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《公路沥青路面设计规范》修订的背景 1、沥青路面早期损坏问题 结构性破坏: 路面结构承载力不足（弯沉）：不要太柔 疲劳开裂（拉应力）：不要太刚 使用性能破坏: 裂 缝——横缝、纵缝、网裂 变 形 类——车辙、推移、拥包 水 损 害——泛油、推移、坑洞 安全性能——抗滑（构造深度、摩擦系数） 车辆行驶性能——平整度、噪声 沥青路面的主要损坏是使用功能的破坏，这些病害与厚度的大小没有直接关系，换句话说与设计的理论体系及厚度设计指标无关。解决这些损坏问题应依靠组合设计与材料设计。 而结构设计主要是解决结构的承载力、荷载疲劳问题。因此本次规范修订的重点并不是理论体系与厚度计算方法问题，而是对不同结构组合的现行指标进行完善与补充。 承载力—弯沉—最小刚度 荷载疲劳—拉应力—合理刚度 2、重载车辆增多，超载问题日益严重 路面结构组合设计应适应重载交通的荷载要求。 轴载换算系数的适用范围。 沥青路面结构设计与材料设计应以交通等级为依据。 3、交通部《关于防治高速公路沥青路面早期损坏的指导意见》 （一）做好实际交通荷载调查和预测 对现状实际轴载谱以及变化规律进行深入的调查分析，结合未来区域经济发展、路网情况和车辆载重等情况，科学预测，计算预期的车辆累计标准轴载次数，依此进行路面结构设计和厚度确定。 （二）完善结构和厚度设计 路面结构设计及各层厚度要充分考虑交通量轴次、材料、施工条件、气候等实际情况。要采用长期使用性能良好的路面结构类型，并适当加厚路面。重车方向、陡坡路段应进行特殊结构设计。 （三）加强材料设计 （四）重视防排水系统的综合设计 1. 路面排水要尽量采用不设拦水带或路缘石的散排方式；对于设置拦水带或路缘石的路段，尤其纵坡平缓、降雨量大的路段，应适当加密开口及边坡排水设施。挖方和低填等路基水文状况不良路段，应设置横向盲沟和排水垫层。 2. 对于中央分隔带防排水设施、通讯管道设施与绿化美化工程要做到协调统一。中央分隔带需要植树绿化时要认真做好防水层，对防水难以做好的路段，可直接采用表面封闭的中央分隔带形式。对于超高路段宜尽量采用内外半幅单独排水方案。 3．土路肩宜尽量选用碎石或砂砾等透水性材料填筑，以利路面横向排水。年降雨量较大地区的高速公路，可在结构内部及边缘土路肩内设置排水设施（纵向渗沟和横向排水管等）。对于植草的土路肩，其排水设计还要考虑土路肩与硬路肩标高差、横坡及植草的疏稀程度，以保证排水通畅。 规范修订的主要内容 1．增加了对材料的技术要求； 2．在沥青混合料设计和结构设计中考虑了水损害问题； 3．除完善半刚性基层沥青路面的设计方法外，还对混合式沥青路面、柔性路面的设计方法做了相应的补充和完善； 4．明确不同的路面结构应采用不同的设计指标，路面厚度计算仍以弯沉值、弯拉应力为设计指标，调整有关设计参数； 5．补充了大修或改建的设计内容； 6．增加了水泥砼板加铺沥青面层设计的内容。 一、一般规定 1．使用年限 高速、一级 15年 交通量大，有特殊要求20年 二级 12年 有特殊使用要求15年 三级 8年 四级 6年 沥青表处8年 2．标准轴载 对重载车为主的公路，可根据实际调查情况，经论证可提高轮胎接地压强和接地面积。 3、交通量分级 对具有运煤、运输建筑材料等有特殊用途的公路，宜做 专题研究、设计。 4．沥青的选用 热区选用稠度高、60℃粘度大的沥青，寒区选用稠度低、低温延度大的沥青。 表面层选用高温、低温性能均好，并耐老化的沥青；中面层选用热稳性好的沥青，底面层选用抗疲劳，热稳性好的沥青或选用稠度高一级的沥青。 当交通量为D级及D级以上时，可适当提高沥青的技术要求。 5．符合以下条件时宜选用改性沥青 （1）当用普通沥青拌制的沥青混合料的技术指标达不到规定要求时； （2）交通等级为D级及D级以上的公路，沥青表面层可选用改性沥青；E级交通的表面层、中面层可视实际情况选用改性沥青； （3）高速公路、一级公路的路线线形处于长纵坡、陡坡及半径较小匝道，或其他特殊路段； （4）铺筑特殊结构的表面层，如开级配抗滑层，沥青玛蹄脂碎石、超薄罩面层，排水路面，彩色路面等； （5）温差变化较大，或高温或低温持续时间较长的严酷气候区域的公路； （6）具有重要政治经济意义、有较高使用要求的公路，或重点旅游公路等。 