瀝青公路設(shè)計(jì)的看法與建議

1、瀝青公路設(shè)計(jì)的看法與建議     作者：王一文 單位： 鄭州市公路勘察設(shè)計(jì)院我國公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ014-97)是在原公路柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ014-86)的基礎(chǔ)上結(jié)合近年來高等級公路的建設(shè),由交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院主持,有關(guān)交通部門的教學(xué)、科研、設(shè)計(jì)、管理等18個(gè)單位參加,開展了“瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與參數(shù)的研究”,歷時(shí)4年,并把研究成果納入了現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ014-97)?，F(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD50-2006)是在97版的基礎(chǔ)上做了部分改進(jìn),比較適合我國的公路瀝青路面的建設(shè)實(shí)際,但與國外的一些先進(jìn)設(shè)計(jì)方法相比還是存在

2、一定的缺陷,本文結(jié)合自己的工作實(shí)踐談幾點(diǎn)看法。1我國現(xiàn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法概況根據(jù)我國公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD50-2006)的內(nèi)容要求,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要按下述程序進(jìn)行。1.1設(shè)計(jì)理論路面模型借鑒英荷殼牌(SHELL)石油公司提出的理論設(shè)計(jì)法,把路面作為一種多層彈性體系,面層材料與土基以楊氏彈性模量E和泊松比表示,材料性質(zhì)均質(zhì)各向同性,各層水平方向無窮大,土基在向下的深度方向無限。荷載:荷載以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載,以BZZ-100表示;單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d為21.3cm;兩輪中心距1.5倍當(dāng)量圓直徑。層間接觸:假定為多層彈性體系層間完全連續(xù)接觸條件。1.2設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)指

3、標(biāo)基本上引進(jìn)前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)方法,以設(shè)計(jì)彎沉值為控制指標(biāo)、彎拉應(yīng)力來驗(yàn)算。設(shè)計(jì)彎沉以路表容許彎沉值作為整體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。層底拉應(yīng)力,面層剪應(yīng)力:對高速公路、一級、二級公路、瀝青面層和半剛性基層、底基層采用層底抗拉應(yīng)力驗(yàn)算,對城市道路還要進(jìn)行瀝青混合料面層剪應(yīng)力驗(yàn)算。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)2存在問題3建議的解決措施要解決上述存在的問題,必須從設(shè)計(jì)方法上找原因。下面擬從設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料參數(shù)等方面提出一些改進(jìn)建議。3.1設(shè)計(jì)理論我國雖然推出了APDS97專用設(shè)計(jì)程序,通過電算計(jì)算雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀連續(xù)體系的精確解,取代了過去的有一定誤差的查圖法,但多層彈性層狀體之間,并不一定是完全

4、連續(xù)的,對于絕對光滑或部分連續(xù)部分光滑沒有考慮,即使考慮也無法計(jì)算出精確解,故與實(shí)際結(jié)果有一定誤差,所以不防引進(jìn)SHELL設(shè)計(jì)法中的BISAR程序,可以計(jì)算N層體系作用垂直和水平荷載等狀況。3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1)以彎沉為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),拉應(yīng)力驗(yàn)算只是靜態(tài)作用,沒有考慮路基的垂直壓應(yīng)變z與重復(fù)荷載作用次數(shù)N之間的關(guān)系,這正是控制車轍的一個(gè)主要因素,故應(yīng)加以考慮把該推薦指標(biāo)引入。(2)瀝青面層只是以層底拉應(yīng)力驗(yàn)算,而水平拉應(yīng)變沒有體現(xiàn)出來,拉應(yīng)變正是瀝青面層疲勞開裂破壞的一個(gè)重要指標(biāo),而又與N有關(guān)系,可以引入關(guān)系式=CN,C為混合料的類型系數(shù),它與模量有關(guān)。(3)對于其它整體性基層的設(shè)計(jì),我國也只是用拉應(yīng)

5、力驗(yàn)算,故在此也應(yīng)引入水平拉應(yīng)變及與荷載次數(shù)N之間的聯(lián)系。(4)路面表面的總變形是表面層在重復(fù)荷載N的作用下引起的,表面上看就是車轍.該指標(biāo)我國設(shè)計(jì)方法中根本就沒提到更不用說控制了,所以可以引入國外的設(shè)計(jì)法中的表面總變形指標(biāo)h為瀝青混合料層厚度。h=h(/Sm.n)Cm(4)-行駛的車輪下瀝青層內(nèi)的平均應(yīng)力;=mp;p-接地壓力;m-平均壓力與輪載接地壓力之比;Sm.n-瀝青粘滯部分的勁度;Sm.n=3/Wt0;-粘度;W-車轍通過次數(shù)等效數(shù);t0-通過一次的時(shí)間;W=C2A2N;C2-系數(shù),每條車轍的總輪數(shù)與每個(gè)車道總軸數(shù)之比,一般等于1.4;A2-表示W(wǎng)依賴與輪載譜的比例系數(shù)。車轍深度RD

6、:RD=Cmh1-i+h2+0式中:Cm-動(dòng)載修正系數(shù);h-基層的永久變形;0-土基的永久變形。(5)瀝青路面的彎沉綜合修正系數(shù)F中,可以引入一個(gè)無量綱參數(shù)-相對厚度h/,其中h為土基以上路面結(jié)構(gòu)的厚度,為荷載當(dāng)量圓的半徑。以此解決現(xiàn)行的修正系數(shù)F容易出現(xiàn)的“反?，F(xiàn)象”,并使得F基本具備對實(shí)測彎沉修正的唯一性。(6)瀝青面層的低溫縮裂,在溫度急劇變化地區(qū),由于溫度應(yīng)力超過瀝青層抗拉強(qiáng)度而引起低溫縮裂,與荷載無關(guān).我國以抗拉強(qiáng)度r控制,但如果材料溫度應(yīng)變過大也會產(chǎn)生開裂,所以也應(yīng)考慮用水平拉應(yīng)變來控制。3.3材料參數(shù)材料的回彈模量,我國都是采用的靜態(tài)下的抗壓模量E靜壓.如在路基土回彈模量值測定中,用的是承載板法測定的結(jié)果,只能是靜態(tài)值,而沒有采用動(dòng)態(tài)彎沉儀或測震儀測定其動(dòng)態(tài)回彈模量,所以我們應(yīng)考慮運(yùn)用動(dòng)態(tài)儀測定,以使設(shè)計(jì)參數(shù)更切合實(shí)際。瀝青混合料參數(shù)取值也存在一定的局限性,其回彈模量也都利用靜態(tài)回彈模量值,沒有考慮動(dòng)態(tài)荷載作用下的動(dòng)態(tài)模量。此外,如路表抗滑性等方面,在設(shè)計(jì)中也沒能有效地利用設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行控制,也應(yīng)作進(jìn)一步的改進(jìn)。4結(jié)束語我國現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范雖然較97版