1、第第8章章 瀝青路面結構設計瀝青路面結構設計 主主要要內內容容： 1 路路面面概概括括 2 路路面面材材料料類類型型 3 瀝瀝青青路路面面損損壞壞模模式式和和設設計計標標準準 4 彈彈性性層層狀狀體體系系應應力力、位位移移計計算算 5 路路面面結結構構層層次次的的組組合合 6 新新建建路路面面結結構構設設計計 7 舊舊路路改改造造設設計計 學習要求： 1 熟熟悉悉路路面面材材料料及及路路面面結結構構類類型型 2 了了解解瀝瀝青青路路面面損損壞壞模模式式和和設設計計指指標標 3 掌掌握握彈彈性性層層狀狀體體系系理理論論、實實用用位位移移應應力力計計算算方方法法 4 熟熟悉悉瀝瀝青青結結構構組組合

2、合設設計計及及我我國國瀝瀝青青路路面面設設計計規規范范、理理論論體體系系、設設計計方方法法 5 會會新新建建路路和和舊舊路路路路面面結結構構設設計計計計算算 8.1.18.1.1路面的要求路面的要求 路面在規定的使用年限內，保證汽車按道路的設計時速安全、經濟的運路面在規定的使用年限內，保證汽車按道路的設計時速安全、經濟的運行行 。v 有足夠的強度和剛度有足夠的強度和剛度 v 穩定性好穩定性好v 表面平整度高表面平整度高 v 表面抗滑性好表面抗滑性好v 耐久性耐久性 8.18.1路面概況路面概況 8.1.28.1.2路面的幾何參數及結構層次路面的幾何參數及結構層次 1）路面橫斷面）路面橫斷面 a

3、)-槽式橫斷面槽式橫斷面 b)-全鋪式橫斷面全鋪式橫斷面1-路面；路面；2-土路肩；土路肩；3-路基；路基；4-路緣石；路緣石；5-加固路肩加固路肩 2）路面幾何尺寸）路面幾何尺寸 路面寬度、厚度、路拱坡度路面寬度、厚度、路拱坡度 v 路面寬度路面寬度:由道路等級確定由道路等級確定 v 路面厚度路面厚度:由道路結構所使用的材料、氣溫、道路等級等因素決定由道路結構所使用的材料、氣溫、道路等級等因素決定v 路拱：由路面材料和排水要求決定路拱：由路面材料和排水要求決定 路拱分直線形、折線形、拋物線形路拱分直線形、折線形、拋物線形 道路路拱形式道路路拱形式a)-直線形路拱直線形路拱 b)-拋物線形路拱

4、拋物線形路拱 路拱橫坡度路拱橫坡度v瀝青混凝土、水泥混凝土路面為：瀝青混凝土、水泥混凝土路面為：1-2%v瀝青類路面為：瀝青類路面為：1.5-2.5%v碎石路面為：碎石路面為：2.5-3.5%v低級路面為：低級路面為：3-4%。 3）路面結構層次）路面結構層次 面層、基層、墊層。面層、基層、墊層。 8.1.38.1.3路面分級與分類路面分級與分類 1）路面分級）路面分級 按面層材料的按面層材料的使用品質、組成類型、結構強度和穩定性使用品質、組成類型、結構強度和穩定性分為分為4個等級個等級v 高級路面高級路面v 次高級路面次高級路面v 中級路面中級路面v 低級路面低級路面 2）路面分類）路面分類

5、 按路面使用材料類型分按路面使用材料類型分v 柔性路面柔性路面v 剛性路面剛性路面v 復合路面復合路面8.1.48.1.4路面發展概況路面發展概況 v 瀝青路面發展瀝青路面發展v 水泥路面發展水泥路面發展v 路面設計理論發展路面設計理論發展v 路面施工機械設備發展路面施工機械設備發展v 路面新技術發展路面新技術發展 8.2 8.2 路面材料及結構類型路面材料及結構類型 8.2.18.2.1墊層墊層 墊層材料墊層材料v級配砂礫：采用天然級配砂礫，礫石最大粒徑級配砂礫：采用天然級配砂礫，礫石最大粒徑D1/2結構厚度結構厚度v石灰土：石灰土：5%8%低劑量石灰土低劑量石灰土 墊層厚度墊層厚度: 15

6、cm20cm8.2.28.2.2基層基層 1 1）半剛性基層）半剛性基層 （1 1）穩定土類基層）穩定土類基層 土體穩定方法：土體穩定方法：壓實、加粒料、加結合料壓實、加粒料、加結合料等。等。 分分石灰穩定土石灰穩定土、水泥穩定土水泥穩定土、石灰水泥綜合穩定土石灰水泥綜合穩定土三大類。三大類。 穩定土特點穩定土特點u強度高，變形小，半剛性強度高，變形小，半剛性u穩定性好、抗凍性好穩定性好、抗凍性好u易收縮開裂（溫度收縮、干縮）易收縮開裂（溫度收縮、干縮）適用條件適用條件低等級道路的基層和高等級道路底基層低等級道路的基層和高等級道路底基層 石灰土穩定類石灰土穩定類 組成：組成：粘土粘土+石灰石灰

