的、均匀一致的强度和刚度。
沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性。
用作基层的主要材料有：（1）整体型材料。
又称无机结合料基层。
特点：强度高、整体性好、适宜交通量大、轴载重的道路。
（2）嵌锁型和级配型材料。
包括级配碎（砾）石、泥灰结碎（砾）石和水结碎石三种。
3.垫层。
介于基层与土基之间。
作用：改善土基的湿度和温度状况，扩散荷载应力。
要求：其水稳定性必须要好。
（1）路基经常处于潮湿或过湿路段，以及在季节性冰冻地区应设垫层。
（2）垫层材料有粒料和无机结合料稳定土两类。
（3）垫层厚度一般≥150mm（二）沥青路面结构组合的基本原则1.面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。
2.层间必须紧密稳定，保证结构整体性和应力传递的连续性。
3.各结构层的回弹模量自上而下递减。
4.层数不宜过多。
5.在半刚性基层上铺筑面层时，城市主干路、快速路应适当加厚或采取其他措施减轻反射裂缝。
二、路基与路面的性能要求(一)路基的性能要求1.整体稳定性2.变形量（二）路面的使用指标1.平整度。
为减缓路面平整度的衰变速率，应重视路面结构及面层材料的强度和抗变形能力。
2.承载能力。
路面必须具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度。
3.温度稳定性。
22.沥青路面设计规范条文解读
沥青混合料动态压缩模量：按5.1.4条规定，依相应水平定。
泊松比
材料泊松比：按下表5.6.1取值。
4 路面结构验算
一般规定 设计指标 交通、材料和环境参数 路面结构验算流程
一般规定
弹性层状体系理论：
路面结构方案选定：
设计指标
路面结构方案验算设计指标选择：
不同设计指标的力学响应点位置：
面层材料类型选用：参照表4.5.2。
对抗滑、排水或降噪有特殊要求的表面层：可采用开级配的沥 青混合料。表面层下应设防水层。防水层：可采用改性乳化沥 青或改性沥青。
不同粒径沥青混合料层厚：符合表4.5.4规定。
密级配沥青混合料和SMA的结构层厚度不小于集料公称最大粒 径的2.5倍。开级配沥青混合料的结构层厚度不小于集料公称最 大粒径的2.0倍。
一般规定
路面材料：依据公路等级、交通荷载等级、气候条件、各结构 层功能要求和当地材料特性等，经技术经济论证后设计并确定 材料设计参数。 原材料性质要求和混合料组成及性质要求：符合《公路沥青路 面施工技术规范》（JTG F40），和《公路路面基层施工技术 细则》（JTG/T F20）的规定，结合工程特点和当地经验确定。
交通、材料和环境参数
累计当量设计轴载作用次数计算：
结构验算时结构层模量取值：
温度调整系数及等效温度：
路面结构验算流程
路面结构验算流程： 1.调查分析交通参数（附录A），确定交通荷载等级。 2.根据路基土类、地下水位高度确定路基干湿类型和湿度状况， 按规范要求，并结合现行《公路路基设计规范》（JTG D30） 的规定，确定路基顶面回弹模量及必要的路基改善措施。 3.根据设计要求，收集所在地区的常用路面结构组合和材料性 质要求，分析影响路面结构设计的其他因素，初拟路面结构组 合和厚度方案，选取设计指标。
沥青路面结构层与性能要求
沥青路面结构层与性能要求沥青路面是城市道路的典型路面，道路结构由面层、基层和路基组成，层间结合必须紧密稳定，以保证结构的整体性和应力传递的连续性。
路基性能主要指标：整体稳定性、变形量控制（1）整体稳定性在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地层(土层或岩层)的受力状态;原先处于稳定状态的地层，有可能由于填筑或开挖而引起不平衡，导致路基失稳。
软土地层上填筑高路堤产生的填土附加荷载如超出了软土地基的承载力，就会造成路堤沉陷 ;在山坡上开挖深路堑使上侧坡体失去支承，有可能造成坡体坍塌破坏。
在不稳定的地层上填筑或开挖路基会加剧滑坡或坍塌。
