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道路沥青路面设计规范范文1
关键词：重载交通；沥青路面；设计方法
中图分类号：TU535文献标识码： A
引言
近几年，随着我国公路交通事业的快速发展，新、改建公路工程项目在数量上比以往任何时候都有了大幅度的增加，但是，由于地理位置(重载车辆经过此处较多)以及设计、施工等方面的原因，使得投入巨额资金修建的公路不到设计年限就过早的发生破坏，增加了维修次数和维修费用，影响了车辆行使的舒适性及通行能力，造成了巨大的经济损失。调查表明，沥青路面发生早期破坏的原因是多方面的，但非常重要的一个因素就是路面设计对车辆超载超限估计不足，现行的沥青路面设计方法不适宜重载交通沥青路面设计。
1 传统沥青路面设计方法的缺陷
1.1 设计指标单一
虽然沥青路面结构设计中包含弯拉与弯沉应力验算指标，然而在沥青路面实际结构设计中，弯沉成为路面结构设计的唯一指标，也就是说根据现有规范方法，在路面设计弯沉符合条件的情况下，弯拉应力验算一定是通过的，致使其成为唯一的设计指标。
1.2 设计指标不可控制
设计指标应该是路面结构可能发生破坏的控制指标，就是路面结构损坏模型和设计模型一致。然而实际情况是弯沉指标不能和很多破坏标准与破坏类型相统一、协调。目前的沥青路面的损坏和设计模式很不一致，设计指标形同虚设。
1.3 实际交通荷载与设计荷载出入较大
依据交通荷载情况的调查，当前我国汽车后轴轴重通常在60~150kN，但是设计标准轴载为单轴双轮胎100kN。近年来超载车、重载车大量增加，有的标定30t的车辆，实际达到150t以上，虽然相关部门对其进行了超载超限治理，车辆超载的现象还是经常发生，导致了路面早期破坏，大大缩短了路面使用寿命。
2 车辆超限超载的界定
车辆超重包括轴载超过公路限值和装载质量超过额定吨位两种情况，具体定义如下：
超限主要指公路上行驶的车辆、工程机械，其总质量、轴载质量、外型尺寸三者之一超过限值标准的情况。目前我国规定车货总质量的最大限值为40t，单轴、双联轴和三轴的限值分别为10t、18t和22t；外型尺寸包括对车货长、宽、高的限制，我国的标准分别为25m、3.5m和4.3m，主要在于保障公路运输的净空要求[1]。针对道路设施的损坏，公路部门最关心的是总重或轴载超限。
超载指运输车辆装载质量超过额定吨位的现象。超载的方法包括将汽油发动机改装成柴油机，改善动力性能；或者把常规轮胎更换成大规格或钢丝子午线轮胎，提高内压；另外可采用增加钢板弹簧片数、拦板高等等手段。超载车辆行驶不仅影响道路行车安全，尤其对道路结构及桥涵等构筑物产生很大的危害，使其过早损害，功能衰退。因此道面结构设计中应考虑超载车辆的影响。
3 重载交通沥青路面设计方法
3.1 重载交通沥青路面设计标准
依据分析，在标准轴载作用下，应用现行规范设计指标体系进行沥青路面结构厚度计算时，路表弯沉指标起控制作用，整体性结构层(包括基层与面层)的层底拉应力验算指标在厚度设计时通常起不到作用。然而路表弯沉指标而且存在显著的缺陷。大量的计算分析表明，土基顶面压应变与路表弯沉之间具有很好的相关关系。经过相关关系可以由路表弯沉推算到土基顶面压应变，把路表弯沉与土基顶面压应变准则结合起来，就能够一起利用土基顶面压应变准则非常合理与方便路表弯沉量测的优点。所以，建议仍将路表弯沉作为一个设计指标。
在重载车辆作用下，疲劳破坏是沥青路面最容易出现的病害之一。疲劳破坏主要和路面各层的应力有关，所以，沥青路面各结构层层底拉应力仍需要作为设计指标。超重车对沥青路面的车辙破坏影响较大，与疲劳破坏相同，重载沥青路面上车辙也是主要的破坏形式。尽管规范设计指标没有考虑车辙，然而依据重载沥青路面的受力特征，需要考虑车辙破坏。所以，建议将车辙作为重载沥青路面的一个设计指标[2]。
3.2 重载交通沥青路面轴载换算方法
在进行路面结构设计中，交通轴载是路面厚度设计的一个重要参数[3]。目前，我国现行沥青路面设计规范，用于设计的标准轴载为100kN，进行轴载换算采用的公式为：
N=C1C2ni()4.35 （1）
式中：P、N标准轴载或指定轴载的轴载重和当量作用次数；
Pi、ni被换算轴载的轴载重和作用次数；
C1轴数系数；
C2轮组系数。
现行公路沥青路设计规范运用弯沉计算时的轴载换算公式只适合轴载小于 130kN的各级轴载。根据研究表明，当轴载大于130kN时，随着轴载增大，弯沉增大较大，其关系具有明显的非线性，由此公式推导重载、超载车辆的当量轴载换算系数不太合理。因此，轴载换算时需对某些系数进行修正。
3.2.1 弯沉等效的轴载换算方法
根据弯沉等效关系={}n1及设计弯沉Ld=AN-c，可得 （2）
式中：L为弯沉，P为轴载，N为轴载作用次数，A、c、n、n1为系数。一般情况下n=4.0~4.8，现行沥青路面设计规范取4.35，超载时取n=5.0~5.8。
3.2.2 弯拉等效的轴载换算方法
按荷载应力和温度和温度应力综合疲劳损耗等效关系，可得
（3）
式中：σ为荷载作用在路面产生的拉应力。经过研究分析，一般半刚性基层路面ns=8.0，超载时ns=9.0。
3.2.3 车辙等效的轴载换算方法