7、+水水l粘土粘土: IP=1220粘土粘土l石灰石灰: III級以上生石灰粉或消石灰粉，石灰含量為級以上生石灰粉或消石灰粉，石灰含量為8%16%。采用。采用消石灰粉時要求消解充分消石灰粉時要求消解充分,并過并過10mm篩篩l含水量含水量 不同的土與石灰混合有不同的最佳含水量，施工時采用擊實試驗確定不同的土與石灰混合有不同的最佳含水量，施工時采用擊實試驗確定l 壓實度與強度標準壓實度與強度標準 7天無側限抗壓強度為施工強度，要求養生天無側限抗壓強度為施工強度，要求養生6天，浸水天，浸水24小時無側限抗壓強度值；小時無側限抗壓強度值；180天劈裂強度為設計強天劈裂強度為設計強度。度。 采用石灰土結

8、構層應注意事項采用石灰土結構層應注意事項u 具有干縮和溫度收縮特性具有干縮和溫度收縮特性u 不適合做高等級道路的基層不適合做高等級道路的基層u 不適合做過濕路段的底基層不適合做過濕路段的底基層防止石灰土縮裂技術措施防止石灰土縮裂技術措施u 控制石灰土含水量，壓實石灰土含水量不大于最佳含水量控制石灰土含水量，壓實石灰土含水量不大于最佳含水量u 嚴格控制壓實度，達到規定壓實度要求嚴格控制壓實度，達到規定壓實度要求u 防曬、盡快鋪設面層防曬、盡快鋪設面層u 設置聯結層和隔離層設置聯結層和隔離層 石灰土強度試驗石灰土強度試驗 試驗目的試驗目的u 確定滿足規范強度要求的施工配合比確定滿足規范強度要求的施

9、工配合比u 確定施工最大干密度和最佳含水量確定施工最大干密度和最佳含水量 試驗儀器試驗儀器 路面材料強度試驗儀、壓力機、脫模機、養護箱、小試模（路面材料強度試驗儀、壓力機、脫模機、養護箱、小試模（ 50 h50） 試驗步驟試驗步驟 第一步第一步 擊實試驗擊實試驗（無機結合料穩定土擊實試驗（無機結合料穩定土擊實試驗-甲、乙、丙）甲、乙、丙）確定不同比確定不同比例石灰土的最大干密度和最佳含水量例石灰土的最大干密度和最佳含水量石石灰灰土土擊擊實實試試驗驗結結果果 石灰土比例(%) 8 10 12 14 16 最大干密度dmi (g/cm3) dm1 dm2 dm3 dm4 dm5 最佳含水量 W0i

10、 (%) W01 W02 W03 W04 W05 第二步第二步 制備試樣、養生制備試樣、養生按擊實試驗得到的最大干密度按擊實試驗得到的最大干密度 dmi和最佳含水量和最佳含水量W0i制備試樣。制備試樣。試樣體積試樣體積V： V=R2 h （8-1）式中式中 R試樣半徑，試樣半徑，R=2.5cm； h試樣高度，試樣高度，h=5cm。 V=2.52 5=98.2cm3；每個試樣重量每個試樣重量G： G=V dmi(1+W0i)K (8-2)u稱量，裝入試模中，加上壓頭用壓力機將壓頭壓入試模中，壓頭頂面與稱量，裝入試模中，加上壓頭用壓力機將壓頭壓入試模中，壓頭頂面與試模頂面齊平試模頂面齊平u用脫模機

11、將試樣從試模中脫出用脫模機將試樣從試模中脫出u保濕養生，養生溫度南方為保濕養生，養生溫度南方為252 c，北方為，北方為202 cu每個比例試樣的最少個數：每個比例試樣的最少個數：69個個 第三步第三步 試壓、試驗結果數據處理試壓、試驗結果數據處理 每一個試樣的強度每一個試樣的強度Rci： Rci=Pi/A=0.00051Pi （8-3） 每個比例試樣強度代表值每個比例試樣強度代表值Rci0.95：Rci0.95= Rci-Z Si (8-4)式中式中 Rci0.95試樣強度代表值，試樣強度代表值，Mpa； Rci試樣強度平均值，試樣強度平均值，Mpa； Si試樣強度標準差，試樣強度標準差，M

12、pa； Z 正態分布隨保證率而變的系數，保證率為正態分布隨保證率而變的系數，保證率為95%，Z =1.645。 繪制強度曲線，從強度曲線上找出滿足規范要求的比例和強度值。繪制強度曲線，從強度曲線上找出滿足規范要求的比例和強度值。試驗結果試驗結果 填寫試驗報告，給出石灰土比例、強度代表值、最大干密度、最佳含水填寫試驗報告，給出石灰土比例、強度代表值、最大干密度、最佳含水量。量。 水泥穩定類水泥穩定類 組成組成 土（砂性土、粉性土、粘性土、級配砂礫、碎石）土（砂性土、粉性土、粘性土、級配砂礫、碎石）+水泥（水泥（5%10%）+水水l土土 IP70% 燒失量燒失量2500cm2/g 含水量含水量50

