粒料基层沥青路面施工要点及容许开裂指数

路面结构的设计原理是，对于所拟定的路面结构层组合方案，确保各设计指标在临界点处的计算值满足根据荷载、环境和结构特性所确定的疲劳抗力要求。

1.结构抗力验算

（1）沥青混合料层底面的疲劳寿命满足路面结构承受的基于沥青混合料性能换算的累积设计轴载作用次数要求，即

式中　Na——设计使用年限内的基于沥青混合料性能换算的累积设计轴载作用次数；

Nf1——初拟路面结构中沥青混合料的疲劳开裂寿命，与沥青层底面的拉应变及沥青混合料的模量、饱和度等因素有关。

（2）半刚性层（基层、底基层或垫层）的弯拉疲劳寿命满足路面结构承受的基于半刚性基层材料性能换算的累积设计轴载作用次数要求，即

式中　Nb——设计使用年限内的基于半刚性材料性能换算的累积设计轴载作用次数；

Nf2——初拟路面结构中半刚性层的疲劳开裂寿命，与该层底面的拉应力有关。

（3）路基顶面压应变满足荷载重复作用下路面的要求，即

式中　εz——路基顶面竖向压应变；

［εz］——路基顶面容许竖向压应变。(www.xing528.com)

（4）沥青混合料层永久变形量Ra不大于容许值［Ra］。［Ra］可根据公路等级或使用要求取值，对于高速公路、一级公路，可取15 mm（半刚性基层）或10 mm（其他基层），对于二、三级公路，可取20 mm（半刚性基层）或15 mm（其他基层）。

2.材料设计要求

各层次沥青混合料的抗剪强度满足该层沥青混合料抗车辙能力的要求，即

式中　Rτ——满足路面结构车辙要求的沥青混合料抗剪强度，与累计标准轴载作用次数和温度等因素有关；

［Rτs］——沥青混合料层在路面实际空隙率时能够提供的综合贯入抗剪强度。该标准是路面结构设计对沥青混合料抗剪切强度的要求，应在沥青混合料设计和施工验收时予以满足。

式中　Rτi——第i层沥青混合料的抗剪强度，MPa，普通沥青混合料一般为0.4～0.7 MPa，改性沥青混合料一般为0.7～1.2 MPa；

n——沥青混合料层的层数；

wis——第i层沥青混合料的权重，为第i层厚度中点剪应力与各层厚度中点剪应力之和的比值。对于半刚性基层沥青路面，沥青混合料层为1层时，w1取1.0；沥青混合料层为2层时，自上而下，w1可取0.48，w2可取0.52；沥青混合料层为3层时，自上而下，w1、w2和w3可分别取0.35、0.42和0.23。对于粒料基层沥青路面，沥青混合料层为1层时，w1取1.0；沥青混合料层为2层时，自上而下，w1可取0.44，w2可取0.56；沥青混合料层为3层时，自上而下，w1、w2和w3可分别取0.27、0.36和0.37。

另外，沥青面层低温开裂指数CI不大于容许值［CI］。容许开裂指数对高速公路、一级公路为3，二级公路为5，三、四级公路为7。

基于上述设计原理，可以判定结构层组合设计时所拟定的路面结构厚度是否满足设计年限内交通和环境的要求。当沥青层和其他整体性材料层底面的拉应变/拉应力足够小时，路面结构的寿命将足够长，乃至不会发生自下而上的开裂损坏，这便是长寿命路面结构，参见本书8.7节。