刍议重载交通柔性路面的结构设计与施工工艺

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1、刍议重载交通柔性路面的结构设计与施工工艺刍议重载交通柔性路面的结构设计与施工工艺刘向群摘要：文中介绍了重载交通路面结构设计的方法、材料的选用，提出了路面弯沉修正系数下参数的意义，路面结构设计内容以及施工工艺。关键词：重载交通柔性路面结构设计施工工艺1重交通路面结构设计的方法结合各国现有的路面结构设计方法以及依据我国公路车辆荷载特性；下面阐述适用于重交通的高等级沥青混凝土路面结构的设计方法。1．1公路损坏调查归纳起来，损坏调查的目的在于以下两个方面（1）了解当地公路沥青混凝土路面损坏的特点，分析其原因，提出防治

2、措施并在设计中给予考虑。（2）进行车辙观测，分析其出现的原因，提出对策。1．2轴载、交通量及自然条件调查（1）轴载、交通量及自然条件调查主要表现在超载现象突出、重载交通比例增大等方面。而且过量超载的车辆是造成高速公路沥青混凝土路面开裂、凹陷、唧泥、使用寿命骤减的主要原因。（2）交通量调查道路设计年限、路面结构设计与交通量信息相关。交通量的调查，包括交通组成、交通增工率的计算，其必要性不言而喻。（3）自然条件调查路面结构除了受到车辆荷载的持续作用之外，还要经受着持续变化的各种环境因素的影响，如温度、雨水、太阳辐

3、射等的综合作用。同时，地形地貌、水文地质等因素，也是路面结构设计应该加以考虑的内容。1．3设计指标主要设计指标、沥青混凝土层底面的弯拉应变εz；次要设计指标，整体性垫层底面的弯拉应变εTR。（1）沥青混凝土层底面的弯拉应变εr。采用沥青混凝土层底面的弯拉应变εTR而不是弯拉应力作为结构的设计指标，做了两个改变：一是变验算指标为设计指标；一是弯弯拉应力指标为弯拉应变指标。（2）路基顶面的压应变εz。路基顶面的压应变是各种力学一经验设计方法中普遍采用的另一个指标，其主要目的是控制路面的总变形量。（3）整体性垫层底

4、面的弯拉应变εtr。1．4设计指标的计算和验算1．4．1指标设计值计算采用弹性多层体系分析计算路面结构的应变值。1．4．2指票容许值计算（1）沥青混凝土路面的结构行为方程通过对不同等级公路近面万个使用性能数据的调查、整理和分析，建立了如下反映路况指数PCI随使用年限的增加而逐渐衰变的结构行为方程式如下：PCI=PCI0{1-exp[-a/y]β}}式中：PCI为路面损坏状况指数；PCI0为初始损坏状况指数；y为路龄；a为路面寿命因子；β为衰变模式因子；（2）现场疲劳方程建立的基本原理采用图1所示的流程就可以建

5、立路面结构达到相同损坏状况时的疲劳关系方程。达到同样设计标准的结构力学分析弯沉、应力、应变现场疲劳方程累计标准轴载作用次数结构行为方程1图1建立现场疲劳议程的基本原理（3）现场疲劳方程的建立经回归分析可得疲劳方程的一般表达形式：Nf=K..10a.εrb(6)NF=K.10C.εzd(7)式中：系数K，a，b，c，d是回归参数。1．5路面剪切问题沥青混凝土路面早期损坏的主要原因是半刚性基层的模量过大，使得沥青混凝土面层内剪应力过大，导致车辙、推挤、拥包损坏，甚至与水、荷载综合作用而发生各种早期破坏。因此，应进

6、行路面各结构合理的模量组合设计。合理的模量组合，是要把沥青混凝土层内的剪切响应降低。需要从沥青混合材料本身的抗剪切性能出发，进行其抗剪切性能设计。2材料的选用材料设计的目的，是使用经济合理、质量稳定的道路建筑材料，实现结构设计的目标，因此在结构设计中合理刚度匹配的思想，最终要在材料设计中得以体现和实现。要达到各结构层合理模量组合以及基层耐冲刷的目标，准确的配合比试验是不能缺少的。3路面弯沉修正系数F参数的意义修正系数F是设计方法中一个非常重要的参数，它的提出和修正有赖于理论计算和实际结构测量值的回归。我国现行

7、的沥青混凝土路面设计规范中，以弯沉作为竣工验收的主要指标，理论弯沉与实测弯沉之间的差异采用综合弯沉修正系数F进行修正，因而F修正系数对于验收标准起到较关键的控制作用。4试验路路面结构设计4．1路面结构设计方程的建立据某南方高速公路，进行了试验路路面结构设计及施工研究。（1）路面结构疲劳方程的简化形式。公式（6）（7）两边同时取对数，可得如下的简化形式：Y=A+BX4．2路面结构设计有了疲劳方程，就可以依此进行路面结构组合设计，设计采用专用程序进行。为了有更好的对比，设计了3种路面结构，见表2表2设计的路面结构

8、结构1结构2结构34CM磨耗层4CM磨耗层4CM磨耗层6CM中粒式沥青混凝土6CM中粒式沥青混凝土6CM中粒式沥青混凝土15CM粗粒式沥青混凝土20CM粗粒式沥青混凝土20CM沥青碎石30CM厚2%水泥稳定碎石30CM厚2%水泥稳定碎石19CM级配碎石24CM级配碎石35CM厚2%水泥稳定碎石4．3指标验算路面结构初步设计后，还需要进行验算，只有验算通过了，路面结构才有效。验算荷载按现行设计规范[5