式中：γr——可靠度系数，据所选目标可靠度及变异水平等级按表9确定；
σpr——行车荷载疲劳应力，MPa； σtr——温度梯度疲劳应力，M Pa；
σpmax——最重的轴载在临界荷位处产生的最大荷载应力(MPa) ，计算方法见规范附录B；
σtmax——所在地区最大温度梯度在临界荷位处产生的最大温度翘曲应力(MPa)，计算方法见规范附录B； fr——水泥混凝土弯拉强度标准值(MPa)，按表10确定。 ⑵贫混凝土或碾压混凝土基层或者双层板的下面层板应力验算
贫混凝土或碾压混凝土基层应以设计基准期内行车荷载不产生疲劳断裂作为设计标准。其极限状态设计表达式为：
?r?bpr?fbr
式中：σbpr——基层内产生的行车荷载疲劳应力(MPa)，计算方法见规范附录B；
fbr——基层材料的弯拉强度标准值(MPa)。
表9 可靠度系数
变异水平等级 低 中 高 目标可靠度（%） 95 1.20~1.33 1.33~1.50 — 90 1.09~1.16 1.16~1.23 1.23~1.33 85 1.04~1.08 1.08~1.13 1.13~1.18 80～70 — 1.04~1.07 1.07~1.11 注：变异系数接近教材P479表16-21下限时，可靠度系数取低值；接近上限时，取高值。
表10 水泥混凝土弯拉强度标准值
交通荷载等级 水泥混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 钢纤维混凝土的弯拉强度标准值（MPa） 极重、特重、重 ≥5.0 ≥6.0 中等 4.5 5.5 轻 4.0 5.0 若不能满足上式要求，则需调整砼板厚（按1cm整倍数改变），或改变基层、垫层的结构材料、厚度
及设计参数，或改变板的平面尺寸，重新计算，直至满足要求为止。
计算厚度加6mm磨损厚度后，应按l0mm向上取整，作为混凝土面层的设计厚度。 ㈦路面结构防冻厚度验算
在季节性冰冻地区，路面结构层的总厚度不应小于表11规定的最小防冻厚度。 ㈧绘制路面结构设计图（见附录样图）
表11 水泥混凝土路面结构最小防冻厚度(m)
路基干湿类型 路基土质 易冻胀土 很易冻胀土 易冻胀土 很易冻胀土 当地最大冰冻深度(m) 0.50～1.00 0.30～0.50 0.40～0.60 0.40～0.60 0.45～0.70 1.00～1.50 1.50～2.00 ＞2.00 中湿路基 0.40～0.60 0.50～0.70 0.60～0.95 0.50～0.70 0.60～0.85 0.70～1.10 0.50～0.70 0.60～0.90 0.75～1.20 0.55～0.80 0.70～1.00 0.80～1.30 潮湿路基 注：1.易冻胀土——细粒土质砾(GM 、GC)、除极细粉土质砂外的细粒土质砂(SM、SC)、塑性
指数小于12 的黏质土(CL、CH)。
2.很易冻胀土——粉质土( ML，MH) 、极细粉土质砂(SM)、塑性指数在12～22 之间的黏 质土(CL)。
3.冻深小或填方路段，或基、垫层采用隔温性能良好的材料，可采用低值；冻深大或挖方及 地下水位高的路段，或基、垫层采用隔温性能稍差的材料，应采用高值。
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4.冻深小于0.50m 的地区，可不考虑结构层防冻厚度。
二、新建公路沥青路面设计 现规范：
新建公路沥青路面设计与水泥混凝土路面的设计步骤类似，区别主要是在设计指标和计算理论与方法上的不同，具体设计程序步骤如下：
㈠交通分析 ⒈轴载换算
⑴当以弯沉值和沥青层层底拉应力为设计指标时，按下式完成轴载当量换算：
?Pi? N ? ? C ? Cn12i??P?i?1k4.35 ⑵当以半刚性材料层的层底拉应力为设计指标时，按下式完成轴载当量换算：
?P? ? ?C1?C2?ni?i?N?P?ik8⑶对于贫混凝土基层以拉应力为设计指标时，按下式完成轴载当量换算：
⒉标准轴载的累计作用次数
?P?N??C1?C2ni?i??P?i?1tk12Ne??1????1??365N???1式中：Ne——设计年限内一个车道的累计标准轴载作用次数（次/车道）； N1——营运第一年双向日平均标准轴载当量轴次（次/日）； ?——设计年限内交通量年平均增长率； ?——车道系数，见规范或教材； t——设计年限，可按表12选用。
表12 各级公路沥青路面的设计年限
公路等级 高速、一级公路 二级公路 设计年限(年) 15 12 公路等级 三级公路 四级公路 设计年限(年) 8 6 ⒊沥青路面交通等级的确定（见表13）
表13 沥青路面交通等级
交通等级 轻交通 中等交通 重交通 特重交通 BZZ-100累计标准轴次Ne (万次/车道) ＜300 300～1200 1200～2500 ＞2500 中型以上货车及大客车 ［辆/(日·车道)］ ＜600 600～1500 1500～3000 ＞3000 ㈡路基干湿类型划分及土基回弹模量确定（同新建水泥混凝土路面）
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㈢拟定路面结构组合方案及确定各层材料设计参数
根据使用要求、气候特点、交通条件、材料供应、结构层的功能等情况，合理拟定沥青路面结构组合与厚度方案。沥青面层可采用二层或三层结构，基层、底基层可采用半刚性或柔性材料结构。
㈣设计弯沉值和容许拉应力计算 ⒈设计弯沉值计算
ld?600Ne?0.2AcAsAb (0.01mm)
