公路各类沥青路面结构的设计指标文章汇编.pdf

1、公路各类沥青路面结构的设计指标公路各类沥青路面结构的设计指标文章汇编文章汇编作者作者 吴祖德吴祖德2022022022021 1 1 1 年年 4 4 4 4 月月前前言言作者 吴祖德 男 1940 年 3 月生，汉族，江苏无锡人。退伍军人，中共党员，职称为教授级高级工程师。1962 年 8月毕业于南京工学院（现东南大学）土木工程系公路与城市道路专业，1962 年 10 月入伍，在南京军区后勤部营房部设计所任道路、桥梁、土建结构设计技术员，1969 年 9 月从部队复员（后改为转业）至常州市绝缘材料厂工作，1979 年 10月 26 日按时转正为中共党员。1981 年 2 月常州市人事局根据城

2、市建设的需要，要求“技术归队”，调至常州市城建局市政工程设计室任工程师，后任常州市市政工程设计室主任、常州市规划处副处长、常州市规划设计院院长、常州市市政工程设计院总工程师、兼任常州市城市综合交通规划办公室主任、常州市土木工程学会市政分会秘书长、顾问。1996 年享受政府特殊津贴，1998 年晋升职称为教授级高级工程师。2000 年 5 月退休后，曾被聘任为常州市市政工程设计院、常州市规划设计院顾问付总工程师，兼任常州市建筑工程施工图设计审查中心道路专业审查员。2009 年 7 月 2 日获中华人民共和国注册土木工程师（道路专业）资格证书。2012 年 7 月 1 日起，被聘为常州市建筑工程施

3、工图设计审查中心道路专业全职审查员，直至 2016 年 8 月止。2016 年 9 月被聘为常州市交通规划设计院顾问，任期 1 年，达到了学校毕业后，为祖国建设工作五十五年的目标。2017 年 10 月起结束退休后 17 年的返聘工作，在家休息，但继续担任从 2014 年 3 月 5日接受目前国内最好的建筑论坛之一筑龙网“道路设计探讨”小组的特邀专家，为小组的技术顾问，特别是积累了对城市道路施工图设计审查的经验，解答道路设计网友的发帖提问，义务的技术指导，发表技术文章（约 220 篇，浏览人数最多的一篇达 21312 次），转载博士硕士论文（约 405 篇），还有为筑龙网网友提供专业视频讲座共

4、 15 课（已有听课者1400 多人），深得广大筑龙网技术人员的好评。2017 年 5 月发表的“零路基工作区的路面设计内容介绍”技术论文，属国内首创，从理论上论证了这种路面结构的工作原理与计算方法，可广泛应用于立交下穿道路、路堑道路、管线复杂道路的翻建、绿化带的改建路面等。2014 年 4 月 29 日筑龙网页发帖：筑龙路桥专访 08：吴祖德“老树春深更著花”。采访内容称为：“筑龙网拥有 960 万注册用户，那么这庞大数字背后，有的是怎样的网友呢？我们秉承着“利用互联网改变建筑业”的使命，激励年轻人来此学习、成长，邀请前辈来我们的论坛上传道授业、分享经验。那么，论坛里又有哪些专家呢？想必会有

5、部分网友有此疑惑。别急，今天，就带你认识一位老先生。”，又称：苍龙日暮还行雨，老树春深更著花。我的感言是：“一生总得为自己的事业做出点成绩，但不是个人所想象的，随着社会的、个人的机遇走，走了一生。现在为何还在上班，一是闲在家里没事，二是我的专业上可为社会作点贡献，有做不完的事。”本汇编全部是 2020 年 1 月 13 日至 2020 年 1 月 14 日所发表的有关公路各类沥青路面结构的设计指标文章，整理出来，供大家参考。作 者2021 年 4 月文章目录文章目录序号论 文 名 称发表日期页 数1公路各类沥青路面结构的设计指标简解2020.1.132新建二级公路沥青路面设计指标计算实例介绍2

6、020.1.143新建一级公路沥青路面设计指标计算实例介绍2020.1.144新建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍2020.1.145改建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍2020.1.141-4445-4849-5253-5657-60公路各类沥青路面结构的设计指标简解公路各类沥青路面结构的设计指标简解吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要内容提要 按公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）规定对公路各类沥青路面结构的多指标设计准则，如何熟练掌握每种路面结构的设计指标，本文作一简要介绍，供大家参考。关 键 词关 键 词 公路沥青路面 设计指标1 1 1 1 不同结构

