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出版者:人民交通出版社

作者:杨少伟编

出品人:

页数:356 页

译者:

出版时间:2004年1月1日

价格:40.00元

装帧:平装

isbn号码:9787114049859

丛书系列:

图书标签:

• 道路
• 文学
• 专业
• 1
• 道路工程
• 勘测
• 设计
• 公路工程
• 交通工程
• 土木工程
• 测量
• 工程测量
• 道路规划
• 施工图设计

《沥青路面结构设计原理与实践》 引言 在现代交通运输体系中，道路作为其血脉，承载着经济发展的重任。而沥青路面，以其优良的平整度、舒适性、较低的噪音以及良好的经济性，成为当前应用最广泛的道路铺设材料。然而，沥青路面并非一成不变的简单叠加，其背后蕴含着深厚的理论支撑和精密的工程计算。一本优秀的学术著作，不仅要系统阐述理论，更要结合实际工程，为读者提供可操作的指导。《沥青路面结构设计原理与实践》正是这样一部力求贯通理论与实践的著作，旨在为从事道路工程领域的工程师、技术人员、研究者以及相关专业的学生提供一份全面而深入的沥青路面结构设计指南。 本书的写作初衷，源于当前沥青路面设计中面临的一些挑战：一方面，随着交通量的持续增长和车辆轴载的不断增大，传统的设计方法在面对日益严苛的服役条件时，其可靠性和经济性受到考验；另一方面，新材料、新技术的不断涌现，为沥青路面设计带来了更多可能性，但也对设计者提出了更高的要求。因此，本书力求在继承经典设计理论的基础上，融入最新的研究成果和工程实践经验，以期为沥青路面结构的设计提供更科学、更合理、更具前瞻性的解决方案。 第一部分：沥青路面结构设计的基础理论 本部分将系统梳理沥青路面结构设计的理论基石，为后续的章节打下坚实的基础。 第一章：沥青混合料的力学性能分析 沥青混合料作为沥青路面的主要组成部分，其力学性能直接决定了路面的整体表现。本章将深入探讨沥青混合料在不同应力、应变、温度和时间条件下的行为。 沥青材料的流变特性： 沥青是一种典型的粘弹性材料，其力学响应与温度和加载速率密切相关。本章将详细介绍沥青的玻璃化转变、蠕变和应力松弛等现象，并通过模型（如Maxwell模型、Kelvin-Voigt模型）来描述其粘弹性行为。我们将阐述沥青的针入度、软化点、延度等试验如何反映其温度敏感性，并探讨沥青裕度和沥青粘度的重要性。 矿料的级配对混合料性能的影响： 矿料的粒径、形状、表面纹理以及级配组合是影响沥青混合料强度、稳定性和空隙率的关键因素。本章将分析不同级配设计（如连续级配、断级配、间断级配）对混合料性能的影响，介绍骨架密实理论，并探讨最紧密堆积原理在级配设计中的应用。我们将重点讨论粗集料的相互嵌挤作用和细集料对沥青膜厚的影响。 沥青混合料的应力-应变行为： 在外部荷载作用下，沥青混合料会产生复杂的应力-应变响应。本章将介绍沥青混合料的弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度等关键力学参数，并探讨这些参数如何随温度、频率和加载历史而变化。我们将详细讲解三轴试验、弯曲疲劳试验、直剪试验等常用试验方法，并分析试验结果的意义。 沥青混合料的耐久性： 除了瞬时力学响应，沥青混合料的长期耐久性也是设计中不可忽视的因素。本章将讨论沥青混合料的抗水损害能力（如水敏感性）、抗老化性能（如热氧化老化、光氧化老化）以及抗疲劳性能。我们将介绍相应的试验方法和评价指标，并探讨如何通过优化配合比和添加剂来提高其耐久性。 沥青混合料的体积特性： 空隙率、沥青饱和度、沥青膜厚度是评价沥青混合料内部结构的重要参数。本章将详细分析这些参数的计算方法和对混合料性能的影响，并介绍马歇尔稳定度试验、动稳定度试验等用于评价混合料体积特性和稳定性的方法。 第二章：路面结构层之间的相互作用与荷载传递机理 沥青路面并非单一材料层，而是由不同性质的层状结构组成。理解各层之间的相互作用以及荷载在结构中的传递方式，是进行科学设计的关键。 弹性层状体系理论： 本章将介绍弹性层状体系理论，这是分析多层路面结构受力行为的基础。我们将讲解Boussinesq公式、Mindlin公式等基本概念，并介绍有限元法等数值分析方法在层状结构分析中的应用。 