《公路瀝青路面設計規(guī)范》修訂的背景

1、瀝青路面早期損壞問題

結構性破壞:

路面結構承載力不足（彎沉）：不要太柔

疲勞開裂（拉應力）：不要太剛

使用性能破壞:

   裂    縫——橫縫、縱縫、網(wǎng)裂

   變 形 類——車轍、推移、擁包

   水 損 害——泛油、推移、坑洞

   安全性能——抗滑（構造深度、摩擦系數(shù)）

   車輛行駛性能——平整度、噪聲

瀝青路面的主要損壞是使用功能的破壞，這些病害與厚度的大小沒有直接關系，換句話說與設計的理論體系及厚度設計指標無關。解決這些損壞問題應依靠組合設計與材料設計。

而結構設計主要是解決結構的承載力、荷載疲勞問題。因此本次規(guī)范修訂的重點并不是理論體系與厚度計算方法問題，而是對不同結構組合的現(xiàn)行指標進行完善與補充。

承載力—彎沉—最小剛度

荷載疲勞—拉應力—合理剛度

2、重載車輛增多，超載問題日益嚴重

路面結構組合設計應適應重載交通的荷載要求。

軸載換算系數(shù)的適用范圍。

瀝青路面結構設計與材料設計應以交通等級為依據(jù)。

3、交通部《關于防治高速公路瀝青路面早期損壞的指導意見》

（一）做好實際交通荷載調(diào)查和預測

對現(xiàn)狀實際軸載譜以及變化規(guī)律進行深入的調(diào)查分析，結合未來區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、路網(wǎng)情況和車輛載重等情況，科學預測，計算預期的車輛累計標準軸載次數(shù)，依此進行路面結構設計和厚度確定。

（二）完善結構和厚度設計

路面結構設計及各層厚度要充分考慮交通量軸次、材料、施工條件、氣候等實際情況。要采用長期使用性能良好的路面結構類型，并適當加厚路面。重車方向、陡坡路段應進行特殊結構設計。

（三）加強材料設計

（四）重視防排水系統(tǒng)的綜合設計

1. 路面排水要盡量采用不設攔水帶或路緣石的散排方式；對于設置攔水帶或路緣石的路段，尤其縱坡平緩、降雨量大的路段，應適當加密開口及邊坡排水設施。挖方和低填等路基水文狀況不良路段，應設置橫向盲溝和排水墊層。

2. 對于中央分隔帶防排水設施、通訊管道設施與綠化美化工程要做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。中央分隔帶需要植樹綠化時要認真做好防水層，對防水難以做好的路段，可直接采用表面封閉的中央分隔帶形式。對于超高路段宜盡量采用內(nèi)外半幅單獨排水方案。

3．土路肩宜盡量選用碎石或砂礫等透水性材料填筑，以利路面橫向排水。年降雨量較大地區(qū)的高速公路，可在結構內(nèi)部及邊緣土路肩內(nèi)設置排水設施（縱向滲溝和橫向排水管等）。對于植草的土路肩，其排水設計還要考慮土路肩與硬路肩標高差、橫坡及植草的疏稀程度，以保證排水通暢。

