道路工程路面部分2

1、一、一、 沥青类路面基本特性及分类沥青类路面基本特性及分类第二节第二节 沥青路面沥青路面 1、沥青路面基本特性、沥青路面基本特性 沥青路面是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料，经铺沥青路面是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料，经铺筑后形成路面面层并与其他各类基层和垫层共同组成的路面结构筑后形成路面面层并与其他各类基层和垫层共同组成的路面结构的统称。的统称。优点：优点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、 施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等。施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等。缺点缺点：温度稳定性差、施工污染。：温度

2、稳定性差、施工污染。柔性路面柔性路面要求基层和土基必须具有足够的强度和良好的稳定性。要求基层和土基必须具有足够的强度和良好的稳定性。 2、沥青路面的分类、沥青路面的分类按施工工艺分为：层铺法、路拌法、厂拌法。按施工工艺分为：层铺法、路拌法、厂拌法。按混合料强度构成原理：级配密实型和嵌挤锁结型。按混合料强度构成原理：级配密实型和嵌挤锁结型。按材料组成及结构：连续级配、间断级配。按材料组成及结构：连续级配、间断级配。 按矿料级配组成和空隙率：密级配、半开级配、开级配。按矿料级配组成和空隙率：密级配、半开级配、开级配。 按公称最大粒径：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂按公称最大粒径：特粗式、粗粒式

3、、中粒式、细粒式、砂粒式。粒式。二、沥青路面的选择与应用二、沥青路面的选择与应用 一方面要根据任务要求（道路的等级、交通量、使用一方面要根据任务要求（道路的等级、交通量、使用年限、修建费用等）和工程特点（施工季节、施工期限、年限、修建费用等）和工程特点（施工季节、施工期限、结构组合状况等），另一方面还应考虑材料的供应情况、结构组合状况等），另一方面还应考虑材料的供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素。施工机具、劳力和施工技术条件等因素。 表面层应具有良好的表面功能、密水、耐久、抗车辙、表面层应具有良好的表面功能、密水、耐久、抗车辙、抗裂，潮湿区和湿润区（尤其纵坡较大路段）的上面层应符抗裂

4、，潮湿区和湿润区（尤其纵坡较大路段）的上面层应符合抗滑要求，在寒冷地区的表面层应考虑低温抗裂性能的要合抗滑要求，在寒冷地区的表面层应考虑低温抗裂性能的要求。求。 三层式面层的中面层或双层式面层的下面层应重点满三层式面层的中面层或双层式面层的下面层应重点满足混合料的高温抗车辙性能。下面层应在满足高温抗车辙性足混合料的高温抗车辙性能。下面层应在满足高温抗车辙性能的基础上，重点考虑抗疲劳性能及抗裂性能的要求。能的基础上，重点考虑抗疲劳性能及抗裂性能的要求。 除排水式沥青混合料外，每一层都应该考虑密水性，当除排水式沥青混合料外，每一层都应该考虑密水性，当上层属渗水性结构层时，层间或下层应采取防渗水或排

5、上层属渗水性结构层时，层间或下层应采取防渗水或排水措施。水措施。 沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与设计厚度相匹配。除人行道路外，沥青层的压实厚度不设计厚度相匹配。除人行道路外，沥青层的压实厚度不宜小于集料最大粒径的宜小于集料最大粒径的2倍。对于高速公路和一级公路，倍。对于高速公路和一级公路，密级配沥青混合料的层厚不宜小于公称最大粒径的密级配沥青混合料的层厚不宜小于公称最大粒径的3倍，倍，SMA等嵌挤型混合料的层厚不宜小于公称最大粒径的等嵌挤型混合料的层厚不宜小于公称最大粒径的2.5倍，以减少离析，便于施工和压实。倍，以减少离析，便

6、于施工和压实。NoImage三、沥青路面对材料的基本要求三、沥青路面对材料的基本要求p沥青沥青p粗集料粗集料p细集料细集料p矿粉与纤维稳定剂矿粉与纤维稳定剂1、沥青、沥青 沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液体沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。石油沥青和沥青乳液等。rr 高速公路及一级公路、夏季气温高、高温持续时间长、高速公路及一级公路、夏季气温高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度较慢的路段，特别是汽车荷载剪应力大的层次，行车速度较慢的路段，特别是汽车荷载剪应力大的

7、层次，宜采用宜采用稠度大、稠度大、60粘度大的沥青粘度大的沥青；对于冬季寒冷地区、；对于冬季寒冷地区、交通量较小的公路、旅游区公路宜选用交通量较小的公路、旅游区公路宜选用稠度小、低温延稠度小、低温延度大的沥青度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区宜选用；对温度日温差、年温差大的地区宜选用针针入度指数大入度指数大的沥青。的沥青。2.粗集料（粒径大于粗集料（粒径大于4.75mm或或2.36mm）与细集料大于）与细集料大于0.075mmrtrt细集料细集料00rrzrzrrzrzzrzrr3、矿粉（小于、矿粉（小于0.075mm）与纤维稳定剂）与纤维稳定剂zrzrrZZrzzrrEEEE)1(2)

8、(1)(1)(1纤维稳定剂在沥青混合料中的主要作用：纤维稳定剂在沥青混合料中的主要作用：p 加筋作用加筋作用p 分散作用分散作用p 吸附与吸收沥青的作用吸附与吸收沥青的作用p 稳定作用稳定作用p 增粘作用增粘作用（一）沥青混合料技术性质（一）沥青混合料技术性质四、沥青混合料技术性质与组成设计四、沥青混合料技术性质与组成设计1、沥青混合料高温稳定性、沥青混合料高温稳定性 高温时，沥青粘滞度降低，矿料之间的粘结力削高温时，沥青粘滞度降低，矿料之间的粘结力削弱，导致混合料强度和模量降低。弱，导致混合料强度和模量降低。100/ )(KSZEEas 提高沥青混合料高温稳定性的措施提高沥青混合料高温稳定性

