土木毕业设计计算书排版

'土木毕业设计计算书排版潮州至揭阳高速公路K40+200~K41+800段路基路面综合设计摘要：根据设计任务书提供的设计资料和设计要求以及交通部颁发的公路设计标准和规范，并根据常吉高速公路数据，对其K10+000～K11+000段进行了路基路面综合设计。此次设计的主要内容包括：路线设计、路基设计、路面设计、防护及排水工程设计、通道设计、英文翻译、专题研究、计算机程序编制。根据所提供的路线资料，考虑到最大纵坡、最小纵坡、坡长、高程控制点等因素,在进行纵断面的设计时,结合平面图进行横断面的设计。根据设计段内的区域气候和水量的影响范围状况，设置了边沟、截水沟、排水沟、急流槽、盖板涵等排水设施。与此同时，进行挡土墙设计计算和防护工程设计，设置重力式挡土墙，采用植草皮等形式进行边坡防护。在高填路堤路段，采用修筑挡土墙的方法收缩坡脚，减少填方，增加路堤边坡稳定性，并利用简化的Bishop法进行了路堤稳定性验算。沥青混凝土路面设计和由给定的交通量等条件而进行的的水泥混凝土路面设计，按照路面结构组合设计的原则，选用不同结构层厚度的路面和材料进行结构设计验算。关键词：高速公路；路基设计；路面设计；综合设计；排水工程；挡土墙3 CHAOZHOUTOJIEYANGFREEWAYINHUNANHUAIHUATOTONGDAOK40+200~K41+800SUBGRADEPAVEMENTABSTRACT：Accordingtothedesigninformation,demandsofthedesigntaskinstrument,thetechnicalstandardsandspecificationsforhighwaydesignpublishedbytheMinistryofCommunicationsofChina,thecomprehensivedesignofhighwaysubgradeandpavementfromK10+000toK11+000hasbeencarriedoutbasedonthedataofChangjiexpresswayextension.Ourprimarycontentsofthedesignprojectincludeshighwayalignment,thedesignofpavement,thedesignoftheculverts,Englisharticletranslation,specialstudyandcomputerprogramming.Accordingtorouteinformationthatisoffered,wemustconsidertheheavyverticalslope,minimumverticalslope,thelengthofslope,heightcontrolpoint,etc.Duringdesigningtheverticalsection,andcombinetheplanefigureanddesignthecrosssection.Accordingtotheconditionofclimatedistrictandremitingcalculationwaterofquantity,setupsideditch,interceptingditch,escapecanal,roundculverts,coverpullsculvertsetc.Meanwhile,doblockdesignofwallofsoilcalculateandprotectengineeringdesign,setupthegravitytyperetainingwalltogoon,adoptplantturftoprotecttheslope,etc.Inhighembankmenthighwaysection,shrinkslopefootbybuildingtheretainingwall,reducethefilling,increasetheslopestability;makeuseofBishoptofollowthecheckingstabilitycalculation.Dothedesignwhichhascarriedonthepitchconcreteroadsurfaceanddesignofthecementconcreteroadsurfacebygivingvolumeoftrafficdefinitelyterms,accordingtothedesignprincipleoftheroadsurfacestructure,selectfordifferentroadsurfacestructurelayersofthicknessandmaterialthencarryonstructuraldesigncheckingcomputations.3 Keywords：expressway;subgradedesign;pavementdesign;comprehensivedesign;drainageengineering;retainin.3 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第一章线形设计1.1平曲线的计算1.1.1平曲线要素的计算已知：JD3圆曲线半径R=33000m,转角=10º32ˊ10.3〞(右)；曲线总长；计算：q=1491.121外距；切线长；切曲差1.1.2各主点桩号的计算已知:JD3桩号为:K41+285.943；计算：直缓点桩号为ZH=JD-T=K40+832.572；缓圆点桩号为HY=ZH+=K41+130.572曲中点桩号为QZ=HY+=K41+284.992；圆缓点桩号为YH=HZ-Ls=K41+439.413；缓直点桩号为HZ=JD+T=K41+737.413。1.2竖曲线的计算1.2.1竖曲线要素的计算17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计已知：第1变坡点：K40+690，高程：54.327m,竖曲线半径R=10000m，i=+0.509%,i=-0.729%,为凸形曲线；计算得：竖曲线一：,为凸形曲线，曲线长；切线长；外距。1.2.2竖曲线要点桩号及高程的计算竖曲线一：起点桩号=K40+690－T=K40+628.1；终点桩号=K40+690＋T=K41+751.9；变坡点对应桩号设计高程=100.33+E=54.519；竖曲线一起点设计高程=54.519-T×i=54.204m；竖曲线一终点设计高程=54.519+T×i=54.970m。17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第二章路堤边坡稳定性分析取K40+740处的横断面做路堤边坡稳定性验算。路基左侧填土高度h=9.81m。路堤填土为粘土，土的粘聚力C=20KPa，内摩擦角，边坡坡度采用1:1.5。由于填方边坡要受到路基顶部车辆荷载的影响，在进行稳定性验算时要先化为换算土柱高度。容重为=18.0KN/m3，荷载为公路I级。2.1行车荷载换算高度将车辆荷载换算成土柱高（当量高度）。按以下公式换算土柱高度为：h=NQ/γBL.公式中:L——前后轮最大轴距，按《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）规定对于标准车辆荷载为L=12.8mB——荷载横向分布宽度,表示如下:B=Nb+（N-1）m+d其中:N——为并列车辆数，取N=3；d——轮胎着地宽度，取0.6m；b——为后轮轮距，取1.8m；m——为相邻两辆车后轮的中心间距，取1.3m。则:B=3×1.8+(3-1)×1.3+0.6=8.6mh=(3×550)/(18×8.6×12.8)=0.83m；H=h+h=9.81+0.83=10.64m。其中:h为荷载的换算高度，H为荷载均匀分布于路基时路堤坡脚至荷载顶面的高度。17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计2.2确定滑动圆心辅助线EF用4.5H法确定滑动圆心的辅助线。已知路堤斜率为1:1.5。自堤顶至坡脚连一直线AB（虚线），依此线坡率由《路基设计手册》表1-2-14得β1＝26°β2＝35°据此作AF、BF线交于F点；再在坡脚下H处的C点及沿水平线4.5H处得E点，连EF线得最危险滑弧圆心位置的辅助线，如图1所示：图14.5H法确定滑动圆心辅助线示意图2.3用简化毕绍普法求稳定系数K通过计算选中的五个圆心点对应的安全系数Ki,得到最小值K和对应的圆心点，再进行验算。计算Ki时，采用简化bishop法，并假设滑动面通过坡脚。简化bishop法需要迭代，先假设一个K值进行反复带入计算（具体迭代过程见表）。简化毕肖普法的计算公式如下：17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计----第i土条底滑面的倾角；----第i土条垂直方向外力；----系数，按计算；----第i土条滑弧面所在地基土层的内磨檫角和粘结力；----滑动圆弧全长；----第i土条宽度；----第i土条路堤部分的重力；----第i条土地基部分的重力；U----地基平均固结度，根据地基情况，此处取U=1。(1)在圆心辅助线上取圆心点O1，作半径为R1=18.0252m圆弧滑动面，对滑动面范围内的土体按断面形式将滑动面分为8个土条，如图2验算其稳定性，计算结果见表2-1。图2圆心为O1的滑动面示意图用迭代法试算假定计算结果Fs与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs1=1.72。(2)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O2，作半径为R2=19.5063m17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为8条，如图3验算其稳定性，计算结果见表2-2。图3圆心为O2的滑动面示意图用迭代法试算假定计算结果Fs与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs2=1.69。(3)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O3，作半径为R3=21.5757m的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为8个土条，如图4验算其稳定性，计算结果见表2-3。图4圆心为O3的滑动面示意图用迭代法试算假定计算结果Fs与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs3=1.85。(4)在滑动圆弧圆心辅助线上取同一圆心点O4，作半径为R4=24.0823m的圆弧滑动面，按断面形式将滑动面分为8个土条，如图5验算其稳定性，计算结果见表2-4。17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图5圆心为O4的滑动面示意图用迭代法试算假定计算结果Fs与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs4=2.3。最危险滑动面圆心位置有时并不一定在EF的延长线上，而可能在其附近，因此以上确定的圆心可能并不是最危险滑动面圆心，这时可以通过该圆心作直线EF的垂线，再在垂线方向上用同样的方法找最不利圆心，两次确定的最不利圆心(两个最不利圆心有可能会重合)均满足要求（大于1.3）才行。因此在所做最不利位置取垂直方向上取5点得图于结果如下所示图6圆心为O5的滑动面示意图17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图7圆心为O6的滑动面示意图图8圆心为O7的滑动面示意图17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图9圆心为O8的滑动面示意图横向：K5=1.89R=16.81数据见表2-5K6=1.74R=18.14数据见表2-6K7=1.7R=20.89数据见表2-7K8=1.75R=22.31数据见表2-8图10总体图用迭代法试算假定计算结果Fs与假定接近，故得土坡的稳定安全系数Fs5=1.69。根据《公路路基设计规范》（JTGD30——2004）规定采用简化Bishop法分析路堤的堤身稳定性时，边坡容许稳定性系数取K=1.3。因为Kmin=1.69>[K=1.3]，所以该边坡稳定.17 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-1R18.03土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitanαiCiLicosαimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.00-12.002.661.212.723.2358.18-0.21-12.09-12.3653.26-0.210.9578.612.00-3.002.663.332.678.87159.64-0.05-8.35-8.3650.67-0.050.99109.793.005.002.665.052.6813.44242.000.0921.0821.1650.710.091.01137.514.0014.002.666.362.7516.95305.160.2473.7776.0250.710.241.01160.695.0023.002.667.242.9019.30347.430.40135.65147.3550.730.390.98180.906.0033.002.667.613.1720.29365.140.58198.74236.9050.570.540.92199.237.0043.002.665.633.6915.01270.190.75184.16251.6751.310.680.83179.358.0057.002.662.404.976.39115.100.9996.49176.9551.450.840.67138.99∑689.441185.071.7217 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-2R19.51土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitanαiCiLicosimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.00-2.002.340.852.341.9835.68-0.03-1.24-1.2546.75-0.030.9960.092.005.002.342.332.355.4598.170.098.558.5846.780.091.0181.753.0012.002.343.532.398.26148.690.2130.8931.5846.800.211.0199.974.0019.002.344.432.4810.36186.520.3360.6864.1746.970.330.99115.485.0027.002.344.992.6211.68210.230.4795.38107.0246.720.450.96128.436.0035.002.345.162.8512.07217.200.61124.50151.9346.730.570.91138.867.0044.002.344.513.2410.55189.920.77131.85183.1946.690.690.82140.508.0054.002.341.904.034.4680.210.9464.86110.2447.470.810.71107.95∑515.46873.021.6917 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-3R21.58土条编号αibihiLi土条体积WiWisiniWitaniCiLicosimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.007.002.080.602.091.2422.290.122.712.7341.550.121.0149.132.0012.002.081.632.133.3961.090.2112.6912.9841.640.211.0163.283.0018.002.082.452.195.1091.830.3128.3529.8141.610.311.0075.214.0024.002.083.042.286.32113.810.4246.2650.6341.600.410.9785.165.0030.002.083.362.416.99125.900.5262.9172.6241.700.500.9492.966.0037.002.083.372.607.02126.300.6575.9695.0741.540.600.8998.387.0044.002.082.992.906.22111.880.7777.67107.9241.750.690.82100.058.0052.002.081.493.423.1155.950.9144.0771.5242.200.790.7385.14∑350.63649.301.8517 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-4R24.08土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitaniCiLicosimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.0014.001.880.421.930.7914.180.243.433.5337.510.241.0142.382.0018.001.881.141.982.1438.440.3111.8712.4837.620.311.0051.743.0023.001.881.682.043.1656.920.4022.2224.1437.530.390.9859.474.0028.001.882.042.133.8369.020.4932.3836.6637.580.470.9565.745.0033.001.882.192.244.1173.910.5840.2347.9537.660.540.9270.106.0039.001.882.082.413.9170.310.6844.2256.8837.440.630.8772.267.0045.001.881.662.643.1256.210.7839.7256.1437.390.710.8171.078.0051.001.880.833.011.5628.120.8921.8434.6837.980.780.7564.56∑215.91497.312.3017 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-5R16.81土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitanαiCiLicosαimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.003.001.910.621.921.1921.460.051.121.1238.290.051.0145.812.0010.001.911.671.943.1957.410.179.9610.1238.260.171.0158.513.0016.001.912.502.004.7885.950.2823.6724.6338.450.281.0069.544.0023.001.913.082.095.89105.960.4041.3744.9438.420.390.9878.605.0031.001.913.382.236.46116.200.5459.8169.7638.220.510.9386.126.0039.001.913.332.466.36114.490.6872.0092.6138.200.630.8791.577.0048.001.912.812.855.3796.740.8471.85107.3038.210.740.7893.968.0058.001.911.553.732.9653.291.0145.1785.1339.550.850.6689.55∑324.96613.651.8917 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-6R18.14土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitanαiCiLicosαimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.001.002.120.742.131.5828.350.020.490.4942.520.021.0052.702.007.002.122.002.144.2476.320.129.299.3642.550.121.0169.573.0014.002.123.012.196.38114.860.2427.7728.6242.560.241.0183.804.0021.002.123.752.287.95143.100.3751.2554.8942.600.360.9995.875.0029.002.124.182.428.86159.430.5177.2488.2942.410.480.95105.976.0037.002.124.242.658.98161.610.6597.19121.6642.390.600.89113.787.0046.002.123.803.058.06145.070.80104.29150.0442.350.720.80118.438.0056.002.121.833.873.8869.880.9857.91103.4443.340.830.68100.45∑425.43740.591.7417 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-7R20.89土条编号αibihiLi土条体积WiWisinαiWitaniCiLicosαimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.00-4.002.550.982.512.4944.89-0.07-3.13-3.1450.13-0.070.9967.342.003.002.552.672.576.80122.330.056.406.4151.400.051.0195.303.0010.002.554.052.5810.34186.060.1732.2832.7850.780.171.01117.214.0018.002.555.112.6813.04234.720.3172.4876.2050.910.311.00136.675.0025.002.555.182.8213.22237.870.44100.46110.8351.110.420.97141.936.0033.002.556.093.0515.52279.430.58152.08181.2951.190.540.92166.027.0042.002.554.632.4411.81212.670.73142.21191.2736.330.670.84134.728.0053.002.551.854.214.7184.750.9267.64112.3050.740.800.72112.90∑570.43972.091.7017 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表2-8R22.31土条编号bihiLi土条体积WiWisinαiWitaniCiLicosimai=cosαi+tanψisinαi/K(WitanΦi+CiLicosαi)/mai1.00-5.002.761.112.773.0554.98-0.09-4.79-4.8155.26-0.090.9876.572.002.002.763.012.768.30149.430.035.215.2155.230.031.00109.113.009.002.764.592.8012.66227.920.1635.6336.0755.260.161.01136.674.0016.002.764.812.8813.28239.040.2865.8468.4955.310.281.00141.925.0024.002.766.653.0218.35330.240.42134.23146.9155.180.410.97179.896.0032.002.766.743.2518.60334.820.56177.31209.0255.200.530.93190.797.0041.002.764.713.6512.99233.810.72153.30203.0355.080.660.85164.188.0051.002.761.834.405.0691.160.8970.80112.4155.440.780.75118.66∑637.521117.791.7517 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第三章挡土墙设计与验算3.1设计资料3.1.1墙身构造本设计任务段中K40+980的横断面左侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙，其尺寸见挡土墙设计图。拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=6.99m，墙顶填土高度为，顶宽，底宽，墙背仰斜,坡度为-0.25:1，(α=-14.04°)，基底倾斜，坡度为，(=11.31°)，墙身分段长度为10m。3.1.2车辆荷载根据《路基设计规范(JTG2004)》，车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。换算土层厚其中:根据规范和查表γ为墙后填土容重3.1.3土壤地质情况填土为粘土，土的粘聚力，内摩擦角，墙背与填土间的摩擦角,容重为粘性土地基，容许承载力为，基底摩擦系数取0.38。3.1.4墙身材料采用7.5号砂浆，25号片石,砌体容重为；按规范:砌体容许压应力为，容许剪应力为，容许拉应力为。3.2墙背土压力计算对于墙趾前土体的被动土压力，在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，以偏于安全，一般均不计被动土压力,75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计只计算主动土压力。本设计任务段的路堤挡土墙，按粘性土的公式来计算土压力；边坡坡度为其计算如下：图4.1挡土墙设计图3.2.1破裂面计算假设破裂面交于荷载中部，则:其中：破裂角：3.2.2验算破裂面是否交于荷载内：破裂面至墙踵(+a)=(6.99+3)×0.857=8.56m荷载内缘至墙踵:b-+d=4.5-6.99×+0.75=3.51m荷载外缘至墙踵:b-+d+=4.5-6.99×+0.75+12=15.51m75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计因为3.51<8.56<15.51所以假设成立，=3.2.3主动土压力计算3.2.4土压力作用点位置确定3.3墙身截面性质计算75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计3.3.1截面面积ΣA=A+B+C=9.9+1.23+0.4=11.53m3.3.2各截面重心到墙趾的水平距离:∴墙身重心到墙趾的水平距离=1.985墙身重力:G=kΣAi=23×11.453=265.19kN3.4墙身稳定性验算3.4.1抗滑稳定性验算验算采用“极限状态分项系数法”。滑动稳定方程：=[1.1×265.19+1.40×(6.636+126.624×0.2)-0.3×0]×0.38+(1.1×265.19+1.40×6.636)×0.2-1.40×126.624+0.3×0=10.779>0将数据代入方程后计算，满足要求。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计∴所以抗滑稳定性满足要求。3.4.2抗倾覆稳定性验算验算采用“极限状态分项系数法”。倾覆稳定方程：=0.8×265.19×1.985+1.3×(6.636×2.616-126.624×2.515)+0.3×0=29.692>0将数据代入方程后计算，满足要求，所以抗倾覆稳定性满足要求∴所以抗倾覆稳定性满足要求3.4.3基底应力及合力偏心距验算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。基础地面压应力①轴心荷载作用时：=(265.19×1.2+1.4×6.636)×cos+1.4×126.624×sin=355.326N所以=355.326÷(1.99×1)=178.56kPa<[σ]=350kPa故基础地面压应力满足要求。②偏心荷载作用时作用于基底的合力偏心距Zn=(∑My-∑Mo)/N=(265.19×1.985+6.636×2.616-126.624×2.515)/355.326=0.82875 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计故偏心距与基础地面压应力均满足要求。地基承载力抗力值：地基应力的设计值应满足地基承载力的抗力值要求，即满足以下各式，因为如图一所示挡土墙的基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m，则：=350+1.6×18×（1.5-0.5）=378.8①轴心荷载作用时，=155.25〈378.8②当偏心荷载作用时，=238.369〈367.1×1.2=440.52故地基承载力抗力值符合要求。3.4.4墙身截面强度计算(1)强度计算，要求：ak==0.922为轴向力偏心影响系数，按每延米长计算：=1.05×[1.2×265.19+1.4×6.636]=343.894kN=0.922×1.99×900÷2.31=714.85kN所以<,故强度满足要求。(2)稳定计算:要求：75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计其中