国内曾通过室内车辙试验、现场实测数据，根据车辙等效原则，对轴载进行了换算。
3.2.4 AASHTO的轴载换算方法
建议采用美国州公路与运输官员协会（AASHTO）按现时服务能力指数等效原则得到的轴载换算公式：
（4）
式中：α，ρ-路面结构参数（面层类型、面层厚度、基层厚度）和荷载参数（轴重等）的函数；
PSI0路面刚修好时的初始服务能力指数，沥青路面取4.2；
PSIt-路面需大修时的终端服务能力指数，对于特重交通道路取3.0，主要道路取2.5，轻交通道路取2.0。分析超载车辆对路面结构的作用时，可取为PSIt为3.0进行轴载当量换算系数计算。
3.3 厚度设计
国外的沥青路面设计通常以沥青混凝土面层的弯拉应力作为设计控制指标，并且以路标弯沉与基层底面拉应力作为验算指标，例如AI设计法、Shell设计法等，这些方法都是符合国外的粒料基层结构或全厚式结构的特征。路面设计弯沉是我国沥青路面设计规范的主要控制指标，对高等级路面的半刚性基层与面层验算其层底拉应力。然而按照相关研究，在当前半刚性基层应用非常普遍的情况下，基层的层底拉应力能够比较好反映荷载对结构的疲劳损耗要求，同时在进行高等级的路面结构设计时，常常是路标弯沉值满足要求，而基层底面拉应力验算无法通过，所以基层底面拉应力指标更具有控制意义。
依据国内外经验，在重载沥青路面设计中，通常采取半刚性基层厚度增加、沥青面层强度改变、沥青面层厚度增加与土基增强等方法。
4 结束语
综上所述，对重载交通沥青路面的进行改进设计，通过几种轴载换算方法与沥青路面厚度设计，来满足沥青路面在超载、重载的作用下，沥青路面的质量不被破坏。在设计时，设计师可以依据国内外的经验，对重载沥青路面进行设计。
参考文献
[1]张亮.重载交通沥青路面设计指标研究[J].交通标准化,2013(02).
[2]季新友,席华琳,任勇.重载交通条件下交通参数分析及沥青路面设计[J].交通标准化,2013(03).
道路沥青路面设计规范范文2
关键词：典型沥青路面、破损、调查、分析
中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：
Abstract: As for the asphalt pavement damage condition of Jinhua city with detailed investigation, through the damaged condition of the asphalt pavement of questionnaire, the paper draws the corresponding damaged condition index PCI value, and assesses the asphalt pavement quality grade. At the same time, each survey has an analysis of the main causes of damage of road pavement.
Key Words: typical asphalt pavement, damaged, investigation, analysis
1 前言
为了分析金华市沥青路面的破损状况及引起破损的原因，对北二环、环城西路典型路段的路面损坏情况进行了人工调查，分析其路面状况指数PCI，得出路面损坏的主要原因。
2 典型沥青路面破损状况调查
2.1北二环浙师大路段，是城市快速路，分南、北两侧行车道进行调查，行车道宽度为16m，调查长度为2km。
道路标准横断面具体布置如下：5.0米（人行道）+6.0米（非机动车道）+8.0米（绿化带）+16.0米（机动车道）+10.0米（中央分隔带）+16.0米（机动车道）+8.0米（绿化带）+6.0米（非机动车道）+5.0米（人行道）=80.0米
通过路面损坏状况评价公式计算得，DR=5.143，路面状况指数PCI=70.5，沥青路面质量为良。
3典型沥青路面破损分析
通过以上调查结果分析，计算出两条路的路况指数PCI，评定其路面质量质量，需要采用怎样的养护对策。
3.1北二环道路，该道路是双向八车道，通行的车辆较多，尤其是货车为主。从调查情况分析，南、北两侧车道来看，南侧车道路况明显比北侧路况要差，出现的破损主要有：龟裂、纵横裂缝、车辙、沉陷。从现场的交通组织分析，南侧车道的货车都以满载为主，如从兰溪、龙游方向运输到义乌方向的水泥、砂石料，相当一部分的货车，都是超载的。因此，造成南侧车道沥青路面损坏较严重的情况。南侧车道，建议应立即进行大修并进行交通超载治理等相关工作。
3.2环城西路，该道路是双向六车道，通行的车辆也较多，以轿车和货车为主，沥青路面状态也不是太好，出现的主要破损有：龟裂、纵缝、车辙、沉陷。局部路段相关市政部门都已进行修复，但一段时间后，又出现了不同程度的破损。
4结语
从以上路破损调查情况分析，金华市的城市道路破损形式主要有龟裂、纵横裂缝、车辙和沉陷等损坏类型。根据沥青路面出现不同破损类型，找出其影响因素，以及根据成因应分别采取的防治措施。
参考文献：
[1] CJJ 37-90,城市道路设计规范.
