基于力学响应敏感性的沥青路面设计指标分析.pdf

《基于力学响应敏感性的沥青路面设计指标分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、广东公路交通Vｏl.43Nｏ.６２０17年第６期ＧｕaｎｇｄｏｎｇHiｇhwaｙＣｏｍｍｕｎiｃatiｏｎｓＤｅｃ.２０17文章编号：1６71－7６19（２０1６）０６－０００1－０5基于力学响应敏感性的沥青路面设计指标分析严家发，李浩，许新权，吴文伟（1.公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心，广州51０4２０；２.广东华路交通科技有限公司，广州51０4２０）摘要：以云罗高速公路无机结合料稳定类沥青路面试验路给定的结构型式为基础，分别针对２００６版、２０17版《公路沥青路面设计规范》和壳牌（ＳHELL）设计法中的设计指标，利用四因素三水平正交试验，得到

2、极差以进行力学响应的敏感性分析。敏感性分析结果表明：２０17版《公路沥青路面设计规范》克服了２００６版设计规范中的弯沉难以协调各项单项指标及路面结构型式单一的缺点，２０17版设计规范中的设计方法更具有开放性，设计者可选择空间更大。关键词：道路工程；沥青路面；敏感性分析；设计方法；设计指标中图分类号：Ｕ41６.２17文献标志码：A０引言素选三个水平，正交试验安排如表1所示。正交ｍ目前，在我国已建成的高速公路中，大部分路表代号Lｎ（q），其中，n为试验总次数，q为因素水面结构为无机结合料稳定类基层沥青路面。然平数，m为表的列数，表示最多能容纳因素个［4］而，伴随经济的快速

3、增长，交通量日益增加，重载、数。本文正交试验安排中，n=9，q=3，m=4。超载车的不断涌现，很多高速公路在通车不久，便表1正交试验安排表L（34）9出现裂缝、车辙等早期病害，道路实际使用寿命与因素设计年限相差甚远。计算方案下面层基层底基层土基我国公路沥青路面设计规范经历多次修订，模量E1模量E２模量E3模量E4［1］２００６版《公路沥青路面设计规范》（以下简称为13０００5０００２０００６００６版规范）以路表弯沉、沥青层底拉应力及基层底２3０００６０００3０００８０［２］拉应力为设计指标；２０17版设计规范（以下简称33０００7０００4０００1００为新版规范）针对无

4、机结合料稳定类基层沥青路44０００5０００3０００1００面，以沥青层永久变形量、基层底拉应力为设计指54０００６０００4０００６０［3］６4０００7０００２０００８０标；国外较为流行的壳牌（ＳHELL）设计法，以沥75０００5０００4０００８０青层底拉应变、土基表面压应变为设计指标。８5０００６０００２０００1００在此背景下，本文依托云罗高速公路无机结95０００7０００3０００６０合料稳定类沥青路面试验路方案给定的结构型式，借助正交分析法，基于力学响应的敏感性对各1.２设计指标的选择设计指标进行分析，以期为今后的道路结构组合考虑到不同设计规范中设计指标的差异，本优化设

5、计提供一些思路。文主要对路表弯沉Lb、沥青层底拉应力σs、沥青层1考虑模量因素的正交分析底拉应变εs、沥青层最大剪应力、基层底拉应力1.1正交表设计σt、底基层底拉应力σm、路基顶面压应变εc7个指模量影响主要考虑下面层模量E1、基层模量标进行敏感性分析。需要说明的是，由于新版规E２、底基层模量E3及土基模量E4四个因素，每个因范沥青混合料层设计指标为永久变形量，力学计基金项目：广东省交通运输厅科技项目（编号：科技－２０1２－０２－０11）作者简介：严家发（19８６－），男，工科学士，工程师，从事道路检测、咨询以及科研工作，E－ｍail：６35８3347６@ｑｑ.ｃｏ

6、ｍ。·1·２０17年第６期广东公路交通总第153期算中为了简化分析，以沥青层最大剪应力代替。表征各层或各层底最不利状态。设定横断面方向２计算说明为横向，行车方向为纵向。具体如表3及表4所２.1计算模型及参数示。为了简化计算，本文将沥青路面视为线弹性表3基面层间完全连续时各点位及方向选取层状体系。２００６版规范规定：采用双轮组单轴载指标Lbσsεsσtσmεc1００ｋN作为标准轴载，当量圆半径R=1０.６5ｃｍ，轮胎接地压强P=０.7MＰa。结构类型及计算参数点位AAAAＤＤＤ如表２所示。方向－横向纵向－纵向纵向－表２沥青路面结构计算参数表4基面层间完全光滑时各点位及方

7、向选取结构层厚度／ｍ模量／MＰa泊松比指标Lbσsεsσtσmεc上面层０.０5２００００.２5下面层０.０８3０００～5００００.２5点位AAAAＤＤＤ上基层０.19０.２5方向－纵向纵向－纵向纵向－5０００～7０００下基层０.19０.２5底基层０.19０.２53计算结果分析２０００～4０００垫层０.19.０２53.1极差试验结果根据试验指标值对各个因素的敏感性不同，土基－６０～1０００.35可以区分出主次，通常用极差来区分各因素的敏感性。某个因素的极差越大，表明试验指标对这２.２计算方法及位置个因素越敏感；反之，则敏感性越小。基面层间完采用ＢIＳ