因此，必须保证路基在不利的环境(地质水文或气候)条件下具有足够的整体稳定性，以发挥路基在道路结构中的强力承载作用。
（2）变形量控制:基层及其下承的路基，在自重和车辆荷载作用下会产生变形，如地基软弱填土过分疏松或潮湿时，所产生的沉陷或固结、不均匀变形，会导致路面出现过量的变形和应力增大，促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性。
因此，必须尽量控制路基、地基的变形，才能给路面以坚实的支承。
基层基层是路面结构中的承重层，主要承受车辆荷载的竖向力，并把面层下传的应力扩散到路基基层为面层施工提供稳定而坚实的工作面，控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。
基层受自然因素的影响虽不如面层强烈，但面层下的基层应有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形大，导致面层损坏。
性能主要指标（1)应满足结构强度、扩散荷载的能力以及水稳'性和抗冻性的要求。
（2）不透水性好。
底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物;为防止地下渗水影响路基，排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层。
面层路面使用指标: 承载能力、平整度、温度稳定性、抗滑能力、噪声量（1）承载能力:当车辆荷载作用在路面上，使路面结构内产生应力和应变，如果路面结构整体或某一结构层的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力和应变时，路面便出现开裂或变形(沉陷、车辙等)，降低其服务水平路面结构暴露在大气中，受到温度和湿度的周期性影响，也会使其承载能力下降。
沥青路面结构组成(详细解读)
沥青路面结构组成（详细解读）一、组织结构（一）基本结构1．城镇沥青路面结构由面层、基层和路基（水泥路面多垫层）组成，层间结合必须紧密稳定，以保证结构的整体性和应力传递的连续性。
大部分道路结构组成是多层次的，但层数不宜过多。
2．行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱；对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。
各结构层的材料回弹模量应自上而下递减，基层材料与面层材料的回弹模量比应≥0.3；土基与基层（或底基层）的回弹模量比宜为0.08～0.4。
3．按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设基层和面层等结构层。
4．面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。
交通量大、轴载重时，应采用高等级面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。
5．基层的结构类型可分为柔性基层、半刚性基层；在半刚性基层上铺筑面层时，城市主干路、快速路应适当加厚面层或（+土工布）采取其他措施以减轻反射裂缝。
（判定刚性非刚性的指标：弯沉值）柔性基层：带沥青的、级配形式的——弯沉大，主控项目测弯沉半刚性基层：水泥、石灰稳定形式的——弯沉大，主控项目测弯沉刚性基层：水泥混凝土、钢筋混凝土——弯沉很小，主控项目不测弯沉（二）路基与填料1．路基分类从材料上，路基可分为土方路基、石方路基、特殊土路基。
路基断面形式有：路堤——路基顶面高于原地面的填方路基；路堑——全部由地面开挖出的路基（又分全路堑、半路堑、半山峒三种形式）；半填、半挖——横断面一侧为挖方，另一侧为填方的路基。
土方路基 石方路基特殊土路基(湿陷性腹胀土冻土等)半填半挖2．路基填料高液限黏土、高液限粉土及含有机质细粒土，不适用做路基填料。
因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。