9、的措施 选用粘度高，针入度较小，软化点高和含蜡量低的沥青。选用粘度高，针入度较小，软化点高和含蜡量低的沥青。 用外掺剂改性沥青，常用合成橡胶、聚合物、树脂改性沥青。用外掺剂改性沥青，常用合成橡胶、聚合物、树脂改性沥青。 在确定中、下面层沥青混合料的沥青用量时，采用略小于马在确定中、下面层沥青混合料的沥青用量时，采用略小于马歇尔试验确定的最佳沥青用量值。歇尔试验确定的最佳沥青用量值。 采用粒径较大和碎石含量多的矿料，并控制碎石中的扁平、采用粒径较大和碎石含量多的矿料，并控制碎石中的扁平、针状颗粒的含量不超过规定。针状颗粒的含量不超过规定。 保持矿粉与沥青之比为保持矿粉与沥青之比为l1.2，使矿粉

10、有足够数量，以减，使矿粉有足够数量，以减少起润滑作用的游离沥青，减薄沥青膜的厚度（粗集料间少起润滑作用的游离沥青，减薄沥青膜的厚度（粗集料间断级配沥青混凝土除外）。断级配沥青混凝土除外）。 沥青混合料的马歇尔试验击实试件剩余孔隙率为沥青混合料的马歇尔试验击实试件剩余孔隙率为4 %左左右。右。 碾压时采用较高的压实度。碾压时采用较高的压实度。2、沥青混合料低温抗裂性、沥青混合料低温抗裂性 沥青路面在低温时强度与刚度均增大，但变形能力却降沥青路面在低温时强度与刚度均增大，但变形能力却降低。气温下降，特别是急骤降温时，路面结构内会产生温度低。气温下降，特别是急骤降温时，路面结构内会产生温度梯度，路面

11、面层因降温而收缩的趋势会受到其下部层次的约梯度，路面面层因降温而收缩的趋势会受到其下部层次的约束而产生拉应力，拉应力超过沥青混凝土的强度，造成面层束而产生拉应力，拉应力超过沥青混凝土的强度，造成面层开裂。开裂。 影响沥青路面低温开裂的因素主要有：沥青的性质、当影响沥青路面低温开裂的因素主要有：沥青的性质、当地的气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的地的气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的厚度等。厚度等。 aZ3、沥青混合料水稳定性、沥青混合料水稳定性 沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于行车轮载的动沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于行车轮载的动荷作用，进入路面空隙中的水不断

12、产生动水压力或真空负压荷作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与矿料的界面，使抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与矿料的界面，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从矿料表面剥离，沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从矿料表面剥离，沥青混合料变得松散、掉粒，逐渐发展成为坑槽等破坏现象。沥青混合料变得松散、掉粒，逐渐发展成为坑槽等破坏现象。高温稳定性高温稳定性 车辙、拥包、推挤车辙、拥包、推挤低温抗裂性低温抗裂性 低温开裂低温开裂水稳定性水稳定性 水损坏（坑槽、松散）水损坏（坑槽、松散）耐疲劳性能耐疲劳性能 疲劳裂缝（网裂）疲劳裂缝（网裂）0

13、2000)1 (21000LPE五、五、 沥青路面的施工工艺与质量控制沥青路面的施工工艺与质量控制p 沥青表面处治沥青表面处治p 沥青贯入式路面沥青贯入式路面p 乳化沥青碎石混合料路面乳化沥青碎石混合料路面p 热拌沥青混合料路面热拌沥青混合料路面1、沥青表面处治、沥青表面处治 沥青表面处治是用沥青裹覆矿料，铺筑厚度小于沥青表面处治是用沥青裹覆矿料，铺筑厚度小于3cm的一的一种薄层路面面层。种薄层路面面层。 其主要作用是防水、抗磨耗、防滑和改善碎（砾）石路面的其主要作用是防水、抗磨耗、防滑和改善碎（砾）石路面的使用品质，改善行车条件。使用品质，改善行车条件。 在计算路面厚度时，不作为单独受力结构

14、层。在计算路面厚度时，不作为单独受力结构层。 表面处治层是按嵌挤原则构成强度的，为了保证矿料间有良表面处治层是按嵌挤原则构成强度的，为了保证矿料间有良好的嵌挤作用，同一层的矿料颗粒尺寸应力求均匀，其最大粒好的嵌挤作用，同一层的矿料颗粒尺寸应力求均匀，其最大粒径应与表面处治单层厚度相当。径应与表面处治单层厚度相当。 层铺法工序：层铺法工序：1清理下承层清理下承层2洒布沥青洒布沥青 3铺撒矿料铺撒矿料 4碾压碾压 5重复重复2、3、4步工艺（双层式或三层式）步工艺（双层式或三层式）6初期初期养护养护沥青表面处治可采用道路石油沥青或乳化沥青。沥青表面处治可采用道路石油沥青或乳化沥青。沥青表面处治可采

15、用拌和法或层铺法施工。沥青表面处治可采用拌和法或层铺法施工。施工工序：施工工序：1.整修和清扫基层整修和清扫基层2.浇洒透层或粘层沥青浇洒透层或粘层沥青3.铺撒主层矿铺撒主层矿料料4.碾压碾压5.浇洒第一层沥青浇洒第一层沥青6.铺撒第一次嵌缝料铺撒第一次嵌缝料7.碾压碾压8.浇洒第二层沥青，撒布嵌缝料，然后碾压，浇洒第三层沥浇洒第二层沥青，撒布嵌缝料，然后碾压，浇洒第三层沥青，重复该过程，直到达到要求青，重复该过程，直到达到要求9.铺撒封层料铺撒封层料10.最后碾最后碾压压11.初期养护初期养护2、沥青贯入式、沥青贯入式 沥青贯入式路面具有较高的强度和稳定性，其强度沥青贯入式路面具有较高的强度