==1÷{1+0.002×7.025×(7.025-3)×[1+16×(0.167/1.99]}=0.851式中：βs—2H/B，H为墙有效高度（是下端固定，上端自由，m）,B为墙的宽度（m）,βs=2x6.99/1.99=7.025；αs—系数，取0.002；≤=0.851×714.85=608.337kN，故稳定性满足要求。3.4.5正截面直接受剪验算要求：≤,其中==126.624kN，=1.99×180÷2.31+0.42×271.826=269.232kN即〈，抗剪满足要求。由上述可得K49+340截面的挡土墙符合要求,挡土墙最终截面按照拟定设计。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第四章排水设计计算说明书4.1气候与地质条件介绍根据我国的《公路自然区划标准》（JTJ003-86），本路区属亚热带季风湿润气候区。年平均气温18.8～28.8℃，年平均降水量1628.5～1785.4mm，降水季节分配不均，每年3～9月为雨季，占全年降雨量的85%左右，全年无霜期长大300多天。测区范围内红色泥岩、粉砂岩及变质岩覆盖层以亚粘土为主，砂砾石层不甚发育，且厚度较薄，故水量相对贫乏。而花岗二长岩全风化层厚度大，孔隙比大，渗透性好，水量丰富。整个地势特征为北高南低，项目地貌为构造侵蚀丘陵地貌，地质构造相对简单，属地质构造稳定区。4.2边沟设计验算在K41+180至K41+250之间的右侧挖方段为挖方最大汇水面积段，本次设计以沥青混凝土路面为例。粘性土土路堑（坡度为1:1，坡面流长度18.3m），路基宽度25.5m,取单侧路面和路肩横向排水宽度为12m，路拱横坡为2%，在纵断面方面，纵坡i=-0.73%,边沟坡脚和路肩边缘间设置矩形边沟。4.2.1计算汇水面积和径流系数汇水区域在路堑一侧的坡面面积约为A1=18.370=1281，由于坡面上采用植草防护，则由《公路排水设计手册》得坡面径流系数取C1=0.5。汇水区域在边沟平台上的面积A2=1.5×70=105,取坡面径流系数C2=0.4，汇水区域在路面一侧(公路路中线到边沟)的面积A3=12×70=840,由《公路排水设计手册》查的沥青路面查得沥青路面径流系数C3=0.95。由此，总的径汇水面积为F=1281+105+840=2226。汇水区的流系数为:4.2.2计算汇水历时由克毕公式计算坡面汇流历时。其中：为坡面流长度；75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计为坡面流坡度；地表粗糙系数；由《公路排水设计手册》查得草皮防护路堑边坡的粗度系数m=0.4，且路堑台阶坡度为1:1，得路堑坡面汇流历时：由表查得边沟平台（浆砌片石护面）的粗度系数m=0.02,横向坡度为2%，则查表得沥青混凝土路面粗糙系数为m=0.013，横坡2%，坡面流长度为12m，所以历时时间为。因此取坡面汇流历时t=3.661min(取最大值)。设边沟底宽为0.8m，高0.8m，以浆砌片石砌筑，沟壁粗糙系数n=0.025。设计水深为0.6m。求得过水断面段面积为A=0.8×0.6=0.48，水力半径为R=m。按曼宁公式,得沟内平均流速为：因此沟内汇流历时为。由上可得汇流历时为4.2.3计算降雨强度：据设计指导书，潮揭高速公路路界内坡面排水设计降雨重现期为5年。求设计重现期和降雨历时内的降雨强度（mm/min）,由于公路在广东境内，据《公路排水设计手册》，可取公式=11.32.75=3.575。查规范取1，查规范内插计算取1.3，查规范取2.754.2.4计算设计径流量：可按降雨强度由推理公式确定：，75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计式中Q---设计径流量；C---径流系数；F---汇水面积（Km）;所以。4.2.5检验径流：设定边沟的截面形式为矩形，顶宽0.8m,，底宽0.8m,，高0.8m，断面积为0.64m2,则泄水能力Qc=0.64×1.741=1.114m/s。因为设计径流量Q=0.088mm/s<泄水能力Qc=1.114m/s，所以假定的边沟尺寸符合要求。4.2.6冲淤检验：边沟的平均流速应使水流在设计流量条件下不产生冲刷和淤泥。为此，应保证设计流速在最大和最小允许流速范围内。对于浆砌片石边沟，最大允许速度为3.0m/s，由于水深不大于0.6m，则修正系数为0.85,故修正最大允许流速为2.55m/s,而最小允许速度为0.4m/s。对于平均流速V=1.741m/s在最大与最小范围内，故满足冲淤检验。综上所述，边沟尺寸符合要求。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第五章水泥混凝土路面设计5.1水泥混凝土路面设计总则水泥混凝土路面设计方案，应根据公路的使用任务、性质和要求，结合当地气侯、水文、土质、材料、施工技术、实践经验以及环保要求等，通过技术经济分析确定。水泥混凝土路面设计应包括结构组合、材料组成、接缝构造和钢筋配制等。水泥混凝土路面结构应按规定的安全等级和目标可靠度，承受预期的荷载作用，并同所处的自然环境相适应，满足预定的使用性能要求。水泥混凝土路面设计除应符合公路水泥混凝土路面设计规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。5.2结构组合设计5.2.1路基路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。高液限粘土及含有机质细粒土，不能用做高速公路和一级公路的路床填料或二级和二级以下公路和上路床填料；高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料改善。地下水位高时，宜提高路堤设计标高。在设计标高受限制，未能达到中湿状态的路基临界高度时，应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路床或上路床填料；未能达到潮湿状态的路基临界高度时，除采用上述填料措施外，还应采取在边沟下设置排水渗沟等降低地下水位的措施。路基压实度应符合要求。多雨潮湿地区，对于高液限土及塑性指数大于16或膨胀率大于3％的低液限粘土，宜采用由轻型压实标准确定的压实度，并在含水量略大于其最传佳含水量时压实。岩石或填石路床顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定砂粒，其厚度视路床顶面不平整程度而定，一般为100～500mm。5.2.2垫层遇有下述情况时，需在层基下设置垫层：(1)季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求时差值应以垫层厚度补足；(2)水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计(3)路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设半刚性垫层。垫层的宽应与路基同宽，其最小厚度为150mm。防冻垫层和排水垫宜采用砂、砂砾等颗粒材料。半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。5.2.3基层基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度。基层类型宜依照交通等级按规范选用。混凝土预制块面层应采用水泥稳定砂粒基层湿润和多雨地区，路基为低透水性细粒土的高速公路和一级公路或者承受特重或重交通的二级公路，宜采用排水基层。排水基层可选用多孔隙的开级配水泥稳定。碎石、沥青稳定碎石或碎石，其孔隙率约为20％。基层的宽度应比混凝土面层每侧至少宽出300mm（采用小型机具施工时）或500mm（轨模式摊铺机施工时）或650mm（滑模式摊铺机施工时）。路肩采用混凝土面层，其厚度与行车道面层相同时，基层宽度宜与路基同宽。级配粒料基层的宽度也宜与路基同宽。碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。贫混凝土基层在其弯拉强度超过1.8MPa时，应设置与混凝土面层相对应的横向缩缝；一次摊铺宽度大于7.5m时，应设置纵向缩缝。基层下未设垫层，上路床为细粒土、粘土质砂或级配不良砂（承受特重或重交通时），或者为细粒土（承受中等交通时），应在基层下设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定砂粒或石灰粉煤灰稳定砂粒，厚度一般为200mm。排水基层下应设置由水泥稳定砂粒或者密级配粒料组成的不透水底基层，厚度一般为200mm。底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物。5.2.4面层水泥混凝土面层应具有足够的强度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面层一般采用设接缝的普通混凝土；面层板的平面尺寸较大或形状不规则，路面结构下埋有地下设施，高填方、软土地基、填挖交界段的路等有可能产生不均匀沉降时，应采用设置接缝的钢筋混凝土面层。普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土或钢纤维混凝土面层板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。纵向接缝的间距按路面宽度在3.0～4.5m范围内确定。碾压混凝土、钢纤维混凝土面层在全幅摊铺时，可不设纵向缩缝。横向接缝的间距按面层类型和厚度选定：(1)普通混凝土面层一般为4～6m，面层板的长宽不宜超过1.30m，平面尺寸不宜大25m2；75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计(2)碾压混凝土或钢纤维混凝土面层一般为6～10m；(3)钢筋混凝土面层一般为6～15m。表5-1水泥混凝土面层厚度的参考范围交通等级特重重公路等级高速一级二级高速一级二级变异水平等级低中低中低中低中面层厚度（mm）320-280300-260280-240280～240270～230260～220钢纤维混凝土面层的厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0.6％～1.0％时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65～0.75倍。特重或重交通时，其最小厚度为160mm；中等或轻交通时，其最小厚度为140mm。复合式路面沥青上面层的厚度一般为25～80mm。除混凝土预制块面层外，各种混凝土面层的计算厚度应满足规范的要求。荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录B.1和B.2计算。面层设计厚度依计算厚度按10mm向上取整。采用碾压混凝土或贫混凝土做基层时，宜将基层与混凝土面层视作分离式双层板进行应力分析。上、下层板在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录C.1和C.2计算。上、下层板的计算厚度应分别满足规范的要求。具有沥青上面层的水泥混凝土板，在临界荷位处的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分别按附录D.1和D.2计算。混凝土板的计算厚度，应满足规范的要求。5.2.5路肩路肩铺面结构应具有一定的承载能力，其结构导线组合和材料选用应与行车道路面相协调，并保证进入路面结构中水的排除。路肩铺面可选用水泥混凝土面层或沥青面层。路肩水泥混凝土面层的厚度通常采用与行车道面层等厚，其基层宜与行车道基层相同。选用薄面层时，其厚度不宜小于150mm，基层应采用开级配粒料。路肩沥青面层宜选用密实型沥青混合料。其基层可选用无机结合料稳定粒料或级配粒料。行车道路面结构不设内部排水设施时，沥青面层和不透水基层的总厚度不宜超过行车道面层的厚度，基层下应选用透水性粒料填筑。5.3水泥路面工程设计5.3.1轴载换算标准轴载和轴载换算：水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计不同轴轮型和轴载的作用次数，按下列公式换算为标准轴载的作用次数见下表。表5-2标准轴载换算车辆车轴轴载Kp,iNiKp,i×Ni小客车桑塔纳2000前轴136.65E-1531000.0000后轴25.63.40E-1031000.0000中客车SH130前轴15.71.36E-136000.0000　后轴277.98E-106000.0000大客车CA50前轴28.31.69E-097200.0000　后轴69.32.83E-037202.0373小货车BJ130前轴13.551.29E-1415000.0000　后轴27.28.98E-1015000.0000中货车CA50前轴28.72.12E-098100.0000　后轴68.22.19E-038101.7743中货车东风EQ140前轴23.79.91E-117500.0000　后轴69.22.77E-037502.0738大货车JN150前轴491.10E-058000.0088　后轴101.61.29E+008001031.3102特大车日野KB222前轴50.21.63E-058000.0130　后轴104.31.96E+008001569.0577拖挂车五十铃前轴602.82E-04800.0226　后轴1203.70E+01802958.1481　　　　　　5564.4459　　　　　Ns2225.7784　　　　　Ne17502840小于和等于40KN(单轴)和80KN（双轴）的轴载，可略去。调查分析双向交通的分布情况，选取交通量方向分布系数，一般取0.5，车道数=2，所以交通量车道分布系数取0.8。Ns=5564.4459×0.5×0.8=2225.7784由《公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011)》取轮迹横向分布系数为0.22，设计使用年限为30年，可计算得到设计年限内标准轴载累计作用次数Ne为：由100×104≤1750.284×104≤2000×104，属重交通等级。5.3.2方案设计与计算75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计现在按设计要求，由表4-3得，相应于安全等级一级的变异水平等级为低级。根据高速公路重交通等级和低级变异水平等级，查表5-1，面层厚度h取0.24-0.28m之间。根据路基干湿类型，设计多种方案，并进行方案比选如下：5.4水泥路面设计方案参考《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)5.4.1方案一路基为中湿状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层选用水泥稳定碎石基层，厚，底基层为的水泥稳定砾石底基层；设置的天然砂砾石垫层。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Gpa,泊松比。（2）土基的回弹模量：路基属于中湿状态，查表E.0.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：，查表E.0.1-2得湿度调整系数为0.80，由此得到路床顶综合回弹模量为100×0.8=80MPa（3）基层和半刚性垫层的回弹模量：基层选用水泥稳定碎石，回弹模量取：Mpa(2000~2500)3%水泥稳定砂砾底基层，回弹模量取：Mpa(1000~2000)垫层选用天然砂砾，回弹模量取：Mpa(200~250)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)中，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为3、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度水泥稳定砾石基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计路基为干燥状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层采用水泥稳定碎石基层，厚；设置水泥稳定砂砾底基层，厚度为。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值MPa，相应的弯拉弹性模量标准值为GPa,泊松比。（2）土基的回弹模量：路基属于干燥状态，查表E.0.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：（3）基层和底基层的回弹模量：基层选水泥稳定碎石，回弹模量取：MPa（2000～2500）水泥稳定砂砾底基层，回弹模量取：Mpa(1000~2000)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：据土基状态拟定基层、底基层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计3、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度，水泥稳定碎石基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。5.4.2方案二路基为中湿状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层选用碾压混凝土基层，厚，底基层为的级配碎石底基层；75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计设置的级配碎石石垫层。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Gpa,泊松比。基层选用碾压混凝土，弯拉强度标准值为3.0Mpa,相应的弯拉模量和泊松比为23Gpa、0.15。（2）土基的回弹模量：路基属于中湿状态，查表E.0.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：，查表E.0.1-2得湿度调整系数为0.80，由此得到路床顶综合回弹模量为100×0.8=80MPa（3）底基层和垫层的回弹模量：级配碎石底基层，回弹模量取：Mpa(180~250)垫层选用级配碎石，回弹模量取：Mpa(180~250)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)中，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为（3）、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度碾压混凝土基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。路基为干燥状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层选用碾压混凝土基层，厚，底基层为的级配碎石底基层。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Gpa,泊松比。基层选用碾压混凝土，弯拉强度标准值为3.0Mpa,相应的弯拉模量和泊松比为23Gpa、0.15。（2）土基的回弹模量：75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计路基属于干燥状态，查表E.0.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：，（3）底基层的回弹模量：级配碎石底基层，回弹模量取：Mpa(180~250)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)中，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为3、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度碾压混凝土基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。5.4.3方案三路基为中湿状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层选用沥青稳定碎石基层，厚，底基层为的水泥稳定砂砾底基层；设置的天然砂砾石垫层。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值Mpa，相应的弯拉弹性模量标准值为Gpa,泊松比。（2）土基的回弹模量：路基属于中湿状态，查表E.0.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：，查表E.0.1-2得湿度调整系数为0.80，由此得到路床顶综合回弹模量为100×0.8=80MPa（3）基层和垫层的回弹模量：基层选用沥青稳定碎石，回弹模量取：Mpa(600~800)水泥稳定砂砾底基层，回弹模量取：Mpa(1000~2000)垫层选用天然砂砾，回弹模量取：Mpa(200~250)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计根据土基状态拟定的基层、垫层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)中，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为3、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计综上所述，所选的普通混凝土面层厚度沥青稳定碎石基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。路基为干燥状态时：1、初拟路面结构：初拟普通混凝土面层，厚度为；基层采用沥青稳定碎石基层，厚；设置水泥稳定砂砾底基层，厚度为。普通混凝土板的平面尺寸为宽3.75m，长4.5m。纵缝为平头缝加拉杆，横缝为设传力杆的平缝假缝。2、材料参数的确定：（1）混凝土路面设计弯拉强度与弯拉弹性模量：本设计为普通混凝土路面为重型交通，查规范得：弯拉强度的标准值MPa，相应的弯拉弹性模量标准值为GPa,泊松比。（2）土基的回弹模量：路基属于干燥状态，查表E.O.1-1，可选用路基土基的回弹模量值：（3）基层和底基层的回弹模量：基层选沥青稳定碎石，回弹模量取：MPa（600～800）水泥稳定砂砾底基层，回弹模量取：Mpa(1000~2000)（4）基层顶面的当量回弹模量和计算回弹模量：据土基状态拟定基层、底基层结构类型和厚度，参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40—2011)，按式（B.2.4）计算基层顶面当量回弹模量如下：普通混凝土面层的相对刚度半径按《新规范》B.2.2计算为75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计3、荷载疲劳应力计算：按式（B.1.3），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉杆平缝，对于水泥稳定粒料基层，接缝传荷能力的应力折减系数取。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的面层疲劳应力系数。基层疲劳应力系数根据公路等级，由表B.2.1，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.2.1），荷载疲劳应力计算为4、温度疲劳应力分析：由《新规范》表3.0.10，IV区最大温度梯度区。板长，普通混凝土板厚。按《新规范》（B.3.3），可求的综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数:75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计按式（B.2.2），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为：，混凝土线膨胀系数。温度疲劳应力系数按式（B.2.3）计算为其中a,b,c为回归系数：本项目在广东，为Ⅳ7区，分别取0.841，1.323，0.058。再由式（B2.1）计算温度疲劳应力为由表3.0.1，高速公路的安全等级为一级，相应于一级安全等级的变异水平等级为低级，目标可靠度为。再据查得的目标可靠度和变异水平等级，确定可靠度系数按式（3.0.3）综上所述，所选的普通混凝土面层厚度沥青稳定碎石基层可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳作用。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计5.5水泥混凝土路面方案比选表5-3方案比选方案类型选用材料及厚度方案一半刚性基层中湿面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：水泥稳定碎石基层，厚；底基层：水泥稳定砾石，厚垫层：天然砂砾，厚优选干燥面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：水泥稳定碎石基层，厚；底基层：水泥稳定砾石，厚优选方案二刚性基层中湿面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：碾压混凝土，厚；底基层：级配碎石，厚垫层：级配碎石，厚干燥面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：碾压混凝土，厚；底基层：级配碎石，厚方案三柔性基层中湿面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：沥青稳定碎石（沥青2.5%~3.5%），厚；底基层：水泥稳定碎石，厚垫层：天然砂砾石，厚干燥面层：普通水泥混凝土面板，厚；基层：沥青稳定碎石（沥青2.5%~3.5%），厚；底基层：水泥稳定砂砾，厚六种方案见表5-3，由于干燥与中湿状态下所用的材料均相同，只是厚度不同，因此对中湿状态的三种方案进行比选，与干燥状态下的同理。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计5.5.1混凝土路面下基层的作用1.防唧泥：混凝土面层如直接放在基层上，会由于路基土塑性变形量大，细粒料含量多和抗冲刷能力低而极易产生唧泥现象。2．减小路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响。3．防水：在路基湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面板下的水分以及毛细水的上升。4．为面层施工提供方便。5．提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。5.5.2对本路段基层材料选择的要求1由于本路段降雨量很大，若进入基层的水不能及时排除必定会影响路面的稳定。因此必须要求基层需好的排水性能。2基层应具有足够的强度与稳定性，理论和实践均表面，采用整体性好，具有较高弹性模量的材料修筑基层，可以确保混凝土路面良好的使用特性，延长路面的使用寿命。因此，无机结合料稳定类基层成为混凝土路面最适用的基层类型。