地下水位高时，宜提高路基顶面标高。
在设计标高受限制，未能达到中湿状态的路基临界高度时，应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路基填料。
沥青混凝土路面
沥青混凝土路面沥青混凝土路面，简称沥青路面，是目前最常见的路面类型之一。
它由沥青和骨料混合后得到，通过铺设、压实、养护等一系列工艺过程形成道路表面。
本文将详细介绍沥青混凝土路面的常见种类、结构、性能及维护管理等方面。
一、常见种类沥青混凝土路面按厚度可以分为两种：重型沥青混凝土路面和普通沥青混凝土路面。
重型沥青混凝土路面适用于大型机动车、高速公路等，因为其更加耐久，施工工艺也相对较复杂，需要较高的技术水平和成本投入。
普通沥青混凝土路面适用于一般车辆道路、市政道路，施工工艺相对简单，并且价格也相对便宜。
二、结构沥青混凝土路面由上下两层组成：面层和基层。
其中面层承受车辆荷载并保护基层，基层则支撑整个路面。
面层和基层之间还要设置一层中间垫层，主要作用是填平基层的不平整面和隔离来自基层的水分影响。
面层是路面的最上层，要求耐磨、耐老化、抗高温、抗冻融等性能，它的施工厚度一般在3-6cm之间。
由于面层所在位置特殊，所以对材料质量、施工工艺和维护管理要求都比较高。
基层是路面的最下面一层，它直接受到路基地质条件的制约，要求具有坚实的承载能力和较好的排水性能。
三、性能（一）抗压强度：沥青混凝土路面具有较好的抗压强度，由于骨料的粒度大小和沥青的黏度不同，所以压缩性能也有所差异。
一般来说，沥青混凝土路面的抗压强度在5MPa以上，而重型路面的抗压强度更高。
（二）防水性能：沥青混凝土路面在施工时通过排水系统隔离地下水和地表水，以达到防水目的。
它在雨季时可以较好地排水，防止路面积水，避免水体侵蚀路面，从而保证道路交通安全。
（三）抗老化性能：沥青混凝土路面在阳光、氧化等自然环境的作用下，会发生老化现象，如裂纹、颜色偏黄等。
因此，在施工时要根据地区的自然环境设置正确的沥青种类，以提高路面的抗老化能力。
四、维护管理沥青混凝土路面虽然具有较好的使用性能和较长的使用年限，但是也需要定期进行维护管理。
一般来说，路面的维护管理主要包括清理杂物、修补破损、补充沥青、划线标识等方面。
路面结构层组合设计
路面结构层组合设计
在冰冻地区潮湿、过湿路段应设置防冻层，并进行防冻层验算。 （2）功能层材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水 泥或石灰煤渣稳定类，石灰粉煤灰稳定类等。各级公路的排水功能层应视 具体情况，使功能层与边缘排水系统相连接，或铺至路基同宽。 1）防冻功能层应采用透水性好的粒料类材料，通过0.075mm筛孔颗粒含 量不宜大于5%。采用煤渣时，小于2mm的颗粒含量不宜大于20%；2）采用碎 石和砂砾功能层时，最大粒径应与结构层厚度相协调，一般最大粒径应不 超过结构层厚度的1/2，以保证形成骨架结构，提高结构层的稳定性；3） 为防止路基污染粒料功能层或为隔断地下水的影响，可在路基顶面设土工 合成材料的隔离层。 （3）功能层厚度视具体情况而定，一般为150～200mm，重冰冻地区潮 湿、过湿路段可为300～400mm。
路面结构层组合设计
➢ 3.对半刚性基层沥青路面的结构组合设计，基层与沥青面层的模量比 宜在1.5～3之间；基层与底基层的模量比不宜大于3.0；底基层与土基模 量比宜在2.5～12.5之间 ➢ 4.对刚性基层应采取措施加强沥青层与刚性基层间的紧密结合，并提 高界面抗剪强度和沥青混合料的抗剪切强度，以增加沥青层抗剪切、推移 变形的能力 ➢ 5.为防止雨雪下渗，浸入基层、土基，沥青面层应选用密级配沥青混 合料。当采用排水基层时，其下均应设防水层，并设置结构内部的排水系 统，将雨水排除路基外 ➢ 6.为排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿 状态，下列情况下的路基应设置功能层：
路面结构层组合设计
➢ 8.设计时应采取技术措施, 加强路面结构各层之间的紧密结合，提高 路面结构整体性，避免产生层间滑移