应力与应变在各层中的分布： 在车辆荷载作用下，路面结构各层都会产生应力与应变。本章将分析垂直应力、水平应力、剪切应力以及弯曲应力在沥青层、基层、垫层以及路基中的分布规律，并探讨这些应力与应变如何影响路面的破坏模式。 界面传荷机制： 各层之间的界面条件（如光滑界面、粗糙界面）会影响荷载的传递效率。本章将分析界面剪切力的传递机理，并探讨界面粘结性对整体结构受力的影响。 温度应力与收缩应力： 温度变化和沥青的收缩也会在路面结构中产生应力。本章将分析温度梯度和昼夜温差对沥青层产生的影响，以及沥青收缩裂缝的形成机理，并探讨如何通过设计措施来减小这些应力的不利影响。 荷载传递系数法与叠层板理论： 本章还将介绍荷载传递系数法等简化的分析方法，以及叠层板理论在分析刚性或半刚性基层上沥青面层受力时的应用。 第三章：路面设计的基本原则与规范解读 科学合理的设计，离不开明确的设计原则和严格遵循相关规范。 设计荷载与交通量分析： 路面结构设计首要考虑的是承受未来交通荷载的能力。本章将详细介绍设计轴载的选取、等效标准轴载的换算方法，以及交通量的预测与分析，包括年平均日交通量、车辆构成、轴载谱等。 设计寿命与可靠度： 路面设计需要考虑其预期的使用寿命以及抵抗不同破坏因素的可靠度。本章将阐述路面设计寿命的概念，并介绍可靠度设计理论在路面工程中的应用，包括设计荷载的变异性、材料参数的变异性等。 设计目标与性能指标： 路面设计不仅仅是为了避免早期破坏，更重要的是保证其长期使用性能。本章将讨论路面的设计目标，包括承载能力、平整度、抗滑性、耐久性等关键性能指标，并介绍不同地区和不同等级道路对这些指标的要求。 主要设计规范与标准介绍： 本章将对国内外沥青路面设计的主要规范与标准进行介绍，如美国的AASHTO设计指南，中国的《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2017）等。我们将解读这些规范的核心内容，包括设计流程、计算方法、参数取值等，为读者提供实际设计操作的依据。 设计方法的发展趋势： 介绍了传统设计方法（如经验法、图表法）的局限性，并着重介绍性能化设计（Performance-based Design）和全寿命周期成本分析（Life-cycle Cost Analysis）等现代设计方法的发展趋势，强调以路面长期性能为导向的设计理念。 第二部分：沥青路面结构设计的方法与实践 在掌握了基础理论后，本部分将聚焦于沥青路面结构的设计方法和实际应用。 第四章：沥青路面结构层设计 针对沥青面层、基层、垫层等不同结构层，本章将阐述其设计原则和方法。 沥青面层设计： 沥青层数与厚度设计： 基于荷载、材料性能和设计规范，本章将详细介绍如何计算沥青面层的总厚度和各层沥青混合料（如表面层、联结层、联系层）的具体厚度。 沥青层组合设计： 针对不同功能和不同交通等级的道路，本章将介绍多种沥青面层组合形式，如AC（Asphalt Concrete）、SMA（Stone Mastic Asphalt）、OGC（Open-Graded Friction Course）等，并分析它们的适用范围和设计要点。 抗裂设计： 重点关注沥青面层抗反射裂缝、抗疲劳裂缝等的设计措施，包括沥青结合料的选择、增强材料（如聚合物、玻璃纤维）的应用、以及沥青层之间粘结力的控制。 排水设计： 排水不良是导致路面早期损坏的重要原因。本章将讨论沥青面层的排水设计，包括表面排水和内部排水，以及多孔沥青混合料（Porous Asphalt）的应用。 基层与垫层设计： 无机结合料稳定材料基层设计： 介绍水泥稳定碎石、石灰稳定土等基层材料的设计方法，包括最佳含水量、最大干密度，以及稳定剂掺量的确定。 沥青稳定碎石基层设计： 讨论沥青稳定碎石作为基层材料的适用性，以及其配合比设计和厚度计算。 粒料基层与垫层设计： 介绍天然砂砾、级配碎石等作为基层和垫层材料的设计要求，包括级配、压实度和承载力等。 复合基层设计： 探讨不同类型材料组合形成的复合基层的设计理念与方法。 路基设计要求： 虽然路基不属于沥青路面结构层，但其稳定性和承载能力直接影响沥青路面的整体性能。本章将简要回顾路基的设计要求，包括路基土的性质、压实度、坡度等，并强调路基与上部结构之间的协调配合。 第五章：疲劳与断裂分析在沥青路面设计中的应用 现代沥青路面设计越来越注重对路面长期性能的预测，疲劳和断裂分析是其中的核心。 