16、和稳定性，其强度构成主要依靠矿料的嵌挤作用和沥青材料的粘结力，适构成主要依靠矿料的嵌挤作用和沥青材料的粘结力，适用于二级及二级以下的公路，城市道路的次干道及支路，用于二级及二级以下的公路，城市道路的次干道及支路，也可作为沥青混凝土路面的联结层。也可作为沥青混凝土路面的联结层。 沥青贯入式路面所用的集料应选择有棱角、嵌挤性沥青贯入式路面所用的集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料，结合料可采用石油沥青、煤沥青或乳化好的坚硬石料，结合料可采用石油沥青、煤沥青或乳化沥青。沥青。3、乳化沥青碎石混合料路面、乳化沥青碎石混合料路面 乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青，经过机械搅乳化沥青是将通常高温使用的道

17、路沥青，经过机械搅拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温拌和化学稳定的方法（乳化），扩散到水中而液化成常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温下粘度很低、流动性很好的一种道路建筑材料。可以常温使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。当乳化沥青使用，且可以和冷的和潮湿的石料一起使用。当乳化沥青破乳凝固时破乳凝固时- 还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，道还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，道路材料的最终强度才能形成。路材料的最终强度才能形成。 乳化沥青碎石混合料适用于乳化沥青碎石混合料适用于三级及三级以下三级及三级以下公路的沥公路的沥青面层、二级公路的养护罩面以及各级公

18、路沥青路面的青面层、二级公路的养护罩面以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。乳化沥青碎石混石料的矿料级配应满联结层或整平层。乳化沥青碎石混石料的矿料级配应满足规范要求，并根据已有道路的成功经验试拌确定配合足规范要求，并根据已有道路的成功经验试拌确定配合比。其乳液用量应根据当地实践经验以及交通量、气候、比。其乳液用量应根据当地实践经验以及交通量、气候、石料情况、沥青标号、施工机械等条件确定，也可按热石料情况、沥青标号、施工机械等条件确定，也可按热拌沥青碎石混合料的沥青用量折算。实际的沥青用量宜拌沥青碎石混合料的沥青用量折算。实际的沥青用量宜较同规格热拌沥青混合料的沥青用量减少较同规格热拌沥青混合

19、料的沥青用量减少15%20%。4、热拌沥青混合料路面、热拌沥青混合料路面热拌沥青混合料路面的施工可分为沥青混合料的拌制、热拌沥青混合料路面的施工可分为沥青混合料的拌制、运输、铺筑及碾压成型等几个阶段。运输、铺筑及碾压成型等几个阶段。 ,1111rrrr33zz第二节第二节 沥青路面的设计沥青路面的设计一、设计内容一、设计内容 1、路面结构层次的选择和组合；、路面结构层次的选择和组合； 2、 各结构层厚度的确定；各结构层厚度的确定； 3、各结构层的材料组成。、各结构层的材料组成。二、设计原则与设计步骤二、设计原则与设计步骤 1、设计原则、设计原则 （1）应根据使用要求及气候、水文、地质等自然条件

20、，密）应根据使用要求及气候、水文、地质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计；切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计； （2）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜）在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则。进行合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则。进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安全可靠，有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。安全可靠，有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。 （3）结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之）结合

21、当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有效的新材料、新工艺、新技术，应在路面设计方案中积有效的新材料、新工艺、新技术，应在路面设计方案中积极、慎重地加以应用。极、慎重地加以应用。 （4）应注意环保、施工人员健康和安全。）应注意环保、施工人员健康和安全。 （5）推广机械化施工；）推广机械化施工； （6）高速、一级公路不宜分期修建。）高速、一级公路不宜分期修建。 （7）对有可能产生较大沉降路段，宜按）对有可能产生较大沉降路段，宜按“分期修建分期修建”或或“一次设计分期实施一次设计分期实施”原则。原则。 根据设计任务书的要求，确定根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型路面等级和面层类型，计，

22、计算设计年限内一个车道的算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值累计当量轴次和设计弯沉值。按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于般情况下路段长度不宜小于500m，若为大规模机械化施工，若为大规模机械化施工，不宜小于不宜小于1km），确定各路段），确定各路段土基的回弹模量值土基的回弹模量值。拟定拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层

23、材料设计参数抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。 2、设计步骤、设计步骤 根据设计弯沉值计算路面厚度根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算应验算拉应力拉应力是否满足是否满足容许拉应力容许拉应力的要求。如不满足要求，的要求。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。对于季节性料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。对于季节性冰冻地区的高级和次高级

24、路面，尚应验算防冻厚度是否符冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否符合要求。合要求。 进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。 1、面层类型和等级的选择、面层类型和等级的选择由于面层直接承受行车荷载和环境因素作用，因此宜由于面层直接承受行车荷载和环境因素作用，因此宜选择强度高、耐磨、稳定性好的材料作面层。选择强度高、耐磨、稳定性好的材料作面层。三、沥青路面结构组合设计三、沥青路面结构组合设计2、按路面受力特征选择各结构层次、按路面受力特征选择各结构层次 荷载应力随深度增加而递减，对路面各结构层材料强度和荷载应力随深度增加而递减，对路面各结构