（1）沥青层之间应设粘层，粘层沥青宜用乳化沥青、改性乳化沥青、 热沥青或橡胶沥青，洒布数量根据选用的粘层油类型以现场试验确定。乳 化沥青、改性乳化沥青宜为0.3～0.5kg/m2；（2）各种基层上应设置透层 沥青。透层沥青应具有良好的渗透性能，可用液体沥青、稀释沥青、乳化 沥青等。洒布数量宜通过现场试验确定，对粒料基层应透入3～6mm为宜。 （3）在半刚性基层上应设下封层。（4）新、旧沥青层之间，沥青层与旧 水泥混凝土板之间应洒布粘层沥青，宜用热沥青、改性热沥青、改性乳化 沥青或橡胶沥青。（5）拓宽路面时，新、旧路面接茬处，宜喷涂粘结沥 青。（6）双层式半刚性材料层宜采取连续摊铺、碾压工艺，增强层间结 合，以形成整层。
沥青路面设计规范2017_条文解读
设计准则
沥青混合料层疲劳开裂破坏 无机结合料稳定层疲劳开裂破坏 沥青混合料层永久变形量 路基顶面竖向压应变 季节性冻土地区路面低温开裂
原有 新增
使用性能设计指标要求
1.疲劳开裂寿命 沥青混合料层、无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命不应小于按 附录A确定的设计使用年限内的当量设计轴载累计作用次数。
2.永久变形量
改性沥青应力吸收层：橡胶沥青。
粒料类基层和无机结合料稳定类基层顶面：宜设透层。 透层沥青：良好渗透性，可采用稀释沥青或乳化沥青。
路肩
路肩结构组合和材料选用：与行车道路面相协调，不影响路面 结构中水的排出。 极重、特重和重交通荷载等级公路及冻土地区，硬路肩基层、 底基层材料和厚度：与行车道路面相同。 三级和四级公路硬路肩：可采用沥青结合料类材料或粒料。
JTG D50-2017沥青路面设计规范
条文解读
Haiwaii
2017
内容
1、设计标准 2、结构组合设计 3、材料性质要求与设计参数 4、路面结构验算 5、改建设计 6、桥面铺装设计
1 设计标准
目标可靠度及目标可靠指标 设计使用年限 设计轴载与设计轴载累计作用次数 设计交通荷载等级 设计准则 使用性能设计指标要求 交工验收抗滑指标要求
一般规定
路面结构组合设计：考虑路面结构力学特性、功能特性、长期 性能衰变规律、损坏特点，遵循路基-路面综合设计理念。 保证路面结构安全、耐久、全寿命周期经济合理
路面结构层：面层、基层、底基层、功能层（如必要），其中， 面层：表面层、中面层、下面层。
垫层不属于路面结构层。
使用年限内要求：面层没有疲劳结构破坏，表面功能可修复。 层间结合：黏层、封层、透层。 路面结构防水、排水：阻止降水渗入路面结构层。
(JTGD50-2017)最新公路沥青路面设计规范
张起森 教授 长沙理工大学
目录
一、术语 二、符号 三、设计标准 四、结构组合设计 五、材料性质要求和设计参数 六、路面结构验算 七、改建设计 八、桥面铺装设计
一、术语解释（2.1.11~2.1.17）
2.1.11 结构的设计期（设计基准期） 在预计的累计当量轴次和环境条件作用下，路面 不发生结构性破坏的时间长度。与工程结构可靠 度设计中的“设计基准期”同
公路等级 高速、一级公路
低温开裂指数CI ，不大于
3
二级公路 5
三级、四级公路 7
3.0.7 对于高速公路、一级公路等提出抗滑技术指标 横向力系数SFC60，测试标准车60km/h； TD—铺砂法构造深度（mm），与旧规范一样
四、结构组合设计
注意以下几点
4.4.5 基层和底基层厚度，突出了集料公称最大粒径的关系 4.5.2 面层材料类型适用的交通荷载等级与层位，表4.5.2。
24应变则极限状态方程zgrsrs若z0结构处于极限状态若z0结构处于可靠状态若z0结构处于失效状态rs不同值对应的z值公路水泥混凝土路面设计规范jtgd402011给出的极限状态方程可靠度系数依据目标可靠度及变异水平等级及变异系数确定面层板在临界荷位产生的行车荷载疲劳应力mpa面层板在临界荷位产生的温度梯度疲劳应力mpa水泥混凝土弯拉强度标准值mpa3可靠度指标设随机变量xii12n则可求得则有可靠度指标为功能函数z概率分布4
某层类型