二、结构设计 1．沥青面层与半刚性基层之间可设置密级配、半开级配或开级配的沥青碎石或级配碎石层，以减少反射裂缝，利于路面结构内部排水。此时的沥青碎石层称为基层，而级配碎石层称为碎石过渡层。 2．路面结构类型 （1）半刚性基层沥青路面 （2）混合式沥青路面 （3）贫砼沥青路面 （4）柔性路面 （5）全厚式沥青路面 国内高等级公路沥青路面结构 从上表可以看出: “九五”之前，我国的高等级路面结构中，多采用半刚性基层沥青路面结构形式，沥青层厚度一般在12～18cm之间，但是广深高速的沥青层厚度达到32cm，而广花高速的沥青层厚度仅为7cm。从使用情况来看，抗裂效果较差。 “九五”之后，我国高等级路面结构中的沥青层厚度一般都在20cm以上。 结构设计指标的确定： A、柔性基层或组合式基层路面
B、半刚性基层或刚性基层路面
路面结构类型的选择：
注：全厚式沥青路面可用于标高受到限制的特殊路段。 3、路面面层类型 （1）沥青路面——包括热拌沥青混凝土混合料、热拌沥青碎石混合料、冷拌沥青碎石混合料、沥青贯入式（含上拌下贯沥青碎石）、沥青表处等五种。 （2）砂石路面——包括用粘土作结合料或掺入少量石灰混合稳定的碎、砾石，如泥结碎、砾石、级配碎石、级配砂砾、碎砾石土等。主要适用于100辆以下的县、乡、村公路。 各级公路沥青面层类型选择
4．基层、底基层设计应根据交通量及其组成、气候条件、筑路材料分布和质量情况，以及路基水文状况等因素选择适宜的结构类型。 （1）各级公路均宜选用半刚性材料做基层、底基层。为减少水损害和低温裂缝，对水泥稳定粒料类，石灰、粉煤灰稳定粒料类的上基层，其混合料级配组成设计宜用骨架密实型结构，以提高半刚性基层的抗冲刷、抗开裂、抗冻的性能，并可减少表面浮浆，利于层间紧密结合。 （2）在沥青面层与半刚性基层之间增设沥青碎石基层，将半刚性基层下放，以减少其层底拉应力，可降低无机结合料用量，减少低温裂缝和反射裂缝，同时使路面结构层受力状态更加合理。 （3）对运输煤、炭、矿石、建筑材料等专用公路，疏港公路，D、E级交通的公路，可选用贫混凝土基层。 （4）底基层应就近取材，充分利用沿线地方材料，如未筛分碎石、石渣、碎石土、天然砂砾等。采用水泥，石灰，或石灰、粉煤灰稳定粒料或细粒土，做半刚性底基层。 5．各类路面结构层的厚度 沥青混合料结构层的最小施工与适宜厚度
各类结构层的施工最小厚度与适宜厚度
6．半刚性基层沥青路面减裂措施 （1）半刚性基层材料级配应以粗集料为主，使混合料形成骨架密实性结构，并严格控制水泥剂量，以减少收缩裂缝。 （2）沥青层宜选用低温性能好，弹性恢复能力大的聚合物改性沥青作面层结合料或在沥青中掺入有机化学合成纤维。 （3）在半刚性基层、刚性基层顶面宜设置聚合物改性沥青应力吸收层或应力吸收膜，或铺设聚酯无纺长丝土工布等。 （4）在稳定粒料类底基层上，设一定厚度的沥青碎石基层或80～120m级配碎石过渡层。 （5）各地区应结合当地材料和气候条件，选择减裂措施，并通过铺筑试验路段。 三、沥青面层 1．热拌沥青混合料路面使用性能要求 热拌沥青混合料路面使用性能指标
密级配热拌沥青混合料马歇尔试验技术指标
面层沥青混合料车辙试验动稳定技术要求
沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求
沥青混合料水稳定性指标
注：对于有条件的地方，为了减少冻融劈裂试验因空隙变异而造成的试验结果的偏差。可采用控制试件成型空隙率的AASHTOT283方法，指标同冻融劈裂试验要求。 2．沥青面层的适宜厚度 热拌沥青混合料面层应根据公路等级、交通组成和交通量、气候条件等、路面结构类型等实际情况，选用一层、两层或三层。 （1）当采用半刚性基层沥青路面时，高速公路、一级公路的沥青层厚度宜为120～160mm，二级公路的沥青层厚度宜为70～120mm，三级公路的沥青层厚度宜为20～50mm，四级公路的沥青层厚度宜为10～30mm。 （2）当采用混合式沥青路面时，面层可选用两层式，其下设沥青混合料基层。面层厚度宜为100～120mm，基层厚度宜为80～140mm。 （3）当采用柔性路面结构时，面层可选用两层或三层，其下设沥青混合料基层或级配碎石基层、底基层。沥青层厚度根据公路等级、交通量等具体情况而定。 3．各类沥青混合料的适用性 沥青混合料类型适用性
