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公路路路基优化设计指南（征求意见稿）

《公路路基优化设计指南（征求意见稿）》简介（约500字）

《公路路基优化设计指南（征求意见稿）》是由交通运输主管部门组织相关科研单位和设计机构编制的行业技术指导性文件，旨在提升我国公路路基工程的设计水平，推动绿色、安全、耐*和**公路建设。本指南在总结国内外先进经验和*新科研成果的基础上，结合我国不同区域地理环境与交通发展实际需求，系统提出了路基优化设计的技术原则与实施方法。

指南内容涵盖路基设计的基本原则、地基处理、填料选择、排水系统优化、边坡防护、特殊路段处理及环保措施等方面，强调全寿命周期设计理念，注重节能环保与可持续发展。同时db34／t 3919-2021标准下载，针对*填深挖、软土路基、冻土地区等复杂地质条件，提出了针对性的优化方案和技术要求。

本指南适用于新建和改建的各等级公路路基设计，也可为相关工程实践和标准修订提供参考。作为征求意见稿，目前正面向社会广泛征求意见，以进一步完善技术内容，增强其实用性与可操作性，助力构建更加科学合理的公路基础设施体系。

? 设计交通量是根据不同公路等级的设计年限、第一年双向日平均当量轴次（N，）、年平 均交通量增长率、车道系数及该公路交通特点，计算的设计年限内一个方向一个车道的累计 当量轴次，按公式（1.1.3一3）计算：

(1. 1. 33)

1.1.4路基设计时，应首先确定路面的结构参数。沥青路面的参数取值应根据公 路等级、气候条件、交通量及其组成，路线线形、面层结构、施工工艺等因素， 并结合当地使用经验确定。

4.2.1路床顶面动应变设计标准

路基土随着动荷载作用次数增加，动变形却随振次而继续发展，因此路床1 面动应变设计标准是动应变小于一个容许应变。即：

式中，[]为路床项面容许动应变。

4.2.2路床顶面动应力设计标准

(4. 2. 11)

(4. 2. 11)

当路基动应力o。小于临界动强度时，路基残余变形速度随加载次数减少，累 积残余变形逐渐趋向稳定。当路基动应力*于动强度时，路基残余变形速度随加 载次数增*，路基累积**变形不断增加，*终导致路面车辙加深及路面开裂。 因此，要求路基的动应力满足动强度要求：

dmax ≤[0α]

4.3.1设计理论与方法

( 4. 2. 2)

3路基各层位厚度与填料强度设计方法

1路基动强度设计旨在控制路基填土因交通荷载引起过*变形而导致路面 构的破坏。其控制方法主要有：变形控制法，强度控制法和动应变控制法。

4.3.2变形控制法确定低路基厚度与填料强度设计方法

1路基变形控制法设计应采用双轮均布垂直移动荷载作用下的弹性：

图4.3.2路面荷载及计算模型图示

4.3.3路基动变形控制设计的主要内容

）根据设计任务书的要求，计算设计年限内个车道的累计标准当量轴次

确定设计父通量与交通等级、面层、基层类型，公路结构组合类型，并计算路基 顶面允许动变形值。 · 2）根据按路面类型和本地区天然地基类型，结合《公路沥青路面设计规范》 的要求，确定路面和天然地基的回弹模量设计值。 3）参考本地区的经验拟定几种可行的公路结构组合与厚度方案，根据选用 的材料进行配合比试验，测定各结构层材料的抗压回弹模量，确定各结构层的设 计参数。 4）根据路基动变形设计指标采用交通荷载下三层弹性体系理论设计程序确定 路基填土*度和路基动模量的关系。 5）通过室内试验分析或参考本地区的经验确定路基动模量和路基压实度的 关系，*终得到满足动变形要求的路基压实度。 6）进行技术经济比较，确定路基填土*度和路基压实度。

A,=(H，+2)/20

H 平刚性基层或底基层上柔性结构层总厚度（cm） A 公路结构组合类型系数。

以路路基表面动变形值为设计指标时，路面和地基设计参数均采用抗压回 模量，对于沥青混凝土试验温度为20℃。

强度控制法确定低路基厚度与填料强度

根据弹性动力学理论，弹性层状地基在单轴车辆荷载作用下的竖向动应力的* *值得可由下式确定：

式中：H"路基顶面到路面表面的垂直距离。 G，A，Vm，Vm，Ym和p一路基填土参数； A，B，C,和D"一与公路结构和荷载有关的参数。 路床顶面**动应力应由单轴双轮组的两个轮胎所产生的**动应力叠加得 到。根据路基顶面动应力控制值和式(4.3.5)计算确定不同路床填土弹性模量条件下 低路堤填土厚度和填料强度之间的关系曲线。

4.3.6路基动应变设计方法

当动应力幅值较小时（一般来说。<30kPa），试样的变形曲线为稳定型曲线 对于此类稳定型情况，*常用的拟合模型是Monismith提出的指数模型：

.1.2土体的动强度是由土体所受动荷载的类型和土体的破坏形式来确定的。对于 各基，所承受的荷载为车辆荷载的重复作用，路基破坏主要由累积应变而引起 周此，路基填料动强度应以重复加载次数和控制累积应变作为控制标准。 路基土在交通动荷载作用下的弹性变形实际上就是路基土的回弹变形，因此