[2] GB 50092- 96,沥青路面施工及验收规范.
[3] JTG F40- 2004,公路沥青路面施工技术规范.
[4]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京：人民交通出版社，2001.
[5] JTG H10-2009,《公路养护技术规范》
[作者简介]周敏，男，汉族，1977年12月出生，工程师/讲师，浙江金华人，金华职业技术学院建筑工程学院，国家一级注册建造师(市政专业)，主要从事道路桥梁施工管理与研究。
道路沥青路面设计规范范文3
关键词：沥青路面；柔性基层；半刚性基层；疲劳性能。
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：
前言
半刚性基层被广泛用于修建公路沥青路面的基层或底基层。在我国已建成的高速公路路面中就有90%以上是半刚性基层沥青路面,在今后的国道主干线建设中,半刚性基层沥青路面仍将是主要的路面结构形式。半刚性基层沥青路面其优点主要表现在:强度高、承载力大、整体性好、刚性大。但半刚性基层也有自身不足之处,其抗温、抗湿变形能力较差,易形成干缩裂缝及湿缩裂缝,进而使路面产生反射裂缝,导致沥青面层开裂,影响路面使用质量,缩短路面使用寿命。
由于国内高等级的公路基本上都采用半刚性基层沥青路面，而对柔性基层沥青路面采用较少。但是从世界各国高等级公路路面结构来看，以柔性基层沥青路面为主，对路面基层要求较高，一般用沥青稳定碎石做基层的上层，而且用沥青做结合料的结构层的总厚度常大于 20cm。国外的使用经验表明，柔性基层沥青路面使用性能良好。
根据国内外使用经验，柔性基层沥青路面主要病害有疲劳开裂、车辙和低温开裂，其中车辙和低温开裂均可以通过选择合适的沥青结合料和合理的混合料设计加以解决。疲劳开裂是唯一可以通过路面结构设计进行控制的破坏模式。
综上所述，对两种不同基层沥青路面的疲劳性能差异的分析，对我们进行路面设计及工程应用都具有相当大益处。
1.沥青路面面层疲劳损伤机理
沥青路面的疲劳性是指在汽车轮载作用下，路面在长期使用过程中均存在压应力、拉应力,且处于两种应力交迭变化状态,当荷载重复作用超过路面面层材料所能承受的疲劳次数后,就会使结构强度抵抗力下降,产生疲劳破坏的性能。
在行驶车轮的荷载作用下,路面结构内各点均处于复杂的应力应变状态中,图1中面层底部B点的应力、应变随着车轮滚动而变化。当车轮作用于B点正上方时,B点受到三向拉应力作用;当车轮行驶过后B点应力方向转变,数值变小,并有剪应力产生;当车轮驶过一定距离后,B点则承受主压应力作用。路面表面A点则相反,车轮驶近时受拉,车辆直接作用时受压,长期处于应力(应变)交替循环变化的状态。
路面材料的抗压强度远大于其抗拉强度,而且B点在车轮下所受的拉应力远大于A点在车轮驶近或驶过后产生的拉应力,因此路面疲劳裂缝通常从面层底部开始。所以路面疲劳设计也应该以面层底部的拉应力、拉应变作为控制指标。
2.采取两种不同基层对沥青路面的水平应力分析
本文将以弹性层状体系为基础，分析在标准荷载（BZZ-100）作用下，两种基层沥青路面在水平应力方面的不同。
表1 两种基层的路面结构参数
计算的轴载采用现行规范规定标准：标准轴载为双轮组单轴重P—100kN，轮胎接地压强p—0.7MPa，单轮传压面当量圆直径d—21.3 cm，两轮中心距为1.5 d。
由于水平应力在当量圆中心比双轮论析中心处大，考虑水平应力的显著性，本文取当量圆中心处点厚度0，2，5，8，10，15，20，25，30，40cm时，利用BISAR 3.0程序计算出相应点的水平应力如表2。
表2 两种基层在不同厚度的水平应力值
由BISAR 3.0程序所得的数据得出各深度的水平应力分布图 图3
从图3可知，柔性基层的水平应力随深度的变化率比半刚性基层的要大，即柔性基层的水平应力对路面厚度的敏感性更高。柔性基层在层底拉应力取得最大值。