四、基层、底基层及垫层 1、类型 （1）按力学行为 ①半刚性类 ②柔性类 ③刚性类 （2）按材料组成 ①结合料稳定类——有机结合料、无机结合料 ②无粘结粒料类 （3）按组成结构状态 ①骨架密实型 ·粗集料>75% ·嵌挤强度高、抗裂性、抗冲刷性好 ·适于高速公路基层 ②悬浮密实型 ·粗集料～50% ·抗弯拉性能好 ·适于多等级公路的基层和底基层 ③骨架空隙型 ·适用于有较高路面内部排水要求的基层 ④均匀密实型 ·稳定土、砂或石屑 高等级公路宜选用稳定集料类做基层，上基层宜选用骨架密实型结构。 2．适用性 （1）刚性基层 ·包括贫混凝土、水泥混凝土以及连续配筋水泥混凝土等； ·一般适用于D、E级交通或超重车，特重车较多，或有特殊要求的路面基层。 （2）半刚性基层 ·包括水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类、石灰稳定类、水泥粉煤灰稳定类； ·水泥稳定类和二灰稳定类适用于各级公路的基层和底基层，但稳定细粒土不能用作高级路面的基层； ·石灰稳定类适用于各级公路的底基层也可用作二级和二级以上公路的基层。粒料含量少于50%的石灰稳定细粒土及碎砾石灰土不能用于高级路面的基层。 （3）柔性基层 ·包括有机结合料稳定类和无粘结粒料类； ·沥青稳定类适用于高等级公路的基层和调平层； ·级配碎石适用于各级公路的基层和底基层，也可用于沥青面层与半刚性基层之间的过渡层。 3、技术要求 （1）贫混凝土 ·水泥剂量 6～10% 贫混凝土基层材料的强度要求
·掺加部分粉煤灰（水泥剂量的20～40%）可降低收缩裂缝，提高后期强度； ·贫砼基层的最小厚度为18cm； ·贫砼上沥青层最小厚度为15cm，采取防裂措施后为8cm； ·在沥青面层上，对应的位置切割横缝并填入封缝料； ·在贫砼基层上，宜设置应力吸收层（膜）。 （2）沥青稳定基层 ·高等级公路可用大粒径沥青碎石做基层，其最小厚度宜为8cm； ·沥青贯入碎石用作基层或调平层。 （3）级配碎石基层 ·有骨架密实型和连续型两类，重交通宜选用骨架密实型； ·适用于各级公路基层与底基层； ·用作基层时，压实度不小于98%，CBR不小于180%；用作底基层时，不小于96%和100%；
1．设计理论 层间接触状态： （1）沥青层之间——连续； （2）级配碎石与半刚性基层之间和与沥青面层之间——滑动； （3）半刚性基层与沥青层之间——连续。 设计理论与指标体系： 8.0.1 路面结构设计采用双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论进行计算，路面荷载及计算点如图8.0.1所示。
8.0.2 路面结构层厚度的确定应满足结构整体刚度（即承载力）与沥青层或半刚性基层、底基层抗疲劳开裂的要求：
沥青路面结构厚度设计指标： [规范条文] 8.0.3 高速公路、一级公路、 二级公路的路面结构，以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标。三级公路、四级公路的路面结构以路表面设计弯沉值为设计指标。有条件时，对重载交通路面宜检验沥青混合料的抗剪切强度。 2．设计标准 （1）柔性基层及混合式基层： 弯沉计算、弯拉验算 混合式基层路面设计弯沉值：
（2）半刚性基层及贫砼基层： 弯拉计算、反算弯沉控制 贫混凝土基层的抗拉强度结构系数：
8.0.5 设计弯沉值应根据公路等级、设计年限内累计标准当量轴次、面层和基层类型按式(8.0.5-1)计算确定。