7、组合路面的设计指标（不同结构组合路面的设计指标（公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）p4）表 6.2.1不同结构组合路面的设计指标基层类型底基层类型设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定类沥青结合料类粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力粒料类b粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应

8、力水泥混凝土c沥青混合料层永久变形量注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。c 水泥混凝土基层应按现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）设计。2 2 2 2 几种不同结构组合沥青路面的设计指标几种不同结构组合沥青路面的设计指标几种不同结构组合沥青路面的设计指标序号结 构 层 材 料名 称厚度(mm)模 量(MPa)基层类型底基层类型设计指标1细粒式沥青混凝土409500粒料类粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变、b 在沥青混合料层与无机结合料稳定

9、层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。2中粒式沥青混凝土5090003中粒式沥青混凝土5090004级配碎石2506005级配碎石20025016新建路基401细粒式沥青混凝土4011000无机结合料稳定类无 机 结 合料稳定类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量、a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算2中粒式沥青混凝土50100003中粒式沥青混凝土50100004水泥稳定碎石18075005水泥稳定碎石18075006新建路基601细粒式沥青混凝土4011000无机结合料稳定类无 机 结 合料稳定类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量

10、2中粒式沥青混凝土60100003中粒式沥青混凝土80100004水泥稳定碎石38075005水泥稳定碎石18075006新建路基401细粒式沥青混凝土4011000无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量2中粒式沥青混凝土60100003中粒式沥青混凝土60100004水泥稳定碎石38075005级配碎石19075006新建路基40注：几种沥青路面结构组合的实际工程，见“现行公路沥青路面设计实例计算书汇总 52 页（公路沥青路面设计规范 JTG S50-2017）”，其中：新建二级公路计算书新建一级公路计算书新建高速公路计算书改建高速公路计算书3 3 3 3

11、附录：注册道路工程师专业考试 之“新规与沥青路面损坏的相亲相杀”讲座的屏录 主讲：清风附录：注册道路工程师专业考试 之“新规与沥青路面损坏的相亲相杀”讲座的屏录 主讲：清风234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344新建二级公路沥青路面设计指标计算实例介绍新建二级公路沥青路面设计指标计算实例介绍吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要内容提要 根据“公路各类沥青路面结构的设计指标简解”，本文为 公路路面设计程序系统（HPDS 2017）中的新建二级公路沥青路面的实例计算书，

12、供参考。关 键 词关 键 词 现行公路沥青路面设计指标 实例计算1 1 1 1 新建二级公路沥青路面的实例路面结构新建二级公路沥青路面的实例路面结构层位结 构 层 材 料 名 称厚度(mm)模 量(MPa)1细粒式沥青混凝土4095002中粒式沥青混凝土5090003中粒式沥青混凝土5090004级配碎石2506005级配碎石2002506新建路基402 2 2 2 该结构组合路面的设计指标该结构组合路面的设计指标（1）不同结构组合路面的设计指标（公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）表 6.2.1不同结构组合路面的设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳

13、定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定类沥青结合料类粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力粒料类b粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力水泥混凝土c沥青混合料层永久变形量注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。c 水泥混凝土基层应按现行公路水泥混凝土路面设计

14、规范（JTG D40）设计。（2）确定本工程的设计指标1）根据本工程情况：基层类型：粒料类（级配碎石）；底基层类型：粒料类（级配碎石）。2）确定设计指标：沥青混合料层层底拉应变；沥青混合料层永久变形量；路基顶面竖向压应变。按注 b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。453）不验算的指标：无机结合料稳定层层底拉应力；注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。3 3 3 3 新建二级公路计算书（全部为公路路面设计程序（新建二级公路计算书（全部为公路路面设计程序（HPDS2017HPDS2017HPDS2017HPDS2017）实例计算

15、书）实例计算书）一、交通量计算公路等级二级公路目标可靠指标1.04初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）900路面设计使用年限（年）12通车至首次针对车辙维修的期限（年）12交通量年平均增长率5.5 方向系数.55车道系数1整体式货车比例45 半挂式货车比例25 车 辆类 型2 类3 类4 类5 类6 类7 类8 类9 类10 类11 类满载车比例.1.41.120.38.59.32.47.41.42初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）495设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）2960466路面设计交通荷载等级为轻交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂

16、时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为5.4079E+08当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为7500888当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.27154E+07二、路面结构设计与验算路面结构的层数:5设计轴载:100 kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:200(mm)层位结 构 层 材 料 名 称厚度模 量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm)(MPa

