瀝青路面面層回彈彎沉值的設(shè)計與檢測

1、PAGE PAGE 15 收稿日期：2008-01-11作者簡介：姚永鶴（1977-），男，陜西商洛人，本科，工程師。瀝青路面面層回彈彎沉值的設(shè)計與檢測姚永鶴 王艷紅 曹燕君（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 東陽 322100）摘要：回彈彈彎沉值值是瀝青青路面公公路工程程設(shè)計和和檢測的的重要指指標(biāo)，我我們結(jié)合合實例闡闡述瀝青青路面面面層彎沉沉設(shè)計值值的計算算、非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載下下彎沉實實測值之之間的換換算、工工程現(xiàn)場場彎沉檢檢測值的的修正以以及對彎彎沉檢測測項目的的評定進進行了理理論分析析，為具具體的工工程實踐踐提供了了切實可可行的參參考依據(jù)據(jù)。關(guān)鍵詞：瀝瀝青路面面 回

2、彈 彎沉 設(shè)計值 檢測值值Bitumminoous Paveemennt RRoadd SurffaceeSnapppinng BBackk Deefleectiion Valuue DDesiign andd Examminaatioon Yao YYongghe, Waang yannhonn(Archhiteectuurall Ennginneerringg Deept. Guuanggshaa Coolleege of Appplieed CConsstruuctiion Tecchnoologgy, Donggyanng 33221100,Zheejiaang)Abstrractt:

3、 TThe snaappiing bacck ddefllecttionn vaaluee waas tthe bittumiinouus ppaveemennt hhighhwayy ennginneerringg deesiggn aand thee exxamiinattionn immporrtannt ttargget, thhis artticlle uuniffiess thhe eexammplee too ellabooratte tthe bittumiinouus ppaveemennt ddefllecttionn deesiggn vvaluuess coompuut

4、attionn, uundeer tthe nonn-sttanddardd axxle loaad aand thee sttanddardd axxle loaad bbetwweenn thhe ddefllecttionn acctuaal vvaluuess coonveersiion, thhe pprojjectt sccenee deefleectiion exaaminnatiion vallues rreviisioon, as welll aas hhas carrrieed oon tthe theeoreeticcal anaalyssis andd thhe ddi

5、sccusssionn too thhe ddefllecttionn exxamiinattionn prrojeects eevalluattionn, hhas proovidded thee prractticaal aand feaasibble reffereencee foor tthe conncreete proojecct ppraccticce. Key wwordds: Bittumiinouus ppaveemennt；Snaappiing bacck；Defflecctioon；Eloongaatioon vvaluues；Dessignn vaalueel1 背景

6、景資料杭州市某兩兩地之間間擬建一一條四車車道的一一級公路路，在使使用期內(nèi)內(nèi)交通量量的年平平均增長長率為10%。該路路段處于于7區(qū)為粉粉質(zhì)土，稠稠度=1.000，沿途途有大量量碎石集集料，并并有石灰灰供給，基基層采用用25ccm厚的水水泥碎石石。預(yù)測測該路段段竣工后后第一年年的交通通組成如如表1所表示示。表1 預(yù)預(yù)測交通通組成表表 車型前軸重（kkN）后軸重（kkN）后軸數(shù)后軸輪數(shù)后軸距交通量（次次/日）三菱T6553B29.348.01雙輪組300黃河JN116358.6114.001雙輪組400江淮HF115045.1101.551雙輪組400解放SP99200031.378.03雙輪組3m

7、300湘江HQPP4023.173.22雙輪組3m400東風(fēng)EQ115526.556.72雙輪組3m4002 瀝青青路面面面層回彈彈彎沉的的設(shè)計值值計算路面設(shè)計時時使用累累計當(dāng)量量軸次，當(dāng)當(dāng)以回彈彈彎沉值值為設(shè)計計指標(biāo)及及瀝青層層層底拉拉應(yīng)力驗驗算時，凡凡軸載大大于25kkN的各級級軸載Pi（包括括車輛的的前、后后軸）的的作用次次數(shù)ni換算成成標(biāo)準(zhǔn)軸軸載P的當(dāng)量量次數(shù)N。軸載換算計計算公式式： （1）式中：N標(biāo)準(zhǔn)軸軸載的當(dāng)當(dāng)量軸次次，次/日； nii被換算算車輛的的各級軸軸載作用用次數(shù)，次/日； P標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載，kN；Pi被換換算車輛輛的各級級軸載，kN；K被換算算車輛的的類型數(shù)數(shù)； C1軸數(shù)