基层类型系数： [说明] 原规范的说明己论述了半刚性基层和柔性结构层的路面结构系数Ab分别为1.0和1.6的来源。 对采用柔性结构层和半刚性基层组合而成混合式基层的路面，是从柔性向半刚性过渡的结构，设计弯沉值应界于二者之间，路面结构系数Ab可采用内插的方法处理。 对于交通量较大的柔性路面结构，目前尚处于研究阶段，缺乏工程实践经验，因此采用柔性路面结构时，应结合国外经验和国内实际，慎重为之。 [规范条文] 8.0.6 沥青混凝土层、半刚性材料基层、底基层以拉应力为设计或验算指标时，材料的容许拉应力应按式（8.0.6-1）计算：
[规范条文] 1 对沥青混凝土的极限劈裂强度，系指15℃时的极限劈裂强度；对水泥稳定类材料系指龄期为90d的极限劈裂强度；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类材料系指龄期为120d的极限劈裂强度。 2 对沥青混凝土层的抗拉强度结构系数，按下式计算：
对无机结合料稳定集料类的抗拉强度结构系数，按下式计算：
对无机结合料稳定细粒土类的抗拉强度结构系数，按下式计算：
3、设计参数 目前设计参数选取需注意的问题 -设计等级 -试验方法 -抗压回弹试验的模量取值 -弯拉试验的模量与强度取值 [规范条文] 8.0.7 路面设计中各结构层的材料设计参数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实测设计参数；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附录E确定设计参数。 8.0.8 半刚性材料的设计参数应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057)的规定测定。沥青混合料的设计参数应按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052)的规定测定。 8.0.9 以路表弯沉值为设计或验算指标时，设计参数采用抗压回弹模量，对于沥青混凝土试验温度为20℃；计算路表弯沉值时，抗压回弹模量设计值E应按式(8.0.9)计算。
[规范条文] 8.0.10 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，应在15℃条件下测试沥青混合料的抗压回弹模量；半刚性材料应在规定龄期(水泥稳定类材料龄期为90d，二灰稳定类、石灰稳定类材料为180d，水泥粉煤灰稳定类为120d)测定抗压回弹模量。 计算层底应力时应考虑模量的最不利组合。在计算层底拉应力时，计算层以下各层的模量应采用式(8.0.9)计算其模量设计值；计算层及以上各层模量应采用式(8.0.10)计算其模量设计值E：
[规范条文] 8.0.11 各地区应建立劈裂强度、回弹模量与龄期的相关关系，以及快速养生方法等预估规定龄期的材料强度、模量的换算关系，经充分论证后作为设计参数的取值依据。 [规范条文] 8.0.12 轮隙中心路表回弹弯沉的计算 路表计算弯沉值应按式(8.0.12-1)计算：
[规范条文] 8.0.13 层底拉应力计算 层底拉应力以单圆中心 (B点)及双圆轮隙中心 (C点)为计算点，并取较大值作为层底拉应力。按式（8.0.13）计算层底最大拉应力：
[规范条文] 8.0.14 路面各结构层的厚度可按计算法或验算法确定。 1、计算法：根据路用性能要求或工程经验确定路面结构组合类型，先拟定某一层作为设计层，然后根据混合料类型与施工工艺要求确定其它各层的厚度，按8.0.4规定的流程计算设计层厚度。设计层厚度应不小于最小施工厚度。 2、验算法：根据本地区典型结构确定路面结构组合类型，然后根据混合料类型与施工工艺拟定各结构层的厚度，按8.0.4规定的流程进行结构验算，验算通过后即可作为备选结构。 [规范条文] 8.0.15 路面交工时应在不利季节以BZZ-100标准轴载作用下，实测轮隙中心处路表弯沉值，其弯沉代表值应符合式(8.0.15-1)的要求。即：
1、检测代表弯沉值应用标准轴载BZZ-100的汽车实测路表弯沉值，若为非标准轴载应进行换算。对半刚性基层结构宜用5.4m的弯沉仪；对柔性结构可用3.6m的弯沉仪测定。 检测时，当沥青厚度小于或等于50mm时，可不进行温度修正；其他情况下均应进行温度修正。若在非不利季节测定，应考虑季节修正。 2、测定弯沉时应以1～3公里为一评定路段。检测频率视公路等级每车道每10～50m测一点，高速公路、一级公路的每公里检查不少于80个点，二级公路及其以下每公里检查不少于40个点。 3、路段内实测路表弯沉代表值（0.01mm）按式（8.0.15-2）计算：