規(guī)范修訂的主要內(nèi)容

1．增加了對材料的技術要求；

2．在瀝青混合料設計和結構設計中考慮了水損害問題；

3．除完善半剛性基層瀝青路面的設計方法外，還對混合式瀝青路面、柔性路面的設計方法做了相應的補充和完善；

4．明確不同的路面結構應采用不同的設計指標，路面厚度計算仍以彎沉值、彎拉應力為設計指標，調(diào)整有關設計參數(shù)；

5．補充了大修或改建的設計內(nèi)容；

6．增加了水泥砼板加鋪瀝青面層設計的內(nèi)容。

一、一般規(guī)定   

1．使用年限

    高速、一級   15年  交通量大，有特殊要求20年

    二級         12年  有特殊使用要求15年

    三級          8年

    四級          6年  瀝青表處8年

2．標準軸載

    對重載車為主的公路，可根據(jù)實際調(diào)查情況，經(jīng)論證可提高輪胎接地壓強和接地面積。

3、交通量分級

對具有運煤、運輸建筑材料等有特殊用途的公路，宜做  專題研究、設計。

4．瀝青的選用

熱區(qū)選用稠度高、60℃粘度大的瀝青，寒區(qū)選用稠度低、低溫延度大的瀝青。 

表面層選用高溫、低溫性能均好，并耐老化的瀝青；中面層選用熱穩(wěn)性好的瀝青，底面層選用抗疲勞，熱穩(wěn)性好的瀝青或選用稠度高一級的瀝青。

當交通量為D級及D級以上時，可適當提高瀝青的技術要求。


5．符合以下條件時宜選用改性瀝青

（1）當用普通瀝青拌制的瀝青混合料的技術指標達不到規(guī)定要求時；

（2）交通等級為D級及D級以上的公路，瀝青表面層可選用改性瀝青；E級交通的表面層、中面層可視實際情況選用改性瀝青；

（3）高速公路、一級公路的路線線形處于長縱坡、陡坡及半徑較小匝道，或其他特殊路段；

（4）鋪筑特殊結構的表面層，如開級配抗滑層，瀝青瑪蹄脂碎石、超薄罩面層，排水路面，彩色路面等；

（5）溫差變化較大，或高溫或低溫持續(xù)時間較長的嚴酷氣候區(qū)域的公路；

（6）具有重要政治經(jīng)濟意義、有較高使用要求的公路，或重點旅游公路等。

二、結構設計

1．瀝青面層與半剛性基層之間可設置密級配、半開級配或開級配的瀝青碎石或級配碎石層，以減少反射裂縫，利于路面結構內(nèi)部排水。此時的瀝青碎石層稱為基層，而級配碎石層稱為碎石過渡層。

2．路面結構類型

   （1）半剛性基層瀝青路面

   （2）混合式瀝青路面

   （3）貧砼瀝青路面

   （4）柔性路面

   （5）全厚式瀝青路面

[規(guī)范條文]

8.0.11 各地區(qū)應建立劈裂強度、回彈模量與齡期的相關關系，以及快速養(yǎng)生方法等預估規(guī)定齡期的材料強度、模量的換算關系，經(jīng)充分論證后作為設計參數(shù)的取值依據(jù)。 

[規(guī)范條文]

 8.0.12 輪隙中心路表回彈彎沉的計算

路表計算彎沉值應按式(8.0.12-1)計算： 

[規(guī)范條文]

 8.0.13 層底拉應力計算 

層底拉應力以單圓中心 (B點)及雙圓輪隙中心 (C點)為計算點，并取較大值作為層底拉應力。按式（8.0.13）計算層底最大拉應力：

[規(guī)范條文]

8.0.14 路面各結構層的厚度可按計算法或驗算法確定。 

1、計算法：根據(jù)路用性能要求或工程經(jīng)驗確定路面結構組合類型，先擬定某一層作為設計層，然后根據(jù)混合料類型與施工工藝要求確定其它各層的厚度，按8.0.4規(guī)定的流程計算設計層厚度。設計層厚度應不小于最小施工厚度。

2、驗算法：根據(jù)本地區(qū)典型結構確定路面結構組合類型，然后根據(jù)混合料類型與施工工藝擬定各結構層的厚度，按8.0.4規(guī)定的流程進行結構驗算，驗算通過后即可作為備選結構。

[規(guī)范條文]

 8.0.15 路面交工時應在不利季節(jié)以BZZ-100標準軸載作用下，實測輪隙中心處路表彎沉值，其彎沉代表值應符合式(8.0.15-1)的要求。即：

1、檢測代表彎沉值應用標準軸載BZZ-100的汽車實測路表彎沉值，若為非標準軸載應進行換算。對半剛性基層結構宜用5.4m的彎沉儀；對柔性結構可用3.6m的彎沉儀測定。

檢測時，當瀝青厚度小于或等于50mm時，可不進行溫度修正；其他情況下均應進行溫度修正。若在非不利季節(jié)測定，應考慮季節(jié)修正。 

2、測定彎沉時應以1～3公里為一評定路段。檢測頻率視公路等級每車道每10～50m測一點，高速公路、一級公路的每公里檢查不少于80個點，二級公路及其以下每公里檢查不少于40個點。 

3、路段內(nèi)實測路表彎沉代表值（0.01mm）按式（8.0.15-2）計算：

[說明]

-當彎沉在非不利季節(jié)測定時，應根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗考慮季節(jié)影響系數(shù)的修正K1。考慮與相關規(guī)范的關系，設計規(guī)范將竣工彎沉值改為實測路表面代表彎沉值，竣工彎沉值由相關規(guī)范確定。另外，實測路表面代表彎沉值可根據(jù)三倍均方差原則處理個別過大或過小測點，然后再計算。

-路面彎沉值是以20℃為測定瀝青彎沉值的標準狀態(tài)，當瀝青面層厚度小于或等于50mm時不需溫度修正；當路面溫度在20±2℃，也不進行溫度修正；其它情況下測定彎沉值均應進行溫度修正。