8、系系數(shù)，CC1=1+1.22（m-1），m是軸次次。當(dāng)軸軸間距大大于3m時，按按單獨的的一個軸軸載計算算，當(dāng)軸軸距小于于3m時，應(yīng)應(yīng)考慮軸軸數(shù)系數(shù)數(shù)；C2輪組組系數(shù)，單單輪組為為6.4，雙輪輪組為1，四輪輪組為0.338。計算結(jié)果如如表2所示。表2 軸軸載換算算結(jié)果表表（彎沉沉） 車型Pi（kNN）C1C2ni三菱T6553B前軸重29.3113001.4后軸重48.01130012.3黃河JN1163前軸重58.61140039.1后軸重114.0011400707.33江淮HF1150前軸重45.11140012.5后軸重101.5511400426.88解放SP992000前軸重31.3

9、113001.9后軸重78.031300305.44湘江HQPP40后軸重73.221400205.99東風(fēng)EQ1155前軸重26.5114001.2后軸重56.72.2140074.61788.4按照設(shè)計規(guī)規(guī)范，一一級公路路瀝青路路面的設(shè)設(shè)計年限限t=115年，四四車道的的車道系系數(shù)是=0.40.5，取0.445。累計計當(dāng)量軸軸次： （2）路面彎沉設(shè)設(shè)計值計計算公式式： （3）式中：路路面設(shè)計計彎沉值值，0.001mmm；Ne設(shè)計計年限內(nèi)內(nèi)一個車車道上累累計當(dāng)量量軸次；Ac公路路等級系系數(shù)，高高速、一一級公路路為1.0，二級級公路為為1.1，三、四四級公路路為1.2；As面層層類型系系數(shù)，瀝

10、瀝青混凝凝土面層層為1.0，熱拌拌瀝青碎碎石、乳乳化瀝青青碎石、上上拌下貫貫或貫入入式路面面為1.1，瀝青青表面處處治為1.2，中低低級路面面為1.3；Ab基層層類型系系數(shù)，對對半剛性性基層、底底基層總總厚度等等于或大大于20ccm時Ab=1.0，若面面層與半半剛性基基層之間間設(shè)置等等于或小小于15ccm級配碎碎石層、瀝瀝青貫入入碎石、瀝瀝青碎石石的半剛剛性基層層結(jié)構(gòu)時時，仍為為1.0，柔性性基層、底底基層或或柔性基基層厚度度大于15ccm，底基基層為半半剛性下下臥層時時為1.6。根據(jù)背景材材料，該該公路為為一級公公路，公公路等級級系數(shù)取取1.0；瀝青青混凝土土面層，面層類型系數(shù)取1.0；半剛

11、性基層、底基層總厚度大于20cm，基層類型系數(shù)取1.0；將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式（3）得：按照彎沉設(shè)設(shè)計值=24.22（0.001 mmm），參參考設(shè)計計規(guī)范規(guī)規(guī)定并經(jīng)經(jīng)過計算算，該公公路的相相關(guān)設(shè)計計資料為為：表面面層細(xì)粒粒式h=44cm、E=114000MPaa，中面面層中粒粒式h=55cm、E=112000MPaa，下面面層粗粒粒式h=66cm、E=110000MPaa；水泥泥碎石基基層h=225cmm、E=115000MPaa；石灰灰土底基基層h=224.55cm、E=5550MMPa；土路路基E=440MPPa。3 瀝青青路面面面層回彈彈彎沉的的實測值值計算路面回彈彎彎沉設(shè)計計值是根根據(jù)雙

12、圓圓垂直均均布荷載載下的彈彈性半空空間體理理論計算算得出的的，而理理論假設(shè)設(shè)與實際際狀態(tài)之之間存在在一定的的差異，為為了檢驗驗公路路路面強度度是否達達到設(shè)計計要求，所所以需要要對彎沉沉設(shè)計值值進行修修正。通通過大量量的實測測資料進進行分析析，得到到彎沉實實測值與與彎沉設(shè)設(shè)計值的的關(guān)系式式： （4） （5）式中：路路面彎沉沉實測值，0.001mmm；p標(biāo)準(zhǔn)車車型的輪輪胎接地地壓強pp=0.7MPPa；標(biāo)準(zhǔn)車型型的當(dāng)量量半徑，=21.3/2=10.65cm；F彎沉綜綜合修正正系數(shù)C理論彎彎沉系數(shù)數(shù)，其中E0為土基基回彈模模量值（MPa），E1、E2、En-11為各層層材料回回彈模量量值（MPa），

