我国沥青路面设计教案
沥青路面设计分解PPT教案
粉性土
砂 石 类 稳定土类
45～50 50～60 60～70 70～75 50～60 60～70 70～80 80～100
40～45 45～50 50～60 60～70 45～55 55～65 65～70 70～90
工业 废料类
30～40 40～45 45～50 50～65 40～50 50～60 60～65 65～80
低级路面
面层类型
沥青混凝土、SMA 沥青混凝土、SMA 热拌沥青石、沥青贯入式 热拌沥青石、沥青贯入式 水结碎石、泥结碎石、级配 碎（砾）石、半整齐石块
粒料改善土
设计 年限 15 12 10
8 5
5
设计年限内累计标准 轴次（万次/一车道）
>400 >200 100~200 10~100
≤10
（二）因地制宜、合理选材 （三）方便施工、便于养护 （四）分期修建、逐步提高 （无）注意与排水设计相结合
8% 8%
单轴单轮
单轴
3%
1
8% 6%
0% 2 3 434%
5
22%
6
11%
8%
78% 8
单轴双轮9
双联轴
1
0%2
25%
3 25%
4
5
6
7
508%
双轴9
三联轴
1 2 3 4
三轴
％
单轴单轮 单轴双轮 双轴
三轴
（三）轴载的等效换算
1.换算原则
等效疲劳：作用在同一结构上的A荷载使其破坏的次数为a； B荷载使其破坏的次数 为b，则（A-a）等效（B-b）
三、疲劳开裂
（一）表现
路面无显著的永久变形，最初在 荷载作用部位形成细而短的横向 开裂，继而逐渐扩展成网状
我国沥青、水泥路面设计课件
1.2 设计理论与指标体系
沥青路面设计规范（ 沥青路面设计规范（JTG D50-2006)
8.0.1 路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计 路面荷载及计算点如图8.0.1所示 所示。 算，路面荷载及计算点如图8.0.1所示。
R = 3δ
δ
h1
h2
δ
p
δ
δ
p
A B B
深南
使用前3年没有裂缝和车辙，3年后出现裂缝， 目前裂缝较多，但不影响行车，还没大修。从 调查结果看，目前裂缝已成为主要病害，原因 是没有重车通过。 所经地带的软土深度在全国是最严重的，深达 60m，含水量70～80%，沉降量达到填一半陷一 半，全线145km，有94.5km为软土，占杭甬路总 长的65.2%。通车1年半以后，局部路段不同程 度地出现了沥青混凝土路面裂缝、断裂、贫油、 松散、龟裂，基层、底基层开裂、变形、破损、 唧浆等病害。破坏严重，有些数据已无法统计。 经过2年运营，面层出现少量横缝和松散，在少 数丘岭地带有沉降发生，造成路面纵缝发生。 从工程实践的体会中了解到，16cm厚的面层仍 感觉有点薄，18cm可能会较合适。如果中间加 沥青碎石层反射裂缝会少，但疲劳裂缝可能会 成为主要问题。 通车1年后使用效果良好。路面各方面都满足要 求，唯一问题是渗水，这可能一个是因为级配 造成，另一个是当时压实不够，使用1年出现了 压密现象，但没有泛油现象，路面平整度均方 17 差通车时为0.549mm，1年后为0.68mm。
辽宁 省
沈 大
陕西 省
西 宝
自1996年全线通车，经过8年多运营，由于多种原因影 响，出现各种不同病害。
16
国内高等级公路沥青路面结构
省 份 广 东 省 名称 路面结构 5cm沥青混凝土上面层；8cm沥青贯入 下面层；40cm6%水泥石屑上基层； 15cm4%水泥石屑底基层。 使用情况
沥青路面课程设计方案实例
路面工程课程设计任务书一、设计资料东北某地（II4）拟建二级公路，全长40km（K0～k40），除由于K31＋150～k33＋350路段纵坡较大（一般为5%左右），采用水泥混凝土路面外，其余均采用沥青类路面，其中K15＋600～k22＋440路段为老路改造，采用补强措施，有关资料如下：1．公路技术等级为一级公路，路面宽度为9.0m。
2．交通状况，经调查交通量为4100辆/日，交通组成如表2所示，交通量年平均增长率γ= 4.9%。
交通组成表1 黄河JN150 解放CA10B 东风EQ140 太脱拉138 小汽车25% 50% 15% 3% 7%汽车参数表2车型总重(KN) 载重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轮轮组数前轮轮组数轴距(cm)JN150 150.6 82.6 49 101.6 l 双单CA10B 80.25 40 19.40 60.85 1 双单EQ140 92.90 50.00 23.70 69.20 1 双单太脱拉138 211.4 120.00 51.40 2×80 2 双单132 3．路基土质为粘性土，干湿状态为潮湿，道路冻深为160cm。