1.1.2土体的动强度是由土体所受动荷载的类型和土体的破坏形式来确定的。对于 路基，所承受的荷载为车辆荷载的重复作用，路基破坏主要由累积应变而引起 因此，路基填料动强度应以重复加载次数和控制累积应变作为控制标准。 路基土在交通动荷载作用下的弹性变形实际上就是路基土的回弹变形，因此

1**应变与应力因子的关

根据AASHT0设计方法，假设路面设计交通轴载作用10次，路基顶的控制极限 应变为2.8x10，此时路面的车辙在允许范围内。 根据公路路基填料的动态疲劳特性，路基在承受交通动荷载循环作用情况下， 路基填土的**变形随加载次数而累积，而变形速率则与路基所受动应力与路基 的临界动应力之比有关。根据影响公路使用品质的因素分析，一方面是路基的变 形超过一定数值引起路面的破坏，另一方面是路基自身的变形破坏，因此，确定 路基应变破坏标准的主要是两个方面，一方面是路基本身的破坏，另一方面是路 基应变发展到一定阶段路面开始破坏。 美国沥青协会曾针对低等级公路进行了研究，指出当*终耐用指数p=2.5，土 基的泊松比μ=0.35时，土基的容许压应变[c.1与交通荷载作用次数的关为：

用此处的路基应变作为设计时控制车辙的容许应变。由此计算交通轴载作用10 后路基顶面的极限应变是2.8x104。而目前我国的*速公路路面路基设计中，路面 越来越厚，路基的应力和变形较小，这可从已通车几年的公路，路面发生严重车

辙的*速公路中可以得到证实，基本上只有面层发生车辙。 **勇通过三组*模型试验，经过10°重复加载后，得到了路面路基结构各层 的**变形值，并根据试验结果给出了各组的**变形和加载轴次的关系公式， 利用此公式可以计算得到经过10重复加载后，路基顶面以下30cm的**变形为 3.52mm，这样的**变形不会对路面路基结构构成破坏，且产生的车辙也是容许 的，此时，对应的路基以下30cm范围的**应变为1.17%。 因此，本指南建议容许压应变[E]需要在更多的资料积累基础之上，进行合理 确定。

辙的*速公路中可以得到证实，基本上只有面层发生车辙。 **勇通过三组*模型试验，经过10°重复加载后，得到了路面路基结构各层 的**变形值，并根据试验结果给出了各组的**变形和加载轴次的关系公式， 利用此公式可以计算得到经过10重复加载后，路基顶面以下30cm的**变形为 3.52mm，这样的**变形不会对路面路基结构构成破坏，且产生的车辙也是容许 的，此时，对应的路基以下30cm范围的**应变为1.17%。 因此，本指南建议容许压应变[E]需要在更多的资料积累基础之上，进行合理 确定。 4.2.2土的动强度是指在给定加载次数情况下，土的应变不超过某一允许应变所能 承受的**应力。不同性质的路基填土的临界动强度由试验确定。 4.3.1、4.3.2对于*等级沥青公路，路面结构一般由AC面层、CCR基层或ATB基 层和CCR底基层组成，而AC面层又分别由细粒式沥青混凝土、中粒式沥青混凝土 和粗粒式沥青混凝土组成。路面结构层较多，为分析和设计带来不便。但相对于 路基而言，路面各层结构的性质（模量、泊松比、密度等）相差不*。因此，在 对路基进行动变形控制设计时，按照0dermark当量模量和厚度的换算方法将多层 路面换算成单层形式是合理的。如果路基填土也包括路床、路堤（上路堤和下路 堤）之分，则可首先确定设计层，按照同样的方法，将路基填土转换为单层结构， 再根据弹性动力三层体系理论得到路基总当量设计厚度，从而得到待设计层的厚 度与模量。 姚海林、卢正进行了动荷载作用下路基顶面动变形的确定的研究。对于三层 沥青路面情况，动荷载作用下路基顶面动应力和动位移的表达式公式及推导如下： 本指南假设地基为三维线粘弹性层状地基，可用Navier方程求解。 用线弹性层状体系理论计算路基内部竖向动应力和位移时，主要采用了以下 基本假定： 1 ?. ①各层都是由匀质、各向同性的线粘弹性材料组成，其弹性模量和泊松比为 E和口，材料的力学性能服从虎克定律； ②假定路基在水平方向和向下的深度方向均为无限，其上的路面各层厚度均 为有限，

但水平方向仍为无限； ③假定作用在路面上层表面的行车荷载为移动垂直荷载，荷载与路面表面接 触面形状呈矩形，接触面上的压力呈均匀分布，同时在路基无限深处及水平无限 远处应力和应变都是零； ④每一层之间的接触面假定为完全连续的（具有充分的摩阻力）。 不考虑体力的三维Navier方程为：

*连煤气管网改造工程施工组织设计GV²u+(G+)grade=p 0 at2

其中，u是地基土体的位移矢量，P为土体的密度，e为土体的体积应变，G和人是 Lame常数。如果考虑地基的粘滞阻尼，可以通过采用复Lame常数来表达，即： X=A(1+2in)，G=G(1+2in)；式中，"为土体的滞回阻尼比。 地基土体的应力一应变关系可表示为：

o4 ²y ax ox,0x x xdx 中 3y 1 ay dx ax C2 3t

和是势函数db37t 4427-2021 119警情受理规范，他们必须满足如下方程

式中甲=，；，的下标表示对x的偏微分。 文中引入对坐标x、y的双重Fourier变换为

F(B,y,z)=ff(x,y,z）eix+rdxdy