沥青路面疲劳破坏机理： 详细阐述在反复荷载作用下，沥青路面产生的微细裂纹如何扩展直至形成宏观裂缝，导致路面结构性损坏（如车辙、网裂）的机理。 弹性力学理论在疲劳分析中的应用： 介绍如何利用弹性力学理论计算路面各层中的重复弯曲应力与应变，并将其作为疲劳损伤的评价指标。 沥青混合料的疲劳寿命预测模型： 介绍常用的沥青混合料疲劳寿命预测模型，如S-N曲线法、Miner线性损伤累加法则等，并讲解其参数的确定方法。 断裂力学在沥青路面裂缝扩展分析中的应用： 引入断裂力学基本概念，分析裂缝尖端的应力集中，预测裂缝的稳定扩展和失稳断裂。 软件辅助设计： 介绍常用的沥青路面结构分析软件，如EVERFE、KENLAYER、MICHB、BISAR等，并演示如何利用这些软件进行疲劳分析和结构优化。 抗反射裂缝设计： 针对旧路翻新或接缝处易出现的反射裂缝，本章将介绍沥青封层、稀浆封层、抗裂贴等缓解措施的设计与施工要点。 第六章：路面性能评估与设计优化 路面设计是一个迭代优化的过程，需要结合实际性能进行调整。 路面早期性能评估： 介绍在路面施工完成后，如何通过现场检测手段（如落锤仪、弯沉仪、平整度仪、路面状况记录仪等）来评估路面的初步性能，并与设计目标进行对比。 路面使用性能的监测与诊断： 阐述路面使用过程中可能出现的各种早期病害（如坑槽、裂缝、车辙），以及常见的诊断方法，如目视检查、红外线检测、地质雷达检测等。 基于性能的设计（Performance-based Design, PBD）： 详细介绍PBD的设计理念，强调以路面的长期使用性能作为设计目标，而非仅仅满足某一时刻的承载能力。 路面结构参数的敏感性分析： 通过改变路面结构层厚度、材料性能等参数，分析其对路面整体性能的影响，从而为设计优化提供依据。 全寿命周期成本分析（Life-cycle Cost Analysis, LCCA）： 介绍LCCA在路面设计中的应用，综合考虑初期建设成本、运营维护成本以及使用者成本，实现经济效益最优化。 反馈设计（Feedback Design）： 强调将路面使用过程中的性能反馈给设计阶段，不断完善设计方法和参数取值，形成良性循环。 第七章：特殊路面结构设计考虑 针对一些特殊应用场景，沥青路面设计需要考虑额外的因素。 高寒地区沥青路面设计： 重点关注沥青混合料在低温下的脆性，抗冻胀性，以及温度裂缝的防治。介绍适合高寒地区的沥青材料选择和结构设计原则。 热地区沥青路面设计： 关注沥青混合料在高温下的车辙和软化问题。介绍改性沥青、密级配设计以及提高沥青混合料高温稳定性的措施。 城市道路沥青路面设计： 强调平整度、降噪、排水等性能，以及与市政管线、交通设施的协调。介绍改性沥青、排水性沥青、透水沥青等在城市道路中的应用。 机场道面设计： 沥青机场道面承受重型飞机起降荷载，需要更高的承载能力和耐久性。介绍沥青机场道面特有的设计方法、材料要求以及抗滑性能的保障。 钢桥面铺装设计： 钢桥面与沥青混凝土结合存在特殊挑战，如层间粘结、温度变形、振动等。介绍钢桥面沥青铺装的专用材料、结构设计及施工工艺。 第八章：沥青路面养护与维修设计 优秀的设计应考虑到未来的养护和维修，以延长路面使用寿命。 常见沥青路面病害的预防性养护： 介绍预防性养护的理念和方法，如密封裂缝、表面处治、稀浆封层等，以延缓病害的发生。 路面早期修复技术： 针对路面早期出现的微小病害，介绍快速有效的修复技术，如冷再生、就地热再生等，以降低维修成本。 沥青路面大修与重建设计： 介绍在路面结构性损坏严重时的修复方案，包括铣刨加罩面、局部挖补、整体罩面、翻新等，并结合路面状况和经济性进行选择。 养护维修与设计参数的反馈： 强调养护维修经验对沥青路面结构设计参数的指导作用，形成设计-施工-养护-维修的闭环管理。 结论 《沥青路面结构设计原理与实践》旨在为道路工程领域的研究者和实践者提供一本全面、系统、实用的参考书。本书不仅深入剖析了沥青路面结构设计的理论基础，更将其与工程实践紧密结合，从宏观的设计原则到微观的材料性能，从传统的设计方法到前沿的性能化设计理念，力求做到详尽而深入。我们希望通过本书的出版，能够进一步提升沥青路面结构设计的科学性、合理性和经济性，为构建更安全、更舒适、更耐久的交通基础设施贡献力量。 （本书目录请参考以上详细内容，具体章节标题和内容详见正文。）