5.5.3方案选择本段为IV7区，雨型季节性强，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，路面结构应结合排水系统、交通量对路面结构强度的要求，结合沿线的气候、水文、地形地质、建筑材料及施工条件等方面进行初步设计。然后从经济和技术进行方案比选。从因地制宜、合理选材、方便机械化施工、利于养护、节约投资的原则经济性等各角度进行比较。交通分析：水泥混凝土路面设计使用年限为30年。按交通量增长率假设为7.2%，水泥混凝土路面设计年限累计标准轴次为17502840次，属于道路重交通。由规范表4-3建议水泥混凝土路面面层厚度为240mm—280mm,故选择26cm厚度的水泥混凝土路面面层。技术性和经济性分析：水泥混凝土路面，强度高，耐久性好，使用寿命长，稳定性好，环境温度和湿度对其的力学强度影响甚小，养护费用少且运输成本低，夜间行车反光性较好，但接缝多，行车噪音大，阳光下反光太强，对水泥和水需求量大，对路基变形适应性差，面板易损坏，路面维修、养护不便。水泥稳定碎石基层和沥青稳定碎石基层都在施工技术和施工工艺方面相当接近，但前者的费用明显低于后者，所以较后面更好，且易施工、适应性更广。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计稳定性分析：从基层强度和材料要求上考虑，水泥稳定碎石基层可为优选方案。但路线走廊带位于广东省境内，属亚热带大陆性潮湿气候，冬冷夏热，四季分明，雨量充沛。且多集中在3-9月份，路基为低液限粘土为主。综合上述，对应本路段，优选方案为方案一。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计第六章沥青路面设计6.1结构组合设计原则1、应根据公路所在区域的水文地质、气候特点、公路等级与使用要求，交通量及其交通组成因素，结合当地的实际情况，拟定沥青层的厚度。2、对半刚性基层沥青路面的结构层组合设计，基层与沥青面层的模量比宜在1.5-3之间；基层与底基层的模量比不宜大于3，底基层与土基的模量比宜在2.5-12.5之间。3、为防止雨水、雪水进入路面结构层、土基，沥青面层应选用密级配沥青混合料，当采用排水基层时，其下应设防4、对于半刚性沥青路面宜选用骨架密实型基层，适当增加沥青层的厚度，在半刚性基层材料上增加改性沥青应力膜等以减少收缩开裂和反射裂缝。5、设计时应采取技术措施，加强路面各结构层之间的结合，提高路面结构的整体性，避免产生层间滑移。如沥青层间应设黏层，各种基层上应设置透层沥青，在半刚性基层上应设下封层。6.2交通量计算计算设置：根据交通量计算根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》3.1.2条与3.1.7条的规定计算累计标准轴次：Ne=14596040次。公路等级：高速公路路面等级：高级路面设计年限：15年年平均增长率：7.2%车道特征：双向四车道车道系数：0.5075 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计表6-1轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算序号车型名称前轴重（KN)后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距交通量1三湘CK65601325.61双轮组　31002江淮AL66001726.51双轮组　6003三湘CK689230701双轮组　7204北京BJ13013.5527.21双轮组　15005解放CA5028.768.21双轮组　8106东风EQ14023.769.21双轮组　7507黄河JN15049101.61双轮组　8008日野KB22250.2104.31双轮组　8009五十铃EXR181601003双轮组>3806.3方案设计根据设计要求，先设计三种不同的结构组合方案,再根据干湿类型进行计算,并进行方案比选如下表6-2沥青路面设计对照表:方案状态路面结构层结构层材料厚度（cm)75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计方案一半刚性基层干燥上面层SMA-134中面层AC-206下面层AC-258基层水泥稳定碎石(R=4MPa)20底基层水泥稳定砂砾(R=2MPa)设计层中湿面层SMA-134面层AC-206面层AC-258基层水泥稳定碎石(R=4MPa)20底基层水泥稳定砂砾(R=2MPa)设计层垫层天然砂砾15方案二复合式基层干燥上面层SMA-134中面层AC-206下面层AC-258基层ATB-2510底基层水泥稳定碎石(R=4MPa)设计层中湿上面层SMA-134中面层AC-206下面层AC-258基层ATB-2510底基层水泥稳定碎石(R=4MPa)设计层垫层天然砂砾16方案三柔性基层干燥上面层AC-134中面层AC-206下面层AC-258基层ATB-2516底基层级配碎石设计层中湿上面层AC-134中面层AC-206下面层AC-258基层ATB-2515底基层级配碎石设计层垫层天然砂砾206.3.1设计方案一A假定路基为干燥状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+0775 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.6条的规定计算设计指标。（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.0面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：半刚性基层基层类型系数：1.0（2）设计指标路面设计弯沉值：22.1(0.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：干燥状态土基土质稠度：Wc=1.2（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土土基回弹模量：E0=40.0MPa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：575 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-3方案一干燥状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差1SMA-13沥青碎石4.0140014018001801.70.52AC-20沥青混土6.01200120180018010.293AC-25沥青混土8.0100010012001200.80.244水泥稳定碎石稳定集料20150015036003600.60.295水泥稳定砂砾稳定集料设计层130013036003600.60.296新建路基　　40　　　　　5.确定最小防冻厚度计算设置：进行验算6.设计结果按设计弯沉值按设计弯沉值计算设计层厚度：Ld=22.1(0.01mm)H(5)=200mmLS=22.6(0.01mm)H(5)=350mmLS=20.7(0.01mm)H(5)=313mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=313mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=313mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=313mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=313mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=313mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计H(5)=320mm(仅考虑弯沉)H(5)=320mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:-----------------------------------------------------------------细粒式沥青玛蹄脂碎石SMA-1340mm-----------------------------------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm-----------------------------------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm-----------------------------------------------------------------水泥稳定碎石200mm-----------------------------------------------------------------水泥稳定砂砾320mm-----------------------------------------------------------------新建路基B假定路基为中湿状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+07属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.6条的规定计算设计指标。（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.0面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：半刚性基层基层类型系数：1.0（2）设计指标路面设计弯沉值:22.1(0.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置：按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc=1.1（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土土基回弹模量：E0=36.0MPa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：6结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-4方案一中湿状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1SMA-13沥青碎石4.0140014018001801.70.52AC-20沥青混土6.01200120180018010.293AC-25沥青混土8.0100010012001200.80.244水泥稳定碎石稳定集料20150015036003600.60.295水泥稳定砂砾稳定集料设计层130013036003600.60.296天然砂砾集料151501515015　　7新建路基　　36　　　　　5.确定最小防冻厚度计算设置：进行验算6.设计结果按设计弯沉值计算设计层厚度：Ld=22.1(0.01mm)H(5)=250mmLs=23.3(0.01mm)H(5)=300mmLS=21.3(0.01mm)H(5)=279mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=279mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=279mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=279mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=279mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=279mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(5)=279mm(仅考虑弯沉)H(5)=279mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:--------------------------------------------------------------细粒式沥青玛蹄脂碎石SMA-1340mm--------------------------------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm--------------------------------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm--------------------------------------------------------------水泥稳定碎石200mm---------------------------------------------------------------水泥稳定砂砾300mm---------------------------------------------------------------天然砂砾150mm---------------------------------------------------------------新建路基6.3.2设计方案二A假设路基为干燥状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+07属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.675 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计条的规定计算设计指标。（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.0面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：半刚性基层基层类型系数：1.5（2）设计指标路面设计弯沉值：33.2(0.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置：按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：干燥状态土基土质稠度：Wc=1.20（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土土基回弹模量：E0=40.0Mpa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：6结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-5方案二干燥状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1SMA-13沥青碎石4.0140014018001801.70.52AC-20沥青混凝土6.01200120180018010.293AC-25沥青混凝土8.0100010012001200.80.244ATB-25稳定集料10120012014001400.80.245级配碎石稳定集料设计层150015036003600.5　0.24　7新建路基　　40　　　　　按设计弯沉值计算设计层厚度：Ld=33.2(0.01mm)H(5)=200mmLS=33.5(0.01mm)H(5)=250mmLS=29.5(0.01mm)H(5)=203mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=203mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=203mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=203mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=203mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=253mmσ(5)=.268MPaH(5)=303mmσ(5)=.227MPaH(5)=287mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(5)=203mm(仅考虑弯沉)H(5)=287mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:-----------------------------------------细粒式沥青玛蹄脂碎石SMA-1340mm-----------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm-----------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm-----------------------------------------密集配沥青碎石ATB-25100mm-------------------------------------------------------------水泥稳定碎石300mm-----------------------------------------新建路基B假设路面为中湿状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+07属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.6条的规定计算设计指标。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.0面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：混合基层基层类型系数：1.5（2）设计指标路面设计弯沉值：33.2(0.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置：按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc=1.1（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土土基回弹模量：E0=36.0MPa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：6结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-6方案二中湿状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1SMA-13沥青碎石4.0140014018001801.70.52AC-20沥青混土6.01200120180018010.293AC-25沥青混土8.0100010012001200.80.244ATB-25稳定集料10120012014001400.80.245水泥稳定碎石稳定集料设计层150015036003600.5　0.245天然砂砾稳定集料161501515015　　7新建路基　　36　　　　　5.确定最小防冻厚度计算设置：进行验算6.设计结果按设计弯沉值计算设计层厚度：Ld=33.2(0.01mm)H(5)=150mmLS=36.4(0.01mm)H(5)=200mmLS=31.9(0.01mm)H(5)=185mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=185mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=185mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=185mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=185mm(第4层底面拉应力计算满足要求)H(5)=235mmσ(5)=.271MPaH(5)=285mmσ(5)=.23MPaH(5)=273mm(第5层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度:H(5)=185mm(仅考虑弯沉)H(5)=273mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------------------------------细粒式沥青玛蹄脂碎石SMA-1340mm-------------------------------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm-------------------------------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2080mm-------------------------------------------------------------密集配沥青碎石ATB-25100mm-------------------------------------------------------------水泥稳定碎石300mm-------------------------------------------------------------天然砂砾160mm-------------------------------------------------------------新建路基6.2.3设计方案三A假设路面为干燥状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+07属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.6条的规定计算设计指标。（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.075 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：柔性基层基层类型系数：1.6（2）设计指标路面设计弯沉值：35.4(0.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置：按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：干燥状态土基土质稠度：Wc=1.20（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土基回弹模量：E0=40.0MPa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：5结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-7方案三干燥状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1AC-13沥青混凝土4.0140014020002001.40.412AC-20沥青混土6.01200120180018010.293AC-25沥青混土8.0100010012001200.80.244ATB-25沥青碎石16120012014001400.80.245级配碎石稳定集料设计层2502525025　　7新建路基　　40　　　　　5.确定最小防冻厚度计算设置：进行验算6.设计结果按设计弯沉值计算设计层厚度：LD=35.4(0.01mm)H(5)=300mmLS=37.1(0.01mm)H(5)=350mmLS=35.2(0.01mm)H(5)=344mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=344mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=344mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=344mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=394mmσ(4)=.241MPaH(5)=444mmσ(4)=.235MPaH(5)=405mm(第4层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(4)=344mm(仅考虑弯沉)H(4)=405mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求.通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:------------------------------------------细粒式沥青混凝土AC-1340mm75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计------------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm------------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm------------------------------------------密级配沥青碎石ATB-25160mm------------------------------------------级配碎石420mm------------------------------------------新建路基B假设路面为中湿状态1.累计标准轴次计算结果（1）一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量Nh=1980，属重交通等级（2）当以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时：路面营运第一年双向日平均当量轴次：3134设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.459604E+07属重交通等级（3）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时:路面营运第一年双向日平均当量轴次：2523设计年限内一个车道上的累计当量轴次：1.175042E+07属中等交通等级路面设计交通等级为重交通等级2.确定路面设计弯沉值与抗拉强度结构系数根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》8.0.5条与8.0.6条的规定计算设计指标。（1）设计指标各系数公路等级：高速公路公路等级系数：1.0面层类型：沥青混凝土面层面层类型系数：1.0基层类型：柔性基层基层类型系数：1.6（2）设计指标75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计路面设计弯沉值：35.4(.01mm)3.确定土基回弹模量计算设置：按规范计算（1）根据《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1“土基干湿状态的稠度建议值”土组类型：粘质土路基干湿状态：中湿状态土基土质稠度：Wc=1.1（2）根据《公路沥青路面设计规范》中附表F.0.3“二级自然区划各土组土基回弹模量参考值(MPa)”公路自然区划：Ⅳ-7区土组类型：粘质土土基回弹模量：E0=36.0MPa4.确定结构设计参数（1）基本参数路基路面结构总层数：6结构设计层位：5（2）根据《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》建议值确定各结构层设计参数表6-8方案三中湿状态下各结构层设计参数表层位材料名称材料类型厚度（cm）抗压模量(MPa)劈裂强度（Mp）容许拉应力（Mp）20℃标准差10℃标准差75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1AC-13沥青混凝土4.0140014018001801.40.412AC-20沥青混凝土6.01200120180018010.293AC-25沥青混凝土8.0100010012001200.80.244ATB-25沥青碎石15120012014001400.80.245级配碎石稳定集料设计层2502525025　　5天然砂砾粒料201501515015　　7新建路基　　36　　　　　5.确定最小防冻厚度计算设置：进行验算6.