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1、西安公路学院学报Vol.3灿1ournao产annstituteoa了ar‘JlfXiIfHighwM1985具有刚性下卧层的柔性路面设计方法胡鸣琴陈贤辉内容提要,作者们依据在工程实践中出现的问题时具有刚性下卧层的路面进行,:了理论分析和试验研究揭示出这类路面的破坏原因在于在刚性层上的,路面层内产生应力集中导致面层过大的弯拉应力及基层过大的活动剪应,力从而对具有刚性下卧层的路面设计提出二个验葬指标即面层的抗弯拉。.,及基层的杭剪切重汽研完了基层杭剪切指标并提出了一整套计算方法,。及参数供实际应用、一问题的提出,在工程实践中具有刚性下卧层的路面比较明显
2、的有岩石路基上的路面以及多年冻土地区的路面等;而本文主要泛指北方冰冻地区春融初期路面面层及基层(或上部基层)已融冻而。,。土基(或下部基层)尚未化冻时的路面这类路面由于下部具有刚性层表面位移大大减少,,,;因此从弯沉的观点来看只会得出对路面有利的结论然而在实际使用中却往往因在刚“”。:性层上形成软夹层而破坏对已有黑色路面使用状况的调查〔1][2〕表明基层剪切失,稳是导致黑色路面破坏的主要原因之一而这一破坏首先发生在有刚性下卧层之时(如石方路基、桥涵面、原路面强度高于新路以及土基仍冻结之时),是基层强度验算的不利时期或。,。不利组合因此刚性下卧层的存在
3、是路面设计中不容忽视的因素,〔“’。刚性基础引起面层荷载下垂直应力的集中这在有关文献中早有论述然而在结构,“”。物的基础设计中我们看到的只是考虑刚性下卧层对地基沉降起削减作用国外一些学者〔31。,也曾对具有刚性下卧层的路面双层体系进行了理论计算与分析同样地他们也都只考,。虑刚性下卧层对表面位移及弯沉盆的影响从而得出了对路面性能有利的结果苏联早在50,〔们就年代对沥青混凝土路面使用情况的调查中已发现绝大多数的破坏出现于在基层中使,用了粗颗粒含量不足或含粉土一一粘土成份过多的材料的路段上面层由于该层材料中的大。:“,量塑性位移而破坏还特别指出这类变形的特
4、点是通常在有路面的个别结构层解冻期,,。”〔“’,间也即路基仍处于冻结状态时形变就发展然而在苏联现行柔性路面没计须知中。对〔6’粒料基层作抗剪切强度验算时却并没有考虑到这一情况我国现行柔性路面设计规范,,。,是以弯沉为设计指标的如前所述刚性下卧层的存在只会使表面位移减小因此这些研。究成果都不能说明何以在具有刚性下卧层的路而土反而育易破环的实际情况,考虑到比方冰冻地区及多年冻上地区八勺化冻初期路而下部临时性的冰冻刚性层是客观,、,存在而这些地区(西北地区青藏高原)又盛产天然砂砾黑色路面下多用级配砂砾作基,。层故而研究具有刚性下卧层的柔性路面设计方法有着
5、现实意义这是为了使按现行规范设321985年第1期西安公路学院学报、,,、计出的路面更臻合理可靠不致因某一结构层的失稳而过早损坏导致国家财力人力的。巨大浪费二、理论计算与分析。1基本理论和模式,,与大多数柔性路面设计的理论法一样我们也采用弹性层状体系理论作为基本理论并,、。将具有刚性下卧层的路面简化为三层连续休系即面层基层及刚性半无限体表面作用双。圆垂直均布荷载如图1所示252万人,El环2H几尽乓的公,,为了便于理论计算我们编制了三层连续体系电算程序本项研究的所有力学计算皆运。用电子计算机完成.2计算参数的确定:。:3Z。(1)E/E具有刚性下卧层
6、的路面不同于正常路面结构之处即为E/E大于13:、,3Z、通过对E/E在1~co范围内应力位移的大量试算发现当E/E在5以下时应力位,3:,移变化较大而对于E/E=co、100范围内的岩石路基上的路面结构则基本上可用,_,E3/:=300;:。:E的计算结果来代表同样对于冻冰层!的路而结构按弯沉测定E/E大,_。:。,约在50、10范围内也基本l:.可用E/E=30的计算结果来代表而有尼够的精度因此,Z300、、3、名、1。正式计算时根据不同地区取E/E为30、,、2.,。(2)泊松比卜面层基层的协卜值与现行规范一样均取为025协的取值则对应3Z。、
7、3于E/E的分区来定即对岩石路基(包括涵洞桥面)取卜值等于水泥混凝士路面的卜3=.;,值即件。15对化冻初期的冰冻基础考虑其模量值介于岩石路基与一般路面层的模量值,卜3.2;3:=,林:二之间所以取为0对于E/E1、5范围内具有坚硬下卧层的路面结构则取。30。0,(3,对于化冻初期的冰冻地区H主要指面层以下的化冻深度(我们只考虑由上警,、、。而下的化冻情况)它包括化冻基层甚而底基层垫层等的厚度为了探明刚性层埋藏深其有刚性下卧层的柔性路面设计方法,..。。度的影响在计算中考虑了翼自。5到6的较大范围O,,··至于岩石路基上的路面其基层仅起平整层作用故只
8、考虑=‘”的情况爵·25‘.5、“2“卫。.‘5至。:7。。(4)其它从实用出发计算了自”到/自的范围警。3