17、)料弯拉强度(MPa)永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土409500.251.52中粒式沥青混凝土509000.252.53中粒式沥青混凝土509000.252.5464级配碎石?600.355级配碎石200250.356新建路基40.4-沥青混合料层疲劳开裂验算-设计层厚度 H(4)=200 mm季节性冻土地区调整系数 KA=1疲劳加载模式系数 KB=.792温度调整系数 KT1=1.248沥青混合料的沥青饱和度 VFA=70%沥青混合料层层底拉应变=99.4 10-6沥青混合料层疲劳开裂寿命 NF1=1.267814E+07 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB

18、1=7500888 轴次沥青混合料层疲劳开裂验算已满足设计要求.-路基顶面竖向压应变验算-设计层厚度 H(4)=250 mm温度调整系数 KT3=1.106设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB4=1.27154E+07 轴次路基顶面竖向压应变=304 10-6路基顶面容许竖向压应变 EZR=310 10-6路基顶面竖向压应变验算已满足设计要求.-沥青混合料层永久变形量验算-沥青混合料层永久变形等效温度 TPEF=24.2 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3=7500888 轴次沥青混合料层永久变形验算分层数 N=6第 1 分层沥青

19、混合料永久变形量 RAI(1)=.53 mm第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI(2)=1.06 mm第 3 分层沥青混合料永久变形量 RAI(3)=1.37 mm第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI(4)=.95 mm第 5 分层沥青混合料永久变形量 RAI(5)=.53 mm第 6 分层沥青混合料永久变形量 RAI(6)=.57 mm沥青混合料层永久变形量 RA=5.01 mm沥青混合料层容许永久变形量 RAR=15 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/m

20、m第 3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,47最后得到路面结构设计结果如下:-细粒式沥青混凝土40 mm-中粒式沥青混凝土50 mm-中粒式沥青混凝土50 mm-级配碎石250 mm-级配碎石200 mm-新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数 KAT=.8路基顶面验收弯沉值 LG=373.5(0.01mm)路表验收弯沉值 LA=44.6(0.01mm)4 结束语4 结束语新建二级公路沥青路面设计指标实例介绍，供参考。48新建一级公路沥青路面设计指标计算实例介绍新建一级公路

21、沥青路面设计指标计算实例介绍吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要内容提要 根据“公路各类沥青路面结构的设计指标简解”，本文为 公路路面设计程序系统（HPDS 2017）中的新建一级公路沥青路面的实例计算书，供参考。关 键 词关 键 词 现行公路沥青路面设计指标 实例计算1 1 1 1 新建一级公路沥青路面的实例路面结构新建一级公路沥青路面的实例路面结构层位结 构 层 材 料 名 称厚度(mm)模 量(MPa)1细粒式沥青混凝土40110002中粒式沥青混凝土50100003中粒式沥青混凝土50100004水泥稳定碎石18075005水泥稳定碎石18075006新建路基602 2

22、2 2 该结构组合路面的设计指标该结构组合路面的设计指标（1）不同结构组合路面的设计指标（公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）表 6.2.1不同结构组合路面的设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定类沥青结合料类粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力粒料类b粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定

23、层层底拉应力水泥混凝土c沥青混合料层永久变形量注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。c 水泥混凝土基层应按现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）设计。（2）确定本工程的设计指标1）根据本工程情况：基层类型：无机结合料稳定类（水泥稳定碎石）；底基层类型：无机结合料稳定类（水泥稳定碎石）。2）确定设计指标：无机结合料稳定层层底拉应力；沥青混合料层永久变形量；按注 a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。3）不验算的指标：沥青混合料层层底拉应变；路基顶面竖向压应变；按注

24、 b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。493 3 3 3 新建一级公路计算书（全部为公路路面设计程序（新建一级公路计算书（全部为公路路面设计程序（HPDS2017HPDS2017HPDS2017HPDS2017）实例计算书）实例计算书）一、交通量计算公路等级一级公路目标可靠指标1.28初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）2400路面设计使用年限（年）15通车至首次针对车辙维修的期限（年）15交通量年平均增长率6.5 方向系数.55车道系数.5整体式货车比例35 半挂式货车比例45 车 辆类 型2 类3 类4 类5 类6 类7 类8 类