设计结果按设计弯沉值计算设计层厚度：Ld=35.4(0.01mm)H(5)=250mmLS=36.1(0.01mm)H(5)=300mmLS=34.3(0.01mm)H(5)=269mm(仅考虑弯沉)按容许拉应力计算设计层厚度：H(5)=269mm(第1层底面拉应力计算满足要求)H(5)=269mm(第2层底面拉应力计算满足要求)H(5)=269mm(第3层底面拉应力计算满足要求)H(5)=369mmσ(4)=.241MPaH(5)=419mmσ(4)=.237MPaH(5)=384mm(第4层底面拉应力计算满足要求)路面设计层厚度：H(4)=269mm(仅考虑弯沉)H(4)=384mm(同时考虑弯沉和拉应力)验算路面防冻厚度:路面最小防冻厚度500mm验算结果表明,路面总厚度满足防冻要求通过对设计层厚度取整,最后得到路面结构设计结果如下:------------------------------------------75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计细粒式沥青混凝土AC-1340mm------------------------------------------中粒式沥青混凝土AC-2060mm------------------------------------------粗粒式沥青混凝土AC-2580mm------------------------------------------密级配沥青碎石ATB-25150mm------------------------------------------水泥稳定碎石400mm------------------------------------------天然砂砾200mm------------------------------------------新建路基6.3沥青路面方案比选6.3.1从施工上比选对于水泥稳定类基层，施工相对简单，技术成熟，有系统的施工设备，可以保证施工的质量，而水泥稳定类做基层在全国是最常见的形式，也是使用最多的方案。故方案一是可行方案。6.3.2从材料，经济的角度分析方案一是水泥稳定类，主要消耗的是水泥和碎石。沿线材料分布情况：公路沿线有较丰富的碎石、砂砾材料、砂，当地沿线无矿石料场，矿石材料需外购，当地有水泥厂和电厂，粉煤灰较丰富。从工程经济和地方利益上考虑，应尽可能利用当地材料，因地制宜。而沥青稳定碎石类，要消耗大量的沥青，不是本地所产，大部分要靠外地和进口。使用沥青材料做基层的费用将远远的贵于水泥材料做基层，经济不合理。故方案一是可行方案。6.3.3从技术的角度分析由于该路的交通等级是属于重载交通，设计必需满足交通量的要求，而三种方案都可以满足交通量的要求，并可以保证路基的稳定性，故一、二、三方案是可行方案。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计综上所述：从施工、材料、经济和技术的方面进行比选知方案已比较贴合当地的实际情况，所以确定方案一为推荐方案。方案状态路面结构层结构层材料厚度（cm)方案一半刚性基层干燥上面层SMA-134中面层AC-206下面层AC-258基层水泥稳定碎石(R=4MPa)20底基层水泥稳定砂砾(R=2MPa)32中湿面层SMA-134面层AC-206面层AC-258基层水泥稳定碎石(R=4MPa)20底基层水泥稳定砂砾(R=2MPa)30垫层天然砂砾15参考文献[1]Svensson,H.S.andT.G.Lovett,TheTwinCable-StayedBaytownBridge[J],ProceedingsoftheInternationalBridgeConference:Bridgeinto21stcentury,HongKong,1995[2]KongL.WandTanL.R,ASimpleMethodofDeterminingtheSoil-WaterCharacteristicCurveIndirectly[J],UnsaturatedSoilsForAsia,Singapore,2000,11:341-345[3]公路软土地基路堤设计与施工技术规范（JTJ017-96）[S]．北京：人民交通出版社，199775 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计[4]高大钊，袁聚云.土质学与土力学（第三版）.北京：人民交通出版社2006[5]窦明健.公路工程地质.北京：人民交通出版社2006[6]路基（第二版）设计手册.北京：人民交通出版社，2004[7]姚祖康.路面（第三版）设计手册.北京：人民交通出版社2006[8]高速公路路面设计与施工.北京：人民交通出版社2001[9]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京：人民交通出版社1998[10]顾克明.公路桥涵设计手册-涵洞.北京：人民交通出版社，2001.3[11]公路工程技术标准(JTGB01-2003)[S].北京：人民交通出版社2004[12]公路路线设计规范(JTGD20-2006)[S].北京：人民交通出版社2006[13]公路路基设计规范(JTGD30-2004)[S].北京：人民交通出版社2004[14]公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011)[S].北京：人民交通出版社2011[15]公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)[S].北京：人民交通出版社2006[16]公路路基施工技术规范(JTGF10-2006)[S].北京：人民交通出版社2006[17]公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000)[S].北京：人民交通出版社，2004[18]公路工程概算定额（JTG/TB06-01.2007）[19]公路排水设计规范(JTJ018-97)[S].北京:人民交通出版社，1997[20]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2008.致谢经过一个学期忙碌，我的毕业设计已接近尾声了。而我的四年大学生涯也即将随着毕业设计的结束画上一个圆满的句号。大学四年中，在老师们无私的教诲和同学们热心的帮助下，我从进校前的青涩变成了现在的略显成熟。尤其在这次毕业设计中我对老师们和同学们的帮助有了更加深刻的体会。75 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计由于我只是一个即将毕业的本科生，在道路设计方面经验匮乏，因而在毕业设计中难免碰到这样那样的问题和许多考虑不周全的地方。但是在老师的严格而细心的督促和指导以及同学们耐心的帮助下，我顺利地完成了本次设计。在这里，我首先要感谢我的导师査旭东教授和我的指导老师姜旺恒老师。査教授和姜老师平时工作繁多，但是，在我们这次毕业设计中的每个阶段：从查阅资料写开题报告，路基的设计（挡土墙的设计，边坡防护，排水设计等等）和路面的设计（结构设计等），还有众多图纸的的屡次修改，整个设计过程中都给予了我悉心的指导。设计比较复杂繁琐，中间有很多涉及到专业和经验方面的问题，使得有时设计无从下手，多亏了査老师和姜老师耐心地给予指导解答，并且细心地纠正图纸和论文中的错误。査教授和姜老师的专业水平与应用能力让我钦佩，他治学严谨的态度与科学研究的精神也是我学习的榜样，相信通过这次的设计，对我以后的学习和工作都会有很大的帮助。而何老师则时常像个大哥样，跟我讲他在学习和工作中的经验，让即将走入社会的我们对社会有了更加深刻的认识，相信，这些经验必将对我们以后的学习和工作提供重要帮助。其次，我要感谢我们这一小组以及其他兄弟组的同学。正是因为毕业设计期间我们对问题的相互讨论，相互帮助，让我在许多方面也得到了提高，同时也深深让我感觉到集体的力量和温暖。郭宏超2012年675 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计附录A：专题研究沥青稳定碎石排水基层摘要：随着沥青稳定碎石排水基层在告诉公路中的应用，本文分析了沥青路面排水基层的排水性要求及其设计要求和结构层设置、列举了3种级配的开级配沥青混合料的配合比设计及沥青最佳用量的确定方法，并对沥青稳定碎石混合料力学性能及影响因素进行了简单的分析,最后简单的介绍了沥青稳定碎石排水基层的施工工艺。关键字：沥青路面;沥青稳定碎石排水基层;多孔隙水泥稳定碎石;力学性能目前，许多高等级沥青路面上雨后出现非常普遍的唧浆现象,以及路面的许多其他病害,都与侵入并积滞在几乎不透水的基层顶面水的不良作用有关。为减少路表水的下渗,减轻沥青路面的水损害,在我国,一般是在面层、下基层上设置排水结构层,将滞留在路面结构内的水分及时排除到路面和路基结构外,将非常有利于改善路面的使用性能,大大提高路面使用寿命;而该排水结构层一般采用多空隙沥青稳定碎石材料,使沿路面下渗的水分进入多孔的沥青稳定碎石层而排出道路结构外,同时,沥青路面的沥青层较厚,在重载超载交通、渠化交通的作用下，易产生车辙,车辙问题已成为国内外路面的主要破坏形式之一。国外的研究表明，大粒径碎石沥青混合料能有效的抵抗车辙的产生。国外的研究表明,大粒径碎石沥青混合料能有效的抵抗车辙的产生。这种排水基层比较易于推广应用。现就以下几个方面对沥青稳定碎石排水基层做进一步的探讨和研究。一、沥青路面排水基层的排水性要求：　解决排水基层的排水功能问题需要知道有多少水通过多孔沥青路面排出路面范围,排除这些水需要多长时间。为了知道有多少水进入路面内部需要排水基层排走,需要合理的分析路面表面水渗入量。路面表面水渗入量与路面状况和降水条件有关。因此需要搜集所处地区的水文条件资料。从相关资料可以查得暴雨强度公式。竖向排水路径短,水力坡度大(100%),因此 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计影响其排水效果的主要是横向排水。对排水基层,排水要求主要有2个方面:一是尽可能短的排水时间,排水时间过长会影响到路面结构强度;二是足够的排水能力,能够将沿着裂缝等途径进入沥青路面面层内部的水分排出沥青路面,避免水在沥青路面面层内部滞留引起水损坏的发生。排水设计规范规定的渗入水在路面结构内部的最大渗流时间,冰冻地区不应超过1h,其它地区不应超过2h(重交通时)～4h(轻交通时)。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45～60m。根据规范要求在这里提出对排水基层排水性能的要求有2点:一是降雨停止后2h或1d之内排走50%进入路面内部的水(AASHTO排水要求);二是排水基层的排水能力应大于上面渗入排水基层的水的渗入率。这两个条件必须同时满足。对于第一点要求,满流时横坡度大,排水时间较短;非满流时排水时间可能较长,因而采用非满流公式进行计算。对于第二点要求,排水能力可以按照达西定律公式去计算,表面水渗入量参照美国联邦公路局的建议取0.4倍1a一遇1h的降雨强度。二．沥青路面排水基层的设计要求及结构层设置现在沥青路面排水基层一般采用多空隙沥青稳定碎石材料。沥青稳定碎石基层是一种不同于半刚性基层的基层类型,在进行沥青稳定碎石基层混合料的材料设计时,疲劳性能是其首要的技术性能要求。在众多的影响因素中,混合料的矿料级配是影响沥青稳定碎石基层混合料疲劳性能的重要因素之一。沥青稳定碎石排水层由含少量细料的开级配碎石集料加少量沥青(2.5%～3.5%)组成,排水层应具有足够的孔隙率(一般不小于20%),使自由水能在层内迅速渗流。排水层的厚度视孔隙率、路表水渗入量和渗流量而定,通常为8cm～12cm。渗入量大、路面宽度大(车道数多)、孔隙率小时取高值。根据有关计算可得到对路面结构排水层的要求如下:1)同一排水层厚度下,排水层模量越大越好;同一排水层模量下,排水层的厚度越小越好。因此在满足排水功能的前提下,宜尽量选用较薄的排水层厚度。2)在整个排水层厚度的取值范围内,使得面层底面不出现拉应力的排水层模量需大于1120MPa;使得面层底面最大拉应力不超过0.1MPa的排水层的模量需大于680MPa; 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计使得面层底面最大拉应力不超过0.2MPa的排水层的模量在取值范围内都满足。沥青稳定碎石设在沥青面层下,一方面可以迅速疏干渗入沥青面层内的自由水,另一方面又可引起基层的承重作用。由于排水层透水,其下卧层应为不透水层,以免自由水下渗而浸湿底基层、垫层和土基。由于沥青稳定碎石混合料为粗集料骨架结构,沥青含量较低,其热稳定性较密级配沥青混合料好,因而,采用减薄沥青面层厚度的结构方案,并不会出现车辙量增加的情况。三　多孔隙水泥稳定碎石排水基层的配合比设计1.1　原材料本试验所采用的石料为玄武岩,石料干燥、洁净、无风化、无杂质,经试验测定,符合沥青面层用集料质量技术要求。细集料及填料包括石屑和矿粉,经试验测定质量符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)(以下简称《施工规范》)中规定的沥青面层用细集料、填料质量技术要求。沥青采用太平洋石油沥青AH-90掺加4.5%SBS改性剂,其主要技术指标经检验均符合《施工规范》的要求。1.2　矿料配合比设计ATPB由沥青稳定不含或含少量4.75mm以下细料的开级配碎石集料组成。本文以《施工规范》规定的级配范围配制ATPB-40、ATPB-30、ATPB-25共3种级配的沥青混合料。级配曲线见图1～3。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计1.3　沥青用量的确定ATPB配合比设计方法的关键问题是沥青用量的确定,本文采用谢伦堡析漏试验结合马歇尔试验确定最佳沥青用量。谢伦堡析漏试验中,每一级配分别采用5个沥青用量，间隔为0.4%,其中ATPB-40为1.8%～3.4%,ATPB-30和ATPB-25为2.2%～3.8%。根据试验结果绘制不同沥青用量下析漏损失量与沥青用量的关系曲线,如图4所示 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计通过析漏试验确定最大沥青用量的原理是:沥青损失率随混合料的沥青用量的增大而逐渐增大,当超过某一点时,损失率突然增大,该点即是最大沥青用量点。而沥青损失率突然增大的点也就是析漏曲线切线斜率变化最快的点,该点即为曲线二阶导数最大点。用二分法确定曲线二阶导数最大点,步骤如下:首先拟合曲线方程;然后求方程的二阶导数;最后用二分法求曲线二阶导数最大点。因为沥青用量取值精度为0.1，所以x的允许误差取ε=0.1。求ATPB-40的最大沥青用量过程如下：拟合曲线方程为：y=-0.472x4+5.0781x3-9.483x2+32.172x-19.135式中:x为沥青用量(%);y为沥青析漏量(%)。方程二阶导数为:y″=-5.664x2+30.4686x-38.966通过二分法确定y″的最大值的过程如表1所示。　通过计算,二阶导数近似最大值点沥青用量为2.7%。即ATPB-40的最大沥青用量为2.7%。同样,采用二分法,经计算ATPB-30、ATPB-25的最大沥青用量分别为2.9%和3.1%。马歇尔试验也选用5种沥青用量,每组级配的ATPB混合料在每一沥青用量下采用大型击实法击实成型试件4 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计个。进而测得马歇尔试件的毛体积密度、空隙率、稳定度和流值,试验结果见表2～4。表中的马歇尔稳定度值、空隙率等是一组4个试件试验结果的平均值。由表2～4可以看出,ATPB混合料的马歇尔稳定度随着沥青用量的增加逐渐增大,当沥青用量为某一数值时,马歇尔稳定度达到最大值,然后又有所下降。ATPB-40、ATPB-30和ATPB-25相对应马歇尔稳定度最大值的沥青用量分别为2.6%、2.8%和3.0%。　3种级配的马歇尔稳定度试验都表明,大空隙的沥青混合料的马歇尔稳定度与沥青用量之间有一定的规律性,在最佳沥青用量之前的马歇尔稳定度逐渐增加,表明沥青与集料之间仍然是结构沥青,沥青与集料之间的粘结力对混合料起了一定的结构强度的作用,但是作用并不明显;超过最佳沥青用量之后的马歇尔稳定度值有一定程度的下降, 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计但是下降的幅度不大,表明沥青膜厚增加过多,除了结构沥青之外,出现了自由沥青,自由沥青的增多导致混合料的结构强度有所降低。根据谢伦堡析漏试验,所得ATPB-40、ATPB-30、ATPB-25的沥青最大用量分别为2.7%、2.9%、3.1%,略高于马歇尔试验所确定的最佳沥青用量。为提高排水性沥青稳定基层混合料的水稳定性,要求沥青用量尽可能多。所以,确定ATPB-40、ATPB-30、ATPB-25混合料的最佳沥青用量分别为2.7%、2.9%、3.1%。四多孔隙沥青稳定碎石力学性能及影响因素多孔隙沥青稳定碎石混合料由粗集料、少量的细集料和低剂量的沥青组成。作为排水基层,既要求它具有足够的排水能力,又要求它具有一定的承载能力和耐久性,具体体现在以下几个方面:透水性:依据美国的使用经验,为满足排水要求,排水基层混合料的设计渗透系数一般采用0.18cm/s～0.36cm/s。我国《公路排水设计规范》中建议设计渗透系数不小于0.36cm/s。考虑到材料性质、施工控制等因素的变异性以及排水性能在使用期内的衰变,混合料组成设计时采用的设计渗透系数不小于1.0cm/s。影响沥青稳定碎石排水层材料渗透系数的主要因素为混合料的孔隙率。而孔隙率则主要取决于集料的级配组成和颗粒形状、沥青含量以及混合料的压实程度。其中,集料级配组成是控制混合料孔隙率大小的首位考虑因素,而集料颗粒的最大粒径选择应基于排水层的厚度及该层的结构强度之上。劲度:半刚性基层沥青路面结构中,沥青稳定碎石排水基层在车辆荷载作用下基本处于受压状态,其力学性质可主要以应力应变特性———抗压回弹模量表征。其回弹模量值的变化可影响到沥青面层的应变和应力,如果排水基层的回弹模量值比沥青面层的模量值低很多,有可能使沥青面层出现拉应变,或者增大其拉应变,从而降低沥青面层的疲劳寿命,或需增加沥青面层的厚度。为此,应按照控制沥青面层底面不出现拉应变或不使其拉应变增大的标准,分析沥青面层和排水基层模量比的合适要求,由此规定沥青稳定碎石混合料的回弹模量最低限值。影响沥青稳定碎石混合料回弹模量的主要因素是混合料的孔隙率(空气含量)、矿粉(0.075mm以下)和沥青的含量以及沥青的稠度。随着孔隙率的增加,混合料的回弹模量值相应提高。而影响混合料孔隙率的主要因素是矿粉和细集料(2.36mm以下) 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计的含量以及压实度,孔隙率随细料的增加而降低,必然会影响到混合料透水性要求的满足。沥青稳定碎石混合料的组成设计,需要通过反复调整级配组成和沥青用量,在同时满足回弹模量和渗透系数要求的前提下找到合适的平衡点。耐久性:沥青稳定碎石排水层混合料较长时间处于水浸润状态,在车辆荷载的反复作用下易出现沥青剥落病害。依据国外的使用经验,沥青用量需维持足够数量(一般为2.5%以上),才能增加混合料的耐久性。为此,建议混合料的沥青用量不低于2.5%。由于多孔隙沥青稳定碎石混合料中的细料含量少,沥青用量不能太多,否则易引起沥青出现流淌(或成为析漏);但是沥青用量过少,又会出现沥青剥落和抗变形能力不足等耐久性和稳定性的问题。因而,合适的沥青用量应在保持不出现流淌的前提下尽可能选得高一些,并且为保证最低沥青用量,必须采用一定量的细料(细集料和矿粉),并通过流淌(析漏)试验来判别其最低用量。五、沥青稳定碎石排水基层的施工工艺5.1　准备工作在施工前,结合施工料场材料的实际情况,按照设计级配,通过试拌来确定施工配合比。5.2　施工步骤和要点1)首先应注意使沥青稳定碎石排水基层的下承层(即半刚性底基层)平整、密实;为了防止透过排水基层的水再往下渗透,在二灰碎石顶面作乳化沥青封层,具体做法为一油一料,乳化沥青稀浆封层应满足规范的要求.2)排水基层材料应按所要求的规格在沥青混合料拌和厂拌制好,再用自卸卡车保温运输到工地,采用摊铺机进行摊铺.拌和温度可在140℃～150℃之间,摊铺压实温度不低于120℃,碾压终了温度不低于65℃.3)摊铺前,先在道路的外侧架设一条直径为2～2.5mm的钢丝线,然后沿纵向每10m设一基准架,根据水准测量的基准线高度值,将基准线固定在基准架上,并检查无误后,待摊铺时使用.摊铺前,将横坡控制系统的总仪表安装好,并将线路接通,使总仪表指示灯显示.4)压实时可采用6～8t光轮压路机,松铺系数和碾压遍数可事先选一段路试压确定.每次试压后应对沥青稳定碎石排水基层钻芯取样, 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计测得芯样的毛体积密度、压实度和空隙率.直到同时满足压实度和空隙率要求后,确定最终的松铺系数和碾压遍数.采用水准仪控制松铺标高和压实后标高.根据资料分析,建议松铺系数范围为1.15～1.20,6～8t光轮压路机碾压次数范围为3～4遍.应禁止压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车,以防止排水基层表面受到破坏.5)沥青稳定碎石排水基层横、纵向接缝处理与沥青面层施工方法相同.6)沥青稳定碎石排水基层完工后,应尽早铺设沥青面层,并注意防止污物堵塞排水基层顶面.综上,在排水基层的施工过程中,一定要使排水基层同时满足压实度和空隙率两方面的要求.因此,关键要掌握好压路机吨位、碾压遍数和松铺系数三个要素,并注意防止污染.六、结论沥青稳定碎石透水基层作为排水基层,能够很好的解决路面结构内部排水问题,并在沥青面层和半刚性基层之间起到模量过渡的作用,利于层间接触,并能有效防止反射裂缝。设置排水基层,应注意满足结构功能的要求。排水基层在施工时,应严格控制沥青用量,做好包括下封层、集排水管等配套排水设施的布设,以确保水分的顺畅排除。参考文献[1]ASPHALTINSTITUTEAsphaltOverlaysforHighwayandStreetRehabili2tation[S]1ManualSeriesNO117(MSO17)[2]AhmedM.Ashteyat.Characterizationofdrainablebaseandsubbasematerials[J].AkronUniversity,2004.[3]JTGD50-2006,公路沥青路面设计规范[S][4]公路路基设计规范JTGD30-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.[5]公路路基施工技术规范JTGF10-2006[S].北京:人民交通出版社,2006.[6]公路沥青路面设计规范JTGD50-2006[S].北京:人民交通出版社,2006.[7]公路工程技术标准JTGB01-2003[S].北京:人民交通出版社,2003.[8]谢洪斌,姚祖康,等.沥青稳定碎石排水层材料的透水能力[J].中国公路学报 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计,2007,(4).[9]JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].[10]吕文江1路面结构内部排水系统研究[D]1西安:长安大学2004[11]谢洪斌,姚祖康.沥青稳定碎石排水层材料的透水能力[J].中国公路学报,2000(2).附件Ⅰ毕业设计(论文)开题报告题目：潮-揭高速公路K40+200～K41+800段路基路面工程综合设计课题类别：设计论文□学生姓名：郭宏超学号：200810010331班级:2008级3班专业(全称)：木工程（道路工程方向）指导教师：周志刚姜旺恒 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计2012年3月一、本课题设计（研究）的目的：毕业设计是高等学校人才培养计划中的重要组成部分，是教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。毕业设计的目的是培养学生综合运用所学的基础知识、专业基础知识、专业知识及专业相关基本技能来分析和解决实际问题的能力。本次我的毕业设计任务为潮州-揭阳高速公路（K50+600-K52+200）路基路面综合设计。这个毕业设计的任务是对我整个大学期间所学课程体系的一个终期检查和全面回顾。潮揭高速公路是潮汕平原东西方向最为快捷的陆上通道,是省高速公路重点建设项目之一,其建设将进一步改善粤东地区交通和投资环境,拉近与珠三角经济区的距离,对实现潮州、汕头、揭阳三市半小时经济圈,密切区域内联系、促进区域经济发展有着重要的现实意义。潮揭高速公路位于粤东地区高速公路网的中心位置，其建设对于完善粤东高速公路网络，连接广东省高速公路网，解决潮州至揭阳交通瓶颈问题,改善粤东地区由与赣南、闽西南地区的交通条件，优化投资环境，促进经济协调发展,实现省委、省政府提出的“五年大变化、十年大发展”目标，具有十分重要的现实意义。潮揭高速公路东起于潮安县铁铺镇，与汕汾高速公路在铁铺互通处连接，经潮安县官塘镇、磷溪镇、江东镇、浮洋镇、凤塘镇和揭东县玉窑镇，在云路镇与汕梅高速公路东线相连。项目采用双向四车道，路基宽度25.5m，其中行车道为2×2×3.75m,中间带3.0m(含2×0.75m路缘带)，硬路肩为2×3.0m(含0.5m路缘带)，土路肩宽度为2×0.75m，设计行车速度100公里/小时。潮揭高速公路是汕潮揭高速公路网络规划的重要组成部分，是在汕汾与汕梅、揭普高速公路间架起的一条快速通道，也是国道同三线连接粤东广大地区的一条重要通道，是汕潮揭高速公路网路规划不可缺少的重要环节。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计所以，本课题的设计研究主要是关于潮揭高速公路中路基路面的综合设计，针对在设计中所遇到的为题加以解决，希望能通过本次毕业设计对路面结构设计的热点问题﹙旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计、旧沥青路面改建设计﹚；对沥青路面材料设计的热点﹙半刚性基层、柔性基层、贫混凝土基层等的设计﹚；对路基设计的热点问题﹙膨胀土、软土、高液限土﹙或红粘土﹚等的路基设计、路基拓宽改建设计﹚等路基路面的综合设计有更深刻的认识和理解，能够深刻的了解我国公路的现状及发展趋势，并且针对公路改建给出措施，并希望能够对解决此类问题建立自己的思路和方法。设计需要我们将道路工程制图、工程地质、建筑材料、环境工程、测量学等专业基础课与专业课（《路基路面工程》、《桥梁工程》、《道路勘测设计》、《结构设计原理》）所学知识相结合，依据交通部颁发的有关设计规范，独立完成设计中的各项任务；需要我们掌握公路勘测设计各设计阶段的设计内容，基本掌握公路勘测设计的程序与方法；需要我们掌握设计过程中涉及原始资料，如沿线自然地理特征、沿线筑路材料、水电等建设条件的采集；需要我们掌握路基路面设计各阶段的设计任务，其中包括路面设计参数的测定、选用及计算；需要我们利用各种设计规范和设计手册做好设计，能够熟练掌握AutoCAD绘图工具及计算机数据处理和文字编辑系统。也希望通过此次毕业设计：巩固和扩展所学的基本理论和专业知识，培养综合运用所学知识技能分析和解决实际问题的能力，提高自身专业工作能力、综合素质。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：当今世界，科学技术猛进发展，全球一体化进程进一步深入，高速公路的建设和发展是国家经济发展水平的风向标之一。整体而言，发达国家的各项基础设施已经基本成型，而发展中国家国内的各项基础设施建设工作也正在如火如荼的进行当中。随着我们国家进入“十二五”时期，经济社会发展将进入一个新的历史阶段，交通运输也将进入新的发展时期。下面就国内外公路交通的发展现状和趋势做详细论述，并选择公路建设中的两个热点问题（旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计、公路旧路加宽改建技术）作简要介绍。2.1国内外公路交通的发展现状和趋势2.1.1国外公路交通发展现状及特点：经过70多年的探索和发展，目前全世界已有80多个国家和地区拥有高速公路，通车里程超过2.3万公里，共有15个国家高速公路通车里程超过2000公里。高速公路的建设，使汽车承担的运输量比例大幅度提高，在公路运输中占有举足轻重的地位。美国的高速公路，仅占公路总里程的1.1％，但却承担了全国公路交通量的21.3％；占英国公路总里程0.81％的高速公路承担了全部交通量的30％，载重汽车行驶里程中，有25％是在高速公路上运行的 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计；法国全部公路交通量的20％是由占公路总里程0.91％的高速公路承担的。公路网连接了大中城市，并与周边城市之间交通量大的区域相互沟通，还与国际交通通道联结成网，最后形成国际性交通干道，公路通达程度大大提高。目前，国外高速公路呈现出了新的发展特点。主要表现在以下几个方面：一、相邻国家之间合作修建高速公路，形成国际高速公路网，促成了国际高速公路网的形成。为了更好地发挥高速公路效益，加强国际之间的公路运输联系，一些发达国家正在把主要高速公路联结起来，构成国际高速公路网。