重载交通对沥青路面的影响及对策研究

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1、２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第一章　绪论　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　硕士研究生学位论文　针对重载交通的研究意义重大。　１．２　国内外研究及应用现状　１．２．１早期破损的研究近年来，国内外许多国家开始重视道路早期破损现象的严重性，并对其破损类型及成因进行调查研究，许多调查研究都曾发现并列举了多种早期破坏现象，这些破坏现象中有的单独出现，有的与其他破坏相互交织、同时出现，因而对损坏现象的分类也是多种多样，至今仍然没有系统、权威的分类和统计［３］。　国外习惯上按照损坏现象将早期破坏分为裂缝、修补和坑洞、变形、表面破坏及其他破坏，水损坏则作

2、为早期损坏的主要现象单独讨论。国内的相关研究很少，仅有的几篇文献按照损坏的成因把早期损坏分为十余种，即软土地基继续沉降产生的路面沉陷、路基压实不够导致的损坏、基层质量不好造成的破坏、水损坏、车辙、泛油、松散、横向裂缝、反射裂缝、平整度迅速衰变等。国外的习惯分类虽然综合性较好，但是这种分类割裂了现象与其成因的联系。而国内的分类过于散乱，有些损坏的成因在不能确定的情况下不足以作为损坏现象分类的依据。　总之，道路的早期破损现象的调查仍在进行，针对破损类型及其成因研究依然是道路科研工作的重点。　１．２．２重载条件下路面结构力学响应及结构设计方法的相关研究交通流量大幅度增长，车辆荷载重型化、胎压不断

3、提高，载货汽车超载现象增多，对路面结构的影响日益严重，清晰重载条件下沥青路面结构内部的力学响应显得尤为重要。重载路面结构力学响应以及路面结构设计方法等问题已成为国内外道路界关注和研究重点，有关重载交通路面的研究和超载对路面结构影响的研究并不少见，而且近年来，随着高等级公路的不断发展和广泛应用，一些设计理论、设计方法和路面结构组合模式越来越偏向于适应重载交通的需要。国外研究现状对于重载沥青路面，美国Ｐｕｒｄｕｅ大学的Ｓａｍｅｈ　Ｚａｇｈｌｏｕｌ和Ｔｈｏｍａｓ　Ｄ．　Ｗｈｉｔｅ借助三维有限元，用多种模型研究了基于车辙等效的轴载换算公式，并根据大量的实测数据建立了回归方程，它能够求解单轴、双轴、

4、三轴乃至多轴的等效轴载换算系数，适用于不同的轴重范围；　联邦公路管理局（ＦＨＷＡ）的Ｆｒｅｄｄｙ　Ｌ．Ｒｏｂｅｒｔｓ，　Ｈａｒｏｌｄｖｏｎ　Ｑｕｉｎｔｕｓ和Ｗ．Ｒｏｎａｌｄ　Ｈｕｄｓｏｎ针对行驶重型车辆的公路进行了旨在修建高级路面结构的研究，提出了免养护路面的设计指标和方法；澳大利亚公路学会在《路面设计・公路路面结构设计指南》一书中，提出了保证路用性能的设计交通量与有粘结基层(水泥处治稳定集料)的设计表层弯沉值之间的关系，经过硕士研究生学位论文第一章绪论3回归得到如下的公式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　l=1.0−2.086935+0.6708323lgNe　　　　　

5、　　　　（１－１）　式中：l——路表设计弯沉值（ｍｍ）；　　　　Ne——以１００ｋＮ为标准的设计交通量（次）。　美国联邦公路管理局的加速加载试验和澳大利亚Ｆ．ｃｈｏｗｄｈｕｒｙ和Ｒ．Ａ．Ｒａｌｌｉｎｇｓ关于汽车轮压对路面结构影响的研究也有很大的价值和意义。另外，法国大型环道试验也进行了不同轴载作用下的车辙研究，并给出了回归公式。　对于重载刚性路面，除了传统的以层底拉应力作为主要破坏原因控制路面设计之外，引入了更多表征破坏的性能参数，建立了能更准确描述重载对路面破坏的新模型。美国Ｉｌｌｉｎｏｉｓ大学的Ｂａｌｉｏｎｂ与Ｔｅｘａｓ大学的ｈｏｇｅｒｌｉｎ提出了以防止疲劳应力产生横向开裂的设计方法

6、；　美国各州公路工作者协会（ＡＡＳＨＴＯ）提出了基于概率统计形式的可靠度设计方法。美国Ｋｅｎｔｕｃｋｙ大学黄仰贤和Ｓｈａｒｐ提出了一个基于概率统计的有限元计算程序ＰＭＲＰＤ该法可应用于不同的地基模型。美国联邦公路局Ｋｅｌｌｅｒｈｏｌｄ与Ｌｏｅｒｓｏｎ－洋细论述了重载交通具有传力杆的接缝硅路面的设计方法；　在结构组合模式方面，一方面板厚增加、板强度增大（日本现行手册指出有繁重交通的道路板厚最大达到３０ｃｍ，另一方面结构形式也发生变化，多采用复合式结构，基层多采用水硬性结合料处治的稳定性基层；　巴西、澳大利亚、法国、美国等国采用贫水泥混凝土作为重载交通刚性路面的基层，原西德克萨森使用再生混凝土

7、集料混合物贯入水泥沙浆作为重载交通刚性路面的基层；　另外，Ｗａｌｔｅｒ．　Ｐ．　Ｋｉ　ｌａｒｅｋｉ对重车的影响及超载限值进行了研究，奥地利维也纳技术大学Ｈ．　Ｋｎｏｆ　ｌａｃｈｅｒ研究了卡车超载对道路养护造价的影响。　国内研究现状　在国内，针对重载和超载的不断增加，已开始对重载交通路面结构设计进行了研究，并取得了一些研究成果。对于重载作用下的沥青路面，山西交通科学研究所的黄勇、虞文景等人针对重载道路的特点，利用几种典型半