沥青路面结构组合设计
沥青路面构造与设计—沥青路面结构组合设计
– 用沥青和集料按层铺法铺筑而成，厚度一般为4～8 cm的沥 青路面
– 适用于三级、四级公路面层
按沥青路面的技术特性
• 沥青表面处治
– 用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm 的沥青路面
– 适用于三级、四级公路面层 – 旧沥青路面加铺薄层罩面、抗滑层、磨耗层
知识点三 沥青路面结构组合设计 P137
– 充分碾压路基 – 软弱土基或翻浆，应先处理 – 低温抗裂能力低，设保温层 – 潮湿地段，容易导致路面破坏 – 交通量大，易疲劳开裂
知识点二 沥青路面分类 P128
按强度构成原理
• 嵌挤类
– 材料颗粒尺寸单一 – 强度取决于内摩阻力 – 热稳定性好、耐久性差
• 密实类
– 闭式：孔隙率小于6%，热稳定性差 – 开式：孔隙率大于6%，热稳定性好
典型柔性基层沥青路面 ——4~12cm一至三层AC或AC+AM或SMA+AC ——8~20cm一至二层沥青碎石 ——15～40cm级配碎石或沥青稳定碎石＋级配碎石 ——15~？cm粗砂 、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、
– 一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称最大粒径的 2.5~3倍
– 断级配或以粗集料为主的嵌挤型级配的沥青混合料，其一层 压实最小厚度不宜小于公称最大ห้องสมุดไป่ตู้径的2.5倍
– 半刚性材料基层、底基层的一层压实厚度宜为180～ 200mm，并不得分层铺筑小于15cm的薄层
沥青路面结构设计
典型半刚性基层沥青路面 ——4~18cm一至三层AC或AC+AM或SMA+AC ——15~30cm水泥稳定集料、二灰稳定集料、水泥二灰稳定集料 ——15~30cm石灰土、二灰土、水泥石灰土或与上层相同的 材料 ——15~？cm粗砂 、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、
沥青路面结构组合设计的基本原则
沥青路面结构组合设计的基本原则
沥青路面的结构组合设计是保证路面性能和使用寿命的重要环节。
为了设计出高质量的沥青路面，需要遵循以下基本原则。
一、强化基层
沥青路面的基层是路面承载支撑的主要部位，因此基层的强度和
稳定性是保证路面性能和使用寿命的关键。
在基层设计时，需要根据
路面所在地区的气候、土质和交通量等条件，选择适合的基层材料和
厚度，以达到基层强度稳定的目的。
二、保证沥青层均匀
沥青层是路面负荷以及水分渗透的主要层次，因此必须均匀铺设，以免因为局部厚度过大或者过小导致路面变形、开裂等路面损坏现象
的出现。
三、考虑排水和降噪
在路面设计时，要充分考虑排水和降噪问题。
通过设置合理的路肩、排水沟以及波形横向铺装等措施，可以确保路面排水通畅。
此外，还可以选择适合的沥青混合料和铺装结构，降低路面噪音，提高道路
行车的舒适性。
四、科学施工
沥青路面的施工过程也是保证路面质量的重要因素。
在施工前，
需要对路基进行调整和夯实，以保证基层的稳定。
同时，施工中要严
格控制沥青温度和厚度，以确保路面性能和使用寿命。
以上是沥青路面结构组合设计的基本原则，仅为参考。
在实际设
计和施工中，还需要根据具体情况进行调整和优化，以确保路面的质
量和性能。
沥青路面设计规范2017-条文解读
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地下水位高，排水不良的路段，有裂隙水、泉眼等水文条件不 良岩石挖方路段，基层和底基层为非粒料类材料时：可在基层 和底基层与路床之间设置粒料层。粒料层应与路基边缘或与边 沟下渗沟相连接。
粒料层厚度：≥150mm。
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无机结合料稳定类或冷再生类材料结构层与沥青类结构层之间： 宜设置封层。
封层：单层沥青表面处治或稀浆封层。
当设置改性沥青应力吸收层时，可不再设封层。
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沥青混合料层之间：应设黏层。
黏层材料：乳化沥青、改性乳化沥青、道路石油沥青或改性沥 青等。
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目标可靠度及目标可靠度指标