25、层材料强度和刚度的要求也随着深度的增加而降低。因此，在进行路面结构刚度的要求也随着深度的增加而降低。因此，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律组合，组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律组合，以充分发挥各层次材料的效能。同时考虑到面层强度、刚度高，以充分发挥各层次材料的效能。同时考虑到面层强度、刚度高，造价也高，而基层底基层强度、刚度较面层低，造价也低这一造价也高，而基层底基层强度、刚度较面层低，造价也低这一情况，在厚度组合时，宜从上到下由薄到厚，以达到经济的目情况，在厚度组合时，宜从上到下由薄到厚，以达到经济的目的。的。 路面结构中相邻结构层材料的模量比，

26、对路面结构的应力路面结构中相邻结构层材料的模量比，对路面结构的应力分布有显著影响。相邻两层材料模量比过大，上层底面将产生分布有显著影响。相邻两层材料模量比过大，上层底面将产生过大的弯拉应力（或弯拉应变）容易使上层开裂。过大的弯拉应力（或弯拉应变）容易使上层开裂。sspRK3、考虑结构层自身结构特征、考虑结构层自身结构特征注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间的不利影响。例如，沥青面层不能直接铺筑于碎（砾）石的不利影响。例如，沥青面层不能直接铺筑于碎（砾）石基层上，而宜在其间设沥青碎石作过渡层，以防止由于基基层上，而宜在其间设沥青碎石作过

27、渡层，以防止由于基层的松动而造成面层不平整或变形开裂。又如，在无机结层的松动而造成面层不平整或变形开裂。又如，在无机结合料稳定类半刚性基层上铺筑沥青混凝土，为防止和减缓合料稳定类半刚性基层上铺筑沥青混凝土，为防止和减缓基层干缩和温缩开裂而引起面层反射裂缝，通常宜适当加基层干缩和温缩开裂而引起面层反射裂缝，通常宜适当加厚面层，或者设置沥青碎石、级配碎石等联结层。此外，厚面层，或者设置沥青碎石、级配碎石等联结层。此外，在软弱潮湿的路基上，不宜直接铺筑碎（砾）石基层，以在软弱潮湿的路基上，不宜直接铺筑碎（砾）石基层，以防止污染基层或产生过大的变形。防止污染基层或产生过大的变形。4、考虑不利水温状况的

28、影响、考虑不利水温状况的影响 一般应选择水稳定性好的材料作沥青路面的基层，特一般应选择水稳定性好的材料作沥青路面的基层，特别是中湿和潮湿路段。别是中湿和潮湿路段。 在冻深较大的季节性冰冻地区，当路基土为易冻胀土在冻深较大的季节性冰冻地区，当路基土为易冻胀土时，尚应考虑冻胀和翻浆的危害。路面总厚度的确定，除时，尚应考虑冻胀和翻浆的危害。路面总厚度的确定，除了要满足力学强度的要求外，还应满足防冻层厚度的要求。了要满足力学强度的要求外，还应满足防冻层厚度的要求。bscedAAAN2 . 0600路面典型结构组合示例路面典型结构组合示例四、设计理论和设计指标四、设计理论和设计指标 我国现行柔性路面设计

29、规范规定：采用双圆均布荷载作用我国现行柔性路面设计规范规定：采用双圆均布荷载作用下弹性层状体系理论；标准轴载下弹性层状体系理论；标准轴载BZZ-100rzh1 E1 1hi Ei ihn En nh2 E2 2p标准轴载计算参数标准轴载计算参数标准轴载标准轴载BZZ-100标准轴载标准轴载BZZ一一100标准轴载标准轴载P(kN)100单轮传压当量单轮传压当量圆直径圆直径d(cm)21.30轮胎接地压轮胎接地压强强p(MPa)0 70两轮中心距两轮中心距()1.5d设计指标：设计指标： 1、疲劳开裂：以疲劳开裂作为临界状态设计，选择层、疲劳开裂：以疲劳开裂作为临界状态设计，选择层底拉应力（拉应

30、变）作为指标。以最大拉应力（或拉应底拉应力（拉应变）作为指标。以最大拉应力（或拉应变）小于容许拉应力（或拉应变）。变）小于容许拉应力（或拉应变）。PPzrruzr; 2、车辙（永久变形）：以车辙为临界状态设计方法、车辙（永久变形）：以车辙为临界状态设计方法1）采用荷载作用下路基路面结构层内永久变形的总和小于）采用荷载作用下路基路面结构层内永久变形的总和小于等于永久变形量。等于永久变形量。2）或以路基顶面的竖向压缩应变作为指标。）或以路基顶面的竖向压缩应变作为指标。3、路表回弹弯沉：、路表回弹弯沉： 上述三项为主要设计指标，对任一柔性路面都要满足。上述三项为主要设计指标，对任一柔性路面都要满足。

31、除此之外，还有三项次要指标，在特定的荷载、温度场除此之外，还有三项次要指标，在特定的荷载、温度场合使用，指导面层材料的设计。合使用，指导面层材料的设计。)1 (41000200iiLPDE4、面层、面层断裂断裂：在竖直、水平荷载共同作用下，面层结构：在竖直、水平荷载共同作用下，面层结构中产生的中产生的SE,01K5、面层、面层剪切剪切：受紧急制动产生的水平力作用时，产生很大水平：受紧急制动产生的水平力作用时，产生很大水平向位移（推移）。向位移（推移）。6、低温缩裂：对寒冷地区低温时，面层材料收缩受阻产生的、低温缩裂：对寒冷地区低温时，面层材料收缩受阻产生的温度应力小于等于该温度时材料的抗拉强度

