重载交通条件下沥青路面设计方法探析.doc

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1、重载交通条件下沥青路面设计方法探析摘要：随着我国交通行业的不断发展进步，重载交通问题LI益突出，这严重影响了沥青路面的使用寿命，对人们的人身安全造成危害。本文首先分析了重载作用对沥青路面的影响，然后阐述了如何在重载作用下进行沥青路面的设计。关键词：重载交通；沥青路而；设计中图分类号:s611文献标识码：a文章编号：一、重载作用对沥青路面的影响1重载交通参数分析n=Eclc2n(p)□其中,p为轴重;n为轴载作用次数;n为系数。通过分析不同路面结构下轴载换算系数与轴载的关系,发现轴载换算系数n主耍与轴载有关，利用回归分析,忽略

2、不同路面结构对轴载换算系数所造成的课差，可以得到基于弯沉、弯拉以及车辙等效的轴载换算系数n的取值范围。考虑超载，弯沉等效时n=5.0〜5.&线性分析结果n=5.0,非线性分析结果n=5.5;弯拉等效时,一般半刚性基层路面g&o,考虑超载时n~9.0;车辙等效时,n二4.0~4・5。此结果与国内外其他对轴载换算关系的研究成果基本一致。由以上分析可知,n的取值远大于规范规定的数值,这就说明在较短的时间内可以达到路面设计的累积标准轴次，所以路面的使用寿命大大减少。超载100%时，高速公路、一级公路的路面结构只能使用1.40年，二级

3、公路的路面结构只能使用1.20年,三级公路的路面结构只能使用0.70年。所以必须采取措施，减少影响，延长重载交通下沥青路面的使用寿命。2重载对设计指标体系的影响根据分析，在标准轴载作用下，应用现行规范设计指标体系进行沥青路面结构厚度计算时，路表弯沉指标起控制作用，整体性结构层（包括面层和基层）的层底拉应力验算指标在厚度设计时一般不起作用。但路表弯沉指标同时存在明显的缺陷。与其利用它来控制路面破坏，不如采用整体性结构层层底的拉应力和土基顶面容许压应变来控制更为合理。但是，路表弯沉设计准则在我国柔性路面设计中已使用多年，它具有量

4、测方便的优点，在一定程度上也反映了土基顶面压应变。大量的计算分析表明，路表弯沉和土基顶面压应变之间具有良好的相关关系。通过相关关系可以由路表弯沉推算到土基顶而压应变，把土基顶面压应变准则和路表弯沉结合起来，就可以同时■利用上基顶面压应变准则较合理和路表弯沉量测方便的优点。因此，建议仍将路表弯沉作为一个设计指标。3重载对沥青路面结构的影响重载交通沥青路而结构，轴载增大时，路面结构的力学响应那些发生了变化，在设计中我们将怎么在满足疲劳寿命与设计指标的要求，下面我们先分析当轴载增大，主要对设计指标弯沉与基层底拉应力的影响。表1轴载

5、对设计指标的影响图2弯沉与轴重的关系图3基层底拉应力与轴重的关系图4沥青层底拉应变与轴重的关系图5基层顶压应变与轴重的关系上面的图表我们发现，当轴载为lOOkn增大到160kn时，路而的弯沉从30增大到45,基层底的弯拉应力从0.llmpa增大到0.17mpa,青层底拉应变增大到90口eo,基层顶压应变从130增大到260u£,也就是说，在重载作用下，路面结构的整体刚度下降，基层的疲劳寿命降低，路面结构永久变形增大。经过上面的病害调查，重载下路面的车辙严重。二、重载作用下沥青路面的设计1设计步骤根据现行沥青混凝土设计规范，可

6、归纳出重载沥青路面设计步骤为：(1)交通资料的收集。交通资料包括:初始年日平均交通量和交通组成、轴载谱、超载方式和超载规律、历年交通量及交通组成、方向分配系数、车道分配系数、轴载年平均增长率等，在此基础上判断是否适用于重载路面设计方法。若适用，利用本报告研究结果进行轴载换算及使用年限内累计标准轴次的计算，最后计算设计弯沉。(2)收集沿线地质、土质及筑路材料状况，并结合原有沥青道路路面的使用及破坏情况，选择适合于重载道路的筑路材料并初拟路面结构。试验测定各结构层材料的抗压冋弹模量、劈裂强度等设计参数。(1)根据设计弯沉值计算路

7、面厚度，并进行半刚性基层、底基层容许弯拉应力、极限弯拉应力验算及土基顶面容许压应变验算。若不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，然后重新进行计算。2材料设计对于沥青路面的设计使用材料耍充分考虑施工混合材料的抗剪强度。沥青路面的混合材料通常是采用马歇尔设计方法，马歇尔设计方法是通过混合料的密度、流值、空隙率等做出材料的混合比，但是这种设计方法不能够正确的分析出沥青混合料的抗剪强度，所以对重载情况下，沥青路面的实际受力状态无法真实的反映出来。可以将沥青路面的受力情况进行模型试验，通过测量的数据，反映出沥青路面在重

8、载条件下的受力情况。通过三轴试验方法，按抗剪强度进行沥青混合料的配比设计。3结构设计根据以前的室内疲劳方程和力学设计程序，无论沥青结构层多厚,结构都会必然产生疲劳开裂、车辙。而最新的理论发现当沥青层超过一定厚度时，良好施工的路面结构不会产生源于层底的疲劳开裂和结构性车辙。当标准轴次超过一定