无机结合料稳定类基层、 水泥混合凝上基层和
底基层为无机结合料稳定类 的沥青混合料基层
沥青混合料层容许永久变形量
高速、一级公路
二级、三级公路
15
20
其他基层
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沥青路面结构组成及性能要求
一、沥青路面结构组成
（一）垫层
垫层是介于基层和土基之间的层位，其作用为改善土基的湿度和温度状况(在干燥地区可不设垫层),保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力，以减小土基所产生的变形。
(二)基层
基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层下传的应力扩散到垫层或土基。
（三）面层
面层是直接同行车和大气相接触的层位，承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。
二、沥青路面性能要求
（一）垫层的性能要求
垫层主要改善土基的湿度和温度状况,通常在土基湿、温状况不良时设置。
垫层材料的强度要求不一定高，但其水稳定性必须要好。
（二)基层的性能要求
(1)基层应具有足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度；有足够的抗冲刷能力和抗变形能力,坚实、平整、整体性好。
（2）不透水性好。
（３）抗冻性满足设计要求。
(三）面层的性能要求
1.平整度
为减缓面层平整度的衰变速率,应重视面层结构及面层材料的强度和抗变形能力。
2.承载能力
有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度。
3.温度稳定性
4.抗滑能力
5.透水性
6.噪声量
降噪排水路面结构组合：上面(磨耗层)层采用OGFC沥青混合料,中面层、下(底）面层等采用密级配沥青混合料。
★★★★★沥青混合料的组成与材料
沥青混合料的组成与材料
一、结构组成
按级配原则构成的沥青混合料,其结构组成可分为三类：
图１沥青混合料的典型组成结构
(1）密实一悬浮结构：该结构具有较大的黏聚力f,但内摩擦角φ较小，高温稳定性较差。
(2)骨架一空隙结构:这种结构内摩擦角φ较高,但黏聚力c也较低。
(3)骨架一密实结构：这种结构不仅内摩擦角φ较高,黏聚力c也较高。
二、主要材料与性能
(一)沥青
城镇道路面层宜优先采用Ａ级沥青,不宜使用煤沥青。
乳化石油沥青根据凝固速度可分为快凝、中凝和慢凝三种,适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面，常温沥青混合料面层以及透层、粘层与封层。
用于沥青混合料的沥青应具有下述性能：
（1）具有适当的稠度:表征粘结性大小，即一定温度条件下的黏度;
(2)具有较大的塑性：以“延度”表示,即在一定温度和外力作用下变形而不开裂的能力；
(3)具有足够的温度稳定性:即要求沥青对温度敏感度低,夏天不软,冬天不脆裂；
(４）具有较好的大气稳定性:抗热、抗光老化能力较强;
(5)具有较好的水稳性：抗水损害能力较强。
三、热拌沥青混合料主要类型
(一)普通沥青混合料
即ＡC型沥青混合料，适用于城镇次干道、辅路或人行道等场所。
(二)改性沥青混合料
（2)改性沥青混合料与AC型沥青混合料相比具有较高的高温抗车辙能力，良好的低温抗开裂能力,较高的耐磨耗能力和较长的使用寿命。
(３）改性沥青混合料面层适用城镇快速路、主干路。
（三）沥青玛碲脂碎石混合料（简称SMA）
（２) SMＡ是一种间断级配的沥青混合料，５mm以上的粗骨料比例高达7０％～80％,矿粉用量达7%~１3%（“粉胶比”超出通常值1．２的限制);沥青用量较多,高达６.5%～7%。
(３）SMA是当前国内外使用较多的一种抗变形能力强,耐久性较好的沥青面层混合料；适用于城镇快速路、主干路。
（四)改性（沥青）沥青玛碲脂碎石混合料(SMA)
（3)适用于交通流量和行驶频度急剧增长，客运车的轴重不断增加,严格实行分车道单向行驶的城镇快速路、主干路。