32、。温度应力小于等于该温度时材料的抗拉强度。 我国现行柔性路面设计方法是以双圆竖向均布荷载作我国现行柔性路面设计方法是以双圆竖向均布荷载作用下的弹性层状体系理论，以路表弯沉值作为路面整体刚用下的弹性层状体系理论，以路表弯沉值作为路面整体刚度的控制指标。对高等级路面（沥青混凝土面层、半刚性度的控制指标。对高等级路面（沥青混凝土面层、半刚性材料基层和底基层）要验算层底拉应力；对常受水平荷载材料基层和底基层）要验算层底拉应力；对常受水平荷载作用的停车站、交叉口等路段还要验算剪应力。作用的停车站、交叉口等路段还要验算剪应力。 （一）设计弯沉值（一）设计弯沉值 根据多年观测调查资料的分析综合，可由容许弯沉

33、值与根据多年观测调查资料的分析综合，可由容许弯沉值与标准轴载累计作用次数的关系式，进一步推得不同公路等级、标准轴载累计作用次数的关系式，进一步推得不同公路等级、不同面层和基层类型时设计弯沉的计算公式：不同面层和基层类型时设计弯沉的计算公式：式中式中：l l d 路面设计弯沉值（路面设计弯沉值（0.01mm）；）；N Ne ：设计年限内一个车道上累计当量轴次；：设计年限内一个车道上累计当量轴次；A A c ：公路等级系数，高速公路、一级公路为：公路等级系数，高速公路、一级公路为1.0，二级公，二级公路为路为1.1，三、四级公路为，三、四级公路为1.2；五、设计弯沉值的确定：五、设计弯沉值的确定：

34、A A s ：面层类型系数，沥青混凝土面层为：面层类型系数，沥青混凝土面层为1.0，热拌沥青碎，热拌沥青碎石、上拌下贯或贯入式路面为石、上拌下贯或贯入式路面为1.1，沥青表面处治为，沥青表面处治为1.2，中、，中、低级路面为低级路面为1.3；A A b ：基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大：基层类型系数，对半刚性基层、底基层总厚度等于或大于于20cm 时为时为1.0，若为面层与半刚性基层间设置等于或小于，若为面层与半刚性基层间设置等于或小于15cm 级配碎石层、沥青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时，级配碎石层、沥青贯入碎石或沥青碎石的半刚性基层时，可取可取1.0，柔性基层、底基层

35、时取，柔性基层、底基层时取1.6，当柔性基层厚度大于，当柔性基层厚度大于15cm、底基层为半刚性下卧层时，可取、底基层为半刚性下卧层时，可取1.6。 车辆的类型不同，它们的轴载也不相同，在计算累计车辆的类型不同，它们的轴载也不相同，在计算累计当量轴次时，需将各级轴载换算成标准轴载。当量轴次时，需将各级轴载换算成标准轴载。 1、当计算路表弯沉和验算沥青层层底拉应力时：、当计算路表弯沉和验算沥青层层底拉应力时：（二）设计年限内一个车道上累计当量轴次（二）设计年限内一个车道上累计当量轴次P P i ：被换算车型的各级（单根）轴载（：被换算车型的各级（单根）轴载（KN）；从大于）；从大于25KN计起。

36、计起。N N ：标准轴载的当量轴次（次：标准轴载的当量轴次（次/天）；天）；P P ：标准轴载（：标准轴载（KN）；）；n ni ：被换算车型的各级轴载作用次数（次：被换算车型的各级轴载作用次数（次/天）；天）；C C 2 , i ：被换算轴载的轮组系数。单轮组为：被换算轴载的轮组系数。单轮组为6.4，双轮组为，双轮组为1.0，四轮组为，四轮组为0.38。C C 1 , i ：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴；当轴间距小于间距小于3m时，按双轴或多轴

37、计算，轴数系数为时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C 1 , i = 1+ 2 ( m - 1 );汽车汽车车型车型前轴重前轴重（KN）后轴重后轴重（KN）后轴后轴数数后轴后轴轮轮组数组数日交通日交通量（辆量（辆/日）日）交通量年交通量年平均增长平均增长率率东风东风KM34024.667.8125600.1江淮江淮HF15045.1101.5124600.1东风东风KM340:前轴：前轴：24.625，不换算，不换算101.5iP 8,21,1)(PPnCCNiiikii江淮江淮HF150 ：前轴：前轴：；后轴：后轴：； 2、当进行半刚性基层层底拉应力验算时：、当进行半刚性基层层底拉应力验算时：

38、C C 1 , i ：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于：被换算车型各级轴载的轴数系数。当轴间距大于3m时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数时，按单独的一个轴计算，轴数系数即为轴数m；当轴；当轴间距小于间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数为时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C 1 , i = 1+ 2 ( m - 1 );C C 2 , i ：被换算轴载的轮组系数。单轮组为：被换算轴载的轮组系数。单轮组为18.5，双轮组为，双轮组为1.0，四轮组为，四轮组为0.09。上述上述轴载换算轴载换算公式仅适用公式仅适用于单轴轴载小于于单轴轴载小于130KN的轴载换的轴载换算。算。N N

39、e ：设计年限内一个车道上累计当量轴（次）；：设计年限内一个车道上累计当量轴（次）；t t：设计年限：设计年限(a)；N N1 ：路面竣工后第一年的平均日当量轴次（次：路面竣工后第一年的平均日当量轴次（次/d） ； ：设计年限内交通量的平均年增长率（以小数计）：设计年限内交通量的平均年增长率（以小数计） ； ：车道系数。：车道系数。在在设计年限内一个车道上累计当量轴设计年限内一个车道上累计当量轴 次次N Ne可参照下式计可参照下式计算：算：4 .3 54 .3 531 21 0 1 .116 .44 6 03 0 8 7 .51 0 0iiPN C CnP 560n 六、容许弯拉应力六、容许弯

