第11章 路面设计简介 【教学基本要求】 通过本章内容的学习了解路基

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1、第11章路面设计简介【教学基本要求】通过本章内容的学习了解路基、路面各结构层参数的确定方法、轴载换算与累计交通量的计算方法、沥青路面结构组合设计的几个基本原则及设计方法、水泥砼路面板厚计算方法，理解沥青路面及砼路面破坏状态的种类与设计指标、水泥砼路面横缝（缩缝、胀缝、施工缝）；纵缝（缩缝、施工缝）的构造与要求。【学习重点】1．沥青路面破坏状态的种类与预防措施设计指标2．沥青路面的设计控制指标3．水泥砼路面横缝（缩缝、胀缝、施工缝）；纵缝（缩缝、施工缝）的构造与要求。【内容提要和学习指导】城市道路路面类型广泛采用沥青路面与水泥砼路面，而该类型路面的修建费用一般占整个工程造价的60~80%，

2、故路面结构设计的可靠性与合理性，不仅关系到建成后的道路在设计使用年限内能否保持原有的技术状况满足车辆行驶的要求，同时也是节约道路工程建设投资的重要方面。沥青路面的设计的内容一般包括：原材料的调查与选择、沥青混合料配合比及基层配合比设计、各项设计参数的测试与选定、路面结构设计、路面结构层厚度验算以及路面结构方案的比选等。水泥砼路面的设计内容包括：选择水泥砼面层类型和结构组合方案、混合料组成配合比设计、砼面板的接缝构造设计、公路水泥砼路面还要求作路面和路肩排水设计。路面设计中有关资料和参数包括路基与路面各结构层的强度系数、标准轴载与累计当量轴次等。合理地选择与确定路面设计资料和参数是路面设计

3、的重要前提。本章将对强度系数的确定与轴载换算的方法逐一介绍，对沥青路面与水泥砼路面分别从分析破坏现象入手阐述路面设计指标、结构设计组合要求、并简述其结构层厚度设计的思路。11.1路面设计有关参数的确定方法1．路基设计参数我国在路面力学计算中采用的是弹性半空间体地基模型，用反映土基应力-应变特性的弹性模量E和泊松比μ作为土基的刚度指标。设计宜使路基处于干燥或中湿状态，公路沥青路面设计规范要求土基回弹模量值应大于30MPa，重交通、特重交通公路土基回弹模量值应大于40MPa。《城规》要求土基回弹模量值大于或等于20MPa。路基回弹模量设计值可以按以下方法确定：（1）新建道路初步设计时，可根据

4、查表法、室内试验法、换算法等，经综合分析、论证，确定沿线不同路基状况的路基回弹模量设计值。（2）通过现场测定路基回弹模量值与压实度K、路基稠度或室内试验测定路基土回弹模量值与室内路基土CBR值等资料，建立可靠的换算关系，利用换算关系计算现场路基回弹模量。（3）当路基建成后，在不利季节实测各路段路基回弹模量代表值，以检验是否符合设计值的要求，现场实测方法宜采用承载板法，也可采用贝克曼梁弯沉仪法。2．各结构层设计参数沥青路面设计参数包括各结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度。水泥混凝土路面设计参数主要有基层、底基层材料的抗压回弹模量和水泥混凝土弯拉弹性模量。16路面设计中各结构层的材料设计参数

5、应根据公路等级和设计阶段的要求确定。（1）高速公路、一级公路施工图设计时，应选取工程用路面材料按有关试验规程的标准试验方法确定设计参数；各级公路采用新材料时，也必须实测设计参数。（2）高速公路、一级公路初步设计或二级及二级以下公路设计时可借鉴本地区已有的试验资料或工程经验确定。（3）可行性研究阶段可参考规范推荐值确定设计参数。具体取值要求如下：1）沥青混合料面层当以路表弯沉值为设计或验算指标时，选用试验温度为20℃的抗压回弹模量；当以沥青层或半刚性材料结构层层底拉应力为设计或验算指标时，选用试验温度为15℃的抗压回弹模量。沥青针入度大于100时，设计参数采用低值。2）基层、底基层沥青路面

6、在计算层底拉应力时，应考虑模量的最不利组合，计算层以下各层的模量通过计算求得。3）水泥混凝土面层强度系数设计参考值可根据交通等级选定，见下表。混凝土弯拉强度标准值交　通　等　级轻中　等重、特重水泥混凝土的弯拉强度标准值(MPa)4.04.55.0水泥混凝土的抗压强度(MPa)29.735.841.8水泥混凝土的弯拉弹性模量(GPa)2729313．标准轴载与轴次换算方法（1）标准轴载道路上行驶的车辆种繁多，不同车型和不同作用次数对路面影响不同，为方便路面设计，需将不同车型组合而成的混合交通量，以某种统一轴载为准，换算成一定的当量轴次。这种统一的轴载，称为标准轴载。路面设计采用双轮组单轴载

7、100kN作为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按下表确定。标准轴载计算参数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　标准轴载BZZ-100标准轴载BZZ-100标准轴载P(kN)100单轮传压面当量圆直径d(cm)21.30轮胎接地压强p(MPa)0.70两轮中心距(cm)1.5d当把各种轴载换算为标准轴载时，为使换算前后轴载对路面的作用达到相同的效果，应该遵循等效原则。第一，换算以达到相同的临界状态为标准，即对