13、h1、h2、h n-1為各各層材料料結(jié)構(gòu)層層厚度（cm）。路面為多層層結(jié)構(gòu)，一一般在實實際上是是將多層層體系經(jīng)經(jīng)過適當(dāng)當(dāng)?shù)淖儞Q換，等效效成當(dāng)量量二層體體系或三三層體系系，本實實例宜用用三層體體系。上層：H11=4ccm、E1=14400MMPa中層：土層：E00=400MPaa多層路面理理論彎沉沉系數(shù)CC，可采采用簡化化方法計計算。 式式中： 則： 故： 由公公式（4）和（5）推導(dǎo)導(dǎo)出路面面彎沉實測測值ls計算公公式為：瀝青路面面面層標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載和和非標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載下下彎沉實實測值之之間的換換算在進行檢測測路面面面層回彈彈彎沉值值時，應(yīng)應(yīng)采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載汽車，但但有時很很難找到到符合標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載的汽

14、車車。所以以，如果果能采用用非標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載的的汽車測測定路面面回彈彎彎沉值，然然后再與與標(biāo)準(zhǔn)軸軸載換算算為非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載下的彎彎沉實測測值進行行比較，將將會給路路面面層層彎沉值值檢測帶帶來很大大方便。公路瀝青青路面設(shè)設(shè)計規(guī)范范（JTJJ014497）提出出了將非非標(biāo)準(zhǔn)軸軸載汽車車測得的的彎沉值值換算為為標(biāo)準(zhǔn)軸軸載下的的彎沉值值的計算算公式： （6）可見公式（6）中彎彎沉換算算系數(shù)僅僅與非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載的后軸軸載有關(guān)關(guān)，如果果非標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載的的后軸輪輪胎壓力力也是非非標(biāo)準(zhǔn)狀狀態(tài)，則則根據(jù)公公式（4），標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載BZZ100作用下下的路面面回彈彎彎沉值為為： （7）用非標(biāo)準(zhǔn)軸軸載作用用下的路路基回彈彈

15、彎沉值值應(yīng)為： （8）公式（7）除除以公式式（8），得得： （9）標(biāo)準(zhǔn)軸載的的汽車參參數(shù)：p1000=0.7MPPa，1000 =110.665cmm；如果果測試汽汽車的后后軸重為為P（kN），其其軸載通通過兩側(cè)側(cè)雙輪組組輪胎傳傳遞給路路基，再再考慮各各計算物物理量之之間的換換算關(guān)系系，則應(yīng)應(yīng)有： 即： （10）將公式（110）代入入公式（9），得得： （11）以上分析表表明，公公式（6）中的的彎沉換換算系數(shù)數(shù)僅與非非標(biāo)準(zhǔn)軸軸載的后后軸載有有關(guān)，公公式（11）中的的彎沉換換算系數(shù)數(shù)僅與非非標(biāo)準(zhǔn)軸軸載的后后軸載和和后軸輪輪胎壓力力都有關(guān)關(guān)，所以以公式（11）作為為路面面面層非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)

16、軸載下下的彎沉沉值之間間的換算算系數(shù)應(yīng)應(yīng)用更有有現(xiàn)實意意義。本實例采用用解放牌牌CA1141型汽車車，測得得軸重Pi=688.600kN、輪胎胎壓力pi=0.63MMPa。而1000=s=222.600（0.001mmm）由公公式（11）推導(dǎo)導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軸載下下的彎沉沉值換算算為非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軸載載下的彎彎沉值：5 瀝青青路面面面層回彈彈彎沉的的現(xiàn)場檢檢測現(xiàn)有路面回回彈彎沉沉值是用用杠桿式式彎沉儀儀和具有有標(biāo)準(zhǔn)軸軸載的規(guī)規(guī)定汽車車按“前進卸卸載法”測定的的。一般般每一段段路長不不應(yīng)小于于5000m，車道道彎沉測測點不少少于20點，以以便對各各路段內(nèi)內(nèi)的彎沉沉檢測值值進行數(shù)數(shù)學(xué)加工工整理。通通常要考考慮

17、溫度度因素的的影響，一一個路段段的彎沉沉檢測值值可由下下式修正正。 （12）5.1 路路面代表表彎沉值值為了解彎沉沉值均勻勻程度，對對彎沉值值過大的的特異點點分析原原因，采采取措施施進行必必要的處處理。結(jié)結(jié)果評定定的路面面代表彎彎沉值： （13） 式中： 一個評評定路段段的代表表彎沉，0.001mmm；一個評定定路段內(nèi)內(nèi)經(jīng)各項項修正后后的各測測點彎沉沉的平均均值，0.001mmm；一個評定定路段內(nèi)內(nèi)經(jīng)各項項修正后后的全部部測點彎彎沉的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差，0.001mmm；與保證率率有關(guān)的的系數(shù)（采采用下列列數(shù)值：高速、一一級公路路=2.0，二級公公路=11.6445，二級以以下公路路=1.5）。5.2