4．K15+600～K22＋440路段原路面为沥青路面，沥青面层厚度h＝3cm，路面实测弯沉值分别为：72、81、78、64、66、65、68、75、72、71、66、73、68、77、74、74、81、82、78、79（0.01mm）等共20测点，弯沉测定采用标准轴载，测定时路表温度为27.5℃，前5小时的平均温度为25℃（注：季节影响系数以k l=1.08，温度影响系数K2=1.0）。
二、设计要求1．交通分析；2．拟定路面结构，并说明选用该种路面结构的原因；确定材料参数及水泥混凝土路面板的平面设计；3．计算或验算路面结构层厚度；①沥青路面可采用手工计算和计算机计算两种方式之一，并分析其结果以及说明理由；②拟定几种沥青路面厚度，采用计算机计算，分析沥青面层变化对基层厚度的影响，基层厚度变化对底基层厚度的影响；③对于水泥混凝土路面采用手工计算；4．绘制路面结构图及水泥混凝土路面平面布置图，接缝构造图；5．编写设计说明书。
沥青-路面课程设计
目录路基路面设计任务书（3页）···············序章一、设计资料 (1)二、交通分析 (1)三、初拟路面结构 (3)四、各层材料的抗压模量与劈裂强度 (3)五、土基回弹模量的确定 (3)六、设计标准的确定 (4)七、确定石灰土碎石层层厚度 (5)八、验算层底拉应力 (7)九、防冻厚度验算 (10)沥青混凝土路面计算书一、 设计资料（见任务书）二、交通分析路面设计以双轮组单轴载100KN 为标准轴载。
1.以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次。
（1）轴载换算。
轴载换算采用如下的计算公式：4.35121()Ki i i PN C C n P ==∑预测交通组成与交通量车型桑塔纳五十铃解放CA10 黄河JN150 黄河JN162 交通SH361 数量in （辆/d ） 8685.495 14953.057791.143185.035668.11563.63轴载换算结果表（弯沉）车型iP KN1C2Ci n4.3512()i i PC C n P桑塔纳 前轴 1.0 6.4 8685.495 -后轴 21 1.0 1.0 -五十铃 前轴 1.0 6.4 14953.05 － 后轴 42 1.0 1.0 2198 解放CA10 前轴 19.4 1.0 6.4 7791.14 － 后轴 60.85 1.0 1.0 898 黄河JN150 前轴 49.1 1.0 6.4 3185.035 924 后轴 101.6 1.0 1.0 3413 黄河JN162 前轴 59.5 1.0 6.4 668.115 447 后轴 115.0 1.0 1.0 1227 交通SH361前轴 60.0 1.0 6.4 63.6344 后轴110.02.2 1.0213 总和i N9364注：小于25kN 轴载不计（2）累计当量轴次。
沥青道路课程设计
沥青道路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解沥青道路的基本概念，掌握沥青的组成、性质及分类。
2. 学生能掌握沥青道路施工工艺流程，了解各施工环节的关键技术要求。
3. 学生能了解沥青道路养护维修的基本知识，提高对道路使用寿命的认识。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析沥青道路常见病害及其成因，提出合理的防治措施。
2. 学生能通过实际操作，掌握沥青混合料的制备方法，提高动手实践能力。
3. 学生能运用理论知识，对沥青道路工程进行初步设计和施工组织设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对道路工程建设的兴趣，激发他们热爱专业、投身工程建设的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合，提高学生的创新意识和解决问题的能力。
3. 增强学生的环保意识，让他们认识到道路工程建设中的环境保护和资源节约的重要性。
课程性质分析：本课程为道路工程相关专业的学科课程，以理论教学与实践教学相结合的方式进行。
学生特点分析：学生为高中年级，具有一定的物理、化学基础知识，对道路工程有一定的了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的衔接，提高学生的动手能力和实际应用能力。