式中：Ne－－设计年限内一个车道的累计标准轴载当量轴次；
Ac――公路等级系数； As――面层类型系数； Ab――基层类型系数。
⒉容许拉应力计算
式中：
?R?? spKS?sp——沥青混凝土或半刚性材料的极限抗拉强度(MPa)；
KS——抗拉强度结构系数，按下式计算：
0.2KS?0.09N/Ac(对沥青混凝土面层) e
0.11K?0.35N/Ac（对无机结合料稳定集料） Se
KS?0.45Ne0.11/Ac (对无机结合料稳定细粒土)
㈤计算或验算路面结构层厚度
按双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状体系理论，由条件：
lS?ld和?m??R
计算或验算路面结构层厚度。
式中：lS——路表计算弯沉值（0.01mm），按下式计算：
lE2p?实测弯沉lS?1000?CF；F??1.63(S)0.38(0)0.36
E0理论论弯2000?pp、δ——标准轴载的轮胎接地压强（MPa）和当量圆半径（cm）；
?C——理论弯沉系数，?C?f(hEh1h2EE,,???n?1;2,3,???0)； ???E1E2En?1 7
E0、E1、E2、?En?1—— 土基及各层材料回弹模量(MPa)；
。 h1、h2、?hn?1—— 各结构层厚度（cm）
，按下式计算： ?m——计算层底最大拉应力（MPa）
?m?p?m
m ? , 2 ,? ? ? n? 1 ; 2 , 3 ,? ? 。 ?m——理论最大拉应力系数，?f ( 1? 0 )hhh???沥青路面结构设计按设计弯沉值和容许拉应力两项指标控制计算结构层厚度，取其中较厚的作为最终
设计结果，即为同时满足弯沉与拉应力两项设计指标的要求。
上述计算过程比较复杂，可由给定的计算机程序软件hpds2011完成。 ㈦路面结构防冻厚度验算
根据《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》表5.2.4“最小防冻厚度”进行验算，若不满足要求，则可增设或增厚垫层来补足防冻厚度。
㈧绘制沥青路面结构设计图（见附录样图） 新规范（即将颁布）：
1、初始年设计车道日平均当量轴次N1
EEE1E2EEn?1?PiN1??c1c2ni??P?s式中：N1——标准轴载的当量轴次；
??? （5.1） ?b； ni——被换算车型的各级轴载作用次数（次/日）
Ps——标准轴载；
Pi——换算车型的各级轴载；
b——换算指数。分析沥青层疲劳和沥青层永久变形时，b?4；分析路基永久变形时，b?5；
分析无机结合料层的疲劳寿命时，b?13；
C1——被换算轴型的轴数系数，前后轴间距大于3m时，分别按单个轴计算；轴间距小于3m
时，应按《规范》表A3.6-1取值；
C2——被换算轴—轮型轮组系数，双轮组为1.0，单轮时取4.5；
2、交通荷载等级的确定
表14 交通荷载分级
交通荷载等级 设计车道累计货车交通量极重 ≥20 特重 20～9 重 9～5 中等 5～1.5 轻 ＜1.5 (?106)
3、不同结构组合路面的设计指标
表15 不同结构组合路面的设计指标
基层类型 沥青结合料类 粒料类
底基层类型 粒料类 无机结合料类 粒料类 8
设计指标 沥青层永久变形、路基永久变形、沥青层疲劳 沥青层永久变形、无机结合料类层疲劳 沥青层永久变形、路基永久变形、沥青层疲劳 无机结合料类 无机结合料类 粒料类或无机结合料类 沥青层永久变形、沥青层疲劳、无机结合料类层疲劳 沥青层永久变形、无机结合料类层疲劳 沥青层永久变形 水泥混凝土、贫混凝土 注：除表中所列指标外，对于季节冰冻地区的高速公路和一级公路，应增加路面低温开裂的分析。
4、沥青路面结构设计指标验算
⑴沥青层疲劳开裂：沥青层疲劳寿命Nf1不小于按照沥青层疲劳等效换算得到的设计车道累计当量轴载作用次数Ne1。
?1?1?Nf1?6.32?10?15.6?0.37??kT?1????3.97?1??E?a????1.580.43?0.85?0.024ha?5.41???VFA?e2.72?1?0.3Ea??VFA???0.024ha?5.41???1?e??3.33
式中：Nf1——沥青层疲劳寿命（次）；
； ha——沥青层厚度（mm）
?——可靠度指标，取值1.04；
kT1——温度调整系数，按《规范》附录C确定；
，通过软件BISAR3.0计算得到； ?——沥青层层底拉应变（10?6）
； Ea——沥青混合料20℃时的回弹模量（MPa）
VFA——沥青混合料的沥青饱和度（%）。范围70%～85%。
⑵无机结合料层疲劳开裂：无机结合料层疲劳寿命Nf2不小于按照无机结合料层疲劳等效换算得到
的设计车道累计当量轴载作用次数Ne2。
?ke?tlgNf2?a?b??kR?ss式中：Nf2——无机结合料层的疲劳寿命（次）；
?t——无机结合料层的层底拉应力（MPa）；
??ka???k??lgD?k??T2???? ? Rs——无机结合料稳定材料的弯拉强度（MPa），水泥稳定类、水泥粉煤灰稳定类材料的龄期为90d，石灰稳定类、石灰粉煤灰稳定类材料的龄期为180d；
?——可靠度指标，根据公路等级，按规范表3.1取值；
ke——考虑收缩裂缝影响的应力增大系数，根据无机结合料稳定材料无侧限抗压强度和厚度确定；查规范表E.1.3-1确定；
ks——弯拉强度设计值现场综合调整系数，按无机结合料层总厚度和沥青层厚度确定；查规范表E.1.3-2确定；
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