1、7.1瀝青路面設計7.1.1設計資料本公路等級為高速公路，經調查得，近期交通量如下表所示。交通量年平均增長率為5.5%，設計年限為15年，擬定建成通車時間為2016年末,該路段處于IV6區。7.1.2公路等級確定1）交通量（pcu/d）確定：2014年初始交通量如表7.1.2-1。表7.1.2-1 2011年初始交通車型分類代表車型數量（輛/d）小汽車桑塔納200012500中型車江淮HK69111500中型車豐田FDA110L1000大型車黃海DD680900大型車黃河JN2531000拖掛車五十鈴EXR181L500 2）交通量年增長率：5.5%3）公路等級確定：由公路工程技術標準（JTG

2、 B012003）表7.1.2-2進行車型換算表7.1.2-2 各汽車代表車型與車輛折算系數車型折算系數車種說明小客車1.019座客車質量<2T貨車中型車1.519座客車和載質量2-7T貨車大型車2.0載質量7-14T拖掛車3.0載質量14T換算成小客車為12500+1500×1.5+1000×1.5+900×2.0+1000×2.0+500×3.0=21550PCU/d換算成通車時間2016年末的年平均交通量約為25305輛。由公路工程技術標準（JTG B012003）四車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500

3、055000輛，為高速公路。7.1.3交通分析：軸載分析路面設計以BZZ-100為標準軸載。1）以設計彎沉值為指標及驗算瀝青層層底拉應力中的累計當量軸次（1）軸載換算見表7.1.3-1。表7.1.3-1 軸載換算1車型(KN)C1C2(次/日)小汽車前軸16.56.4114678.017 37.060 后軸236.4114678.017 157.168 江淮HK6911前軸28.36.411761.362 46.484 后軸69.3111761.362 357.304 豐田FDA110L前軸356.411174.241 78.097 后軸75111174.241 335.949 黃河JN253

4、前軸556.411056.817 502.062 后軸662.211056.817 381.451 黃海DD680 前軸496.411174.241 337.513 后軸91.5111174.241 797.883 東風SP9250前軸50.76.41587.121 195.746 后軸113.311587.121 1010.712 后軸113.311587.121 1010.712 后軸113.311587.121 1010.712 6258.853 表7.1.3-1 軸載換算1（2）累計當量軸次根據公路瀝青路面設計規范，高速公路瀝青路面的設計年限取15年，雙車道的車道系數取0.40.5，取

5、0.45。交通量平均增長率為5.5%。23036478次2）驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次（1）軸載換算見表7.1.3-2。表7.1.3-2 軸載換算2車型(KN)C1C2(次/日)小客車前軸16.518.5114678.017 0.149 后軸2318.5114678.017 2.126 江淮HK6911前軸28.318.511761.362 1.341 后軸69.3111761.362 93.695 豐田FDA110L前軸3518.511174.241 4.892 后軸75111174.241 117.557 黃河JN253前軸5518.511056.817 163.709 后軸

6、66311056.817 114.149 黃海DD680 前軸4918.511174.241 72.193 后軸91.5111174.241 576.934 東風SP9250前軸50.718.51587.121 47.420 后軸113.311587.121 1594.288 后軸113.311587.121 1594.288 后軸113.311587.121 1594.288 5977.028 （2）累計當量軸次根據公路瀝青路面設計規范，高速公路瀝青路面的設計年限取15年，四車道的車道系數取0.40.5，取0.45。交通量平均增長率為5.5%。由=21999187次綜合之前所述，以及大客車及

7、中型以上各種貨車交通量Nh=3400×0.45=1530輛/d/車道瀝青路面等級為重交通等級。7.1.4設計指標的確定1）計算設計彎沉值Ld該公路為高速公路，公路等級系數取1.0，面層為瀝青混凝土，面層類型系數取1.0，半剛性基層，基層類型系數取1.0。設計彎沉值為：=600 式中：Ld路面設計彎沉值（0.01mm）；Ne設計年限內一個車道上累計當量軸次；AC公路等級系數，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.2；AS面層類型系數，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫入式路面（含上拌下貫式路面）、瀝青表面處治為1.1；Ab面層結構類型系數，半剛