二、信息化公路将逐步实现。信息化公路将着眼于道路的多功能利用,不仅使用路面,还要利用空间。这就使公路不仅具有运输人和物资的固有的交通功能，还有输送电力等能源及各种信息，加上其所派生出的美化环境、抗灾避难及作为建造其他建筑物的基础等空间功能。三、卫星检测及控制系统将得到广泛利用。信息时代的到来，各类检测及监测系统普遍使用，交通控制中心将充分利用卫星地面系统转发的交通信息且按新的交通流理论,指挥汽车按最优路线行驶，既节约时间，又创造最大利益。2.1.2国内公路交通的发展现状及趋势：我国高速公路修建起步较晚，20世纪70年代初才开始高速公路修建的前期准备工作，其中包括高速公路的技术资料翻译、科学考察、可行性研究以及测设工作。1981年交通部制订的《公路工程技术标准》中列入了高速公路的技术标准。这些，为高速公路的建设打下了基础。我国高速公路建设起步虽较晚，但发展很迅速。1988年首条沪嘉（上海浦桃工业区——嘉定县）高速公路建成通车。资料显示，自1988年中国开始建设高速公路以来，中国高速公路建设快速发展。至2007年年底，我国已经贯通“五纵七横”12条国道主干线。按照中国2005年公布的高速公路网发展规划，到2015年基本建成国家高速公路网，届时，中国高速公路通车总里程将达10万公里。新路网由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”。2008年修通了高速公路6433公里。近年来，中国高速公路年均通车里程在5000公里。到2009年底，我国高速公路总里程达到了6.5 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计万公里，稳居世界第二位，仅次于美国。我国已建成的高速公路多位于经济较发达的沿海、平原微丘地区。随着全面建设小康社会和西部大开发战略的实施，高速公路必然要大量向山区延伸，面对山区复杂多变的自然地理条件，在设计阶段，如何通过不同技术标准的选择，实现环境保护、生态平衡及可持续发展的目标，是摆在我们面前至关重要的课题。另外，我国《公路工程技术标准》、《公路路线设计规范》中有些指标是直接引用国外的规定，结合我国国情和设计车辆技术性能，对适合我国实际情况的技术指标进行研究，对补充、更新和完善技术标准及设计规范具有重要意义。将来交通运输发展需求包括以下几个方面：一、保持经济平稳较快发展，进一步增强交通运输保障能力：根据国民经济“十二五”发展预期，GDP将年均增长7%，城市化率将从47.5%提高到51.5%，外贸进出口将保持8%左右的年均增长速度，交通客货运输需求将保持持续增长态势。预计到“十二五”末，公路客货运量分别达到400亿人、300亿吨。未来经济的平稳较快发展，对交通运输保障提出了更高要求，要按照“适度超前”的原则，继续加强交通运输基础设施建设，增强交通运输保障能力。二、运输需求结构和消费结构升级，必须提升交通运输服务水平：我国加快转变发展方式必将加速产业结构、产品结构的优化升级，要求提供安全、快速和可靠的货运服务，以满足对运输速度、质量、服务品质的新要求。随着人民群众生活水平的不断提高，小汽车进入寻常百姓家庭，公众出行需求旺盛，对运输服务的安全性、舒适性、快捷性等都提出了更高要求。三、充分发挥科技引领作用，不断提高交通运输科技含量和信息化水平：科技进步和创新是加快转变经济发展方式的重要支撑，交通运输加快转变发展方式、发展现代交通运输业，要继续实施“科技强交”战略，加强技术创新，推进现代信息技术在交通运输领域的集成应用，充分发挥科技的引领作用，极大地提升交通基础设施、运输装备的现代化水平。四、落实建设“两型”社会发展战略，加快构建绿色交通运输体系：交通运输行业是能源资源消费和温室气体排放的重点领域之一，推进资源节约和环境保护，促进经济发展模式向高能效、低能耗、低排放模式转型，对交通运输绿色发展提出了更加迫切的要求。因此，必须树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，加快形成资源节约、环境友好的交通发展方式和消费模式，构建绿色交通运输体系，实现交通运输发展与资源环境的和谐统一。五、经济社会快速发展和人民生活水平提高，必须强化交通运输安全与应急保障能力建设：我国机动化水平迅速提升，交通流量进一步增大，对交通运输安全保障提出了更高要求。公共安全和应急管理工作面临形势更加严峻，对交通运输安全应急反应能力提出了更高要求。因此，要坚持预防与应急并重、常态与非常态结合的原则，建立健全应急管理组织体系，完善应急预案，加强应急队伍建设，切实强化交通运输安全和应急保障能力建设。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计纵观国内外，公路体系不断完善，人民生活水平不断提高，对公路的需求不断增长，导致已经修好的公路不能满足现实需求，必须不断维修改建扩建，因此，对原有公路进行改建扩建已成为当今的热点，在改建扩建过程中会出现各种问题。其中的热点有路面结构设计（1）旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计，（2）旧沥青路面改建设计；沥青路面材料设计的热点，半刚性基层、柔性基层、贫混凝土基层等的设计；对路基设计的热点问题，膨胀土、软土、高液限粘土等的路基设计或路基拓宽改建设计。公路改建扩建在客观上已经形成了一套比较系统的调查试验与研究方法，产生了新的理论。因此，无论从发展的观点看，或是就科学的实质而论，我们完全有理由相信。随着各国生产力合科学技术的进一步发展，个有关部门的重视，撒大量工作及实验的反复研究，领域的不断开拓并通过各个领域的学术交流及探讨，公路改建扩建必将适应建设的快速发展，形成一套有效的技术与方法。2.2公路建设中的热点问题选介2.2.1旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计（一）一般规定在进行旧混凝土路面加铺层设计之前，应调查下列内容:1.公路修建和养护技术资料:路面结构和材料组成、接缝构造及养护历史等;2.路面损坏状况:损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等;3.路面结构强度:路表弯沉、接缝传荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等;4.已承受的交通荷载及预计的交通需求:交通量、轴载组成及增长率等;5.环境条件:沿线气候条件、地下水位以及路基和路面的排水状况等。加铺层应根据使用要求及旧混凝土路面的状况，选用分离式或结合式水泥混凝土加铺结构，或沥青混凝土加铺结构，经技术经济比较后选定。地表或地下排水不良路段，应采取措施改善或增设地表或地下排水设施;旧混凝土路面结构排水不良路段，应增设路面边缘排水系统。加铺层设计应包括施工期间维持通车的设计方案。旧混凝土面层损坏状况等级为差时，宜将混凝土板破碎成小于400mrn的小块，用做新建路面的底基层或垫层，并应按新建水泥混凝土路面或沥青路面类型进行设计。（二）调查评定 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计旧混凝土路面的损坏状况采用断板率和平均错台量两项指标评定。断板率的调查和计算可按《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1)的规定进行;错台调查可采用错台仪或其它方法量测接缝两侧板边的高程差，量测点的位置在错台严重车道右侧边缘内300nmm处，以调查路段内各条接缝高程差的平均值表示该路段的平均错台量。旧混凝土面层板的接缝传荷能力和板底脱空状况采用弯沉测试法调查评定。弯沉测试宜采用落锤式弯沉仪，也可采用梁式弯沉仪，其支点不得落在弯沉盆内。板底脱空可根据面层板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合考虑卿泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判别。（三）分离式混凝土加铺层结构设计1.当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为中或次，或者新旧混凝土板的平面尺寸不同、接缝形式或位置不对应或路拱横坡不一致时，应采用分离式混凝土加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板，修补裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。2.在旧混凝土面层与加铺层之间应设置隔离层。隔离层材料可选用沥青混凝土、沥青砂或油毡等，不宜采用砂砾或碎石等松散粒料。沥青混合料隔离层的厚度不宜小于25mm。3.分离式混凝土加铺层的接缝形式和位置，按新建混凝土面层的要求布置。4.加铺层可采用普通混凝土、钢纤维混凝土、钢筋混凝土和连续配筋混凝土。普通混凝土、钢筋混凝土和连续配筋混凝土加铺层的厚度不宜小于180m;钢纤维混凝土加铺层的厚度不宜小于140mm。5.加铺层和旧混凝土面层应力分析，按分离式双层板进行，旧混凝板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值，采用旧混凝土路面的实测值，按规范规定的方法确定。加铺层混凝土的弯拉强度标准值应符合规范的要求。加铺层的设计厚度，按加铺层和旧混凝土板的应力分别满足要求确定。（四）结合式混凝土加铺层结构设计1.当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良，面层板的平面尺寸及接缝布置合理，路拱横坡符合要求时，可采用结合式混凝土加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板，修补裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。2. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计采用铣刨、喷射高压水或钢珠、酸蚀等方法，打毛清理旧混凝土面层表面，并在清理后的表面涂敷粘结剂，使加铺层与旧混凝土面层结合成整体。3.加铺层的接缝形式和位置应与旧混凝土面层的接缝完全对应和对齐，加铺层内可不设拉杆或传力杆。加铺层的最小厚度为25mm。4.加铺层和旧混凝土板的应力分析，按结合式双层板进行，旧混凝土板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值，采用旧混凝土路面的实测值，按规范规定的方法确定。加铺层的设计厚度，按旧混凝土板的应力要求确定。（五）沥青加铺层结构设计1.当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良或中时，可采用沥青加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板，修补和填封裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。2.接缝传荷能力评定等级为中时，应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用下述减缓反射裂缝的措施：—增加沥青加铺层的厚度；—在加铺层内设置橡胶沥青应力吸收夹层、玻璃纤维格栅或者土工织物夹层；—沥青加铺层的下层采用由开级配沥青碎石组成的裂缝缓解层；—在沥青加铺层上，对应旧混凝土面层的横缝位置锯切横缝。3.沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100m，其他等级公路的最小厚度宜为70mm。4.沥青加铺层下旧混凝土板的应力分析按规范进行。旧混凝土板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值，采用旧混凝土路面的实测值。沥青加铺层混合料的组成设计参照《公路沥青路面设计规范》(JTJ014)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032)进行。沥青加铺层的下层采用开级配沥青碎石混合料时，必须在路面边缘设置内部排水系统。（六）减缓反射裂缝的措施在进行旧水泥混凝土路面上设置加铺层,是一项充分利用旧路面强度, 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计可在较长时间内恢复、提高路面使用性能的有效技术措施，该技术在我国应用比较广泛，且施工技术成熟，经验多。它具有施工进度快、修复成本低等优点。但很容易出现反射裂缝。反射裂缝是由于温度的变化和车轮荷载的不断作用，在与旧混凝土板的接缝或裂缝相对应的位置，加铺层产生裂缝。其产生的主要原因是温度变化引起的旧水泥混凝土面层的水平位移以及车轮荷载引起的水泥混凝土板缝两侧的竖向变位差。这种水平位移和竖向变位差，使沥青混凝土在与接缝或裂缝相对应的位置产生较大的拉应以和剪切应力，而沥青在低温时不易变形，致使应力增大。当应力超过沥青混凝土强度时就会出现裂缝。初期的反射裂缝间距小数量多，随着水分的进入，基层和路基受损。因此，沥青加铺层设计应考虑的主要因素是防止或控制反射裂缝的出现。沥青混凝土加铺层的主要作用是提高路面的表面使用功能,，加铺层下的旧水泥混凝土路面仍起关键的承载作用。旧水泥混凝土面层受因温度变化而产生拉应力以及因荷载产生的竖向剪切应力共同作用，产生水平和竖向位移,并在接缝和裂缝处产生集中应力，同时向加铺层传递,使得加铺层开裂。所产生的反射裂缝对道路的破坏不是简单的裂缝问题，更严重的是反射裂缝产生后，路表水以反射裂缝为通道向下渗透直至路基，导致基层和路基损坏。沥青混凝土加铺层的设计难点在于如何很好地在有限的加铺层厚度里,来延缓甚至消除反射裂缝的出现,这也是国内外专家一直在思考和解决的问题。做好沥青加铺层的几个关键技术是可以延缓反射裂缝的出现的。1.对旧水泥混凝土路面的分析和整沥青加铺层对加铺前的路面修复效果较敏感，旧路面的修复程度，直接决定了加铺层设计的成功与否。加铺层结构设计之前，应对旧水泥混凝土路面的结构性能进行全面调查和确切评价：依据断板率和平均错台两项指标，将路面损坏状况划分为优、中、次、差四个等级；根据实测资料，将路面的接缝传荷能力也分为优、中、次、差四个等级。当路面损坏状况和接缝传荷能力同时被评为优级或中级时，可采用直接在旧水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土层(即沥青加铺层“白+黑”)的方法，以改善路面的使用性能。此方法可以充分利用旧水泥混凝土路面，造价降低，施工方便，且对交通、环境影响小。旧水泥混凝土路面利用与处理的技术方法包括常规维修、改善路基、板下脱空封堵、破碎和翻挖。应根据弯沉数据对板块进行处治，更换破碎板，修补和填补裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧面层表面的松散碎屑、油迹，剔除接缝中失效的填封料和杂物，进行重新封缝等。2.沥青加铺层厚度确定根据JTGD40—2002《公路水泥混凝土路面设计规范》，沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm，其他等级公路的最小厚度宜为70mm。加铺层的厚度直接影响到道路面层的质量， 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计适当加厚可以延缓路面反射裂缝。根据国内外的一些资料，加铺层的最小厚度为10~15cm，一般为二层式，也有三层式。3.沥青加铺层混合料设计为了加强加铺层减缓反射裂缝的能力，加铺层通常采用改性沥青或加入纤维。沥青玛蹄脂碎石SMA混合料是一种间断级配材料，用于表面层，具有优良的抗车辙性能和抗滑性能。它与传统沥青路面相比较，具有优良的高温稳定性；良好的耐久性；良好的表面特性；良好的低温抗裂性。实践证明，SMA具有良好的延缓反射裂缝的效果，目前，已在“白+黑”路面改建中大量应用。4.反射裂缝的减缓技术国内外对反射裂缝的减缓技术进行了大量的研究和实践，大致可分为改善沥青混凝土罩面层性能和设置中间夹层两种方法。（1）改善沥青混凝土罩面层性能：可以结合加铺层结构设计，有增加沥青层厚度和在沥青材料中添加纤维或改性剂等方法。（2）设置中间夹层：是在旧水泥混凝土面层和加铺层之间设置中间夹层。根据国内外一些工程的实践，主要有以下三种。1)设置大粒径透水性沥青碎石连接层。由于该结构具有较强的透水性，所以必须设置路面边缘内部排水系统。2)应力吸收薄膜中间层。从一些国内外资料可知，主要有橡胶沥青夹层、STRATA应力消解层等。橡胶沥青夹层是一种高弹性、低劲度的软夹层，其作用是降低旧水泥混凝土面层与沥青加铺层之间的黏附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。STRATA应力消解层是一种新材料，此材料采用特种聚合物改性沥青，使沥青混凝土含油量高(9%左右)，粒径小(最大10mm)，低温黏结性及高温稳定性十分优良，抗弯曲、抗裂能力很强。3)土工布或玻璃纤维格栅。5.对施工过程要严格控制严格对旧水泥混凝土路面进行修补处理，对进行了压浆、板块置换的区域需封闭交通，保证其强度达标。铺设中间夹层和沥青加铺层施工必须符合规范规程要求，不可因为赶工期而马虎施工。总之， 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计在旧混凝土路面上进行沥青罩面必须重视基层的处理，以提高粘结力。在摊铺之前，必须对旧有的路况进行全面的评价、分类和处理。在旧有混凝土板缝上加铺土工布可有效地防止反射裂缝对面层的影响。加铺玻璃纤维格栅可防止路面疲劳裂缝，延长其使用寿命。2.2.2公路旧路加宽改建技术由于社会交通运输量的快速增长，特别是在经济发达地区，主干公路的实际运输量已远远超过其设计能力造成严重的交通阻塞，交通事故频繁，急需进行改扩建，有些道路已经到了不堪重负的程度；由于汽车车型结构和轴载结构发生的变化，使得已经修建的道路大多达到或超过设计寿命，由于养护维修资金的紧张而一直处于超期服役状态，道路病害逐年增多。而且路基扩建改建也将成为当今的发展趋势。公路路基拓宽改建设计，应根据原有公路沿线的地形、地貌、地质构造、水文地质、地基土的性质、不良地质的发育情况，采取合理的施工措施，保证拓宽改建公路路基的强度和稳定性。拓宽设计前应该搜集原有公路的所有资料，分析扩建后原有路基沉降变形和边坡稳定性的影响程度；进行改建设计时，应注意路基路面综合设计。拓宽的路基与原有公路路基之间保持良好的连接，并且采取必要的工程措施减少拓宽路基与原有路基之间的差异沉降，防止产生纵向裂缝。在进行旧路加宽的改造中，往往在新旧路基顶面，根据路基标高，通铺一至两层封层土，以减弱新旧路基差异沉降对于路面造成的应力集中现象，此种方法在公路工程施工中得到广泛应用，且效果良好。在项目设计过程中，应尽量利用旧路，避免从路基两侧加宽，否则给工程的施工造成一定的难度，同时易造成改扩建后很多的路基路面病害。在只需加宽的路基和路面段，要根据所采用路面的结构形式以及加宽的方法，确保不能降低原填土的水稳定性。为了减少新旧路基的沉降差，路基加宽的填土部分应当与旧路基完全形成一个整体结构，保持良好的稳定性，最好的办法是使用与旧路相同的填料。当无法做到这点时，新填路基要求使用碎石土、砂砾土、山皮土等强度较高的填料，填料使用之前必须进行室内试验，合格后才允许使用。路堤填筑前填料在土质变化时取样，依据《公路土工试验规程JTGE50－2006》，进行颗粒含水量、密实度、液限、塑限，有机质含量、承载比(CBR)试验和击实试验等。路基加宽的方法主要有双边加宽和半边加宽。（一）双边加宽：新旧路基的中线基本重合时，该方法的优点是路面始终保留在原来压实的基层上，将来只对路面部分进行处治，这种方法适合于低路堤，如果是高路堤，路基加宽值不大，则难于保证新旧路基连接部填土之间的紧密结合，因此，要 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计对新填土进行充分的压实或加固，否则加宽部分路基的填土可能滑坍和被冲刷掉。双边加宽的低路堤，可采用1:5或1:6的缓边坡，以利于行车安全。（二）半边加宽：新旧路基的中线不重合时，该方法的缺点是一部分新路面要落在新填土上，一部分路面落在旧路基上，前者的路基强度很难与旧路基相同。为了保证加宽路基的质量，在施工过程中，路基的实际加宽数值要比设计宽度大，以充分保证路基的有效加宽值和压实上一层填土。（三）新旧路基衔接处理(1)施工中先采用挖掘机挖除原路基边坡上的灌木及杂草，并清除原边坡表土40cm。人工清除树根、草皮等杂物。在挖台阶时，使用推土机由路基底面向上开挖原路基边坡，每级台阶高0．8～1m，宽2～2．5m，台阶底面向路中心倾斜3%～4%，开挖台阶与填筑路基同步进行。当台阶侧面变得松散、塌落而不能直立时，改为开挖小台阶(高30cm，宽40cm)。在清除路基范围内的原地表草皮及表土，挖除植物余根之后，疏干淤泥污水，并对翻浆路段进行换填石渣，用推土机整平路基。非软土段直接用振动压路机进行碾压，使之达到要求的压实度;软土段在地基处理后进行碾压。(2)台阶处理措施。路基施工时，在进行分层分台阶碾压的过程中，由于旧路路基经过多年沉积、雨水浸泡以后，往往含水量较大，在碾压以后往往出现1．0～1．5m的纵向弹软地带，如不处理，同样会影响路基的整体稳定性，需根据土质情况，采用掺灰、换填的方式处理。也可以通过冲击式压路机的冲击碾压，有效减少路基的工后沉降量及不均匀沉降，提高路基的整体强度和均匀性。(3)对于软基处理，当石渣厚度为40cm时，一次性铺筑。石渣施工控制指标为粒径≤20cm，压碎值≥2MPa。当石渣厚度为70cm时，分两层铺筑，施工顺序为先粗平静压，再振压，然后精平。检验标准是石渣的外观表现紧密，无松散，无轮迹，再次碾压标高无显著变化时则认为石渣碾压结束。为减少新旧路基的沉降差，新填路基使用碎石土、砂砾土、山皮土等强度较高的填料。(4)路基压实时，采用一般碾压和冲击碾压两种形式，都是在路基含水量接近最佳含水量时进行。两种碾压方式相结合，可消除一般碾压时的薄弱环节，从而增加路基的整体性，达到减少工后沉降和防止新旧路基结合处有裂缝发生的目的。经最后检验，压实度均达到了设计要求，路基顶面的回弹弯沉值也很小。（四）施工控制中应分层填筑分层压实 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计分层填筑时，每层松铺厚度控制在30cm以内，并要注意新旧路基结合部位的路基土含水量，含水量过大时，要经过晾晒处理。松铺完毕后，进行压实。路基压实应从路基两侧逐渐向中心移动以形成路拱，但在超高地段，则应自低边缘向高边缘移动，使路基土每点都反复均匀碾压，前后2次轮迹需重叠不少于50cm。另外，在施工过程中，为防止超填返工和便于封闭交通后旧路面的切割，应对填筑高度进行预留，使填方路堤两侧各超宽20cm，一并压实，最后再削坡处理，达到设计宽度。土工格栅在旧路改造加宽中已有广泛的应用，而且技术相对成熟。但是必须重视土工格栅的施工，否则新旧路基沉降量的差异大，会造成格栅的早期破坏，进而导致路基失稳。（五）旧路路基薄弱环节的处理旧路在路面基层及面层破坏以后，由于长期雨水浸泡，导致路床出现大面积翻浆，此时不仅要对路面基层及面层进行全部清理，还要对路基进行加固处理，以防新面层再次破坏，当破损面积在3m2以下时，可用底基层摊铺料直接换填30cm压实后，铺筑底基层，当破损面积超过3m2时，在考虑经济的条件下进行换填处理，挖除60cm后，晾晒底槽，至槽底土层表面干燥以后，用振动压路机轻压后填40cm山皮土或碎石土，用振动压路机碾压至表面沉降量3mm以内，用20cm厚的山皮土或碎石土封层。2.3小结21世纪，交通运输不论在中国还是在其他发达国家仍然是一个重要的科学领域。我国道路工作者将从我国实际出发，不断吸取交叉学科的新成就及世界各国的成功经验，全面推动路基路面工程学科的发展，为我国交通运输现代化做出贡献。而路基路面工程作为一门工程科学分支，随着我国交通运输的发展，正在以较快的速度接近国外同类学科的前沿。当然，我国的路基路面建设还存在一些问题，例如国内有些项目施工过程中的临时排水设施设置很少，对有限的临时排水设置也没有系统地进行设计，使得很多地表水直冲路基边坡，而坡面亦没做临时的防护，挖方时也不按规范的操作程序进行，出现陡坡深挖、掏挖诱发了很多工程滑坡、边坡坍塌、侵蚀等问题，还有的在施工过程中污染了地下水、灌溉用水和生活用水。这些问题都是迫切的需要解决的，因此，认真做好毕业设计并在以后的工作中积极努力的学习，这样才能为以后解决各种问题做好准备。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计三、设计的内容、重点与难点，拟采用的途径3.1课题内容（1）开题报告或开题综述；（2）路线平面设计；（3）路线纵断面设计；（4）路基设计；（5）路面工程设计；（6）桥梁与涵洞设计；（7）专题研究；（8）英文摘要与专业英语文献翻译；3.2设计路段综合介绍拟建公路位于广东省东部，属中纬度亚热带季风性湿润气候，夏长冬短，全年无霜期长达300多天，多年平均气温18.8～20.8℃，气温适宜。多年平均降雨量1628.5～1785.4mm，降雨量季节分配不均，每年3～9月为雨季，占全年降雨量的85％左右。采用双向四车道，设计速度采用100Km/h。行车道宽度：2×7.5m；中间带宽度：1.500m；硬路肩宽度：2×3.00m；土路肩宽度：2×0.75m；路缘带宽度：2×0.75m。路拱坡度：行车道和硬路肩采用2%，土路肩采用3%。3.3本次毕业设计中的重点与难点设计的重点是路面工程设计以及排水设计、支挡工程设计和路基防护工程设计。难点是其中沥青路面结构设计和水泥混凝土各要拟定三种路面结构设计方案并绘制沥青路面结构设计图。3.4拟采用的途径3.3.1路基设计在纵断面设计中，拉坡设计要求较高，应充分考虑平包纵的原则，并根据《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）选择合理的技术设计参数。而在公路尤其是高速公路的建设中,对路基地基的施工处理非常重要,因为路基既承受路基本身乃至路面结构层的自身荷载,也承受路面运行车辆传递的荷载,如果处理不当,将导致路面的破坏。虽然一般状态的路基底基层在土壤水量满足要求的情况下,压实度达到90%～95%以上时即可达到技术要求,但是如果遇到地下水位较高,含水量较大的基础时, 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计其土壤压实度就难以达到上述要求，针对这一问题在设计中应认真考虑。为了节约工程建设成本，有效保护土地资源，路堤填料取土场多选择在水库、水塘等低洼地段，该地段土质较差，多为软土。根据高速公路建设规范要求，软土不能直接作为路堤填料，必须进行处理。因此要特别注意关于软土的处理，设计妥善的方案。3.3.2支挡工程设计路基支挡结构设计应满足在各种设计荷载组合下支挡结构的稳定、坚固和耐久；结构类型选择及设置位置的确定应安全可靠、经济合理、便于施工养护；结构材料应符合耐久、耐腐蚀的要求。并能合理的根据路基的填挖情况，确定挡土墙的形式，并拟定尺寸，进行挡土墙设计计算，绘制挡土墙设计图，并计算工程数量。3.2.3路基防护工程设计路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，其显著特点在于功能强大、前后处理可视化程度高防护类型的选择应综合考虑工程地质、水文地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工期等因素的影响，对于路基稳定性不足和存在不良地质因素的路段，应注意路基边坡防护与支挡加固的综合设计。边坡防护的方法有种草、铺树皮、植树等植物防护措施和护面墙、砌石（混凝土块）等工程防护措施。边坡稳定性的分析可以采用软件来分析。3.3.4路面工程设计及排水设计沥青路面的设计按《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006），采用专用的计算机程序进行路面结构计算和分析。其中各层的材料和厚度的选择是重点。沥青路面设计中沥青材料、粗集料、细集料、填料的选用及沥青混合料的配合比设计，水泥路面中水泥、粗集料、细集料、水、外加剂的运用及混凝土配合比的设计都需要重点考虑。它们影响到路面的抗弯、耐磨、耐久、抗冻等性能，此外还要保证施工和易性。路面结构可靠度的设计也要重视。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计根据路面结构设计情况进行路表排水设计和路面内部排水设计。高速公路、一级公路的路面排水，一般由路肩排水和中央分隔带排水组成，路肩排水由路面横坡、路缘带和硬路肩、路缘石形成的集水槽以及将地表水排除路基的泄水口和急流槽等组成，其过水断面原则上限制在路缘带、硬路肩、拦水路缘石之内（即集水槽之内）直线段的路基。其中央分隔带用现浇薄层水泥混凝土或预制混凝土小块封面时，可不设中央分隔带的地下排水系统；若中央分隔带采用种草皮或灌木时，视降雨量的大小设置盲沟、带孔排水管、横向排水管、纵向排水管等地下排水设施，在有超高的曲线段上，一般应在靠近超高内侧的中央分隔带设置浅碟式或凸形排水沟，在适当的位置设置雨水口（集水井）和地下横向排水管，设计的难点主要是路肩排水和中央分隔带排水设计，及边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽的设计。