探究非对称路面结构设计

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1、探究非对称路面结构设计　　摘要:本文主要针对非对称路面的设计进行阐述，介绍了路面结构的特点以及优点、缺点，非对称路面结构形式不但节省工程造价，具有很好的社会效益。关键词:路面设计；非对称路面；高速公路中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：1非对称路面设计非对称路面设计拟参照我国新建公路沥青路面设计原理，即采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以弯沉值为设计指标，并对面层、基层、底基层进行层底拉应力的验算。1．1计算简图路面弯沉、拉应力计算简图分别见图1，图2。图1中，点A表示路表弯沉计算点，处于双圆均布荷载的轮隙

2、中间位置，验算面层及基层、底基层层底拉应力时，应力最大点位于点B和点C之间，应该分别计算图2中多个点(如B，C，D，E)的应力，最后确定最大应力的点。在进行弯沉计算以及验算层底拉应力时，假设层间接触条件为完全连续体系。1．2路面设计弯沉值计算4路面设计弯沉值是由设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、面层和基层类型以及公路等级等因素确定的，相当于路面竣工后第一年不利季节、路面在标准轴载100kN作用下测得的最大回弹弯沉值。计算公式如下:(1)其中，为路面设计弯沉值，0．01mm;为设计年限内一个车道上的累计当量轴次;为公路等级系数;为面层类型

3、系数;为基层类型系数。图1路表弯沉值计算简图图2沥青混凝土面层和半刚性材料层层底拉应力计算简图1．3轴载换算我国路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时，对于轴载大于25kN的各级轴载的作用次数，按式(2)换算成标准轴载p的当量作用次数N;对于轴载大于50kN的各级轴载的作用次数按式(3)换算成标准轴载p的当量作用次数N’。(2)其中，N为标准轴载的当量轴次，次/d;为被换算车辆的各级轴载作用次数，次/d;p为标准轴载，kN;为被换算车辆的各级轴载，kN;k为车辆类型

4、系数;G1为轴载系数;G2为轮组系数。4(3)其中，G1‘和G2‘分别为轴载系数与轮组系数。非对称式路面结构设计与传统的对称式路面结构设计不同，按照上、下行线各自交通量为设计依据，单独计算各自设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值，然后根据设计弯沉值计算上、下行线各自的路面厚度，并验算沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层层底拉应力。2设计方案2．1路面结构层厚度计算以累计轴次和设计弯沉值为依据，按非对称式路面设计方法，计算所得路面结构层厚度:1)上行线:结构类型采用4cm中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-16C)上面层+6cm中粒

5、式SBS改性沥青混凝土(AC-20C)中面层+8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25)下面层+52cm水泥稳定碎石基层+20cm级配碎石垫层。2)下行线:结构类型采用4cm中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-16C)上面层+6cm中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-20C)中面层+8cm粗粒式沥青混凝土(AC-25)下面层+52cm水泥稳定碎石基层+20cm级配碎石垫层。经验算，沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层层底拉应力满足要求。3非对称式路面结构优缺点43．1优点非对称式路面结构设计不同于传统路面结构设计(对称式)，上下行线路面结构层厚度

6、按各自交通量大小计算确定，避免了重车道路面结构层偏薄，不能满足使用要求的缺点，同时减小轻车道路面结构层厚度，节约了成本。非对称式路面特别适合于大交通量的运煤、采矿及建筑材料运输专用通道。3．2缺点非对称式路面结构的使用针对性较强，只适用于一个方向为重载，另一个方向为轻载的情况，对于盛产矿藏和建筑材料地区比较适用，而对于普通地区修建的高速公路则不适用，适用范围有限。4结语路面设计中除应结合使用功能、公路等级、水文、地质、施工等因素合理选择路面类型及结构层次以外，还应重点考虑项目的交通量及其组成情况，以及轻重交通量的分布情况，采用非对称式路面，

7、分幅合理的确定基层厚度，将能提高路面的使用功能，节省工程造价，增加项目的投资收益。运煤、采矿等双向分离专用公路则更加适宜采用。4