通过课程学习，使学生能够掌握沥青道路的基本知识，具备一定的工程素养。
二、教学内容1. 沥青基本知识：沥青的组成、性质、分类及在道路工程中的应用。
教材章节：第二章 沥青与沥青混合料2. 沥青道路施工工艺：包括沥青混合料的制备、摊铺、碾压、接缝处理等关键技术。
教材章节：第三章 沥青路面施工技术3. 沥青道路养护维修：介绍沥青道路常见病害、成因及防治措施，道路养护维修的基本方法及注意事项。
教材章节：第四章 沥青路面养护与维修4. 沥青道路工程设计：沥青道路工程初步设计、施工组织设计，包括道路结构、材料选择、施工方案等。
教材章节：第五章 道路工程设计教学进度安排：第一周：沥青基本知识学习，课堂讲解与实验相结合，使学生了解沥青的基本性质。
沥青路面课程设计1组 9组
目录（四号、黑体加粗）任务书...........................................................................i（小四、宋体）目录 (iv)第1章 XXXXXX... (1)1.1 XXXXXXXXXX (1)1.2 XXXXXXXXXX (12)第2章 XXXXXX (20)2.1 XXXXXXXXXX (20)2.2 XXXXXXXXXX (25)第3章 XXXXXX (30)第1章基本资料1.1 设计任务书要求1.2.地质资料和筑路材料1.3 交通资料第2章公路路面结构计算1.1确定路面交通等级和面层类型1.2确定土基的回弹模量1.3 路面结构组合设计1.4 根据设计弯沉值计算路面厚度1.5 验算沥青混凝土各面层及半刚性基层、底基层的层底弯拉应力1.6 季节性冰冻地区沥青混凝土路面防冻厚度验算1.7 综合结论主要参考资料注：以上目录只是参考内容，具体内容可根据自己的计算书来写。
- 1 -第1章课程设计基本资料1.1 设计任务书要求江苏省无锡地区新建一级公路，双向四车道，公路设计基准年为2011年。
拟设计沥青路面结构，使用年限15年，试进行路面结构设计。
1．交通分析2．拟定路面结构组合3．计算或验算路面结构层厚度4．编写设计说明书1.2地质资料与筑路资料调查及勘察中发现，该地区路基为土质砂，确定土基的稠度为 1.15，查表确定土基回弹模量。
路基干湿状态为中湿。
当地沿线碎石产量丰富，石料质量良好。
砂砾的储量也较丰富。
优质水泥运距较近，沿线有多个石灰厂，产量大、质量好。
另外，发电厂粉煤灰储量丰富，品质好，可用于本项目建设。
1.3交通资料根据工程可行性研究报告得知初期交通组成与交通量如表1所示，不同车型的交通参数见教材或规范。
预测交通量年增长率为γ = 9%。
表1 交通组成与交通量型号交通量(辆/日)菲亚特650E 800切贝尔D350 670东风 LZ340 600解放CA50 930黄海 DD690 500东风EQ340 570黄河 JN360 200解放 CA30A 1801.4主要参考资料[1]邓学钧，《路基路面工程》，人民交通出版社，2005；[2]交通部行业标准，《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004，人民交通出版社，2005。
路基路面教案(11章沥青路面设计)
第十一章沥青路面设计§ 11-1 概述一、沥青路面设计的内容 p377一般包括：原材料选择、配合比设计、设计参数的测试选定、路面结构组合、厚度验算、方案比选对高速、一级公路：除以上外，还有路缘带、匝道、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站等一、沥青路面结构设计的原则P377 6条三、沥青路面结构设计理论与方法1、经验和半经验法：以已往的修建和使用经验为基础2、解析法或理论法解析法是以结构分析为基础，按设计荷载所产生的应力应变和位移量不超过路面任意结构层中材料所容许的范围，来选择和确定铺面结构层的组合及其尺寸。
我国沥青路面设计方法以解析法为主，但需依赖经验给予补充。
四、沥青路面交通等级1、路面设计年限 p378表14-12、标准轴载及当量换算 p378表14-23、设计年限内累计标准轴载当量轴次4、交通等级 p380表14-4例题11-1：标准轴载换算习题。
已知条件见p404表14-18。
求解过程按照习题册讲解。
§ 11-2 弹性层状体系理论简介一、材料的非线性严格的说，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹-粘-塑性体。