8、性基層瀝青路面為1.0，柔性基層瀝青路面為1.6。 計算得到彎沉值為：20.21（0.01mm）2）抗拉強度結構系數其中(Ac=1.0)對瀝青混凝土面層 得 K=3.7495對無機結合料穩定集料類 得 K=2.2477對無機結合料穩定細粒土類 得 K=2.88997.1.5設計計算1）干燥狀態（1）土基回彈模量的確定根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)中表5.1.4-1“土基干濕狀態的稠度建議值”土質類型 ： 粘性土路基干濕狀態： 干燥狀態土基土質稠度： Wc = 1.10根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)中附表F.0.3“二級自然區劃各土組土基回彈模量參考值

9、 (MPa)”公路自然區劃：IV63區土基回彈模量： E0 = 44.0MPa（2）路面參數設計確定路面等級和面層類型由公路瀝青路面設計規范，該路交通等級為重交通等級，高速公路路面等級為高級路面，面層類型為瀝青混凝土。結構組合與材料選取及材料設計參數確定根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)表4.1.3-1及附錄E確定各層材料設計參數。層位結構層材料名稱厚度(mm)抗壓模量(MPa)劈裂強度 (MPa)容許底層拉應力（MPa）(20)(15)1SMA40140013501.60.372AC-2070120018001.00.273ATB-25100100012000.80.214

10、水泥穩定碎石設計層厚度待定150036000.50.275石灰粉煤灰碎石200150036000.70.316級配碎石20023023000新建路面結構厚度計算 公 路 等 級 : 高速公路 新建路面的層數 : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 20.21 (0.01mm) 路面設計層層位 : 4 設計層最小厚度 : 150 (mm)按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 20.21 (0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 21.5 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 19.4 (0.01mm) H( 4 )= 180 mm(僅考慮

11、彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 4 )= 180 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 180 mm(第 2 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 180 mm(第 4 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 180 mm(第 5 層底面拉應力計算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 4 )= 180 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 180 mm(同時考慮彎沉和拉應力) 通過對設計層厚度取整, 最后得到路面結構設計結果如下: - 細粒式瀝青瑪蹄脂碎石 SMA-13 40 mm - 中粒式瀝青混凝土AC-16 70 mm - 密級配瀝青碎石ATB-

12、25 100 mm - 水泥穩定碎石 180 mm - 石灰粉煤灰碎石 200 mm - 級配碎石 200 mm - 新建路基 2）潮濕狀態（1）土基回彈模量的確定根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)中表5.1.4-1“土基干濕狀態的稠度建議值”土質類型 ：粘性土路基干濕狀態： 潮濕狀態土基土質稠度： Wc = 0.9根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)中附表F.0.3“二級自然區劃各土組土基回彈模量參考值 (MPa)” 公路自然區劃：IV63區土基回彈模量： E0 =33 MPa（2）路面參數設計確定路面等級和面層類型由公路瀝青路面設計規范，該路交通等級為重等

13、交通，高速公路路面等級為高級路面，面層類型為瀝青混凝土。結構組合與材料選取及材料設計參數確定根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)表4.1.3-1及附錄E確定各層材料設計參數。層位結構層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa)劈裂強度 (MPa)容許底層拉應力（MPa）(20)(15)1SMA4140013501.60.442AC-208120018001.00.283ATB-2510100012000.80.224水泥穩定砂礫設計層厚度待定130036000.50.275水泥穩定碎石200150036000.50.116水泥穩定碎石200150036000.50.117級配碎石1