路面结构的目标可靠度及目标可靠指标不低于下表规定值。 首次引入目标可靠度及目标可靠指标，用于设计。
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设计使用年限
新建沥青路面结构设计使用年限（公路等级、经济、交通荷载 等级）不低于下表规定值。改建路面结构设计使用年限依据工 程实践情况确定。 提高了三、四级公路的设计使用年限，原规范三级公路的为8 年，四级公路的为6年。
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2 结构组合设计
一般规定 路面结构组合 路基 基层和底基层 面层 功能层 路肩 路面排水
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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
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沥青路面结构组合设计
［责任编对加固段 采 用 5m 长 Φ42×4 的 系 统 小 导 管 注 浆 加固围岩，小导管间距为 @1m×1m 梅花状布设，环向加 固 范 围 起 拱 线 180°以 上 拱 部 ，注 浆 材 料 采 用 水 泥 -水 玻 璃 双 液 浆 。 5.2.3 换拱处理
2 沥青路面基层结构
沥青面层向下传递的全部荷载都是有基层承担着， 并支撑面层， 保持面层的各项性能正常发挥。 基层有时可分两层铺筑，其上层仍称 基层，下层称为底基层。 基层要具有较高的强度、稳定性和耐久性，来 保证路面的稳定，但基层不受到车轮和大气的直接影响，受到的外部
不利因素相对较少。 基层可以分为柔性基层、半刚性基层和刚性基层三种，根据不同
【关键词】沥青路面；基层；垫层；结构设计
沥青的路面是由面层、基层、底基层、垫层等结构组成。 路面的结 构设计要根据道路的交通需求，在路面结构使用年限内既能承受行车 荷载和自然因素的作用，又可以发挥各结构层的最大功能，满足经济 技术要求。
沥青路面结构组合设计要满足以下原则： 1）路面品质的长期稳定性要得到保证，在设计使用期限内，路面 的抗滑安全性能、平整性、抗车辙性能等各项功能的稳定要在允许的 范围内。 2）路面结构的强度、抗变形能力能够和各层次的力学响应相匹配。 在路面的结构上层车轮的荷载、温度、湿度变化等产生的应力较为集 中，并逐渐向下部扩散，所以面层和基层要具有很高的强度、模量以及 抗变形能力。 3）结构层受到温度、湿度等条件的影响造成强度、稳定性的降低 时，要加强其抵御能力。 4）根据当地的自然环境等选择材料，最大限度的做好优化，降低 建设以及养护费用。
公路沥青路面结构图设计
max R
R
sp
Ks
sp ——结构层材料的极限劈裂强度（MPa），由试验确定。
K s ——抗拉强度结构系数。
1沥青路面设计理论与设计指标
抗拉强度结构系数Ks，与材料的疲劳特性有关。
R
sp
Ks
Ks
0.09 Aa
N 0.22 e
/
Ac
沥青混凝土面层
Ks
0.35
N 0.11 e
/
Ac
无机结合料稳定集料
疲劳开裂 剪切开裂 收缩开裂 反射开裂
泛油、磨光
拥包、波浪
车辙
泛油
纵向裂缝
横向裂缝
龟裂、坑槽
网裂
1 沥青路面设计理论与设计指标
开裂和变形为沥青路面的主要破坏模式：
（1）疲劳开裂
r r
[[rRrR]]
—拉应力（结构层开裂）
（2）车
辙 LC [LCR ]—永久变形
高速、一级公路15mm 二级、三级公路20mm
高速公路
—
其他等级公路
1.00
2 0.70～0.85 0.50～0.75
3 0.45～0.60 0. 50～0.75
≥4 0.40～0.50
—
2沥青路面设计依据
4.沥青路面设计年限
公路等级
路面结构设计使用年限（年）
设计使用年限 公路等级
设计使用年限
高速公路、一级公路
15
三级公路
10
二级公路
12
四级公路
3 沥青路面结构组合设计
4）满足结构层层间结合要求
沥青结合料层之间应设置粘层；沥青结合料层与基层层 间应设置封层，宜设置透层。 无机结合料稳定基层与沥青结合料面层之间应设置沥青 碎石、级配碎石联结层。 岩石或填石路基顶面应设置整平层，厚度为20～30cm
沥青路面结构设计
沥青路面结构设计沥青路面结构设计是公路工程中重要的一环，它直接关系到道路的使用寿命和运行安全。