40、拉应力无机结合料稳定细粒土无机结合料稳定细粒土沥青混凝土面层沥青混凝土面层无机结合料稳定集料无机结合料稳定集料1 0 0P 1 ( 1)1 3 6 5teNN 反映沥青混合料性质的混合料级配系数，细、反映沥青混合料性质的混合料级配系数，细、中粒式沥青混凝土为中粒式沥青混凝土为1.01.0；粗粒式沥青混凝土为；粗粒式沥青混凝土为1.11.1；公路等级系数。公路等级系数。 七、容许剪应力七、容许剪应力 沥青混合料的抗剪切结构强度系数同行车荷载作用情沥青混合料的抗剪切结构强度系数同行车荷载作用情况有关。经调查整理，停车站、交叉口等缓慢制动处况有关。经调查整理，停车站、交叉口等缓慢制动处（f=0.2）

41、：）：11C 在紧急制动时（在紧急制动时（f=0.5）：）：12CNt停车站或交叉口在设计使用年限内同一位置停车的停车站或交叉口在设计使用年限内同一位置停车的 标准轴载累计数；标准轴载累计数；Ac道路等级系数。道路等级系数。平衡方程平衡方程物理方程物理方程几何方程几何方程五、路基土回弹模量值的确定五、路基土回弹模量值的确定1、现场实测法、现场实测法 在已成路基上，在不利季节用大型承载板测定土基在已成路基上，在不利季节用大型承载板测定土基00.5mm（路基软弱时测至（路基软弱时测至1mm）的变形压力）的变形压力曲线，计算回弹模量。曲线，计算回弹模量。 35.4,21, 1)(PPnCCNiiik

42、iiceasANAK/09. 022. 0 也可采用弯沉仪测定土基弯沉值，计算土基回弹模也可采用弯沉仪测定土基弯沉值，计算土基回弹模量值量值E0： 在实测得某路段土基回弹模量后，确定该路段土基回在实测得某路段土基回弹模量后，确定该路段土基回弹模量设计值弹模量设计值E0s：cesANK/35. 011. 0 某路段实测土基回弹模量平均值与标准差；某路段实测土基回弹模量平均值与标准差； 保证率系数，高速公路、一级公路为保证率系数，高速公路、一级公路为2.0；二、；二、三级公路为三级公路为1.648；四级公路为；四级公路为1.5； 不利季节影响系数，若在非不利季节测定应考虑不利季节影响系数，若在非不

43、利季节测定应考虑季节影响系数，并根据当地经验选用。季节影响系数，并根据当地经验选用。cesANK/45. 011. 0aAcA（2）查表法）查表法对于新建公路，在无实测条件时，可按查表法预测对于新建公路，在无实测条件时，可按查表法预测土基回弹模量值。土基回弹模量值。确定临界高度确定临界高度确定土基平均稠度确定土基平均稠度 预测土基回弹模量预测土基回弹模量 （3）室内试验法）室内试验法 取代表性土样在室内根据最佳含水量条件下求取代表性土样在室内根据最佳含水量条件下求得小承载板的回弹模量得小承载板的回弹模量E0值试验结果，并考虑不利值试验结果，并考虑不利季节，不利年份的影响，乘以折减系数季节，不利

44、年份的影响，乘以折减系数。cTAK2.1)5.0(（4）换算法）换算法 通过现场大型承载板试验测定土基回弹模量通过现场大型承载板试验测定土基回弹模量E0，并，并同时测定土基的压实度同时测定土基的压实度K、土基稠度、土基稠度wc以及室内以及室内CBR值，建立值，建立E0与与CBR之间可靠的换算关系，从而可以利之间可靠的换算关系，从而可以利用用K、wc和和CBR值等推算现场土基回弹模量。值等推算现场土基回弹模量。TRK第四节第四节 水泥混凝土路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面优点：水泥混凝土路面优点：1）强度高，具有较高的抗压、抗弯拉强度及抗磨耗能力。）强度高，具有较高的抗压、抗弯拉强度及抗磨耗能力

45、。2）色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利）色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利“白色路面白色路面”。3）抗滑性能好，粗糙度好，能保证车辆有较高的安全行驶速）抗滑性能好，粗糙度好，能保证车辆有较高的安全行驶速度，提高车辆行驶的稳定性。度，提高车辆行驶的稳定性。4）养护费用少，安全寿命经济效益高。）养护费用少，安全寿命经济效益高。5）耐久性好，一般能使用）耐久性好，一般能使用2040年，能通行包括履带式车年，能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。辆等在内的各种运输工具。6）稳定性好，受到水、温度等自然因素影响时，强度变化小，）稳定性好，受到水、温度等自然因素影响时，强度变化小，不存在不存在“老化

46、老化”现象。现象。一、概述一、概述 水泥混凝土路面缺点：水泥混凝土路面缺点： 1）开放交通较迟，铺筑后一般要经过）开放交通较迟，铺筑后一般要经过1520天的养生，天的养生，才能开放交通。才能开放交通。 2）水泥和水的需要量大，给水泥供应不足和缺水地区带）水泥和水的需要量大，给水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。来较大困难。 3）有接缝，增加施工和养护的复杂性，而且影响行车的）有接缝，增加施工和养护的复杂性，而且影响行车的舒适性。同时接缝处板边和板角处容易破坏。舒适性。同时接缝处板边和板角处容易破坏。 4）修复困难，破坏后开挖很困难，修补工作量也大，且）修复困难，破坏后开挖很困难，修补工作量也大