14、5230000確定設計層厚度 新建路面結構厚度計算 公 路 等 級 : 高速公路 新建路面的層數 : 6 標 準 軸 載 : BZZ-100 路面設計彎沉值 : 20.21(0.01mm) 路面設計層層位 : 4 設計層最小厚度 : 150 (mm) 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 20.2 1(0.01mm) H( 4 )= 150 mm LS= 22.2 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 20.1 (0.01mm) H( 4 )= 197 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 4 )= 197 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H(

15、 4 )= 197 mm(第 2 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 197 mm(第 4 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 197 mm(第 5 層底面拉應力計算滿足要求 路面設計層厚度 : H( 4 )= 197 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 197 mm(同時考慮彎沉和拉應力) 通過對設計層厚度取整以及設計人員對路面厚度進一步的修改, 最后得到路面結構設計結果如下: - 細粒式瀝青瑪蹄脂碎石 SMA-13 40 mm - 中粒式瀝青混凝土AC-16 70 mm - 粗粒式瀝青混凝土AC-25 100 mm - 水泥穩定碎石 200 mm - 石灰粉煤灰碎石 200

16、 mm - 級配碎石 200 mm - 新建路基 7.3確定結構層設計參數根據公路瀝青路面設計規范(JTG D50-2006)和公路水泥砼路面設計規范(JTG D40-2011)的建議值取定路面各結構層適宜厚度，設計瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面（隧道內）方案如下，并按照上面方法進行驗算符合要求。路面結構層參數與方案建議路基狀況結構層厚度(cm)適用狀態干燥細粒式瀝青混凝土AC-13乳化瀝青粘層油中粒式瀝青混凝土AC-20乳化瀝青稀漿封層水泥穩定碎石(水泥用量5%)水泥穩定碎石(水泥用量5%)級配碎石4一層6一層151515高填路堤 細粒式瀝青混凝土AC-13 乳化瀝青粘層油 中粒式瀝青混凝土

17、AC-20 同步碎石應力吸收層 乳化瀝青防水層4一層61一層橋梁潮濕細粒式瀝青混凝土AC-13乳化瀝青粘層油中粒式瀝青混凝土AC-20乳化瀝青稀漿封層水泥穩定碎石(水泥用量5%)水泥穩定碎石(水泥用量5%)級配碎石4一層6一層171720路塹水泥混凝土面層水泥穩定碎石基層級配碎石底基層222020隧道7.4原材料、混合料的技術要求，以及級配類型7.4.1瀝青混合料1）瀝青氣候分區1-4-1（1）基質瀝青(中、下面層采用70#A級)7.4.1-1 道路石油瀝青要求編號檢測項目技術指標測試方法1針入度25(0.1mm)6080T06042針入度指數PI-1.5+1.0T06043延度15(cm)

18、不小于40T06054延度10(cm) 不小于10T06055軟化點() 不小于44T0606660動力粘度不小于180T06057密度 (15)（g/cm3）實測記錄T06038含蠟量(蒸餾法)（%）不大于3.0T06159閃點() 不小于260T061110溶解度（%）不小于99.5T060711薄膜加熱試驗(163,5h)質量損失(%)不大于0.8T0610或T0610針入度比(%)不小于58T0604延度(10),cm不小于4T0605（2）改性瀝青（上面層采用SMA，改性劑采用SBS）7.4.1-2 改性瀝青技術要求編號檢測項目技術指標測試方法1針入度25(0.1mm)80100T0

19、6042針入度指數PI不小于不小于-0.8T06043延度5(cm) 不小于不小于40T06054軟化點() 不小于不小于50T06065135運動粘度（Pa.s）不大于3T0625或T06196韌性（Nm）7黏韌性（Nm）8閃點() 不小于不小于230T06119溶解度（%）不小于不小于99T060710薄膜加熱試驗(163,5h)質量損失(%)-1.01.0T0610或T060925針入度比(%)不小于55T0604延度(5),cm不小于25T06042）集料(1)集料規格及質量技術要求7.4.1-3 各集料規格表混合料類型集料規格AC-13CAC-20C(2)粗集料。7.4.1-4 AC