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这本书的阅读体验简直是一场知识的阶梯攀登，从零散的知识点到宏大的系统工程观，过渡得极其自然流畅。我特别欣赏作者在章节间设置的“知识串联”环节，它会巧妙地回顾前面章节提到的某个参数，并将其与当前正在讨论的复杂问题联系起来，使得知识体系不会在阅读过程中断裂。比如，在讨论桥梁伸缩缝的设计时，它会回溯到前期地形勘测中对温度变化的记录，再连接到结构受力分析的保守系数选取。这种环环相扣的结构，让我感觉像是在玩一个大型解谜游戏，每解决一个阶段的问题，都能看到全局设计图景的更清晰一角。书中对规范解读的严谨性也令人信服，它不是简单地复述规范，而是对规范背后的逻辑进行了深入的哲学层面的探讨，解释了为什么在特定的荷载标准下，结构需要这样的安全冗余。对于我这种需要跨专业合作的工程师来说，这本书提供的统一的、清晰的工程语言框架，是极其宝贵的财富，极大地提升了我与结构和水利专业同事沟通的效率和深度。

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我是一名在设计院工作了近十年的资深工程师，我接触过市面上各种版本的道路设计参考书，大多只是在罗列规范条文，缺乏对“设计哲学”的探讨。而这本书的独特之处，在于它对“人本”和“环境”的关注达到了前所未有的高度。在谈到视距和超高设置时，作者花了大量篇幅描述了驾驶员的视觉生理反应和不同天气条件下的光照变化对安全驾驶的影响，这种对人类感官体验的尊重，使得书中的每一个设计参数都仿佛被赋予了生命和温度。更让我惊喜的是，它对生态敏感区的道路穿越设计提出了许多创新性的思路，比如动物通道的预留、水土保持的精细化计算方法，这些内容在传统教材中往往是一笔带过或者完全缺失的。我甚至发现其中引用了一篇关于某国外高速公路模块化施工的技术报告，这说明作者在整合全球前沿信息方面下了很大功夫。这本书不仅仅是教你“怎么做”，更是在引导我们思考“为什么要这么做”，培养的是一种对工程负责任的态度和前瞻性的视野。