对于半刚性基层沥青路面，沥青面层处于受压状态，因此可以不考虑沥青面层的弯拉疲劳，只考虑半刚性基层层底受拉，在汽车荷载反复作用下，可能产生疲劳断裂，且在基层断裂后，裂缝逐渐向沥青层扩展直至路表。
对于柔性基层沥青路面， 沥青混凝土面层和沥青稳定基层的上部受压， 沥青稳定基层下部受拉，且层底承受最大的弯拉应力，因此在重复荷载作用下，沥青层层底可能首先产生疲劳开裂，裂缝逐渐向上延伸，直至路面出现疲劳裂缝。
3.柔性基层与半刚性基层沥青路面疲劳设计方法
我国沥青路面设计规范采用层底拉应力指标进行验算,充分考虑结构层材料的疲劳性,利用结构强度系数Ks与材料的劈裂强度得出结构层底面的容许拉应力,具体如下:层底拉应力≤容许拉应力,则满足要求。
其中,为沥青稳定基层材料的容许拉应力;为沥青稳定基层材料的劈裂强度;为抗拉强度结构系数; Ac为公路等级系数;Ag为沥青混合料级配系数;为标准轴载当量轴次。
根据我国沥青路面设计规范,在计算沥青混合料与半刚性材料的结构强度系数KS=B0Nc时,采用的系数c分别为0.22和0.11。
沥青混合料疲劳寿命为:
半刚性材料疲劳寿命为:
根据此公式可以得到由各层层底拉应力值来确定不同基层沥青路面的疲劳寿命。
4.不同基层沥青路面疲劳寿命对轴重的敏感性分析
由路基路面设计理论分析得知,单后轴双轮组不同轴载应力比的简化公式为:
其中,、均为基层底面拉应力; P1,P2均为轴载重量。
联系基层材料的疲劳规律,其疲劳规律为:
其中, 为该材料的抗拉强度;σ为某轴载作用N次的疲劳拉应力。B、c为材料常数。
由上面两个式子可以得到以基层底面拉应力等效时的轴载换算公式为：
对沥青稳定基层中b=0.84,c=0.22；半刚性基层中b=0.84,c=0.11,则有：
沥青稳定基层：
半刚性基层：
由以上计算公式计算标准轴载作用一次为1次,其他轴载重分别相当于标准轴载次数N,其结果见表3
表3当量轴载作用次数
由表3可以看出：半刚性基层的疲劳寿命较柔性基层对轴载更加敏感。即半刚性基层路面上的超载车辆增多,导致路面很快损坏;而沥青稳定基层路面轴载敏感性小,对超载车辆的适应性较强,适合于超载较多的道路。
结论
综上所述，半刚性基层和柔性基层沥青路面在抗疲劳性能方面存在着以下一些不同：
（1） 由于半刚性基层的水平应力对路面厚度的敏感性较差，所以可以通过增加半刚性基层厚度来有效增加其疲劳寿命。而柔性基层厚度对路面厚度的敏感性较好，增加柔性基层厚度对其疲劳寿命的增加较小。
（2） 由于沥青路面疲劳性能由层底拉应力作为控制指标，在基层材料和结构参数等不同的情况下，柔性基层与半刚性基层沥青路面的疲劳寿命不同。
（3） 由于半刚性基层的疲劳寿命较柔性基层对轴载更加敏感，所以当道路上交通量以小型车辆为主时(占交通量80%以上),宜采用半刚性基层路面,其疲劳寿命更长。相反，柔性基层路面则更适合超载较多的道路。
参考文献：
[1] JTG D50-2004，公路沥青路面设计规范[S].
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[5] 沙庆林. 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M]. 北京：人民交通出版社，2001.
[6] 张晓冰. 半刚性基层沥青路面面层合理厚度研究[D]. 南京：东南大学，2000.
[7] 黄仰贤. 路面分析与设计[M]. 北京：人民交通出版社，1998.
[8] 邓学钧，黄晓明. 路面设计原理与方法[M]. 北京：人民交通出版社，2001.
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[10] 张坤,魏建明.具有柔性基层的沥青路面结构设计方法研究[J].山西建筑,2007,33(3):265-266.
[11]邹维列.长寿沥青路面结构的层厚设计与分析[J].岩土力学,2009(3):28-30.
[12]朱洪洲.柔性基层沥青路面疲劳性能及设计方法研究[D].东南大学博士学位论文,2005.
