《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）

   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。

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查和預測

對現狀實際軸載譜以及變化規(guī)律進行深入的調查分析，結合未來區(qū)域經濟發(fā)展、路網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，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，可在結構內部及邊緣土路肩內設置排水設施（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，調整有關設計參數；

5．補充了大修或改建的設計內容；

6．增加了水泥砼板加鋪瀝青面層設計的內容。

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，可根據實際調查情況，經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，經充分論證后作為設計參數的取值依據。 

[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：根據路用性能要求或工程經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：根據本地區(qū)典型結構確定路面結構組合類型，然后根據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，應根據當地經驗考慮季節(jié)影響系數的修正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、重點補充調查內容

 （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：

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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