路面结构按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程
度的不同分成若干层次，通常按照各个层位功能的不同划分为面层、基层 和路基三个层次，基层中包括底基层在内。
面 层： 直接同行车荷载、大气接触，承受较大的行车荷载作用（包括冲 击），同时受到降水、气温等的影响。与其它层次相比，它应具有较高的 结构强度、抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应耐磨、不 透水、抗滑、平整（另外还应能适应基层开裂对其影响或旧路面病害的反 映）。材料的使用应能适应此功能要求。
第三节 交通荷载参数
1、行车荷载及其对路面的影响
汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面
结构损伤的主要原因；
它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载； 汽车荷载的特性包括汽车轮重与轴重的大小与特性、车
轴的布置、汽车轴载的时间分布特性、以及汽车静态与 动态荷载的特性比较等不同方面。
第三节 交通荷载参数
第一节 路面结构及其分类
◆4、路面的结构层次与材料要求
由于行车荷载、自然因素等对路面的影响随深度的增加而逐 渐减弱，路面的强度、抗变形能力和稳定性也应随深度而逐渐 降低要求，因此，路面的结构应分层铺筑、分为若干层次结构 ，并按各结构层次的特定状况进行相应的材料要求。
第一节 路面结构及其分类
◆4、路面的结构层次与材料要求
第二节 环境因素对道路的影响
◆1、温度湿度对道路的影响概述
• 温度
• 湿度
120
重复应力28kPa
80
动 弹 性 模 量 （ M P a
）
回弹模量（MPa）
-01234温 210度 0（℃
）
图2-9 温度对沥青混凝土动弹性模量的影响
40
0
10
20
30
含水量ω(%)
图2-10 湿度对路基刚度的影响
第二节 环境因素对道路的影响
三级、四级
粒料加固土 ，其它当地材料加 固或改善土，不整齐石块
四级
第一节 路面结构及其分类
◆5、路面的分类
路面类型可从不同角度来进行划分，一般常按照面 层所用的材料来进行区分，如水泥混凝土路面、沥青路 面、砂石路面等等。但在工程设计中，则主要从路面结 构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为 柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。
◆2、温度对道路的影响
✓温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路
基的冻胀
✓温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割
✓温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及
低温开裂
第二节 环境因素对道路的影响
◆2、温度对道路的影响
温度（℃）
50
40
30
20
10
4
6
表面下2cm 7cm
15cm
气温
8
10
12
14
16
18
20
39 16:00
41 14:00
深度（cm）
15
8:00 20
图2-13 一天内不同时刻沿水泥混凝土面层深度的温度变化曲线
第二节 环境因素对道路的影响
温度（℃） 梯度（℃／cm）
◆2、温度对道路的影响
32
1.2
29
气温
0.9
26
面层厚22cm
0.6
23
0.3
温度梯度
20
0
17
10 12 14 16 18 20 22 24
2
4
6
8
时刻（h）
图2-14 水泥混凝土面层温度梯度与气温的日变化曲线
第二节 环境因素对道路的影响
◆3、湿度对道路的影响
✓湿度对路基的影响：
湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施， 并控制路基的干湿类型
✓湿度对路面的影响：
水分积蓄于路基路面体内，降低路基路面的强度与 刚度，造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性
水泥稳定碎石或二灰碎石 30cm-40cm
二灰土或石灰土 20cm-40cm
土基 半刚性基层沥青路面结构
第一节 路面结构及其分类
3、水泥混凝土路面（水泥路面）
水泥混凝土路面 基层
路基
普通混凝土（JPCP） 钢筋混凝土（JRCP） 连续配筋混凝土（CRCP） 钢纤维混凝土 预应力混凝土、装配式混凝土、碾压混凝土
第一节 路面结构及其分类
◆4、路面的结构层次与材料要求
基 层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫 层及土基，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功能层 （对于水泥砼路面），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有 良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗 入雨水浸湿或地下水影响，也可受温度影响变形，因此仍应具有足够的 水温稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。