在进行沥青路面结构设计时，需要考虑交通量、重载车辆、气候条件、土质情况以及预算等因素。
本文将通过分析这些因素，提出一种合理的沥青路面结构设计方案。
一、确定路面类型根据道路的功能要求和交通量情况，我们可以确定沥青路面的类型。
常见的路面类型有城市次干道、农村道路和高速公路等。
不同类型的路面对材料的要求和结构设计也存在差异。
例如，城市次干道由于交通量较大，需要考虑更高的耐久性和承载力，因此需要采用更厚的路面结构。
二、确定路面厚度路面厚度是沥青路面结构设计的一个重要参数。
一般来说，沥青路面的厚度应根据交通量和土质条件来确定。
交通量大、重载车辆多的道路需要更大的厚度来保证其承载能力。
根据设计规范，我们可以确定相应的路面厚度。
三、选择路基材料路基材料是沥青路面结构设计中关键的一环。
路基材料应具备良好的承载力和稳定性，以确保路面的稳定性和耐久性。
在选择路基材料时，需要考虑土质条件、地下水位、土壤胶结特性等因素。
一般来说，砾石、碎石等坚固的材料可作为路基材料，通过压实等处理方法提高其承载力和稳定性。
四、确定基层材料基层材料是路面结构中的重要组成部分，它负责分散交通荷载并传递到路基。
常见的基层材料有碎石、砂砾等。
在选择基层材料时，需要考虑交通量、土质条件、预算等因素。
一般来说，交通量大、重载车辆多的路段需要采用较坚固的基层材料以提高承载力。
同时，预算也是一个重要的考虑因素，在满足设计要求的前提下，选择经济实用的基层材料。
五、选择沥青混合料沥青混合料是沥青路面结构设计中关键的一环。
沥青混合料是通过沥青与骨料混合而成的，它应具备良好的耐久性、抗剥落性和稳定性。
在选择沥青混合料时，需要考虑交通量、气候条件、路面类型等因素。
例如，交通量大、重载车辆多的道路需要选择抗水剥离性能好的沥青混合料以提高耐久性。
六、确定路面结构层数根据路面类型、交通量和预算等因素，我们可以确定沥青路面的结构层数。
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。
11-沥青路面设计(东大)
第十四章沥青路面设计Asphalt Pavement Design主要内容第一节概述Introduction第二节弹性层状体系理论elastic layers system theory第三节沥青路面结构组合设计structure combine design第四节沥青路面的设计指标与标准design index and criterion 第五节我国沥青路面设计方法design method第六节我国沥青路面设计实例example第七节国外沥青路面设计方法简介（自学）第一节概述◆1、沥青路面设计的内容¾结构组合设计¾材料组成设计¾厚度设计验算¾结构方案比选¾路肩构造设计¾排水系统设计2、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3、沥青路面结构设计方法种类•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。
•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。
•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。
•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。
4、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5、沥青路面的轴载换算¾1）标准轴载9轴载换算公路实际行驶的车轮类型千差万别，轴载也各不相同，它们对路面结构的损耗作用也不同，无法分析它们对弯沉增大的总效应，有必要定义一种标准轴载，将其它轴载的作用等效为标准轴载作用。
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沥青路面结构组合设计
沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多种结构组成，如下图所示：
路面结构图
沥青面层
沥青面层可为单层、双层或三层。
高速公路和一级公路采用三层式结构（表面层、中面层和下面层），二级及以下公路采用双层式结构（表面层、下面层）。
表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久等功能。