四、设计进度计划经过学院仔细合理的计划安排，毕业设计的计划定为：1.熟悉毕业设计任务，收集资料，做好毕业设计的准备工作（第三周至第三周上半周）；2.完成开题报告（至第四周上半周）；3.进行路线纵断面、横断面的设计及路基土石方的计算和调配（至第六周上半周）；4.路基、路面排水工程设计、防护工程、路基加固工程设计（至第八周上半周）；5.桥梁、涵洞、通道设计（至第十周上半周）；6.沥青路面结构设计、水泥混凝土路面设计、路面结构方案比选（至第十三周上半周）；7.计算机应用程序设计、编写英文摘要、专题、翻译（至第十六周上半周）；8.编写说明书、文件装订、毕业设计答辩（至第十七周）；五、参考文献[1]JTGB01-2003，公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社,2003.[2]JTJ017-96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,1996.[3]JTGD30-2004，公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]JTGF10-2006，公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006.[5]JTGD50-2006，公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.[6]JTGD40-2003，公路水泥混凝土路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2003.[7]JTJ018-97，公路排水设计规范[S].北京:人民交通出版社,1997.[8]JTJD20-2006，路线设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.[9]姚祖康.公路设计手册(路面)[M].北京:人民交通出版社,2006.[10]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2008.[11]张雨化.公路勘测设计[M].北京:人民交通出版社,1997. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计[12]刘红刚.水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法.黑龙江交通科技.2011(7)[13]佟艳芳.武铁雷.公路旧路加宽施工技术研究.黑龙江交通科技.2011(7)指导教师意见签名：月日 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计教研室（学术小组）意见教研室主任（学术小组长）（签章）：月日用于长寿命沥青路面的高模量沥青混合料的性能评价HyunJongLeea,1,JungHunLeea,2,HeeMunParkb,*ａ土木及环境工程部门，Sejong大学，首尔，韩国等ｂ公路研究部,韩国的施工技术研究所，2311，Daehwa-Dong,Ilsan-Gu,Goyang-Si,Gyeonggi-D　411-712年,朝鲜共和国摘要：本文介绍了用于长寿命沥青路面这一研究的高模量沥青粘结剂（HMAB）和混合料（HMAM）室内和全尺寸性能测试的研究结果。对HMAB，首先进行粘合剂的各种测试，结果表明的HMAB劲度相比传统的不改变低温性能的粘合剂显著增加。对混合料的室内测试有动态模量、水稳定性、轮辙和疲劳测试。动态模量试验结果表明：在 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计高温时HMAM的模量比常规混合料高一半；性能测试结果表明：HMAM对水分、车辙和疲劳损伤的抵抗性能比传统混合料好。同时从全尺寸试验中发现采用HMAM的沥青层底部拉伸应变值比采用常规混合料的低，尽管采用HMAM的沥青层厚度比传统的薄。HMAM部分的所有拉伸应变值均在长寿命沥青路面疲劳标准即疲劳极限70个微应变之内。和室内轮辙测试结果相似，厚HMAM试验段的车辙深度低于常规路面段的1/2关键字：高模量沥青粘结剂；高模量沥青混合料；长寿命沥青路面；动态模量1．引言在韩国沥青路面预期寿命通常被设计为20年。也就是说一个沥青路面过了20年的服务期间如果出现严重的结构性失效，路面应该重建来获得初始其结构能力。然而，由于交通量的显著增加和预算不足，在韩国大部分旧路面已采用加铺5厘米厚结构层部分修复代替重建。一般来说，在洗铇加铺恢复路面性能之前，新建路面的使用期超过十年。然而，经过第一次修复之后，路面的使用寿命越来越短因为路面持续失去结构承载力的主要原因是发生在沥青层的累积损伤。因此，如果现有路面有严重的疲劳开裂和变形，从结构和经济的角度看加铺覆盖来延长使用年限可能是无效的。为了克服上述问题，在本研究中考虑了由Nunn等提出的长寿命路面理论。长寿命路面是一种至少持续40年不会出现重大结构加固设计的路面。延长路面使用年限的基本方法是增大沥青层模量或沥青基层厚度，并极大限度的降低沥青混凝土层底的拉应变和路基顶部的压应变来减少可能出现的结构问题。这样我们可以防止表层内的主要路面病害。在整个设计年限唯有定期修复表面层是可能需要的。图一显示了一个典型的长寿命沥青路面断面，正如数据显示，该路面的沥青层由抗车辙、抗渗、耐磨损的表层和有抗车辙性能和耐久的基层组成。对长寿命路面,它倾向于使用高模量沥青混合料的基础层而不是增加基础厚度减少对自然资源的浪费并避免路面和上层建筑之间的清洁问题。一个增沥青混合料结构刚度的典型方法是使用高模量沥青粘结剂，如法国研发的硬沥青粘结剂。因此，发展高模量沥青粘合剂将是成功实现长寿命沥青路面设计理念的关键因素。本研究的主要目的是发展高模量沥青粘结剂(HMAB)和混合料(HMAM)适用于沥青基层做为长寿命沥青路面。为了评价高模量沥青粘结剂(HMAB)和混合料(HMAM)的性能特点如疲劳开裂和永久变形进行了各种实验。实验室试验中,一个全面性能测试来评估长寿命沥青路面结构能力和路面使用性能。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图一、一个典型的长寿命沥青路面断面2、高模量沥青粘结剂的发展如上所述，长寿命路面的基本设计理念是减少潜在的病害（例如疲劳裂缝和永久变形）并圈定了路面结构表面层的路面病害。它可以通过增加沥青基层厚度或刚度实现，与增强沥青层厚度相比，增加基底层刚度可能会更符合成本效益。保持沥青混合料的抗裂性也是很重要的。在本文中，长寿命沥青路面中应用基本材料提到HMAB的研究过程。对于目前首次先进的HMAB技术的研究进展进行了综述，然后进行各种粘结剂试验来证明HMAB是最适合的。法国是一个生产商业硬沥青粘结剂(在25℃时渗透价值低于30)的领先国家之一。从1980年开始开发和生产硬等级沥青粘结剂，1990年的生产量是39000吨2000的生产量是1000000吨。硬等级沥青粘结剂早起生产采用发泡工艺。然而,这些沥青粘结剂往往更脆,还很有可能发生疲劳开裂。因此，真空蒸馏和propane-precipitated-沥青等新技术已经应用于生产硬等级沥青来改善已铺好沥青的抗疲劳开裂性能。在这项研究中,使用高沸点石油和聚合物来生产HMAB。高沸点石油是第一个被添加到传统的沥青中来提高粘结剂粘结刚度的。结果高沸点石油成功的提高了粘结剂的刚度但使其变得更脆。为了降低脆性开裂的可能性，在混合粘结剂中加入4%的苯乙烯丁二烯苯乙烯聚合物（SBS）。利用聚合物可能会提高粘结剂的抗开裂和抗车辙性能。一种能够在沥青和聚合物之间产生化学键的添加剂也被用来防止它们的分离。由于长寿命沥青路面的设计年限至少是40年，常常存在高模量基础结构暴露在潮湿的空气中。因此，粘结剂中添加一种液态的抗剥离剂来减轻水分引起的损害。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计3．实验室测试进行了各种实验室实验来评估HMAM的性能。在进行性能测试前，首先进行粘结剂实验比较常规粘结剂和改性粘结剂的特性。实验室测试包括动态模量，水稳定性，抗车辙和间接拉伸疲劳测试。3.1沥青粘结剂测试为了评价粘合剂的物理和力学性能对常规粘合剂，SBS改性粘合剂和HMAM分别进行实验测试。主要实验结果列于表一，为了比较，法国硬等级沥青的典型性能也列于此表。如表所示，在20℃时HMAB的渗透纸低于30。其动态模量比传统的沥青粘结剂和聚合物改性沥青粘合剂大三倍，但是比法国硬等级沥青稍小一些。HMAM的破裂温度是－8℃,而常规粘结剂的破裂温度是－11℃，这表明粘结剂的耐低温抗裂性随刚度的增加而降低。总的来说，和法国硬等级沥青相比HMAM的渗透性、软化点温度、破裂点温度还是令人满意的。3.2材料和样品制备制作两种沥青混凝土样品，分别用普通沥青和高模量沥青。普通沥青的渗透等级为60－70，高模量沥青为20－30。表一列出了两种粘结剂的物理力学性质。如图2所示，只有一种矿料级配被选中。从图中可以看出选用的是一种集料最大公称粒径为25mm的标准密集配。这一级配范围在韩国许多地方被广泛应用。表1沥青粘结剂性能比较性能　　　　　PG64-22　　　PMA　　　HMAB　　法国硬等级沥青　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　―――――――――　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　35/50a　10/20b25℃渗透值,(分米)　　　　　　70　　　　　63　　　　　28　　35/50　10/20软化点(度)　　　48　　　　100.389　　62–70破裂温度　　　　－11　　　　－18　　　　－8　　　　　　　+3至－815度时动态模量　7.1　　　　　7　　　　　21　　34.5　　40–90(MPa)aa渗透值为30–50分米b　渗透值为10–20分米 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计通过百分比筛孔尺寸（毫米）图二：骨料级配结合以上描述的两种粘结剂和一种密集配，为实验室测试准备两种沥青混合料（普通混合料和HMAM）。根据马歇尔试验确定最佳沥青含量。在孔隙率为5%的情况下沥青最佳含量分别为4.5%和4.7%。后来通过试验路段的全面性能测试对这一结论进行了修改。试验路段所采用的材料和实验室测试所用的完全相同。从试验段提取的沥青含量分别为4.5%和4.8%。直接从试验段钻心取样进行动态模量试验。样品为直径150mm高50mm的圆柱体。用于水稳定性试验的样品采用马歇尔压实，用于拉伸疲劳试验的采用旋转式压实机压实。水稳定性试验样品压实后的孔隙率为6－8%。疲劳试验样品为直径150mm高50mm的圆柱，用于车辙试验的样品为300mm×300mm×50mm，采用平板压实机压实。经过反复试验确定达到标准孔隙率的压实强度。首先，分别用每一种混合物制备一至两个样品并测量其孔隙率以满足规定的孔隙率。如果不满足应进行调整，使误差不超过±0.5%。3.3。动态模量实验从动态模量实验中测定沥青混合料的线性粘弹性能。在三中不同的温度下进行（5、15和30℃）间接拉伸实验，每一种温度又对应四种不同的频率（20、10、0.5和0.1赫兹）。图三显示的是试验温度为15℃时的动态模量主曲线。基于时间－温度轴线重合原则 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计将单个的动态模量数据在不同温度下沿频率轴水平移动建立主曲线。从数据中可以看出HMAM的动态模量高于普通混合料，尤其在低频率的情况下。根据时间－温度坐标轴重合原则，低频率对应较高温度。在高温下HMAM的动态模量急剧增加可能是混合物中加入了高沸点石油和聚合物的原因。高沸点石油增大了粘结剂的刚度，聚合物增加了粘结剂的弹性。图三：15℃下的动态模量曲线3.4水稳性试验根据ASTMD4867-92里介绍的实验方法评价沥青混合物的水稳定性。分别对普通粘结剂和HMAM进行干、湿拉伸强度测试，实验结果列于表2，并用拉伸强度比（TSR）表示沥青对有害水分的抵抗性能.。众所周知，拉伸强度比值大的沥青混合物能更好的抵抗水损害，大部分路面机构声称在他们的设计规范中比值应大于70-80%。表2显示，两种混合物的拉伸强度比值均大于80%满足设计规范。然而，HMAM的比值为（98.3%)大约比普通沥青(88.5%)高10%。而HMAM对水损害有这么高的抗性可能是由于加入了抗剥离剂的原因。表2水稳定性试验结果混合物干湿TSR(%)----------------------------------------------------空隙率(%)压强(kPa)空隙率(%)压强(kPa)普通沥青6.191070.96.24948.388.54 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计HMAM6.361515.16.351489.698.323.5轮辙试验日本Tanifuji机械工业科技有限公司研发的轮辙试验仪应用于KSF2374的测试程序。一轮载1.37KN轮胎接触压力628kPa的车轮在60℃以每分钟42次的频率经过300mm×300mm×50mm的板块试件。轮辙试验是评价沥青混合料在高温条件下永久变形特性。轮辙试验结果列于表3。表3轮辙试验结果普通沥青HMAM车辙深度(mm)7.282.79荷载次数（周期）20,00020,000轮载(N)13721372动态模量(N/mm)27477168图4显示了两种粘结剂车辙深度随荷载作用次数的变化关系，经过20000个周期后普通沥青试样有一个最大车辙深度约8mm，而HMAM车辙深度仅有2.5mm而且荷载重复作用5000次后车辙不在加深。从而得到结论：HMAM有较高的高温稳定性。由于试件的集料级配是完全一样的，因此主要是HMAM混合物中加入了HMAB提高了其抗车辙性能。车辙深度 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计mm荷载周期图4：普通沥青和HMAM车辙深度和荷载作用次数关系曲线3.6疲劳试验采用由MTS生产的servo-hydraulic闭环检测设备做疲劳试验。试验方法为间接拉伸试验，由LTPP提出的加载测量系统应用于次试验。采用0.1S半正弦波重复加载，有和没有0.9S休息时间进行对比的疲劳试验都是用来评价其恢复能力。把试件劲度值降到原来的一般是荷载的作用次数作为其疲劳寿命。回归分析试验数据得到式（1）中的疲劳系数，并列于表4.式（1）Nf————试件破坏时加载次数·————最初的拉应变a和b是疲劳系数表4疲劳系数混合物平均空隙率(%)疲劳系数------------------------------------------------abR2没有休息期普通沥青4.87－5.2450.9993HMAM5.45－6.28820.7927有休息期普通沥青4.72－4.16220.9005HMAM5.91－10.8230.9672图5 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计显示了疲劳试验的结果。由于两种粘结剂采用同样的骨料级配，疲劳数据直接反映了混合料中沥青粘结剂的影响。从疲劳曲线可以看出疲劳值随休息期增大。可能是休息期损伤愈合导致增加，而HMAM增加的更多表明它有更强的恢复力，HMAB中的SBS聚合物可能有直接影响。间接重复加载的疲劳试验结果显示：HMAM比拉伸应变值低于150个微应变的普通混合物能更好的抵抗疲劳开裂。因为常规厚沥青路面，在沥青层底部的拉伸应变值低于150个微应变。也就是说，HMAM比厚沥青路面中的普通混合物有更好的抗疲劳性能。在另一方面，由于HMAM比普通混合物的刚度大，因此HMAM比薄沥青路面中的普通混合物的抗疲劳性能差。不间断持续重复加载的疲劳试验得到类似结果。图5HMAM和普通混合物的疲劳测试结果4全尺寸能测试4.1路面加速测试（APT）汉阳大学路面加速测试仪（HAPT）在研究中的运用使我们能够做到短时间内大量加载，它是评价路面性能的重要工具。(HAPT)可在长12.5米的路面上前后移动。它能模拟11吨最大车轮荷载以17Km/h行驶加速路面破坏。它还可以模拟真实交通中的横向行驶。安装在（HAPT）上的加热系统可以控制路面温度，表5给出了（HAPT）的一般规格。测试坑可容纳三线性测试铁轨，每个测试赛道是12.5米长,9.3米 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计宽。仪器仪表及控制系统用来控制仪器的操作系统，收集所有的有关信息(速度、位置、运行负荷值)和从不同传感器上传来的管理数据,例如温度、变形,应力、应变。表5HAPT通用技术条件内容配置尺寸长20米、宽2米、高3.4米测试部分长9.3米、宽12.5米、深3米轮系统双轴加载最大10吨速度操作速度8-15Km/h，最大速度17Km/h横向移动可以轮胎11.00R20方向单向和双向环境效应热效应4.2图六显示了路面加速测试路段的剖面，为了减少测试时间和直接监测路面损害，表面测试已从测试部分排除。为了探讨路面疲劳开裂的可能原因设计了A合B两各试验段，沥青层厚度均为为7厘米，不过沥青芯厚分别为9.4和8.3厘米。由于测试段相对窄而短，很难按照设计修筑沥青厚度，为了比较所有混合物的结构性能和抗车辙性能设立C和D试验段。普通路面的沥青层厚度为26.8厘米，HMAM路面的厚度为21.5厘米基层混凝土骨料的最大尺寸为40mm，为了控制和保证基层结构的质量，在基层顶部进行动态圆锥贯入试验，所有路面段水准测量平均误差范围是2-3毫米。基层材料压实后，撒铺粘层改善基础和基层间的粘结。A和B试验段沥青压实厚度为7厘米，C和D试验段沥青压实厚度为10厘米。在沥青层底部安装应变计测量拉伸应变值。矩形钢箱和塑料管道是分别用来保护应变计及电线。荷载试验时用动态数据记录仪测量500个采样点60秒的拉伸应变值。T-type探针安装在沥青混凝土基层的不同深度控制和监测路面温度 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图6全尺寸测试横断面5．试验结果在25℃的室温下测量沥青层层底拉伸应变评价各路段路面的结构能力。图7（a）和（b）分别为薄厚路段路面在不同负荷水平下测量的拉伸值，可以看出，虽然HMAM路面的沥青层比普通路面薄，但具有较小的拉伸应变值，除了3.2吨轮载作用在薄路面段之外。这一结果间接的证明了图3所示的动态模量试验结果HMAM的刚度较大。也就是说，如果路面厚度相同，由于HMAM路面有较小的拉伸应变，它将有较长的疲劳寿命。试验段所有的拉伸应变值均在由Monismith和Carpenter等人提出的疲劳极限（70个微应变）之内。在韩国最大允许轴载是10吨，与轴载10.4吨相对应的轮载为5.2吨。因此，轮载在5.2吨下测量的拉伸应变值是评价试验段沥青层厚度是否满足长寿命沥青路面的重要参数。厚HMAM路段部分在5.2吨轮载下测得的拉伸应变值为52.4个微应变，因此，用HMAM做20厘米厚的基层也许能延长路面的寿命。但是必须进行更多的实验室和现场试验来确定这种过早的结论，尤其是确定HMAM潜在的疲劳耐力极限，从而提出一个更精确合理的基层厚度。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图7改变双轮荷载值的拉伸应变在厚路面部分以6.2吨轮载进行路面加速试验比较普通路面和HMAM路面的抗车辙性能。测试时路面表面一下5厘米深处的温度应维持在50℃。用激光测量仪定期测量路面表面的车辙，每一段在交通方向不同的三个位置进行车辙测量。对测得的车辙数据取平均值进行计算用于构建横向车辙剖面曲线，选取曲线的最高和最低点，计算两点之间不同的车辙深度，将测得的每个轮胎车辙值取平均值得到最后的车辙深度。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图8显示了普通路面和HMAM路面累积车辙深度和负荷数量的关系，为了进一步比较，本图数据也包括实验室轮辙试验的结果。结果表明，加载90000次后普通路面和HMAM路面的车辙深度分别为5.3毫米和3毫米，和轮辙试验的结果类似。图8普通混合物路面和HMAM路面的车辙深度对比在薄路面段进行此试验评估其疲劳开裂的可能性。为了加速疲劳开裂，在每一路段沥青层底部安装一个薄橡胶板。但是即使在这样经过180000次加载仍观察不到疲劳开裂。由于研究的时间限制本试验不能继续进行。由于APT疲劳试验没有成功完成，只能在实验室进行疲劳模型实验评估普通路面和HMAM路面的疲劳性能。测试段运用疲劳模型测得的拉伸应变值带入式（1）估计其疲劳寿命。从实验室疲劳测试结果得出模型系数用来做疲劳分析。图9给出分析结果。如图所示，在薄沥青路面，普通路面与HMAM路面的疲劳寿命没有差异，然而在厚路面段HMAM比普通路面有较长的疲劳寿命。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计图9全性能测试疲劳试验结果6.结论l研发了一种高模量沥青粘结剂(HMAB)和混合(HMAM)做为长寿命沥青路面的基层。为了评价其性能特点进行各种实验室试验和全面加速加载试验。实验室沥青混合物试验包括动态模量试验、水稳定性、间接拉伸疲劳和轮辙试验。在由普通粘结剂和HMAM粘结剂修筑的四个不同路面段做全面加速试验。这项研究的主要成果简述如下：l通过加入SBS改性沥青粘结剂和高沸点石油研发出渗透等级为20-30的HMAB。从粘结剂试验中观察到，在保证粘结剂低温性能的同时HMAB的刚度明显增加。l动态模量试验结果表明，在高温时HMAM的模量比普通混合物高50%。主要是高沸点石油和聚合物提高了它的模量。l水稳定试验表明，由于抗剥离剂的使用，HMAM的抗水损害性能比普通混合物好10%。轮辙试验表明HMAM的抗永久变形能力是普通混合物的2倍。同时从疲劳试验得出HMAM的抗疲劳能力是拉伸应变值小于150个微应变的普通混合物的5—10倍l全尺寸试验发现尽管HMAM路面的沥青混凝土层比普通混合物路面的薄，但其沥青层层底拉伸应变值却比较低。测得的拉伸应变值都在长寿命沥青路面的疲劳标准（疲劳耐力极限）70个微应变之内。l轮辙试验也表明发生在HNAM路面的车辙深度低于普通混合物路面的1/2。 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计l可以得出结论，HMAM可以用作长寿命沥青路面的基层材料，不过要进行现场试验保证HMAM性能。[1]NunnME,BrownA,WestonD,NichollsJC.Designoflong-lifeflexiblepavementsforheavytra.c,TRLReport250,TransportResearchLaboratory,Crowthorne,UK;1997.[2]APA.Perpetualpavements–Asynthesis,AsphaltPavementAllianceOrderNo.APA101,Lanham,MD;2002.[3]NewcombDE,BuncherM,HuddlestonIJ.Conceptsofperpetualpavements.TransportationResearchCircularNo.503.Washington(DC):TRB,NationalResearchCouncil;2001.p.1–44.[4]Corte′Jean-Francois.DevelopmentandusesofhardgradeasphaltandofhighmodulusasphaltmixesinFrance.TransportationResearchCircularNo.503.Washington(DC):TRB,NationalResearchCouncil;2003.p.12–30.[5]RobertsFL,KandhalPS,BrownER,LeeDY,KennedyTW.Hotmixasphaltmaterials,mixturedesign,andconstruction.Lanham(MD):NAPAEducationFoundation;1996.p.307–10.[6]LongTermPavementPerformance.Testmethodfordeterminingthecreepcompliance,resilientmodulusandstrengthofasphaltmaterialusingtheindirecttensiletestdevice,Version1.1,LTPPTestProtocol,FHWA;2001.[7]MonismithCL,EppsJA,KasianchukDA,McLeanDB.Asphaltmixturebehaviorinrepeated.exure.ReportTE70–5.InstituteofTransportationandTra.cEngineering,UniversityofCalifornia,Berkeley;1970.[8]CarpenterSH,GhuzlanKA,ShenS.Fatigueendurancelimitsforhighwayandairportpavements.In:TransportationResearchRecord1832.Washington(DC):TRB,NationalResearchCouncil;2003.p.131–8. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计PerformanceevaluationofhighmodulusasphaltmixturesforlonglifeasphaltpavementsHyunJongLeea,1,JungHunLeea,2,HeeMunParkb,*aDepartmentofCivilandEnvironmentalEngineering,SejongUniversity,Seoul,RepublicofKoreabHighwayResearchDepartment,KoreaInstituteofConstructionTechnology,2311,Daehwa-Dong,Ilsan-Gu,Goyang-Si,Gyeonggi-Do411-712,RepublicofKoreaReceived22December2005;receivedinrevisedform18January2006;accepted26January2006Availableonline18April2006Abstract：Thispaperdescribestheresultsoflaboratoryandfullscaleperformancetestsforahighmodulusasphaltbinder(HMAB)andmixes(HMAM)developedinthisstudyforlonglifeasphaltpavements.VariousbindertestswerefirstconductedontheHMABandtestresultsshowedthatthestinessoftheHMABwassignificantlyincreasedcomparedtotheconventionalbinderwithoutchangingthelowtemperaturepropertiesofthebinder.Laboratorytestsforthemixesincludeddynamicmodulus,moisturesusceptibility,wheeltrack-ingandfatiguetests.DynamicmodulustestresultsshowedthatthemodulusoftheHMAMwas50%higherthanthoseoftheconventionalmixatthehightemperatures.TheresultsofperformancetestindicatedthattheresistancesoftheHMAMagainstmoisture,rutting,andfatiguedamagewerebetterthanthoseoftheconventionalmix.ItwasalsofoundfromthefullscaletestsectionsthatthetensilestrainvaluesatthebottomoftheasphaltlayerfortheHMAMsectionswerelowerthanthoseoftheconventionalmixsectionsalthoughtheasphaltlayerthicknessesoftheHMAMsectionswerethinnerthanthoseoftheconventionalsections.AllthetensilestrainvaluesmeasuredfromtheHMAMsectionswerewithinthefatigueendurancelimitof70microstrainwhichisthefatiguecriterionofalonglifeasphaltpavement.Similartothewheeltrackingtestresults,therutdepthoccurredinthethickHMAMtestsectionwastwotimessmallerthanthecon-ventionalpavementsection.2006ElsevierLtd.Allrightsreserved.Keywords:Highmodulusasphaltbinder;Highmodulusasphaltmix;Longlifeasphalt 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计pavement;Dynamicmodulus1.IntroductionAsphaltpavementsinKoreahavebeenusuallydesignedfor20-yearlifeexpectancies.Thatis,ifanasphaltpave-menthasaseriousstructuralfailureafterthe20-yearofserviceperiod,thepavementshouldbereconstructedtogainitsoriginalstructuralcapacity.However,duetothesignificantlyincreasingtracvolumeandinsucientbudget,mostofoldpavementsinKoreahavebeenpartlyreha-bilitatedusinga5cmthickoverlayinsteadofreconstruction.Ingeneral,theperformanceperiodofanewlyconstructedpavementislongerthan10yearsbeforeamajorrehabilitationlikeanoverlayaftermilling.How-ever,afterthefirstrehabilitation,theperformanceperiodofthepavementisgettingshorterbecausethepavementkeepslosingthestructuralcapacitymainlyduetothecumulativedamageoccurredintheasphaltlayer.Thus,iftheexistingpavementhasseriousfatiguecrackinganddeformation,anoverlaytoextenditslifemightbeineec-tivefromstructuralandeconomicalpointofview.Toovercomethoseproblemsmentionedabove,thecon-ceptofalonglifepavementproposedbyNunnetal.