六、舊水泥混凝土板上加鋪瀝青路面

1、重點補充調(diào)查內(nèi)容

 （1）混凝土板的破損狀況

     ·斷板率  ·錯臺   ·板底脫空

 （2）混凝土板的承載能力

    ·面板承載能力  ·接縫傳荷能力

2、評價指標

 （1）斷板率

 （2）錯臺——用錯臺儀量側按縫板兩邊的高程差。

3．破損狀況分級標準

4．傳荷能力

-用FWD或貝克曼彎沉儀測定

Du、Dl——未受荷板與受荷板接縫邊緣處的彎沉值。

-分級標準

5．脫空狀況

-用落錘式彎沉儀測定的彎沉曲線判定；

-脫空的位置和范圍可借助有限元進行分析（與無脫空狀態(tài)對照）

6．舊砼板的模量

 

（1）彎拉模量

（2）頂面的當量回彈模量

由FWD測得的彎沉曲線計算

7．瀝青加鋪層結構類型及厚度設計

（1）瀝青面層可由單層、雙層或三層瀝青層組成。

（2）加鋪層厚度一般不應低于7cm。

（3）為延緩舊路面板接縫（裂縫）的反射，應在調(diào)平層與瀝青面層之間鋪設聚酯長絲無紡土工布。使用土工合成材料的適宜范圍為：鋪設前接縫處平均彎沉小于或等于0.42mm。選用土工合成材料時，其上最小結構層厚度50mm。

（4）加鋪瀝青面層應進行剪切應力驗算，以避免面層出現(xiàn)車轍、波浪、推擠、滑移和剪裂等破壞。

①驗算舊砼板與瀝青層界面之間的抗剪穩(wěn)定性。

②驗算瀝青加鋪層層間的抗剪穩(wěn)定性。

七、水泥砼橋面瀝青鋪裝層設計

1．瀝青鋪裝層宜由粘層或防水粘層，保護層及瀝青面層組成，其總厚度宜為6～10cm，可采用單層或雙層鋪裝。

2．高等級公路宜采用雙層式，上面層厚4cm，其混合料類型與相鄰橋頭引道的瀝青表面層相同，以便一起施工，減少接縫，下面層兼作整平層，上下面層之間應灑粘層瀝青。

3．二級及二級以下公路的瀝青橋面鋪裝可做成單層或雙層式。單層厚不宜小于5cm，雙層式表面層厚度不宜小于3cm。

4．為提高使用年限，可在粘結層上設置防水層，其厚度宜為1.0～1.5mm。  

5．保護層宜采用AC～10或AC～5型瀝青混凝土或單層式瀝青表處，其厚度宜為1cm。

長大縱坡瀝青路面設計問題：

對于公路來講，不會象城市道路那樣出現(xiàn)過多制動與起車，因而水平荷載要小得多，考慮車輛行車荷載的滾動摩阻力。但對于山區(qū)高速公路或者縱坡較大、坡度超長路段應考慮車輛荷載的水平分量所產(chǎn)生的路表剪應力。目前瀝青路面抗剪強度設計指標的研究尚不成熟，未列入本次規(guī)范修訂的內(nèi)容。

瀝青混合料的剪切強度：

長、大縱坡的剪切問題：

車輛對瀝青路面的荷載作用：

結構剪應變橫斷面圖：

車輛行駛速度與坡度和坡長關系：

不同坡度時的荷載作用次數(shù)：

車速降低還會降低瀝青混合料的勁度模量。在美國瀝青路面設計指南中指出，速度為50km/h時膠結料的視勁度比速度為100km/h時的膠結料視勁度低。

Superpave設計方法中也特別提出，在長大縱坡路段等通行慢速車輛的路段，瀝青混合料的PG等級需要提高1級或者2級 。

長壽命路面的設計理念

（1）傳統(tǒng)路面存在的問題

            - 采用半剛性基層結構(結構單一) ；

            - 面層厚度比國外的薄(總厚度相當)；

            - 路面的破壞形式與設計指標不一致；

            - 易出現(xiàn)結構性破壞，修復困難。

（2）長壽命路面的特點

            - 面層厚度大；

            - 服務周期長；

            - 維修方便且費用低。

從長壽命路面概念可以看出，其結構設計必須保證路面結構在長達40年以上壽命期內(nèi)不發(fā)生結構性破壞，損壞僅發(fā)生在表面層。這就對路面結構設計提出了很高的要求。 

長壽命路面設計標準：

①表面功能層壽命應達到8年以上；

②主要承重層壽命應達到40年以上；

③各層強度控制指標選用相應規(guī)范進行驗算。



 

車輛行駛速度與坡度和坡長關系：

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