25、9 类10 类11 类满载车比例.08.34.1.44.31.54.36.46.390初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）660设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）5825484路面设计交通荷载等级为中等交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.44086E+07当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为9.438057E+08当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.44086E+07当验算路基顶面竖

26、向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为2.427535E+07二、路面结构设计与验算路面结构的层数:5设计轴载:100 kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:180(mm)层位结 构 层 材 料 名 称厚度模 量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm)(MPa)料弯拉强度(MPa)永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土4011000.251.52中粒式沥青混凝土5010000.252.53中粒式沥青混凝土5010000.252.54水泥稳定碎石?7500.251.45水泥稳定碎石1807500.251.46新建路基60.450-第 4 层无机结合料稳定层疲劳开

27、裂验算-设计层厚度 H(4)=180 mm季节性冻土地区调整系数 KA=.8温度调整系数 KT2=.979现场综合修正系数 KC=-.24第 4 层层底拉应力=.077 MPa第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=3.119286E+11 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=9.438057E+08 轴次第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.-第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算-设计层厚度 H(4)=180 mm季节性冻土地区调整系数 KA=.8温度调整系数 KT2=.979现场综合修正系数 KC=-1.157第 5 层层底拉应力=.

28、252 MPa第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=1.028473E+09 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=9.438057E+08 轴次第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.-沥青面层低温开裂指数验算-路面所在地区低温设计温度 TSJ=-29 表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度 ST=100 MPa沥青结合料类材料层厚度 HA=140 mm路基类型参数 BLJ=2沥青面层低温开裂指数 CI=3 条沥青面层容许低温开裂指数 CIR=3 条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.-沥青混合料层永久变形量验算-沥青混合料层永久变形等效温度 T

29、PEF=20.2 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3=1.44086E+07 轴次沥青混合料层永久变形验算分层数 N=6第 1 分层沥青混合料永久变形量 RAI(1)=.43 mm第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI(2)=.89 mm第 3 分层沥青混合料永久变形量 RAI(3)=1.26 mm第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI(4)=.99 mm第 5 分层沥青混合料永久变形量 RAI(5)=.67 mm第 6 分层沥青混合料永久变形量 RAI(6)=.94 mm沥青混合料层永久变形量 RA=5.18 mm沥青混合料层容许永久变形量 RA

30、R=15 mm51沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm第 3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度500 mm验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:-细粒式沥青混凝土40 mm-中粒式沥青混凝土50 mm-中粒式沥青混凝土50 mm-水泥稳定碎石180 mm-水泥稳定碎石180 mm-新建路基计算设计路面结构的验收弯沉

31、值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数 KAT=.75路基顶面验收弯沉值 LG=233.4(0.01mm)路表验收弯沉值 LA=26.1(0.01mm)4 结束语4 结束语新建一级公路沥青路面的设计指标实例介绍，供参考。52新建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍新建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要内容提要 根据“公路各类沥青路面结构的设计指标简解”，本文为 公路路面设计程序系统（HPDS 2017）中的新建高速公路沥青路面的实例计算书，供参考。关 键 词关 键 词 现行公路沥青路面设计指标 实例计算1 1 1 1 新建高速公路沥青

32、路面的实例路面结构新建高速公路沥青路面的实例路面结构层位结 构 层 材 料 名 称厚度(mm)模 量(MPa)1细粒式沥青混凝土40110002中粒式沥青混凝土60100003中粒式沥青混凝土80100004水泥稳定碎石38075005水泥稳定碎石18075006新建路基802 2 2 2 该结构组合路面的设计指标该结构组合路面的设计指标（1）不同结构组合路面的设计指标（公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）表 6.2.1不同结构组合路面的设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定类沥青结合料类粒料类沥青混

33、合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力粒料类b粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力水泥混凝土c沥青混合料层永久变形量注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。c 水泥混凝土基层应按现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）设计。（2）确定本工程的设计指标1）根据本工程情况：基层

34、类型：无机结合料稳定类（水泥稳定碎石）；底基层类型：无机结合料稳定类（水泥稳定碎石）。2）确定设计指标：无机结合料稳定层层底拉应力；沥青混合料层永久变形量；按注 a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。3）不验算的指标：沥青混合料层层底拉应变；路基顶面竖向压应变；按注 b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。533 新建高速公路计算书（全部为公路路面设计程序（3 新建高速公路计算书（全部为公路路面设计程序（HPDS2017HPDS2017HPDS2017HPDS2017）实例计算书）实例计算书）一、交通量计算公路等级高速公路目标可靠指