20、用粗集料質量技術要求指標要求試驗方法磨光值（PSV）不小于42T0321*壓碎值（%）不大于28T0316*洛杉磯磨耗值（%）不大于30T0317針片狀顆粒含量（%）粗集料不大于18T0312粒徑大于9.5mm部分不大于15粒徑小于9.5mm部分不大于20對瀝青的粘附性（級）不小于4T0663表觀相對密度不小于2.50T0304軟弱顆粒含量（%）不大于5T0320水洗法小于0.075mm的顆粒含量（%）不大于1T0310堅固性 硫酸鈉（%）不大于12T0314吸水率（%）不大于3.0T0304 7.4.1-5 AC用粗集料規格要求規格公稱粒徑（mm）通過各篩孔的質量百分率（%）10675635

21、337.531.526.51913.29.54.752.360.6S1407510090100-015-05S2406010090100-015-05S3306010090100-015005S4255010090100-015-05S5204010090100-015-05S6153010090100-015-05S7103010090100-01505S8102510090100-015-05S9102010090100-01505S1010151009010001505S1151510090100407001505S125101009010001505S13310100901004070

22、02005S14351009010001503(3)細集料。7.4.1-6 細集料質量技術要求指標要求試驗方法表觀相對密度不小于2.5T0328堅固性（>0.3mm部分） 硫酸鈉（%）不小于12T0340砂當量不小于60T0334亞甲藍值（g/Kg）不大于25T0349棱角性（流動時間）（s）不小于30T03457.4.1-7 機制砂規格要求規格公稱粒徑（mm）通過各篩孔的質量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075S160310080100508025608450250103)填料礦粉的技術指標應滿足表7.4.1-8的要求。7.4.1-8 礦粉質量技術要

23、求指標要求試驗方法表觀密度（t/m3）不小于2.50T0352含水量（%）不大于1T0103烘干法顆粒范圍<0.6mm(%)100T0351<0.15mm(%)90100T0351<0.075mm(%)75100T0351親水指數小于1T0353塑性指數（%）小于4T0354加熱安定性實測記錄T0355外觀無團粒結塊4)集料級配7.4.1-9 AC-20配合比的級配范圍規格通過各個篩孔的質量百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-2010090100789262805072265616241233824517413

24、 377.4.1-10 中粒式AC-20C的混合料級配范圍規格通過各個篩孔的質量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.150.60.30.150.075ATB-25100901006080486842623252204015321025818514310265）混合料設計指標7.4.1-11推薦技術指標要求試驗項目SMA擊實次數（次）兩面擊實50次穩定度（KN）不小于6.0流值（0.1mm）孔隙率（%）34粗集料骨架空隙率VCAmix4.75mm瀝青飽和度（%）7585礦料間隙率17.0瀝青與石料的粘附性（級）謝倫堡瀝青析漏試驗結合料損傷（%）不大于0.1肯塔堡

25、瀝青混合料飛散試驗混合料損傷（20）（%）不大于15殘留馬歇爾穩定度 48h （%）不小于80凍融劈裂強度比（%）不小于80滲水系數（ml/min）不大于80動穩定度（次/mm）不小于3000-10彎曲試驗破壞應變（u）不小于2500構造深度（mm）路面空隙率（%）7.4.2半剛性基層材料狀況1）水泥2）集料7.4.2-1 基層和底基層混合料中集料的級配范圍通過下列方孔篩（mm）的質量率（%）液限（%）塑性指數結構類型基層、底基層3）混合料設計 7.4.2-2 水泥穩定碎石基層和底基層壓實度及7天抗壓強度類型水泥穩定基層水泥穩定碎石底基層壓實度（%）抗壓強度（MPa）施工前應根據現場所備材料，