表面层是直接承受车辆荷载和自然因素影响的结构层，因此，它首先应具有良好的抗滑性能和平整度，保证行车安全舒适，其次要密实不透水，保证路面结构在各种气候下具有稳定的使用功能。
同时，表面层直接接受太阳辐射，受大气环境的影响最显著，要求面层具有高温抗车辙和低温抗开裂的能力。
表面层通常采用粗型细粒式或中粒式沥青混凝土：AC-10C、AC-13C和AC-16C，AC-13C和AC-16C这两种使用最多。
中、下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实和不透水的性能。
中面层通常选用粗型中粒式沥青混凝土AC-20C，下面层通常选用粗型中粒式或粗粒式沥青混凝土：AC-20C和AC-25C。
沥青面层在路面结构中的价格较高，一般情况下对沥青面层厚度应有所控制，但是也不能过薄。
各沥青层的厚度应与混合料公称最大粒径相匹配，沥青混合料的一层压实最小厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5-3倍。
此外，在各沥青层中必须至少有一层为密级配沥青混合料。
基层、底基层
沥青路面结构中沥青面层主要起功能性作用，而非承重层。
承担承重层作用的主要是基层。
基层应具有稳定、耐久、较高的承载能力。
由于底基层是次要承重层，因此对材料质量要求较低，可更广泛地选择当地材料，以节约造价。
沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为柔性基层（沥青稳定碎石或无结合料级配碎石）、半刚性基层（无机结合料稳定土）和刚性基层（低强度等级混凝土）3种。
半刚性基层、底基层主要包括水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰（二灰）稳定类。
半刚性基层的板体性较好、整体强度高，可以大大提高沥青路面结构的整体刚度。
半刚性基层的主要缺点是收缩开裂和不能很快排水。
半刚性基层收缩开裂会引起反射裂缝；
半刚性基层强度很高，致使半刚性基层本身非常致密，几乎成为完全不透水的层次。
从面层下渗的水只能积存在面层与基层之间，在车轮荷载的反复作用下，基层表面逐步破坏，成为灰浆，并通过面层的裂缝挤到路面上来，这就是通常所说的“唧浆”，成为沥青面层水损坏的重要原因。
垫层
垫层是设置在底基层和土基之间的结构层，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化而造成的不良影响。
另一方面的功能是将基层传下的车辆荷载加以扩散，以减小土基顶面的应力和变形。
同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。
故垫层常铺设在土基水温状况不良地段。
在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层；在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。
修筑垫层的材料强度要求不一定高，但水稳定性和隔温性能要好。
常用的垫层材料分为两类，一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。
各级公路的排水垫层应与边缘的排水系统相连接，垫层应铺筑到路基边缘或与边沟下的渗沟相连接。
层间结合要求
设计时应采取技术措施，加强路面各结构层之间的结合，提高路面结构的整体性，避免产生层间滑移。
①沥青层之间应设黏层。
黏层沥青可用乳化沥青、改性乳化沥青或热沥青，洒布数量宜为0.3-0.6kg/m2。
②各种基层上宜设置透层。
透层沥青应具有良好的渗透性能，可用液体沥青、乳化沥青等。
③在半刚性基层上应设下封层。
④新旧沥青层之间，沥青层与旧水泥砼板之间应洒布黏层沥青，宜用热沥青或改性乳化沥青、乳化沥青。
⑤拓宽路面时，新、旧路面接茬处宜喷涂黏结沥青。
⑥双层式半刚性材料基层宜采取连续摊铺、碾压工艺，增强层间结合，已形成整体。
特别提示：如果沥青路面各层之间不能形成整体，那路面的承载力就会受到很大影响。
因次，必须要强化黏层油，改进透层油，保证沥青层之间以及沥青层与非沥青层之间能够黏结成整体，这是防止沥青路面发生早期破坏、保证沥青路面使用寿命的前提。
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