但考虑到行驶车辆作用的瞬时性（百分之几秒），在路面结构中产生的粘塑性变形数量很小，所以对于厚度较大、强度较高的高等级路面，将其视作线性弹性体，并应用弹性层状体系理论进行分析计算将是合适的。
二、基本假设与解题方法见教材P380§ 11-3 沥青路面结构组合设计一、沥青面层结构1、双层（二、三级）表面层下面层三层（高、一级）表面层：密实、抗磨、耐久；高低温稳定，抗老化中面层：密水、抗剥离、抗剪切能力高下面层：密水、抗剥离、抗剪切能力高；抗疲劳缝2、各等级公路面层：沥青砼都适用二、三级路上下面层：沥青砼和热拌沥青碎石、沥青贯入三、四级公路：双层沥青表处；沥青表处+稀浆封层；冷拌沥青混合料；沥青砼3、沥青面层厚度参考表14-5、6，p386。
小于最小厚度，压实效果不好；太厚，不经济，因沥青路面在路面结构中价格最高。
沥青路课程设计
沥青路课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解沥青路的基本概念、组成结构、性能要求及施工技术，掌握沥青混合料的配制方法、施工工艺及质量控制要点，培养学生对沥青路工程的兴趣和热情，提高学生的实践操作能力和创新能力。
1.掌握沥青路的基本概念、组成结构及性能要求。
2.掌握沥青混合料的配制方法、施工工艺及质量控制要点。
3.了解沥青路面施工中的常见问题及解决方法。
4.能够熟练操作实验设备，进行沥青混合料的配制和性能测试。
5.能够根据工程实际情况，制定合适的沥青路面施工方案。
6.能够对沥青路面施工质量进行评估和控制。
情感态度价值观目标：1.培养学生对沥青路工程的兴趣和热情，提高学生对道路工程行业的认同感。
2.培养学生团队合作精神，提高学生在工程实践中的沟通协调能力。
3.培养学生关注交通安全，提高学生的社会责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括沥青路的基本概念、组成结构、性能要求，沥青混合料的配制方法、施工工艺及质量控制，沥青路面施工中的常见问题及解决方法。
具体教学大纲如下：1.沥青路的基本概念、组成结构及性能要求2.沥青混合料的配制方法、施工工艺及质量控制3.沥青路面施工中的常见问题及解决方法三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解沥青路的基本概念、组成结构、性能要求，沥青混合料的配制方法、施工工艺及质量控制等内容，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生针对沥青路面施工中的常见问题及解决方法进行讨论，提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解沥青路工程的施工技术和质量控制要点。
4.实验法：让学生亲自动手进行沥青混合料的配制和性能测试，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《沥青路面施工技术》2.参考书：《沥青路面设计与施工手册》3.多媒体资料：沥青路面施工视频、图片等4.实验设备：沥青混合料配制设备、性能测试设备等以上教学资源将有助于提高学生的学习效果，培养学生的实践能力和创新能力。
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2.掌握我国沥青路面的设计过程。
旧知复习：1.石灰土、水泥土的强度形成原理
2.石灰、水泥稳定类粒料的混合料组成设计过程
重点难点：我国沥青路面设计方法
教学过程：（包括主要教学环节、时间分配）
1、旧知复习5min；
2、概述25min；
3、我国的沥青路面设计55min；
4、小结5min；
课后作业：
请结合路面结构设计计算与分析，讨论道路工程中应用半刚性基层材料的具体受力情况，并从结构与材料角度分析使用得失。
教学后记：
任课教师教研室主任：
第三章沥青路面设计
§3.1概述
一、沥青路面设计的内容
1.结构组合设计
2.材料组成设计
3.厚度设计验算
4.结构方案比选
5.路肩构造设计
6.排水系统设计
二、沥青路面结构设计的原则
（一）路基路面整体综合设计原则
（二）密切结合自然条件及实践基础原则
（三）满足交通与使用要求原则
（四）因地制宜、合理选材原则
（五）保护自然生态与沿线环境原则
（六）工厂及机械化施工、方便施工原则
（七）技术与经济性并重原则
（八）分期修建、方便养护原则
三、沥青路面结构设计方法种类
1.经验法：AASHTO法；CBR法。
