重載瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計探析

1、重載瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計探析摘要:近年來，重載、超載車輛的明顯增加，對于重載車輛 比例較大的重載瀝青道路，現(xiàn)有的路面設(shè)計方法已不能滿足 要求。本文以某瀝青路面工程設(shè)計為例，從重載作用下的交 通特性出發(fā)，對重載瀝青路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法進(jìn)行了探討， 可供設(shè)計人員參考。關(guān)鍵詞:瀝青；路面；彎沉值；設(shè)計中圖分類號：u416.217文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：近年來，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路建設(shè)也進(jìn)入了 新的發(fā)展期，不但交通量增長快，而且軸載量也顯著增大， 道路運輸中重載交通（汽車超載超限）現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。這種 情況也造成了瀝青路面結(jié)構(gòu)的過早破壞，縮短了瀝青路面的 預(yù)期使用壽命，降低了瀝青路面的服務(wù)功能，增加

2、了路面在 運營養(yǎng)護(hù)過程中的費用。交通狀況的這些顯著變化也給瀝青 路面設(shè)計帶來了嚴(yán)峻考驗。1道路行駛車輛檢測內(nèi)容及結(jié)果分析 1.1交通量監(jiān)測 2010年11月對某瀝青路面路段進(jìn)行了 72h連續(xù)交通量及交通軸載的測量監(jiān)測，其結(jié)果為斷面總交通量為18520 輛，其中6軸車所占比例最多達(dá)到了 69.5% ,小汽車、2軸 車次之。1.2整車超載情況(1) 軸載超限峰值根據(jù)72h連續(xù)交通量及交通軸載的測量獲得軸載超載峰 值，見表1o表1(2) 軸載超載率及超載譜(見表2，圖1、2)0表2軸載超載率圖1軸載超載率圖2軸載超載譜2軸載換算方法的基本理論因為對路面實際作用的車輛種類繁多，所以必須將不同的車輛按照

3、一定的原則進(jìn)行換算。路面設(shè)計在進(jìn)行軸載換算 時，應(yīng)遵循的原則是：不同類型軸載在同一路面結(jié)構(gòu)上重復(fù) 作用不同次數(shù)后，使道路表面彎沉值或底層拉應(yīng)力達(dá)到同一 極限狀態(tài)；對某一種交通組成，不論以何種軸載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換 算，由換算所得軸載作用次數(shù)計算的路面厚度是相同的。根據(jù)該路段行駛車輛的實際情況，將各種車型按照非超載和超載兩種情況，使用不同的方法進(jìn)行換算。1) 對于非超載的車型，依照軸載換算方法進(jìn)行換算。數(shù)據(jù)來源為連續(xù)72h的測量。各軸型實際作用次數(shù)與當(dāng)量軸次數(shù)之間的關(guān)系見表3 5。表3單軸實際作用次數(shù)與當(dāng)量軸次數(shù)對比表4二聯(lián)軸實際作用次數(shù)與當(dāng)量軸次數(shù)對比表5三聯(lián)軸實際作用次數(shù)與當(dāng)量軸次數(shù)對比該路段斷面日

4、交通量為6173輛/d，而換算成當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸 載次數(shù)為28597次/d。2) 對于超載車輛，超載相當(dāng)于額定軸載累計數(shù)的增加。 通過實測結(jié)果和理論計算發(fā)現(xiàn)，對于高等級半剛性基層瀝青 路面，按軸載換算方法換算后，軸載累計數(shù)大于按規(guī)范中公 式計算的軸載累計數(shù)，而更符合于(p1/p)4.35x(1+m)o根據(jù) 超載車輛的檢測結(jié)果該路段的超載率m=0.12。調(diào)整后的軸載換算公式為：式中：n為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量次數(shù)，次/d ; n1為被換算車 型的各種軸載作用次數(shù)，次/d ; p為標(biāo)準(zhǔn)軸載；pi為被換算車型的各種軸載，kn ; c1為軸數(shù)系數(shù)；c2為輪組系數(shù)；m為超載率。通過上述調(diào)整后的公式，對未超載以及超載的

5、各種車型 進(jìn)行不同的軸載換算，最后得到未超載車輛與超載車輛1d 中(24h)累計標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次n=50398次。3路面設(shè)計 3.1累計當(dāng)量軸次計算 (1)考慮超載車輛對路面的影響根據(jù)推算出的累計標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，考慮高等級路面設(shè)計的使用年限為15年，結(jié)合該瀝青路面路段的交通量 發(fā)展，交通平均增長率定為4% ,依照方法計算累計當(dāng)量軸 次,最后得到ne=128918755次。(2)未考慮超載車輛對路面的影響未考慮超載車輛影響，按規(guī)范的常規(guī)計算方法最后得到ne=73151506 次。3.2路面彎沉值的計算依照彎沉公式計算。經(jīng)計算，求得在考慮超載車輛作用下路面設(shè)計彎沉值為14.3(0.01 mm

6、)，未考慮超載車輛作用下常規(guī)計算的路面設(shè)計彎沉值為 16.04(0.01mm)o3.3道路結(jié)構(gòu)設(shè)計參考分析實際觀測的交通量和車輛軸載數(shù)據(jù)，為正在修建另一條瀝青路面工程的路面結(jié)構(gòu)提供計算依據(jù)，其中設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)軸載為bzz-100，設(shè)計年限為15年。按新建路面設(shè)計。土基回彈模量為40mpa。具體計算結(jié)果如下。（1）不考慮超載車輛對路面影響1）新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算參數(shù)（見表6）表6路面結(jié)構(gòu)厚度計算參數(shù)公路等級為一級公路；新建路面的層數(shù)為6 ;標(biāo)準(zhǔn)軸載為bzz-100 ;路面設(shè)計彎沉值為16.04（0.01 mm）;路面設(shè)計層 層位為4 ;設(shè)計層最小厚度為18cmo2）按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度ld=1

7、6.04(0.01mm) ; h(4)=18cm ; ls=16(0.01mm)o 由于設(shè)計層厚度h(4)=hmin時ls<ld，故彎沉計算滿足 要求。3）路面設(shè)計層厚度因為h（4）=18cm（僅考慮彎沉），所以在不考慮超載車輛 對路面影響的情況下，路面各層位結(jié)構(gòu)厚度見表6。（2）考慮超載車輛對路面影響1）新建路面結(jié)構(gòu)厚度計算參數(shù)（見表7）表7路面結(jié)構(gòu)厚度計算參數(shù)公路等級為一級公路；新建路面的層數(shù)為6 ;標(biāo)準(zhǔn)軸載為bzz-100 ;路面設(shè)計彎沉值為14.03（0.01mm）;路面設(shè)計層 層位為4 ;設(shè)計層最小厚度為20cm。2）按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度ld=14.03（0.01mm） ; h（4）=20cm ; ls=14（0.01mm）o由于設(shè)計層厚度h=hmin時ls<ld，故彎沉計算滿足 要求。3）路面設(shè)計層厚度因為h=20cm（僅考慮彎沉），所以在考慮超載車輛對 路面影響的情況下，路面各層位結(jié)構(gòu)厚度見表7。4結(jié)語總之，重載瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計十分復(fù)雜。在進(jìn)行路面結(jié) 構(gòu)設(shè)計時，需要對路面結(jié)構(gòu)的整體理解和整體把握。只有在 不斷總結(jié)、借鑒其他先進(jìn)思想的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己區(qū)域