26、進行配合比設計，在滿足設計強度的基礎上，通過采取限制水泥用量及適當增加粗集料和控制細集料用量調整混合料級配來盡量減少半剛性材料裂縫的產生。7.4.3水泥混凝土路面材料狀況1）水泥7.4.3-1 水泥各齡期的抗折強度、抗壓強度交通等級重交通齡期(d)328抗壓強度(MPa),22.052.5抗折強度(MPa),47水泥進場時每批量應附有化學成分、物理、力學指標合格的檢驗證明。7.4.3-2 水泥的化學成分和物理指標水泥性能特重、重交通路面鋁酸三鈣不宜7.0%鐵鋁酸四鈣不宜15.0%游離氧化鈣不得1.0%氧化鎂不得5.0%三氧化硫不得3.5%堿含量Na2O+0.658K2O0.6混合材種類不得摻窯

27、灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗鹽凍要求時不得摻石灰、石粉出磨時安定性雷氏夾或蒸煮法檢驗必須合格標準稠度需水量不宜28%燒失量不得3.0%比表面積宜在300450m²/kg細度(80µm)篩余量不得10%初凝時間不早于1.5h終凝時間不遲于10h28d干縮率不得0.09%耐磨性不得3.6kg/m²2）粗集料粗集料應使用質地堅硬、耐久、潔凈的碎石、碎卵石和卵石，并應符合表十六的規定。高速公路、一級公路、二級公路及有抗凍(鹽)要求的三、四級公路混凝土路面使用的粗集料級別應不低于級，無抗(鹽)凍要求的三、四級公路混凝土路面、碾壓混凝土及貧混凝土基層可使用級粗集料。有抗(鹽

28、)凍要求時，級集料吸水率不應大于1.0；級集料吸水率不應大于2.0。本設計采用級粗集料。7.4.3-3 碎石、碎卵石和卵石技術指標項目技術要求級級級碎石壓碎指標(%)101520卵石壓碎指標(%)121416堅固性(按質量損失計%)5812針片狀顆粒含量(按質量計)51520含泥量(按質量計)0.51.01.5泥塊含量(按質量計)00.20.5有機物含量(比色法)合格合格合格流化物及流酸鹽(按SO3質量計)0.51.01.0巖石抗壓強度火成巖不應小于100MPa；變質巖不應小于80MPa；水成巖不應小于60MPa表觀密度2500kg/m³松散堆積密度1350 kg/m³空隙

29、率47%堿集料反應經堿集料反應試驗后，試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現象，在規定試驗齡期的膨脹率應小于0.10。7.4.3-4 粗集料級配范圍方篩孔尺寸(mm)2.364.759.5016.019.026.531.537.5累計篩余(以質量計)()合成級配4.7516951008510040600104.7519951008590607530450504.7526.595100901007090507025400504.7531.595100901007590607540602035050粒級4.759.5951008010001509.516951008010001509.5199510085

30、100406001501626.5951005570254001001631.595100851005570254001003）細集料7.4.3-5 細集料技術指標項目 技術要求級級級機制砂單粒級最大壓碎指標(%)202530氯化物(氯離子質量計)0.010.020.06堅固性(按質量損失計)6810云母(按質量計)1.02.02.0天然砂、機制砂含泥量(按質量計)1.02.03.0天然砂、機制砂泥塊含量(按質量計)01.02.0機制砂PH值1.4或合格石粉含量(按質量計)3.05.07.0機制砂PH值1.4或不合格石粉含量(按質量計)1.03.05.0有機物含量(比色法)合格流化物級流酸鹽(按SO3質量計)0.5輕物質(按質量計)1.0機制砂母巖抗壓強度火成巖不應小于100MPa；變質巖不應小于80MPa；水成巖不應小于60MPa。表觀密度2500kg/m³松散堆積密度1350 kg/m³空隙率47%堿集料反應經堿集料反應試驗后，由砂配制的試件無裂縫、