依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。
2.力学经验法（M-E）：AI法；SHELL法；我国设计方法。
依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。
3.典型结构法：法国方法；中国八·五研究成果。
通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。
4.优化设计法
通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。
四、沥青路面厚度设计的基本过程
①确定交通量：如车型、轴重、轮胎压力、各车型通过数及横向分布；
②路面结构组合：确定材料品种及其它参数；
③参数修正：
④路面设计的指标与标准确定：
⑤运用基本关系式进行设计计算或验算
§3.2我国的沥青路面设计
设计理论：双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论
设计指标：设计弯沉值和结构层层底拉应力
一、结构层与组合设计
设计年限：高速、一级——15年；二级——12年；三级——8年；四级——6年。
1.沥青层
两方面：沥青层厚度和混合料设计。
沥青混合料最小压实厚度——表2-3-2；
贯入式沥青碎石、沥青表面处治的厚度——表.2-3-3
抗滑面层：沥青玛蹄脂碎石SMA、密级配粗型沥青混合料AC-C，有条件时可用开级配抗滑面层OGFC。
开级配沥青混合料是矿料级配主要由粗集料组成，细集料较少，矿料相互拔开，压实后空隙率大于15％的开式沥青混合料。
密级配沥青混凝土混合料是各种粒径的颗粒级配连续、相互嵌挤密实的矿料，与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率小于10％的沥青混合料。
剩余空隙率3％～6％(行人道路为2％～6％)的为I型密实式沥青混凝土混合料，剩余空隙率4％～10％的为Ⅱ型密实式沥青混凝土混合料。
表面层：平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久；
中、下面层：高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水；
下面层：耐疲劳开裂
SMA：三多一少。
粗集料多，矿粉多，沥青胶结料多，细集料少
2.基层与底基层
1）半刚性基层。
水泥稳定集料类、石灰稳定集料类适用：各级公路的基层、底基层
冰冻地区、多雨潮湿地区，石灰粉煤灰稳定集料类适用：高级公路、一级公路的下基层或底基层。
石灰稳定类材料适用于：各级公路的底基层以及三四级公路的基层。
2）柔性基层、底基层：各级公路
3)刚性基层：贫混凝土、碾压式混凝土、水泥混凝土等适用于重交通、特别交通及运煤、矿石、建筑材料等的公路工程。
3.路基与垫层
路基处于干燥或中湿状态，回弹模量≥30MPa，重交通、特重交通公路路基回弹模量≥40MPa。
二、标准轴载及设计交通量
我国规范采用单轴双轮组BZZ-100
，，
以半刚性材料层的拉应力为设计指标时：
设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne ：()[
]ηγ
γ1
t
e N 1
1365N -+=
3.路面材料设计参数 抗压回弹模量
4.新建路面结构厚度计算及防冻厚度计算
高速、一级、二级：以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标。
三、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标。
设计弯沉值公式：b s c e
d A A A N l 2
.0600-=
轮隙中心处弯沉值：F E p l c s αδ
1
21000
= 沥青混凝土层、半刚性材料基层和底基层以拉应力为设计和验算指标时，材料的容许应力：s
s R
K σσ=
对于沥青混凝土层：C e
s A N /09.0K 22
.0=
对于无机结合料稳定集料类：C e s A N /35.0K 11
.0= 对于无机结合料稳定细粒土类：C e
s A N /45.0K 11
.0=
层底拉应力以单圆中心级双圆轮隙中心为计算点，并取较大值作为层底拉应力。
m p σσ=m
非标准轴载：
87.0100100)(i
i p p
l l = 路段内实测弯沉代表值： 3100K K s Z l l ）（∂+= 路表实测代表弯沉值应小于等于路表面弯沉检测标准值。