作者简介：
罗大波（1986-）重庆交通大学硕士研究生主要从事路基路面设计与灾害治理的研究。
道路沥青路面设计规范范文4
关键词：低量交通；路面设计；轴载换算
中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：
1 交通量较大的低交通量道路路面设计
交通量较大的低交通量道路是指： 可以通过理论计算得出路面结构的低交通量道路。
设计方法： 与高等级道路路面设计步骤相同， 通过理论计算确定路面结构厚度， 但是轴载换算公式、设计指标、荷载应力公式、交通分级等应采用前文所述的研究结论。
2 交通量极小的低交通量道路路面设计
交通量极小的低交通量道路是指： 交通量小到无法按照现有的疲劳破坏设计方法计算出路面结构的道路。
设计方法： 无需根据理论计算确定路面结构层的厚度， 除面层采用水泥混凝土或沥青混合料以外， 基本利用当地筑路材料铺筑路面结构基层和垫层， 结构层厚度在满足最小施工厚度的前提下稍作调整。结构层材料与厚度的选择方法为： a）面层选用18cm的混凝土板（弯拉强度标准值为4.0MPa）或2.5cm～3.0cm的沥青表处、3.0cm～5.0cm的沥青贯入式，潮湿多雨地区必须设置≥0.5cm的下封层； b）石料丰富地区可采用10cm～15cm天然级配的碎石、砂砾作基层， 缺少石料的地区可采用15cm～20cm石灰稳定土、石灰稳定矿渣等作基层； c）当需要设置排水或防冻垫层时， 有条件的地区可采用碎石、砂砾铺筑，无条件的地区可采取其他路基排水措施， 以降低路基土含水量。
3 低交通量道路路面设计的要点
3.1 临界荷载的确定
临界荷载是指路面结构设计时纳入考虑范围的最小荷载。低交通量道路上包括很多像摩托车、畜力车等对路面结构几乎不产生破坏作用的轻型荷载，若在路面设计时不作考虑， 可以减小交通调查的工作量。因此，需要确定临界荷载值。
3.1.1 水泥路面结构设计的临界荷载
目前， 相关研究中采用了50%的应力水平（荷载应力与温度应力之和与混凝土弯拉强度的比值）作为确定水泥路面设计临界荷载的依据。选取低交通量道路水泥路面结构中整体刚度偏小的作为计算应力水平的典型结构： 18cm混凝土面板（弯拉强度为4.0MPa） +15cm 天然砂砾（180MPa）+土基（25MPa）。
3.1.2 沥青路面结构设计的临界荷载
低交通量道路沥青路面面层基本不产生拉应力， 只有半刚性沥青路面的半刚性基层、底基层才会出现较大的拉应力。因此，以半刚性基层、底基层的层底拉应力水平作为研究临界荷载的依据。
研究表明， 当应力水平为50%左右时， 即使在半刚性材料层底面产生了微小裂缝， 仍能承受的荷载反复作用次数为106次。考虑到低交通量道路上的交通量大小， 将50%作为确定低交通量道路沥青路面设计临界荷载的应力水平。选择典型的半刚性沥青路面结构， 计算不同轴载作用下的应力水平。典型结构为：3cm 沥青面层（750MPa ） +20cm石灰土（400MPa）+土基（30MPa）。
3.2 轴载的换算
标准轴载采用《公路工程技术标准》中规定的我国路面结构设计标准轴载单轴双轮组轴载100kN， 以BZZ-100表示。
轴载换算是否准确直接决定着设计结构是否合理。本文对低交通量道路路面典型结构进行研究， 得出低交通量道路路面设计时， 应采用如下的轴载换算公式。
3.2.1 水泥路面轴载换算公式
(1)
式中： NS———100kN的单轴-双轮组标准轴载的作用次数；
Pi———单轴-单轮组、 单轴-双轮组、双轴-双轮组轴型i级轴载的总重（kN）；
n———轴型和轴载级位数；
Ni———各类轴型i级轴载的作用次数；
αi———轴-轮型系数， 单轴-双轮组时， αi=1； 单轴-单轮组时， αi =1.06 ×103×r -0.62×Pi-0.82；双轴-双轮组时， αi=1.66×10-7×r-0.61×Pi0.14。
3.2.2 沥青路面轴载换算公式
以路表弯沉为指标：
(2)
以层底拉应力为指标：
(3)
式中： N———标准轴载的当量轴次（次/日）；
n1———被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）；
P1———被换算车型的各级轴载（kN）；
C1———轴数系数， 当轴间距大于3m时取轴数m， 当轴间距小于3m时取1+1.2×（轴数-1）；
C2———轮组系数， 单轮组为6.4， 双轮组为1， 四轮组为0.38；
K， n———车辆载重次数。
3.3 设计标准的确定
低交通量道路路面设计时，除考虑规范现有的设计标准以外， 更要着重考虑以控制极限荷载作用下路面结构发生一次性破坏为目的的控制标准。
3.3.1 水泥路面设计标准
对低交通量道路中交通量较大的道路， 应首先以疲劳破坏的原则设计路面结构厚度， 然后，用极限荷载的一次性破坏原则进行验证。
3.3.1.1 以控制疲劳破坏为目的的设计标准