a)双圆荷载的当量圆半径δ： P p
b)单圆荷载的当量圆直径D： D 8P 2d
p
第三节 交通荷载参数
➢5、运动车辆对道路的动态影响
道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平 力和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复 性。
V
P
P
P
P
Q
Q
a)
b)
c)
d)
图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平压力 a)停驻；b)启动、一般行驶、加速；c)减速、制动；d)转向
路基及垫层： 材料主要有松散粒料类透水层或稳定土等稳定隔离层。
第一节 路面结构及其分类
路面等级
面层材料类型
适用的技术等级
高级 次高级 中级 低级
沥青混凝土，水泥混凝土
高速、一级、二级、 三级、四级
沥青贯入式 ，沥青碎石 ，沥青 表面处治 ，整齐石块或条石
二级、三级、四级
碎、砾石（泥结或级配） ，半 整齐块石 ，其它粒料
第一节 路面结构及其分类
◆4、路面的结构层次与材料要求
面层： 用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。
基层（包括底基层）： 材料主要有各种结合料稳定土或稳定碎石、贫水泥 砼、天然砂砾、碎石/块石/片石/砾石、工业废渣结合混合料等。当用不同 材料修筑基层时，最下层的统一材料层称为底基层，它可就近使用当地的 材料或土。
实载率等，有的还调查轴载谱；分析主要是确定交通量年平均增长率，并 求算获得设计年限内累计交通量。对路面而言，主要是轴重。
轴载组成与轴载换算：不同轴载的作用次数的频率组成即为轴载谱，
各不同轴载应根据某一指标按其对路面结构的损伤作用的等效性换算成其 它轴载的作用次数，从而可使用标准轴载来综合累计。
and Fatigue Broken
第一节 路面结构及其分类
1、沥青路面(Asphalt Pavement)
沥青路面
基层和底基层
沥青路面
基层和底基层
路基
路基
柔性基层沥青路面(Asphalt pavement with flexible base)
半刚性基层沥青路面 (Asphalt pavement with semi-rigid base)
路面点的车轮作用时间约为0.01~0.10s，结构变形来不及呈 现，瞬时作用利于结构，但多次重复作用又易使其疲劳。
第三节 交通荷载参数
路面状况 干燥 潮湿
路表与车轮的附着系表数
2
路面类型
车速-（km/h） 2
12
纵向32
碎石
——
滑移0.60
沥青混凝土
0.70～1.00
路面——
水泥混凝土
0.70～0.85
第二章
交通荷载 环境因素和力学参数
主要内容
第一节 路面结构及其分类 Structure and Category 第二节 环境因素对道路的影响 Environmental Impact 第三节 交通荷载参数 Traffic Parameters 第四节 路面结构设计参数 Structure Design Parameters 第五节 路面材料的累积变形与疲劳破坏 Accumulative Deformation
标准轴载要求对路面的响应较大、又能反映
本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。
第三节 交通荷载参数
7、超载与超限 overload and over limit
超载运输是车辆所装载货物超过车辆额定载货质量。 超限运输指运输车辆超过路面结构的容许承载能力。 超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响，
第三节 交通荷载参数
1）水平力：
行车安全要求 qmax≤ p⋅ ，其中 为路表与车轮的附着系数 ，它同路面类型与湿度以及行车速度有关。路表层水平力过大易 导致推挤、拥包、波浪及车辙等病害。
2）振动力：
振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计路面时， 应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。
3）瞬时作用及重复：
轴载－－轴型分布
单轴单轮 单轴双轮 双轴单轮 双轴双轮 多轴多轮
第三节 交通荷载参数
✓ 汽车的轴型
第三节 交通荷载参数
✓ 汽车的轴型
图2-1 不同轴型的货车示意图
第三节 交通荷载参数
3、轴轮组与轴重：整车分前轴和后轴，绝大部分
车辆的前轴为两个单轮组成的单轴（轴载约为P/3）， 极少数汽车前轴为双轴单轮组（轴重约为P/2）。大 部分货车后轴由双轮组组成，有单轴、双轴和三轴 等三种，大部分轴重在100KN以下，一般都在 60~130KN范围以内。
35
表面下1.5cm
32
5cm
11cm
29
16cm
26
23
气温
20
8 10 12 14 16 18 20 22 24
2
4-12 水泥混凝土面层温度日变化曲线