[1]hasbeenconsideredinthisstudy.Thedefinitionofthelonglifepavementisapavementthatcanlastatleastmorethan40yearsofdesignperiodwithoutmajorstructuralstrengthen-ing[2].Thebasicideaofalonglifepavementistoincreasethelayermoduliand/orthicknessofasphaltbaselayer,andthenreducethepotentialofstructuraldistressesbyminimizingthetensilestrainatthebottomoftheAClayerandthecompressivestrainontopofthesubgrade.Inthisway,onecanconfineallthemajorpavementdistresseswithinthesurfacelayer.Onlyperiodicalrehabilitationforthesurfacelayermightbeneededfortheentiredesignlife.Fig.1showsatypicalcross-sectionofthelonglifeasphaltpavement[3].Ascanbeseeninthisfigure,theasphaltlayerofthelonglifepavementconsistsofarutresistant,impermeable,andwearresistantsurfacecourseandarutresistantanddurablehighmodulusbaselayer.Forthelonglifepavement,itpreferstousethehighmod-ulusasphaltmixesinbaselayerratherthanincreasingthebasethicknesstominimizethewasteofnaturalresourcesandtoavoidclearanceproblembetweenthepavementandsuperstructures.Atypicalwayof 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计increasingthesti-nessofasphaltmixistousethehighmodulusasphaltbin-dersuchasthehardgradeasphaltbinderdevelopedinFrance[4].Therefore,thedevelopmentofahighmodulusasphaltbindershouldbeakeyelementforthesuccessfulimplementationofthedesignconceptofthelonglifeasphaltpavement.Themajorobjectiveofthisstudyistodevelopthehighmodulusasphaltbinder(HAMB)andmix(HMAM)appli-cabletotheasphaltbaselayerforlonglifeasphaltpave-ments.VariouslaboratorytestshavebeenconductedonthedevelopedHMABandHMAMtoevaluatetheperfor-mancecharacteristicssuchasfatiguecrackingandperma-nentdeformation.Inadditiontothelaboratorytests,afullscaleperformancetestinghasbeenperformedtoeval-uatethestructuralcapacityandpavementperformanceoflonglifeasphaltpavements.Fig.1.Atypicalcross-sectionoflonglifeasphaltpavement(afterNewcombetal.[3]).2.DevelopmentofhighmodulusasphaltbinderAsmentionedbefore,thebasicdesignconceptofalonglifepavementistoreducethepotentialforstructuraldis-tresses(i.e.,fatiguecrackingandpermanentdeformation)andtoconfinethepavementdistressestosurfacelayerofthepavementstructure.Itcanbedonebyincreasingthethicknessand/orthestinessofasphaltbaselayer.Ratherthanincreasingtheasphaltlayerthickness,theincreaseofbaselayerstinessmightbemorecosteective.Itisalsoimportanttomaintaintheresistancetocrackingofasphaltmixturessimultaneously.Inthispaper,thedevelopmentprocedureoftheHMABispresentedforuseofbasemate-rialsin 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计longlifeasphaltpavements.Currentstate-of-arttechnologiesregardingHMABhavebeenfirstreviewed,andthenvariousbindertestswereperformedtodevelopthemostadequateHMAB.Franceisoneoftheleadingcountriesthathavepro-ducedthecommercialhardgradeasphaltbinder(i.e.,hav-ingapenetrationvaluelowerthan30dmmat25LC).Francestartedtodevelopandproducethehardgradeasphaltbinderfrom1980,andtheproductionofhardgradeasphaltinFrancewas39,000tonin1990and100,000tonin2000[4].Thehardgradeasphaltbinderinearlystagewasdevelopedusingtheblowingprocess.How-ever,theseasphaltbindertendstobemorebrittleandhasahighpossibilityoffatiguecracking.Toimprovethefatiguecrackingpotentialoftheairbrownasphalt,thenewtech-niquesuchasvacuumdistillationandpropane-precipi-tated-asphalthasbeenappliedtoproducethehardgradeasphalt[4].Inthisstudy,aHMABwasdevelopedusingthehighboilingpointpetroleumandpolymer.Thehighboilingpointpetroleumwasfirstaddedtotheconventionalasphaltbindertoincreasethebinderstiness.Asaresult,thehighboilingpointpetroleumsuccessfullyaectedtheincreaseofthebinderstinessbutmadethebindermorebrittle.Tominimizethecrackingpotentialduetothebrittleness,a4%ofstyrene–butadiene–styrene(SBS)polymerwasaddedtothemixedbinder.Theuseofthepolymercouldbehelpfultoincreasethecrackingandruttingresistanceofthebin-der.Anadditivethatcancreatethechemicalbondingbetweenasphaltandpolymerwasalsousedtopreventthephaseseparationoftheasphaltandpolymer.Sincethedesignlifeoflonglifeasphaltpavementsisatleastmorethan40years,therealwaysexistsapossibilitythatthehighmodulusbasemixisexposedtomoisture.There-fore,aliquidtypeofantistrippingagenthasbeenaddedtobindertominimizethemoistureinduceddamage.3.LaboratorytestingToevaluatetheperformanceoftheHMAM,variouslaboratorytestswereperformed.BeforetheperformancetestsoftheHMAM,bindertestswerefirstconductedontheHMABandcomparedwiththeconventionalunmodi-fiedandSBSmodifiedbinders.ThelaboratorytestsfortheHMAMincludethedynamicmodulus,moisturesusceptibility,wheeltracking,andindirecttensilefatiguetests.3.1.Asphaltbindertest 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计Variousbindertestswereconductedontheconventional(PG64-22),SBSmodified(PG76-22),andtheHMABtoevaluatethephysicalandmechanicalpropertiesofthebinders.TheimportanttestsresultsarepresentedinTable1.ThetypicalpropertiesofFrenchhardgradeasphaltsarealsoincludedinthistableforacomparisonpurpose.Asshowninthistable,thepenetrationvalueoftheHMABislowerthan30dmmat25LC.ThedynamicmodulusoftheHMABisthreetimeslargerthanthoseoftheconven-tionalandpolymermodifiedasphaltbinders.However,theHMABshowsaslightlysmallerdynamicmodulusthanthoseoftheFrenchhardgradeasphaltbinder.TheFraasstemperatureoftheHMABis8LC,whereasPG64-22binderis11LCindicatingthattheresistancetolowtem-peraturecrackingdecreasesasthebinderstinessincreases.Overall,theHMABpropertiessuchaspenetration,softeningpoint,andFraasstemperaturearesatisfactorycom-paredtotheFrenchhardgradeasphaltones.Table1ComparisonofasphaltbinderpropertiesPropertyPG64-22PMAHMABFrenchhardgradeasphalt35/50a10/20bPenetration,70632835/5010/2025LC(dmm)Softening48100.38962–70point(LC)11188+3to8Fraasstemperature(LC)Ga,15LC(MPa)7.172134.540–903.2.MaterialsandsamplefabricationToproduceasphaltconcretespecimens,twotypesofasphaltbinders,theconventionalunmodifiedandHMABwereused.Theconventionalasphaltbinderhasapenetra-tiongradeof60–70(PG64-22),andtheHMABhasapen-etrationgradeof20–30.ThephysicalandmechanicalpropertiesofthesetwobindersweregiveninTable1.OnlyasingleaggregategradationwasselectedasshowninFig.2.Ascanbeseeninthisfigure,atypicaldensegrada-tionwithanominalmaximumaggregatesizeof25mmwasused.ThisisthetypicalaggregategradationmostwidelyusedinmanylocationsthroughoutKorea.Combiningthetwoasphaltbindersandasingleaggre-gategradationdescribedabove,twodi 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计erenttypesofasphaltmixtures,conventionalmixandHMAM,werepro-ducedforthelaboratorytesting.Theoptimumasphaltcon-tentsweredeterminedaccordingtotheMarshallmixdesignmethod.Theoptimumasphaltcontentsforthetwomixesatthe5%ofairvoidwere4.5%fortheconven-tionalasphaltmixand4.7%fortheHMAM,respectively.Thislaboratoryformulawaslatermodifiedtoobtainjobsiteformulaforthetestsectionsofthefullscaleperfor-mancetesting.Allthematerialsusedinthelaboratorytestsarethesameasthematerialsusedinthetestsections.Theasphaltcontentsextractedfromthetestsectionswere4.5%forconventionalmixand4.8%forHMAM,respectively.Thetestsspecimensusedinthedynamicmodulustestsweredirectlyobtainedfromthecorestakenfromthetestsections.Thegeometryofthespecimensforthedynamicmodulustestsare150mmindiameterand50mminheight.ThesamplestobeusedinthemoisturesusceptibilitytestswerecompactedusingaMarshallcompactor,whereasaSuperpavegyratorycompactorwasusedforthecompac-tionofthesamplestobeusedintheindirecttensilefatiguetests.Thespecimensforthemoisturesusceptibilitytestswerecompactedatthetargetairvoidof6–8%.Thespeci-mengeometryforthefatiguetestsis150mmindiameterand50mminheight.Thespecimenstobeusedinthewheeltrackingtestswereproducedinthegeometryof300mm·300mm·50mmusingaslabcompactor.100Specification80TargetCombined(%)60Passing40Percent2000.010.1110100SieveSize(mm)Fig.2.Aggregategradation.Thetrialanderrormethodwasusedtodeterminethecompactioneortandweightofmixtoproducethetargetairvoid.First,oneortwospecimensforeachmixwerefab-ricatedandtheairvoidsweremeasuredtoensurethatthetargetairvoidwasobtained.Ifdiscrepancyexistedbetweenthetargetandmeasuredairvoids,theweightofthemixwasadjusteduntilthe 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计measuredairvoidfallswithinthetargetairvoidof±0.5%.3.3.DynamicmodulustestThelinearviscoelasticpropertiesoftheasphaltmixesweremeasuredfromthedynamicmodulustest.Thedynamicmodulustestwasconductedintheindirecttensilemodeatthreedierenttemperatures(5,15,and30LC).Ateachtemperature,thetestwasperformedatfourdierentfrequencies(20,10,0.5,and0.1Hz).Fig.3showsthedynamicmodulusmastercurvesatthereferencetemperatureof15LC.Themastercurvewasconstructedbyshiftingtheindividualdynamicmodulusdataatvarioustemperatureshorizontallyalongthefre-quencyaxisbasedonthetime–temperaturesuperpositionprinciple.ItcanbeseenfromthisfigurethatthedynamicmodulusoftheHMAMishigherthantheconventionalmixespeciallyatlowfrequencies.Accordingtothetime–temperaturesuperpositionprinciple,thelowfrequencycorrespondstothehightemperature.ThedramaticincreaseinthedynamicmodulusoftheHMAMathightemperaturesmaybeduetotheeectsofhighboilingpointpetroleumandpolymerinthemix.Thehighboilingpointpetroleumincreasesthestinessofthebinder,andthepolymerincreasestheelasticityofthebinder10000010000lE*l(MPa)1000Log10010ConventionallE*lHMAMlE*l1-10-8-6-4-20246810LogReducedFrequencyFig.3.Dynamicmodulusmastercurvesat15LCreferencetemperature.3.4.MoisturesusceptibilitytestThemoisturesusceptibilityoftheasphaltmixtureswasevaluatedaccordingtothetestproceduredescribedinASTMD4867-92.Thedryandwettensilestrengthsofcon-ventionalmixandHMAMweremeasured,andtestresultsaresummarizedinTable2.Theresistanceofasphaltmixtothedetrimentalmoistureeectisexpressedastensilestrengthratio(TSR).TheTSRisdefinedasthetensilestrengthratioofdryandwetspecimens.Itiswellknown 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计thatthehigherTSRvalueindicatethebetterresistancetomoisturedamageofasphaltmixtures.MostofpavementagenciesrecommendsthattheTSRvalueshouldbegreaterthan70–80%intheirmixdesignspecification[5].AsshowninTable2,theTSRvaluesobtainedfromthebothmixesaregreaterthan80%thatsatisfiesthemixdesignspecifica-tion.However,theTSRvalueoftheHMAM(98.3%)isabout10%greaterthanthatoftheconventionalmix(88.5%).TheTSRvalueof98.3%meansthatnegligiblemoisturedamagehasbeenoccurredintheHMAMwetspecimens.ThishighresistanceoftheHMAMtomoisturedamagecouldbemainlyduetotheantistrippingagentpremixedintotheHMAB.3.5.WheeltrackingtestThewheeltrackingtesterdevelopedbyTanifujiMachineIndustriesCo.Ltd.inJapanwasusedaccordingtotheKSF2374testprocedure.Acontactpressureof628kPaandtotalwheelloadof1.37kNwasappliedtothe300mm·300mm·50mmslabspecimens.Thewheelpasses42timesperminuteatthecenterofspecimen.Thewheeltrackingtestswereconductedatthe60LCoftemper-aturetoevaluatethepermanentdeformationcharacteris-ticsofasphaltmixtures.DetailsonthewheeltrackingtestresultsarepresentedinTable3.Fig.4showsthecomparisonofrutdepthswithnumberofloadcyclesfortheconventionalmixandtheHMAM.Theconventionalmixhasamaximumrutdepthofabout8mmat20,000cycles.Ontheotherhand,themaximumrutdepthoftheHMAMisabout2.5mmandthereisnoincreaseintherutdepthafter5000ofloadapplications.ItcanbeconcludedfromthecomparisonthattheHMAMhasagreatpotentialtoreducethepermanentdeformation.Sincetheaggregategradationofthebothmixesisthesame,theincreaseintheruttingresistanceoftheHMAMismainlyduetotheHMABusedinthemixture.Table2ResultsofmoisturesusceptibilitytestMixtureDryWetTSR(%)AirStrengthAirStrengthvoid(%)(kPa)void(%)(kPa)Conventional6.191070.96.24948.388.54HMAM6.361515.16.351489.698.32Table3ResultsofwheeltrackingtestConventionalHMAM 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计Rutdepth(mm)7.282.79Numberofloadapplication(cycles)20,00020,000Loadlevel(N)13721372Dynamicstability(N/mm)27477168Fig.4.CumulativerutdepthswithnumberofloadapplicationsfortheconventionalmixandHMAM.3.6.FatiguetestFatiguetestingwasperformedusingaservo-hydraulicclosedlooptestingequipmentmanufacturedbyMTS.Allthetestswereconductedintheindirecttensilemode,andtheloadingandmeasuringsystemsproposedbyLTPP[6]wereusedinthistest.Ahaversinewavewitha0.1-sloadingtimewithandwithout0.9-srestperiodswasusedinthefatiguetests.Bothfatiguetestswithandwithoutrestperi-odswereconductedtoevaluatethehealingpotentialofthemixes.Thenumberofloadrepetitionsatwhichthecurrentstinessdecreasesto50%oftheinitialvalueisdefinedasthefatiguelifeofspecimen.ThefatiguecoecientsaandbshowninEq.