以控制标准荷载应力和温度应力综合作用下混凝土面层出现疲劳断裂为目的的设计标准， 其表达式为：
(4)
式中： σpr———标准轴载在临界荷位处产生的荷载疲劳应力（MPa）， 按式（5）计算；
σtr———临界荷位处的温度疲劳应力（MPa）；
γr———可 靠 度 系 数 ， 取1.04～1.11；
fr———水泥混凝土弯拉强度标准值（MPa）。
路面设计时， 首先选择路面结构组合（包括垫层、基层和面层的材料和厚度）。然后， 依据公式（4）验算混凝土板的厚度是否满足要求。如果不满足， 就要改变混凝土板厚度， 重新计算，直到满足为止。
3.3.1.2 以控制一次性破坏为目的的设计标准
以控制极限轴载应力与温度应力综合作用下混凝土面层出现一次性断裂为目的的设计标准，其表达式为：
(5)
式中： σpm———极限轴载在临界荷位处产生的荷载应力（MPa）；
σtm———最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力（MPa）。
其余变量意义同前。
3.3.2 沥青路面设计标准
低交通量道路沥青路面设计仍以设计弯沉作为主要控制标准， 但对半刚性沥青路面， 必须进行半刚性层层底拉应力验算。根据设计弯沉计算路面厚度的方法可参照《公路沥青路面设计规范》（JTG D50－2006）执行， 等外级公路暂时可按四级公路标准执行。下面主要介绍半刚性沥青路面设计中对半刚性层层底拉应力的验算方法。
半刚性沥青路面的半刚性层层底拉应力验算包括两方面： a）验算标准轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足容许拉应力要求； b）验算极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足材料劈裂强度要求。
3.3.2.1 疲劳抗裂要求
验算标准轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足容许拉应力要求的公式为：
(6)
式中： σm———标准轴载在半刚性层层底产生的拉应力（MPa）；
σR———半刚性结构层材料容许拉应力（MPa）；
Ks———抗拉结构强度系数， 根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50－2006）相关规定取值；
σsp———半刚性材料的劈裂强度（MPa）。
3.3.2.2 极限抗裂要求
验算极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足材料劈裂强度要求的公式为：
（7）
式中： σ′m———极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力（MPa）；
σsp———半刚性材料的劈裂强度（MPa）。
其中， 式（6）和式（7）中的σm和σ′m可利用成熟的电算程序计算。
3.4 季冻区道路的抗冻设计
在季节性冰冻地区， 由于低交通量道路路面结构厚度一般较小， 容易不满足结构抗冻厚度要求， 因此， 必须做好路面结构的抗冻设计。可通过采取以下措施来达到抗冻设计需要：
a）增设抗冻垫层当路面总厚度小于规范推荐的最小防冻厚度要求时， 其差值可用垫层厚度补足， 垫层材料宜采用碎石、砂砾等颗粒材料；
b）选择抗冻稳定性较好的材料填筑路床如矿渣、炉渣、粉煤灰、砾石及碎石等， 填筑完成后必须将水及时排出路基；
c） 改善路基土当用粉质土、粘质土填筑路堤时， 可用石灰、水泥、粉煤灰、矿渣、固化剂等单独或混合进行改善处治；
d）充分做好排水设计降低路基土的含水量， 使路基干湿类型达到中湿及以下。
当上述措施实施存在困难时， 应尽量避免修筑半刚性沥青路面和水泥混凝土路面， 而改修柔性路面， 但受冻害以后， 路面的平整度会下降， 影响行车速度和舒适性。
道路沥青路面设计规范范文5
1.绪言
我国北方一些冰冻地区，冬季冰冻时，会使道路路基产生不同程度的冻胀，尤其是在冰冻深度较大、路基潮湿的地区，冻胀更为严重；春季解冻融化后会产生沉降。随路面积雪清除程度不同，路基受冻害的程度也不相同（如没有清除积雪的路面，积雪起到隔温的作用，因而路基受冻害的程度得以减轻，道路的冻胀就会减少）；随路基中部与边缘的含水量不同，道路横断面的冻结深度也不相同。为了保证路面的整体强度，防止卿泥，提高路面的平整度，延长路面的使用寿命，一般必须设置基层。而在冬季冰冻地区，则必须设置防冻层。
2.冻结深度的确定
目前，我国及世界上寒冷地区的一些国家，在确定冰冻地区路面防冻层时，皆以当地地面冻深作为主要依据。例如，我国的公路柔性路面及水泥混凝土路面两本设计规范则以当地冻深为主要依据，结合路基潮湿类型及土质情况来确定路面的抗冻厚度。
3. 防冻层厚度设置