47、，且影响交通。影响交通。二二 、普通水泥混凝土路面构造、普通水泥混凝土路面构造1、路基、路基 通过刚性面层和基层传到路基上的压应力很小，一通过刚性面层和基层传到路基上的压应力很小，一般不超过般不超过0.05Mpa0.05Mpa。然而如果路基的稳定性不足，在水、。然而如果路基的稳定性不足，在水、温度等自然因素的变化影响下，路基将出现较大的变形，温度等自然因素的变化影响下，路基将出现较大的变形，造成不均匀沉陷，导致对面层板的不均匀支撑，使面层造成不均匀沉陷，导致对面层板的不均匀支撑，使面层板在荷载作用下底部产生过大的弯拉应力而破坏。板在荷载作用下底部产生过大的弯拉应力而破坏。 对路基的要求首先要保

48、证足够的稳定性和强度，与对路基的要求首先要保证足够的稳定性和强度，与路面紧密接触，不致因承受荷载、气候及其它因素的影路面紧密接触，不致因承受荷载、气候及其它因素的影响而改变形状、降低强度等。响而改变形状、降低强度等。2、基层、基层设置基层的主要作用：设置基层的主要作用：混凝土面板提供均匀稳定的支混凝土面板提供均匀稳定的支撑撑防止唧泥和冻胀的不良影响防止唧泥和冻胀的不良影响保证路面整体强度和有保证路面整体强度和有较好的平整度较好的平整度便于混凝土面层支模板施工便于混凝土面层支模板施工提高基础的提高基础的综合回弹模量，减小混凝土面板拉应力，延长混凝土板的综合回弹模量，减小混凝土面板拉应力，延长混凝

49、土板的使用寿命。使用寿命。 特重交通道路宜采用贫混凝土、碾压混凝土或沥青特重交通道路宜采用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土做基层；重交通道路采用水泥稳定粒料或沥青稳混凝土做基层；重交通道路采用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石基层；中等和较轻交通的公路，可采用水泥稳定定碎石基层；中等和较轻交通的公路，可采用水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料类或级配粒料类、水硬性工粒料、石灰粉煤灰稳定粒料类或级配粒料类、水硬性工业废渣稳定类基层。业废渣稳定类基层。 在冰冻深度大于在冰冻深度大于0.5m的季节性冰冻地区，为防止路的季节性冰冻地区，为防止路基可能产生的不均匀冻胀对混凝土面层的不利影响，路基可能产生的不均匀冻胀

50、对混凝土面层的不利影响，路面结构应有足够的总厚度，否则应加垫层。面结构应有足够的总厚度，否则应加垫层。3、混凝土面板、混凝土面板板边受力大于板中板边受力大于板中厚边式面板；等厚式断面板厚边式面板；等厚式断面板+ +板边配筋板边配筋混凝土面板性能要求：弯拉强度、表面平整、耐磨、抗滑。混凝土面板性能要求：弯拉强度、表面平整、耐磨、抗滑。4、接缝、接缝水泥混凝土板热胀冷缩水泥混凝土板热胀冷缩拱胀板顶面温度较底面高拱胀板顶面温度较底面高翘曲板顶面温度较底面低翘曲板顶面温度较底面低板体温度均匀下降引起收缩板体温度均匀下降引起收缩接缝性能要求：传荷、防水、控制开裂位置接缝性能要求：传荷、防水、控制开裂位置

51、接缝包括：横缝和纵缝接缝包括：横缝和纵缝横缝横缝缩缝、胀缝、施工缝缩缝、胀缝、施工缝 胀缝避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，胀胀缝避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏，胀缝也能起到缩缝的作用，真缝。设置胀缝位置：在邻近桥缝也能起到缩缝的作用，真缝。设置胀缝位置：在邻近桥梁或其它固定构筑物处、与柔性路面相接处、板厚改变处、梁或其它固定构筑物处、与柔性路面相接处、板厚改变处、隧道口、小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。隧道口、小半径平曲线和凹形竖曲线纵坡变换处。缺陷：薄弱环节；施工不便；传力杆设置不当（未能正确缺陷：薄弱环节；施工不便；传力杆设置不当（未能正确定位）使胀缝处的混凝土碎裂；渗水；

52、砂石进入胀缝后，定位）使胀缝处的混凝土碎裂；渗水；砂石进入胀缝后，造成胀缝处板边挤碎、拱胀；引起行车跳动；填缝料又要造成胀缝处板边挤碎、拱胀；引起行车跳动；填缝料又要经常补充或更换。经常补充或更换。我国现行公路水泥混凝土路面设计规范规定，胀缝应尽量我国现行公路水泥混凝土路面设计规范规定，胀缝应尽量少设或不设。少设或不设。减少胀缝措施：增大基层表面的摩阻力；在气温较高时施减少胀缝措施：增大基层表面的摩阻力；在气温较高时施工工缩缝避免产生不规则缩裂缝缩缝避免产生不规则缩裂缝，假缝。，假缝。 由于缩缝缝隙下面板断裂面凹凸不平，能起一定的传由于缩缝缝隙下面板断裂面凹凸不平，能起一定的传荷作用，一般不必

53、设置传力杆，但特重和重交通的道路，荷作用，一般不必设置传力杆，但特重和重交通的道路，横向缩缝应加传力杆；其它各级交通的公路上，在邻近胀横向缩缝应加传力杆；其它各级交通的公路上，在邻近胀缝或路面自由端部的缝或路面自由端部的3 3条缩缝内，均宜加设传力杆。条缩缝内，均宜加设传力杆。15. 035. 0tcTNAK横向施工缝应尽量做到胀缝处或缩缝处。横向施工缝应尽量做到胀缝处或缩缝处。设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同；设在缩缝处设在胀缝处的施工缝，其构造与胀缝相同；设在缩缝处的施工缝应采用平缝加传力杆型。需设在缩缝之间时，的施工缝应采用平缝加传力杆型。需设在缩缝之间时，采用设拉杆的企口缝形式。采