35、标1.65初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）14000路面设计使用年限（年）15通车至首次针对车辙维修的期限（年）15交通量年平均增长率6.5 方向系数.55车道系数.5整体式货车比例35 半挂式货车比例45 车 辆类 型2 类3 类4 类5 类6 类7 类8 类9 类10 类11 类满载车比例.08.34.1.44.31.54.36.46.390初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）3850设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）3.398199E+07路面设计交通荷载等级为特重交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设

36、计轴载累计作用次数为8.405018E+07当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为5.505533E+09当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为8.405018E+07当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.416062E+08二、路面结构设计与验算路面结构的层数:5设计轴载:100 kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:320(mm)层位结 构 层 材 料 名 称厚度模 量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm)(MPa)料弯拉强

37、度(MPa)永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土4011000.251.52中粒式沥青混凝土6010000.252.53粗粒式沥青混凝土8010000.252.54水泥稳定碎石?7500.251.45水泥稳定碎石1807500.251.46新建路基80.454-第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算-设计层厚度 H(4)=320 mm季节性冻土地区调整系数 KA=.8温度调整系数 KT2=.957现场综合修正系数 KC=-1.157第 4 层层底拉应力=.06 MPa第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=3.373421E+10 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数

38、 NZB2=5.505533E+09 轴次第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.-第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算-设计层厚度 H(4)=380 mm季节性冻土地区调整系数 KA=.8温度调整系数 KT2=.929现场综合修正系数 KC=-1.419第 5 层层底拉应力=.118 MPa第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=5.755031E+09 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=5.505533E+09 轴次第 5 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.-沥青面层低温开裂指数验算-路面所在地区低温设计温度 TSJ=-2

39、9 表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度 ST=120 MPa沥青结合料类材料层厚度 HA=180 mm路基类型参数 BLJ=2沥青面层低温开裂指数 CI=2.7 条沥青面层容许低温开裂指数 CIR=3 条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.-沥青混合料层永久变形量验算-沥青混合料层永久变形等效温度 TPEF=20.8 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3=8.405018E+07轴次沥青混合料层永久变形验算分层数 N=6第 1 分层沥青混合料永久变形量 RAI(1)=1.28 mm第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI(2)=2.28 mm第 3 分层沥

40、青混合料永久变形量 RAI(3)=3.77 mm第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI(4)=2.72 mm第 5 分层沥青混合料永久变形量 RAI(5)=1.65 mm第 6 分层沥青混合料永久变形量 RAI(6)=2.06 mm沥青混合料层永久变形量 RA=13.76 mm55沥青混合料层容许永久变形量 RAR=15 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm第 3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度

41、500 mm验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改,最后得到路面结构设计结果如下:-细粒式沥青混凝土40 mm-中粒式沥青混凝土60 mm-粗粒式沥青混凝土80 mm-水泥稳定碎石380 mm-水泥稳定碎石180 mm-新建路基计算设计路面结构的验收弯沉值:干湿循环或冻融循环条件下路基土模量折减系数 KAT=.8路基顶面验收弯沉值 LG=186.7(0.01mm)路表验收弯沉值 LA=16.1(0.01mm)4 结束语4 结束语新建高速公路沥青路面的设计指标实例介绍，供参考。56改建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍改建高速公路沥青路

42、面设计指标计算实例介绍吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）内容提要内容提要 根据“公路各类沥青路面结构的设计指标简解”，本文为 公路路面设计程序系统（HPDS 2017）中的改建高速公路沥青路面的实例计算书，供参考。关 键 词关 键 词 现行公路沥青路面设计指标 实例计算1 1 1 1 改建高速公路沥青路面的实例路面结构改建高速公路沥青路面的实例路面结构层位结 构 层 材 料 名 称厚度(mm)模 量(MPa)1细粒式沥青混凝土40110002中粒式沥青混凝土60100003中粒式沥青混凝土60100004水泥稳定碎石38075005级配碎石1902506新建路基802 2 2 2 该结

43、构组合路面的设计指标该结构组合路面的设计指标（1）不同结构组合路面的设计指标（公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）表 6.2.1不同结构组合路面的设计指标基层类型底基层类型设计指标无机结合料稳定类粒料类无机结合料稳定层层底拉应力、沥青混合料层永久变形量无机结合料稳定类沥青结合料类粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力粒料类b粒料类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变无机结合料稳定类沥青混合料层层底拉应变、沥青混合料层永久变形量、无机结合料稳定层层底拉应力