3.1防冻层作用。防冻层包括道面及非冻胀性垫层。它的作用，一方面依靠道面及垫层的重量抑制以下土层聚冰的速度，以减少路床的冻胀；另方面提供一个具有一定厚度和均匀的非冻胀垫层，拉开道面板和冻胀土的距离，减轻土层可能产生的不均匀冻胀对道面板的不利影响。从这个意义来说，防冻层主要是为了解决冻胀和不均匀冻胀的向题。但全靠道面及非冻胀垫层来解决这个问题是不尽合理的，所以防冻层还要考虑水、土等因素在内。
3.2 按冻结深度确定防冻层厚度
1.沥青路面防冻厚度设计
在试验研究工作的基础上获得了两种确定防冻厚度的方法，即计算法和按道路冻深的查表法。此处由于篇幅，只介绍计算法。路面防冻厚度与道路冻深有直接关系，为了确定防冻厚度，首先要确定道路冻深h道路。为此，我们根据热传导理论建立了土基冻深计算式：
推荐的土基容许冻深列于下表。
表3.1 土基容许冻深推荐值（cm）
式（3-6）中，α――防冻垫层系数，取值如表4.2；λ防冻――采用的防冻垫层材料导热系数，取值如表4.3。
表3.2 沥青路面防冻垫层系数
表3.3 常用垫层材料导热系数
现行规范《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》中，防冻厚度的规定如下表3.4。
表3.4沥青路面最小防冻厚度推荐值（cm）
2.水泥混凝土路面防冻厚度
现行的规范《公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）》关于水泥混凝土路面的防冻厚度规定如下：在季节性冰冻地区，路面的总厚度不应小于表3.0.7（表4.4）规定的最小防冻厚度。
表3.5 水泥混凝土路面最小防冻厚度（m）
《水泥混凝土路面抗冻厚度的确定》中用理论推导进行验算，最后提出在季节性冰冻地区水泥混凝土路面抗冻厚度的建议值，如下表：表3.6 水泥混凝土潞面抗冻厚度建议值
4.小结
本文结合相关文献，简述了冰冻深度的计算方法，土的冻深与冻胀的关系（包括土的冰冻作用下聚冰现象）。按一般传统观念，不论土层含水量如何，总是认为冻层愈深的地区防冻层也应愈厚。但按土层湿度确定防冻层厚度时，除过潮土层外，在其余几个湿度等级中，路床湿度相同时，甚至出现偏南的地区防冻层愈厚的现象。冰冻深度并不是决定防冻层厚度设计的唯一因素，防冻层综合考虑冻结深度与按容许冻胀这两种因素，取较保守的防冻层厚度设计方案。
参考文献：
[1]贺元勇.在冰冻作用下土基中水分聚流的规律[J].土木工程学报，1964.3.
[2]邴文山，周军，王新发.道路冻深计算方法的研究[J].哈尔滨建筑大学学报.1995.4.
[3]赵继志.季节性冰冻地区道路的计算冻深深度[C].全国城市道路与交通工程学术会议论文集.1991.
道路沥青路面设计规范范文6
[中图分类号]P632+.6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0205-01
我国现行的沥青路面设计理论为双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，既然是连续体系，就要求各结构层之间保持连续状态，在基层表面以及面层间应用沥青材料形成层间功能层，避免层间滑动位移产生，保持路面结构的整体性。这些功能结构层虽然不作为路面力学计算模型中的结构层，路面计算时不计算其厚度，但这些层在路面结构中起特定的功能作用，如封层可以起防水、吸收应力及承担临时交通作用；而表面封层则用于预防性养护，可以改善路面的表面服务功能；黏层使路面面层间黏结成一体，更符合设计理论；透层则可以加强半刚性基层、无结合料基层与沥青面层之间的黏结。这些层不同于路面的结构层，因此把它们归为功能层。本文结合某高速公路支线工程，对透层油在沥青路面施工中的应用作了比较详细的阐述。
1 透层的概念及作用
1.1 透层的概念
《公路沥青路面施工技术规范》（JTG？F40-2004）中规定，为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层称为“透层”。
1.2 透层的作用
透层一般采用乳化沥青或煤油稀释沥青为材料。特别是煤油稀释沥青，因其细度为分子量级，在黏度适当的情况下，无论任何非沥青材料基层，都可以在其表面实现理想的渗透。透层的关键是“透”。喷洒的透层油要渗透下去，基层顶面不残留油膜，也就是说透层只有渗透深度，而没有独立厚度。透层油的渗透深度应该不小于5mm（半刚性基层）～10mm（无结合料基层）。透层油的主要作用具体体现为，a）透入基层表面孔隙，增强了基层和沥青面层间的黏结，b）有助于结合基层表面集料中的细料；c）经过透层油渗透成型的基层表面，其开口空隙被填充，从而得到一个渗透深度上的防水层；d）完成基层的铺装后，适时喷洒透层油可以减少基层的养生费用，提高养生质量；e）由于某种原因推迟铺筑面层的情况下，透层可向基层提供临时性防护，防止降雨和临时行车的破坏。
2 透层材料的选择