18、溫度修修正系數(shù)數(shù)K瀝青面層厚厚度大于于3cm，且路路面溫度度超過（202）C范圍時時，回彈彈彎沉值值隨路面面溫度變變化而變變化。測測定時瀝瀝青面層層平均T： （14）式中：T測定時時瀝青面面層平均均溫度，C；a系數(shù)（a=-2.665+00.522h，h為瀝青青面層厚厚度）；b系數(shù)（b=-0.662-00.0008h）； T00測定時時表溫度度與前5h平均氣氣溫之和和，C。瀝青路面彎彎沉的溫溫度修正正系數(shù)K：當(dāng)T200C時 （15）當(dāng)T200C時 （16）本實例某路路段，現(xiàn)現(xiàn)場測定定時瀝青青路面路路表溫度度為9C，前5小時平平均氣溫溫為4C，實測測彎沉值值（0.01mmm）如下下：18.7、27

19、.3、22.0、16.0、19.6、13.1、19.2、16.9、12.0、11.3、16.5、15.6、9.9、15.8、19.0、18.3、20.5、15.8、18.3、24.3、18.5、24.3、16.2、15.8。彎沉檢測測值的修修正步驟驟如下。該路段為一一級公路路，保證證率系數(shù)數(shù)=2.0得：又：則：故：彎沉檢檢測值28.77由此可見，該該路段路路面面層層彎沉值值檢測結(jié)結(jié)果符合合要求，回回彈彎沉沉檢測項項目評定定合格。影響瀝青路路面面層層回彈彎彎沉測定定的因素素路面回彈彎彎沉值作作為路面面整體強強度的設(shè)設(shè)計控制制指標(biāo)，也也是對施施工質(zhì)量量的檢測測和評定定項目，必必須保證證檢測數(shù)數(shù)據(jù)的

20、真真實性，正正確反映映路面的的整體強強度。為為做到事事前控制制，需要要明確影影響路面面面層回回彈彎沉沉測定的的如下幾幾個因素素：（1）季節(jié)節(jié)。瀝青青路面在在一年內(nèi)內(nèi)隨著季季節(jié)的變變化，在在不同時時期具有有不同的的承載力力，也就就是說有有不同的的彎沉值值。研究究資料表表明，在在春融時時，彎沉沉值最大大即路面面承載力力最低，這這種情況況在北方方季節(jié)性性冰凍地地區(qū)表現(xiàn)現(xiàn)的特別別嚴(yán)重。（2）溫度。溫度對彎沉的影響較明顯，溫度升高，彎沉值增大。（3）軸載。路面某一處的彎沉值大小，與測定軸載（輪重、輪壓、輪跡圓直徑）有關(guān)，軸載大測得的彎沉值也大。（4）路面結(jié)構(gòu)。彎沉值的大小同路面類型、結(jié)構(gòu)厚度、路基土類型

21、和狀態(tài)有關(guān)。（5）彎沉儀?；貜棌澇翜y定的正確與否，與彎沉儀的支架距離有明顯的聯(lián)系，彎沉儀的選取要根據(jù)實際情況來定，靈活運用。（6）準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備工作一定要一絲不茍，力求精確，如車況及性能、彎沉儀靈敏度、溫度測定及修正、收集設(shè)計參數(shù)等。（7）檢測人員?，F(xiàn)場測試人員必須經(jīng)過嚴(yán)格的操作技術(shù)培訓(xùn)，測試過程中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的操作步驟進行。結(jié) 論通過與實例例結(jié)合，本本文得出出以下結(jié)結(jié)論：（1）根據(jù)據(jù)瀝青路路面設(shè)計計背景資資料，以以回彈彎彎沉值為為設(shè)計指指標(biāo)及瀝瀝青層層層底拉應(yīng)應(yīng)力驗算算，先將將各級軸軸載（包包括車輛輛的前、后后軸）作作用次數(shù)數(shù)換算成成標(biāo)準(zhǔn)軸軸載的當(dāng)當(dāng)量次數(shù)數(shù)，再進進行路面面彎沉設(shè)設(shè)計值計計算。（2）為了了檢驗公公路路面面面層強強度是否否達