44、水泥混凝土c沥青混合料层永久变形量注：a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。b 在沥青混合料层与无机结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。c 水泥混凝土基层应按现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）设计。（2）确定本工程的设计指标1）根据本工程情况：基层类型：无机结合料稳定类（水泥稳定碎石）；底基层类型：粒料类（级配碎石）。2）确定设计指标：无机结合料稳定层层底拉应力；沥青混合料层永久变形量；按注 a 季节性冻土地区应增加沥青面层低温开裂验算和防冻验算。3）不验算的指标：沥青混合料层层底拉应变；路基顶面竖向压应变；按注 b 在沥青混合料层与无机

45、结合料稳定层间设置粒料层时，应验算沥青混合料层疲劳开裂寿命。573 改建高速公路计算书（全部为公路路面设计程序（3 改建高速公路计算书（全部为公路路面设计程序（HPDS2017HPDS2017HPDS2017HPDS2017）实例计算书）实例计算书）一、交通量计算公路等级高速公路目标可靠指标1.65初始年大型客车和货车双向年平均日交通量（辆/日）3500路面设计使用年限（年）15通车至首次针对车辙维修的期限（年）15交通量年平均增长率6.5 方向系数.55车道系数.5整体式货车比例35 半挂式货车比例45 车 辆类 型2 类3 类4 类5 类6 类7 类8 类9 类10 类11 类满载车比例.

46、08.34.1.44.31.54.36.46.390初始年设计车道大型客车和货车年平均日交通量（辆/日）962设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量（辆）8491085路面设计交通荷载等级为重交通荷载等级当验算沥青混合料层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为2.100163E+07当验算无机结合料稳定层疲劳开裂时:设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为1.375668E+09当验算沥青混合料层永久变形量时:通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数为2.100163E+07当验算路基顶面竖向压应变时:设计使用年限内设计车

47、道上的当量设计轴载累计作用次数为3.538316E+07二、路面结构设计与验算路面结构的层数:5设计轴载:100 kN路面设计层层位:4设计层起始厚度:300(mm)加铺层最下层位:5层位结 构 层 材 料 名 称厚度模 量泊松比无机结合料稳定类材沥青混合料车辙试验(mm)(MPa)料弯拉强度(MPa)永久变形量(mm)1细粒式沥青混凝土4011000.251.52中粒式沥青混凝土6010000.252.53中粒式沥青混凝土6010000.252.54水泥稳定碎石?7500.251.45级配碎石190250.356原路路基或留用结构80.458-第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算-设计层厚

48、度 H(4)=380 mm季节性冻土地区调整系数 KA=.8温度调整系数 KT2=1.14现场综合修正系数 KC=-1.236第 4 层层底拉应力=.197 MPa第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂寿命 NF2=1.404057E+09 轴次设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB2=1.375668E+09 轴次第 4 层无机结合料稳定层疲劳开裂验算已满足设计要求.-沥青面层低温开裂指数验算-路面所在地区低温设计温度 TSJ=-29 表面层沥青弯曲梁流变试验蠕变劲度 ST=120 MPa沥青结合料类材料层厚度 HA=160 mm路基类型参数 BLJ=2沥青面层低温开裂指数

49、CI=2.9 条沥青面层容许低温开裂指数 CIR=3 条沥青面层低温开裂指数值满足规范要求.-沥青混合料层永久变形量验算-沥青混合料层永久变形等效温度 TPEF=20.5 通车至首次针对车辙维修的期限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数 NZB3=2.100163E+07轴次沥青混合料层永久变形验算分层数 N=6第 1 分层沥青混合料永久变形量 RAI(1)=.59 mm第 2 分层沥青混合料永久变形量 RAI(2)=1.12 mm第 3 分层沥青混合料永久变形量 RAI(3)=1.88 mm第 4 分层沥青混合料永久变形量 RAI(4)=1.36 mm第 5 分层沥青混合料永久变形量 RA

50、I(5)=.82 mm第 6 分层沥青混合料永久变形量 RAI(6)=.92 mm沥青混合料层永久变形量 RA=6.69 mm沥青混合料层容许永久变形量 RAR=15 mm沥青混合料层永久变形量满足规范要求.第 1 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为5139 次/mm第 2 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm第 3 层沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求为2412 次/mm验算路面结构防冻厚度:路面结构最小防冻厚度810 mm改建后未划入路面的原路留用路面结构总厚度80 mm59验算结果表明,路面结构总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的