透层材料一般称为透层油。应根据基层类型选择渗透性好的液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青做透层油。级配砂砾级配碎石等粒料基层宜采用较稠的透层沥青，而表面致密的半刚性基层宜采用渗透性好的较稀的透层沥青。
a）乳化沥青是将通常高温使用的道路沥青。来源：考试大
b）煤沥青的渗透效果最好，但是煤沥青的毒性较强。
c）液体沥青是采用汽油、煤油、柴油等稀释剂掺配到石油沥青中得到的，液体沥青作透层油在国外最普遍，用量比乳化沥青大得多，其中煤油回配的AL（M）-1、2效果最佳，可透入半刚性基层5～10mm的深度。
工程实践中一般常用液体沥青和乳化沥青两种，该支线工程透层油采用AL（M）1煤油稀释沥青，基质沥青采用道路石油沥青。制作时，在常温下按规定的掺配比例将熔化的沥青加入煤油中，人工搅拌20min，再用沥青泵自循环57min即可，如果用胶体磨粉碎，后者质量更好。本工程采用了后者制作方式。
3 透层油材料的技术指标
使用煤油稀释沥青的目的是要降低沥青黏度，以利于透层油的渗透。因此，煤油的掺配比例要适中。煤油比例过大，沥青含量就偏低，即使有足够的渗透深度，也不能达到透层油应有的黏结效果。煤油比例过低，稠度大、黏度高，不利于渗透，残留于基层表面，这些浮油由于煤油的存在而软化点较低，将会在结合层间产生不良影响。掺配比例应通过试验确定，通常通过检测黏度指标来控制煤油掺配比例的比较容易。
4 透层的施工技术
4.1 透层的施工技术指标
4.1.1 喷洒时机
无结合料基层的透层油，在喷洒时间上要求不高，铺筑沥青层前1～2d喷洒即可。而对于半刚性基层的透层油的喷洒时机则很重要，宜紧接在基层碾压成型后表面稍变干燥，但尚未硬化的情况下喷洒。实践表明，这个时机喷洒透层油的渗透深度最深，而随着龄期的增长，强度增长，透层油会越来越难以渗透。
4.1.2 喷洒温度
喷洒温度一般应控制在80～120℃，喷洒温度过低，不利于透层油的渗透。
4.1.3 喷洒量
对于半刚性的封闭式结构基层，用于透层油的液体沥青用量《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F41-2004）规定为0.6～1.5L/m2（指包括稀释剂和水分等在内的液体沥青的总量）。该支线工程采用0.8～1.0L/m2的用量。透层施工时，应保证喷洒均匀，透入效果良好，渗透深度满足要求。
4.1.4 渗透深度
《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中明确要求透层油的渗透深度应该不小于5 mm（半刚性基层）～10mm（无结合料基层）。如果不能透人基层，只洒在表面形成了一层油膜，它并不能起到固结、稳定、联结、防水等作用。因为黏结层太薄，在路面使用过程中，油膜很容易与基层脱开，或被下面结构层的粗集料刺破。由于该支线工程的基层为基本封闭式结构的半刚性基层，因此取规范的最低值5mm。
4.2 透层油的施工技术
传统的沥青洒布车操作麻烦，喷洒量不准，洒布不均，特别是在喷洒起步和结束时效果更差，然而过量喷洒或喷洒不足会造成路面泛油或透水，严重影响路面的施工质量。因此，本工程透层油施工作业选用具备强喷功能、罐内循环功能、准确计量功能、喷头组合调整功能及带手动喷枪的智能型沥青洒布车喷洒，克服了旧式设备靠车速控制洒布量，在起步时洒布量过多、行进中花白、结束时洒布量过少的现象，保证了洒布量的均匀性。
喷洒透层油后进行严格的交通管制，严禁车辆通行，直至透层油全部渗透。
4.3 透层油的施工注意事项
a）施工前，应彻底清除基层表面浮灰，确保透层油透入基层一定深度，使下封层与基层粘结牢固。由于本工程在基层施工较短时间内即对基层进行透层喷洒，基层面比较洁净，无需较大工作量的清扫。
b）透层油喷洒前应对人工构造物（如路缘石）进行适当防护，以防污染。考试大论坛
c）在喷洒透层油之前，应预热并疏通油嘴，保证透层油喷洒的均匀性。喷洒时如有遗漏，应及时采用人工进行补洒。喷洒过量的立即撒布石屑或砂吸油，必要时作适当碾压。
d）透层油喷洒过程中应确保透层油洒布量，喷洒人员不得随意调整或更改。
e）洒完透层油后的养生时间应确保液体沥青中的稀释剂全部挥发，然后尽早铺筑沥青面层。为了保护透层油不被运输车辆破坏，通常可在上面撒一层石屑或粗砂。
f）如遇大风或即将降雨时，不得喷洒透层油，并应及时对基层进行薄膜养生，待天气条件较理想时，再进行透层油的喷洒，喷洒前应对路面进行清理，清除基层表面浮灰和泥浆，尽量使基层顶面集料颗粒部分外露。
5 结束语
我国现行的沥青路面施工规范中，对于透层的具体说明相对较少。但是，为了使沥青路面多层组合体具有更好的结构承载力、耐久性和抗水害能力，必须对透层的设计、施工给予足够的重视，从材料选用、用量、施工要求及工艺进行科学分析和详细设计，才能达到预期的效果，使其真正起到功能层的作用。
参考文献
[1]公路沥青路面施工技术规范（JTG？F40-2004）
[2]厂矿道路设计规范（GBJ22-87）