54、用设拉杆的企口缝形式。纵缝纵缝纵向缩缝、施工缝纵向缩缝、施工缝 当一次铺筑宽度大于当一次铺筑宽度大于4.5m4.5m时，应增设纵向缩缝，纵时，应增设纵向缩缝，纵向缩缝采用假缝形式，应设置拉杆。向缩缝采用假缝形式，应设置拉杆。 一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝，一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝，施工缝采用平缝形式，并应设置拉杆。施工缝采用平缝形式，并应设置拉杆。纵横缝的布置纵横缝的布置 纵缝与横缝一般作成垂直正交，使混凝土板具有纵缝与横缝一般作成垂直正交，使混凝土板具有9090度的度的角隅。纵缝两旁的横缝一般成一条直线。角隅。纵缝两旁的横缝一般成一条直线。 目前国外流行一

55、种新的混凝土接缝布置形式，即胀缝甚目前国外流行一种新的混凝土接缝布置形式，即胀缝甚少，缩缝间距不等，按少，缩缝间距不等，按4 4、4.54.5、5 5、5.55.5、6m6m的顺序设置，而的顺序设置，而且横缝与纵缝交成且横缝与纵缝交成8080左右的斜角，如设传力杆，则传力杆与左右的斜角，如设传力杆，则传力杆与路线平行，其目的是使一辆车只有一个后轮横越接缝，减轻路线平行，其目的是使一辆车只有一个后轮横越接缝，减轻由于共振作用所引起的行车跳动的幅度，同时也可缓和板伸由于共振作用所引起的行车跳动的幅度，同时也可缓和板伸张时的顶推作用。张时的顶推作用。 5、特殊部位混凝土路面的处理板边和角隅补强板边和

56、角隅补强水泥混凝土路面同沥青路面相接水泥混凝土路面同沥青路面相接构造物横穿公路构造物横穿公路6、接缝材料及技术要求、接缝材料及技术要求接缝材料接缝材料接缝板和填缝料接缝板和填缝料接缝板能适应混凝土面板的膨胀收缩，且施工时不变接缝板能适应混凝土面板的膨胀收缩，且施工时不变形、耐久性良好的材料。形、耐久性良好的材料。填缝料能与混凝土面板缝壁粘结力强、回弹性好、能填缝料能与混凝土面板缝壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土面板收缩和膨胀、不溶于水和不渗水、高温适应混凝土面板收缩和膨胀、不溶于水和不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好。时不溢出、低温时不脆裂和耐久性好。67.8iP 100P4 .3

57、 54 .3 51 126 7 .81 1 5 6 01 0 3 .31 0 0iiPN C C nP 水泥水泥 一般水泥的强度等级不得低于一般水泥的强度等级不得低于42.542.5，特重交通道，特重交通道路的路面不宜低于路的路面不宜低于52.552.5。水泥用量不得小于。水泥用量不得小于300kg/m300kg/m3 3（非冰（非冰冻地区）或冻地区）或320kg/m320kg/m3 3（冰冻地区）。（冰冻地区）。 粗集料粗集料 指粒径大于指粒径大于5mm5mm的碎（砾）石，应质地坚硬、的碎（砾）石，应质地坚硬、耐久、洁净，颗粒应接近立方体，表面粗糙，空隙率和比表耐久、洁净，颗粒应接近立方体，

58、表面粗糙，空隙率和比表面积大，最大粒径不应超过面积大，最大粒径不应超过40mm40mm。最好不用石灰岩碎石，因。最好不用石灰岩碎石，因为它易被磨光，导致路面表面过滑。符合使用要求的砾石也为它易被磨光，导致路面表面过滑。符合使用要求的砾石也可采用，但在使用时宜掺加占总量可采用，但在使用时宜掺加占总量1/31/31/21/2以上的轧碎砾石。以上的轧碎砾石。砾石混凝土一般用于双层式混凝土路面板的下层。采用连续砾石混凝土一般用于双层式混凝土路面板的下层。采用连续级配的集料，混凝土的和易性和均匀性较好；采用间断级配级配的集料，混凝土的和易性和均匀性较好；采用间断级配的集料则强度较高。的集料则强度较高。7

59、、混凝土材料组成、混凝土材料组成11C21C 细集料细集料 混合料中小于混合料中小于5mm5mm的细集料可采用天然的细集料可采用天然砂、人工砂或石屑。细集料颗粒要求坚硬耐磨，具有良砂、人工砂或石屑。细集料颗粒要求坚硬耐磨，具有良好的级配，表面粗糙而有棱角，清洁和有害杂质少，细好的级配，表面粗糙而有棱角，清洁和有害杂质少，细度模数在度模数在2.52.5以上。以上。45.1iP 水水 清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水，不应清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。一含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等。一般以饮用水为宜；非饮用水，经化验合格

60、也可使用。般以饮用水为宜；非饮用水，经化验合格也可使用。 外加剂外加剂 A A减水剂减水剂 B B引气剂引气剂 C C缓凝剂缓凝剂 D D早强剂早强剂 E E防水剂防水剂二、水泥混凝土路面施工工艺与质量控制二、水泥混凝土路面施工工艺与质量控制施工前的准备工作施工前的准备工作选择混凝土拌和场地选择混凝土拌和场地 运送混合料的运距最短、接近水源和电源、堆放砂运送混合料的运距最短、接近水源和电源、堆放砂石材料和搭建水泥库房。石材料和搭建水泥库房。材料准备及质量检验材料准备及质量检验 施工前应分批备好所需的各种材料，并在使用前进施工前应分批备好所需的各种材料，并在使用前进行核对、调整，各种材料应符合规