[说明] -当弯沉在非不利季节测定时，应根据当地经验考虑季节影响系数的修正K1。考虑与相关规范的关系，设计规范将竣工弯沉值改为实测路表面代表弯沉值，竣工弯沉值由相关规范确定。另外，实测路表面代表弯沉值可根据三倍均方差原则处理个别过大或过小测点，然后再计算。 -路面弯沉值是以20℃为测定沥青弯沉值的标准状态，当沥青面层厚度小于或等于50mm时不需温度修正；当路面温度在20±2℃，也不进行温度修正；其它情况下测定弯沉值均应进行温度修正。 六、旧水泥混凝土板上加铺沥青路面 1、重点补充调查内容 （1）混凝土板的破损状况 ·断板率 ·错台 ·板底脱空 （2）混凝土板的承载能力 ·面板承载能力 ·接缝传荷能力 2、评价指标 （1）断板率 （2）错台——用错台仪量侧按缝板两边的高程差。 3．破损状况分级标准
4．传荷能力 -用FWD或贝克曼弯沉仪测定 Du、Dl——未受荷板与受荷板接缝边缘处的弯沉值。 -分级标准
5．脱空状况 -用落锤式弯沉仪测定的弯沉曲线判定； -脱空的位置和范围可借助有限元进行分析（与无脱空状态对照） 6．旧砼板的模量 （1）弯拉模量
（2）顶面的当量回弹模量 由FWD测得的弯沉曲线计算
7．沥青加铺层结构类型及厚度设计 （1）沥青面层可由单层、双层或三层沥青层组成。 （2）加铺层厚度一般不应低于7cm。
（4）加铺沥青面层应进行剪切应力验算，以避免面层出现车辙、波浪、推挤、滑移和剪裂等破坏。 ①验算旧砼板与沥青层界面之间的抗剪稳定性。
②验算沥青加铺层层间的抗剪稳定性。
七、水泥砼桥面沥青铺装层设计 1．沥青铺装层宜由粘层或防水粘层，保护层及沥青面层组成，其总厚度宜为6～10cm，可采用单层或双层铺装。 2．高等级公路宜采用双层式，上面层厚4cm，其混合料类型与相邻桥头引道的沥青表面层相同，以便一起施工，减少接缝，下面层兼作整平层，上下面层之间应洒粘层沥青。 3．二级及二级以下公路的沥青桥面铺装可做成单层或双层式。单层厚不宜小于5cm，双层式表面层厚度不宜小于3cm。 4．为提高使用年限，可在粘结层上设置防水层，其厚度宜为1.0～1.5mm。 5．保护层宜采用AC～10或AC～5型沥青混凝土或单层式沥青表处，其厚度宜为1cm。 长大纵坡沥青路面设计问题： 对于公路来讲，不会象城市道路那样出现过多制动与起车，因而水平荷载要小得多，考虑车辆行车荷载的滚动摩阻力。但对于山区高速公路或者纵坡较大、坡度超长路段应考虑车辆荷载的水平分量所产生的路表剪应力。目前沥青路面抗剪强度设计指标的研究尚不成熟，未列入本次规范修订的内容。 沥青混合料的剪切强度：
长、大纵坡的剪切问题：
车辆对沥青路面的荷载作用：
结构剪应变横断面图：
车辆行驶速度与坡度和坡长关系：
不同坡度时的荷载作用次数：
车速降低还会降低沥青混合料的劲度模量。在美国沥青路面设计指南中指出，速度为50km/h时胶结料的视劲度比速度为100km/h时的胶结料视劲度低。 Superpave设计方法中也特别提出，在长大纵坡路段等通行慢速车辆的路段，沥青混合料的PG等级需要提高1级或者2级 。 长寿命路面的设计理念 （1）传统路面存在的问题 - 采用半刚性基层结构(结构单一) ； - 面层厚度比国外的薄(总厚度相当)； - 路面的破坏形式与设计指标不一致； - 易出现结构性破坏，修复困难。 （2）长寿命路面的特点 - 面层厚度大； - 服务周期长； - 维修方便且费用低。 从长寿命路面概念可以看出，其结构设计必须保证路面结构在长达40年以上寿命期内不发生结构性破坏，损坏仅发生在表面层。这就对路面结构设计提出了很高的要求。
长寿命路面设计标准： ①表面功能层寿命应达到8年以上； ②主要承重层寿命应达到40年以上； ③各层强度控制指标选用相应规范进行验算。
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