(1)wereestimatedthrougharegressionanalysisofthetestdataobtainedfromthebothmixes,andpresentedinTable4Nf¼aðe0Þb;ð1ÞwhereNfisthefatiguelifeofasphaltmixture,e0istheini-tialtensilestrain,aandbarefatiguecoecients.Table4Fatiguecoecientsfortestedmixtureswithandwithoutrestperiod 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计Fig.5showsthefatiguetestresultswithandwithoutrestperiods.Sincethesameaggregategradationwasusedforthebothmixes,thefatigueresultsshowninthisfiguredirectlyrepresenttheeectsofasphaltbindersusedinthemixes.Itisobservedfromthisfigurethatthefatiguelivesofthebothmixesincreasedwiththeapplicationofrestperiod.Theincreaseinfatiguelivesiscouldbeduetomicro-damagehealingoccurredduringtherestperiod.ThemoreincreaseinfatiguelivesoftheHMAMcomparedtotheconventionalmixisobservedwithrestperiodrepre-sentingabetterhealingpotentialoftheHMAM.TheSBSpolymermixedintheHMABcouldbethemainsourceofthisbetterhealingpotential.Forthefatiguetestresultswithrestperiod,theresis-tancetofatiguecrackingoftheHMAMseemstobebetterthanthatofconventionalmixwherethetensilestrainvalueislowerthan150microstrain.Fortypicallythickasphaltpavements,thetensilestrainvaluesatthebottomofasphaltlayerarelowerthan150microstrain.Thus,itcanbesaidthatthefatigueresistanceoftheHMAMisbetterthanthatoftheconventionalmixforthethickasphaltpavements.Ontheotherhand,thefatigueresistanceoftheHMAMisworsethanthatoftheconventionalmixforthinasphaltpavementsbecauseoftheincreasedsti-nessoftheHMAMcomparedtotheconventionalmix.Asimilarresultisobservedfromthefatiguetestresultswith-outrestperiod.4.Fullscaleperformancetesting4.1.Acceleratedpavementtester(APT)TheHanyangUniversityAcceleratedPavementTester(HAPT)usedinthisstudymakesitpossibletosimulatethelargeamountofloadinginashortperiodanditisavitaltoolforpavementperformanceevaluation.TheHAPTcanbedrivenbackwardsandforwardsover12.5mlengthofpavement.Itcanapplythe11tonmaximumwheelloadatspeedofupto17km/htoaccel-eratethepavementdistress.Itisalsopossibletosimulatethelateralwanderingofrealtrac.TheheatingsysteminstalledintheHAPTcancontrolthepavementtemper-ature. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计ThegeneralspecificationofHAPTisgiveninTable5.Thetestpitcanaccommodatethreelineartesttracks.Eachtesttrackis12.5mlongand9.3mwide.TheinstrumentationandcontrolsystemisintendedtocontroltheAPToperationsystematically,collectalltheinformationrelatingtooperation(speed,location,loadlevel),andmanagethedatasuchastemperature,defor-mation,stress,andstraingatheredfromthedierenttypesofsensor.Fig.5.ResultsoffatiguefortheconventionalmixtureandHMAMTable5GeneralSpecificationofHAPT4.2.ConstructionandinstrumentationThepavementsectionsforfullscaleacceleratedpave-menttesting(APT)areshowninFig.6.Inordertoreducethetestingtimeandmonitorthepavementdistressesdirectly,thesurfacecoursehasbeenexcludedfromtestsections.SincethetestsectionsAandBweredesignedtoinvestigatethefatiguecrackingpotentialofthepavements,thetargetasphaltlayerthicknesswassettobe7cm.How-ever,thecoredthicknessofthesectionsAandBwerefoundtobe9.4and8.3cm,respectively.Sincethetestsec-tionswererelativelynarrowand 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计short,itwasdiculttoconstructtheasphaltthicknessesasdesigned.TestsectionsCandDwereconstructedtocomparethestructuralcapac-ityandruttingresistancesofthebothmixes.ThecoredlayerthicknessesofthesectionsCandDwere26.8cmfortheconventionalpavementand21.5cmfortheHMAMpavement.Theaggregateusedinsubbaselayerhasamaximumsizeof40mm.ForthepurposeofQC/QAofthesubbaseconstruction,thedynamicconepenetrationtestinghasbeenperformedontopofthesubbaselayer.Averageerrorinlevelingrangesfrom2to3mminallthepave-mentsections.Afterthecompactionofsubbasematerials,theprimecoatinghasbeenappliedtoimprovethebond-ingbetweenbaseandsubbaselayer.Theasphaltliftthick-nessforcompactionwas7cmfortheconstructioninsectionsAandB.Forthethickpavementsections(sec-tionsCandD),theasphaltliftthicknessforcompactionwas10cm.Tomeasurethetensilestrainvalues,straingauges(KM-100HAS)wereinstalledatthebottomoftheasphaltlayer.Rectangularsteelboxandplastictubewereusedtoprotectthestraingaugeandwireduringtheconstruction,respectively.Thetensilestrainvaluesweremeasuredatthe500samplingratefor60sduringtheloadingtestsusingadynamicdatalogger.T-typethermocoupleswereinstalledatvariousdepthsintheACbaselayertocontrolandmonitorthepavementtemperaturesFig.6.Cross-sectionsforthefullscaleperformancetest5.TestresultsThetensilestrainsatthebottomoftheasphaltlayerweremeasuredatroomtemperatureof25LCtoevaluatethestructuralcapacityofvariouspavementsections.Fig.7(a)and(b) 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计showthetensilestrainsmeasuredundervariousloadlevelsforthethinandthickpavementsec-tions,respectively.Ascanbeseeninthesefigures,althoughtheasphaltlayerthicknessesoftheHMAMpavementarethinnerthanthoseoftheconventionalpavement,theHMAMpavementhassmallertensilestrainvaluesexceptfor3.2tonofwheelloadinthethinpavementsection.ThisresultindirectlyprovesthedynamicmodulustestresultsshowninFig.3thatthestinessoftheHMAMishigherthanthatoftheconventionalmix.Inaddition,ifthethick-nessesoftheconventionalandHMAMpavementsarethesame,thefatiguelifeoftheHMAMpavementwillbemuchlongerthantheconventionalmixbecauseofthesmallertensilestrainsintheHMAMpavement.Allthetensilestrainvaluesmeasuredfromthetestsec-tionsarewithinthefatigueendurancelimitof70micro-strainproposedbyMonismithetal.[7]andCarpenteretal.[8].Thewheelloadof5.2toncorrespondstotheaxleloadof10.4ton,andthemaximumallowableaxleloadinKoreais10ton.Therefore,thetensilestrainvaluesmea-suredunder5.2tonofwheelloadaregoodparameterstoestimatewhetherornottheasphaltlayerthicknessesofthetestsectionsaresucientforthelonglifeasphaltpave-ment.SincethetensilestrainvaluemeasuredfromthethickHMAMsectionunder5.2tonofloadis52.4microstrain,a20cmthickbaselayerusingtheHMAMdevelopedmightbeappropriateforthelonglifepavements.However,addi-tionallaboratoryandfieldtestsshouldbenecessarytocon-firmthisprematureconclusion.Especially,fatigueendurancelimitoftheHMAMdevelopedneededtobeesti-matedfirsttoproposeanadequatebaselayerthicknessmoreaccurately. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计Fig.7.Tensilestrainwithchangeofdualwheelloadfor(a)thinpavementsection,and(b)thickpavementsectionTocomparetherutresistanceoftheconventionalandHMAMpavements,theacceleratedpavementtestingwith6.2tonofloadlevelhasbeenperformedonthethickpave-mentsections.Thetemperatureatadepthof5cmbelowthesurfacewasmaintainedat50LCduringthetesting.Ruttingprofilesofthepavementsurfacewereperiodicallymeasuredusingalaserprofilometer.Ruttingmeasurementswereconductedatthreedierentlocationsinthetracdirectionforeachsection.Averagevaluesoftheruttingdataobtainedfromthethreelocationswerecalculatedandusedtoconstructatransverseruttingprofilecurve.Thepeakandlowestvalueswereselectedfromtheruttingprofilecurve,andthedierencebetweenthesetwopoints(i.e.,rutdepth)wascalculated.Thefinalrutdepthwascal-culatedbyaveragingthetwovaluesobtainedfromeachtire.Fig.8showsthecumulativerutdepthswithnumberofloadapplicationsmeasuredfromtheconventionalandHMAMpavementsections.Thelaboratorywheeltrackingtestresultswerealsoincludedinthisfigureforacompari-son.TheresultsfromtheAPTindicatethattherutdepthoftheconventionalandtheHMAMsectionswere5.3and3mm,respectively,after90,000ofloadapplications.Asimilarresultwasobservedfromthewheeltrackingtestasshowninthesamefigure. 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计Toevaluatethefatiguecrackingpotential,theAPTtest-ingwasperformedonthethinpavementsections.Toacceleratethefatiguecracking,athinrubberplatewasinstalledunderneaththeasphaltlayerforeachsection.However,thereisnofatiguecrackingobservedevenwherethethinrubberplatewasinstalledafter180,000loadapplications.Thetestcouldnotbecontinuedbecauseoftimeconstraintofthisstudy.Fig.8.ComparisonofrutdepthsforconventionalmixtureandHMAMpavement.Fig.9.Resultsoffatiguetestobtainedfromthefull-scaleperformancetestSincethefatiguetestusingtheAPTwasnotfinishedsuccessfully,thefatigueperformanceoftheconventionalandHMAMsectionswereevaluatedusingthefatiguemodelobtainedfromthelaboratoryfatiguetests.Theten-silestrainvaluesmeasuredfromthetestsectionswiththefatiguemodelinEq.(1)wereusedtoestimatethefatiguelivesofthetestsections.Themodelcoecientsobtainedfromthelaboratoryfatiguetestresultswereusedinthefatigue 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计analysis.TheanalysisresultisgiveninFig.9.Asshowninthisfigure,inthethinasphaltpavements,thereisnodierenceinfatiguelivesbetweentheHMAMpave-mentandconventionalpavement.However,theHMAMpavementhasmuchlongerfatiguelifethantheconven-tionalpavementinthethickpavementsections.6.ConclusionsAhighmodulusasphaltbinder(HMAB)andmix(HMAM)forthebaselayerofthelonglifeasphaltpave-mentsweredeveloped.VariouslaboratorytestsandfullscaleacceleratedpavementtestwereperformedtoevaluatetheperformancecharacteristicsoftheHMAM.Thelabo-ratorytestsforasphaltmixesincludedynamicmodulus,moisturesusceptibility,indirecttensilefatigue,andwheeltrackingtests.ThefullscaleacceleratedtestwasconductedforthefourdierentpavementsectionscomposedoftheconventionalandHMAMbaselayers.Importantresultsobtainedfromthisstudyarebrieflysummarizedbelow:TheHMABwithapenetrationgradeof20–30wasdevelopedbycombiningtheSBSpolymermodifiedasphaltbinderandhighboilingpointpetroleum(apenetrationreductionmaterial).Itisobservedfromthebin-derteststhatthestinessoftheHMABissignificantlyincreasedbymaintainingthelowtemperaturepropertiesofthebindersimultaneously.DynamicmodulustestresultsshowthatthemodulusoftheHMAMis50%morethanthoseoftheconventionalmixathightemperatures.TheincreaseinthemodulusoftheHMAMismainlyduetotheeectsofthehighboilingpointpetroleumandpolymer.TheresultsfrommoisturesusceptibilitytestshowthattheresistancetomoisturedamageoftheHMAMisabout10%betterthanthatoftheconventionalmixbecauseoftheantistrippingagentusedintheHMAB.Thewheeltrackingtestresultsindicatethattheresis-tancetopermanentdeformationoftheHMAMistwotimeshigherthantheconventionalmix.ItisalsofoundfromthefatiguetestthattheHMAMhasabout5–10timesbetterresistancetofatiguecrackingthanthecon-ventionalmixwherethetensilestrainlevelislessthan150microstrain.ItisobservedfromthefullscaletestsectionsthatthetensilestrainvaluesatthebottomofasphaltlayerfortheHMAMsectionsarelowerthanthoseoftheconven-tionalmixsectionsalthoughtheACthicknessesoftheHMAMsectionsarethinnerthanthoseoftheconven-tionalsections.AllthetensilestrainvaluesmeasuredfromthethickHMAMsectionsarewithinthefatigueendurancelimitof70microstrainwhichisafatiguecri-teriaofthelong 潮-揭高速公路k40+200～k41+800段路基路面综合设计lifeasphaltpavements.Similartothewheeltrackingtestresult,theAPTtestresultshowsthattherutdepthoccurredinthethickHMAMtestsectionistwotimessmallerthanthecon-ventionalpavementsection.ItcanbeconcludedthattheHMAMcanbeconsideredasabasematerialforlonglifeasphaltpavements.How-ever,afieldvalidationshouldbefollowedtoassuretheuseoftheHMAM.AcknowledgementsThisworkwassupportedbytheministryofconstruc-tionandtransportationandSKCorporationinKorea.Theauthorsappreciatetheirfinancialsupport(ResearchIdentificationNumber:02-B01-02).References[1]NunnME,BrownA,WestonD,NichollsJC.Designoflong-lifeflexiblepavementsforheavytra.c,TRLReport250,TransportResearchLaboratory,Crowthorne,UK;1997.[2]APA.Perpetualpavements–Asynthesis,AsphaltPavementAllianceOrderNo.APA101,Lanham,MD;2002.[3]NewcombDE,BuncherM,HuddlestonIJ.Conceptsofperpetualpavements.TransportationResearchCircularNo.503.Washington(DC):TRB,NationalResearchCouncil;2001.p.1–44.[4]Corte′Jean-Francois.DevelopmentandusesofhardgradeasphaltandofhighmodulusasphaltmixesinFrance.TransportationResearchCircularNo.503.Washington(DC):TRB,NationalResearchCouncil;2003.p.12–30.[5]RobertsFL,KandhalPS,BrownER,LeeDY,KennedyTW.Hotmixasphaltmaterials,mixturedesign,andconstruction.Lanham(MD):NAPAEducationFoundation;1996.p.307–10.[6]LongTermPavementPerformance.Testmethodfordeterminingthecreepcompliance,resilientmodulusandstrengthofasphaltmaterialusingtheindirecttensiletestdevice,Version1.1,LTPPTestProtocol,FHWA;2001.[7]MonismithCL,EppsJA,KasianchukDA,McLeanDB.Asphaltmixturebehaviorinrepeated.exure.ReportTE70–5.InstituteofTransportationandTra.cEngineering, 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