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老实说，我一开始是冲着那些关于新材料和新技术的章节才买的这本书，因为我对沥青路面的低温抗裂性能特别感兴趣。结果发现，这本书在基础知识的夯实上做得比我想象的还要扎实。它对传统路基压实度控制的讲解，用了非常形象的比喻——就像叠饼干一样，每一层都需要精确的力度和顺序。这个比喻，比我们专业课上背诵的那些标准密度要求要容易理解和记忆得多。更值得称道的是，它对工程软件的应用部分，并不是简单地教你点击哪个按钮，而是深入剖析了软件背后所依据的算法和模型局限性。比如，在分析边坡稳定时，书中特别提醒读者，有限元模型的网格划分不当可能导致的错误结果，并给出了基于经验公式的快速校核方法。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，极大地增强了我的工程判断力，让我意识到，工具再先进，最终的决策者依然是我们自己。这本书让我重新审视了自己对基础知识的掌握程度。

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说实话，我原本对这种技术手册类的书籍期望值不高，总觉得会充斥着大量晦涩难懂的规范引用和陈旧的案例，但《道路勘测设计》彻底颠覆了我的看法。它的章节编排逻辑非常新颖，采用了一种“问题驱动”的叙事方式。比如，它不是先讲测量精度要求，而是先描述一个由于前期勘测误差导致的实际坍塌事故，然后才引出如何通过现代化的GNSS技术和三维激光扫描来规避此类风险。这种讲故事的方式极大地激发了我的阅读兴趣，让我能够带着解决问题的思维去吸收知识。尤其赞赏的是其中关于“路网规划”的章节，它超越了单纯的技术层面，深入探讨了经济效益和社会影响的平衡艺术。作者用一套精妙的成本效益分析模型，清晰地展示了如何在保证设计安全性和功能性的前提下，优化线路走向，以最小的投入实现最大的社会效益。书中的一些小型案例分析，比如某个山区二级公路的S弯优化，虽然篇幅不长，但其分析过程的严密性和结论的实用性，让人拍案叫绝。这不再是教科书，更像是一份高级决策参考指南。

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这本书简直是为我这种刚踏入工程领域的新手量身定做的，内容讲解得极其透彻，完全没有那种高高在上的教科书腔调。我印象最深的是关于地形图判读的那几章，作者似乎真的能感同身受我们初学者在面对那些密密麻麻等高线时，那种云里雾里的感觉。他没有直接抛出复杂的数学公式，而是先用一系列生动的工程案例来铺垫，比如一条河谷的走向如何影响路基的稳定性，或者一块陡坡如何导致边坡支护的难度剧增。特别是对不同地质条件下的路面结构设计，书中细致地对比了岩溶地貌和软土地基的处理方案，配图的精细程度让人叹服。我记得有一张关于路基沉降观测点的设置图，比我们学校发的实习手册上的示意图清晰多了，甚至连观测仪器的微小角度偏差都考虑进去了。读完这一部分，我对“因地制宜”这四个字有了更深刻的理解，它不再是一个空泛的口号，而是指导我下一步工程决策的实用准则。这本书的价值就在于，它把理论的严谨性和实践的操作性完美地结合在了一起，让我感觉手边随时揣着一本经验丰富的老工程师的笔记。

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感谢刘老师~路比桥好学~

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从本科到现在，看了好多遍，每一遍都能学到东西。

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