13、0輛輛/d為重交通荷載，應選用重交通荷載瀝青為重交通荷載，應選用重交通荷載瀝青AH型型 （2）礦料）礦料 礦料包括碎石、礫石、石屑、砂和礦粉。它是粗集料、細集料和礦粉的總礦料包括碎石、礫石、石屑、砂和礦粉。它是粗集料、細集料和礦粉的總稱。稱。u粗集料粗集料粒徑為粒徑為2.36、4.75、9.5、13.2、16、19、26.5、31.5mmu細集料細集料粒徑為粒徑為0.0752.36mmu礦粉礦粉粒徑粒徑2.36mm）u 有足夠的強度和耐磨性，壓碎值有足夠的強度和耐磨性，壓碎值 25%28%u 含泥量含泥量1%，含水量，含水量3%u 粘結力粘結力 3級，高級路面級，高級路面 4級。級。 采用水煮

14、法試驗，堿性石料粘結力大，酸性石料粘結力小，采用加入抗采用水煮法試驗，堿性石料粘結力大，酸性石料粘結力小，采用加入抗剝離劑方法提高石料與瀝青的粘結力。剝離劑方法提高石料與瀝青的粘結力。 砂和石屑砂和石屑u 砂（粒徑砂（粒徑2.36mm）：）：天然河砂、山砂、海砂均可天然河砂、山砂、海砂均可u石屑（粒徑石屑（粒徑4.75mm） 砂和石屑要求級配，含泥量砂和石屑要求級配，含泥量3%5%。 礦粉（填料，粒徑礦粉（填料，粒徑0.075mm） 由石灰石、白云石磨細的石粉。由石灰石、白云石磨細的石粉。 要求粒徑要求粒徑0.075mm成分占成分占70% 、含水量、含水量1% 2 2）面層類型）面層類型 分類

15、分類 瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青上拌下貫式、熱拌瀝青混凝土瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青上拌下貫式、熱拌瀝青混凝土 選擇依據選擇依據 道路等級、交通量、使用年限、氣候道路等級、交通量、使用年限、氣候等等 （1 1）瀝青表面處治路面）瀝青表面處治路面 鋪筑厚度不大于鋪筑厚度不大于3cm的一種薄層路面結構。采用層鋪法的一種薄層路面結構。采用層鋪法 作用作用u 封閉表面，防水封閉表面，防水u 提高平整度提高平整度u 改善抗滑條件改善抗滑條件u 延長使用壽命延長使用壽命 類型類型u 單層式，厚單層式，厚1.0cm1.5cmu雙層式，厚雙層式，厚1.5cm2.5cmu三層式，厚三層式，厚2.5cm3

16、.0cm 用于三級、四級公路的面層和鋪筑路肩、行人道、修筑破損路面用于三級、四級公路的面層和鋪筑路肩、行人道、修筑破損路面 （2 2）瀝青貫入式路面）瀝青貫入式路面 瀝青貫入式路面是在初步壓實的碎石上分層澆灑瀝青，撒布嵌縫料，壓瀝青貫入式路面是在初步壓實的碎石上分層澆灑瀝青，撒布嵌縫料，壓實后形成的路面結構。厚度實后形成的路面結構。厚度4cm8cm 特點特點u強度高，穩定性好強度高，穩定性好u施工簡便施工簡便u空隙率大空隙率大 （3 3）熱拌瀝青混凝土路面）熱拌瀝青混凝土路面 由級配礦料由級配礦料+瀝青結合料嚴格按技術要求拌和，層鋪壓實成型的路面結瀝青結合料嚴格按技術要求拌和，層鋪壓實成型的路

17、面結構構 特點特點u 強度高，穩定性好強度高，穩定性好u密度大密度大u耐久性好。耐久性好。 適合適合 公路、城市道路公路、城市道路 種類與結構類型種類與結構類型u 密級配瀝青混凝土面層密級配瀝青混凝土面層ACu開級配抗滑面層開級配抗滑面層OGFCu瀝青瑪蹄脂碎石面層瀝青瑪蹄脂碎石面層SMA 結構形式結構形式u 單層式，厚單層式，厚4cm6cmu 雙層式，厚雙層式，厚7cm9cmu三層式，厚三層式，厚12cm18cm 組合方式組合方式u雙層式雙層式 上層細粒式或中粒式（上層細粒式或中粒式（AC-13、AC-16） 下層采用中粒式或粗粒式（下層采用中粒式或粗粒式（AC-20、AC-25）；）；u三層式三層式 上層細粒式或中粒式（上層細粒式或中粒式（OGFC -13、OGFC -16或或SMA -13、SMA -16） 中層采用中粒式或粗粒式（中層采用中粒式或粗粒式（AC-20、AC-25） 下層采用中粒式或粗粒式（下層采用中粒式或粗粒式（AC-20、AC-25） 上述路面結構中至少有一層為上述路面結構中至少有一層為密級配瀝青混