摘要 目前，國內(nèi)的路面形式主要有水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面兩種，而基層方面 主要以半剛性基層為主，但隨著重載超載現(xiàn)象的產(chǎn)生和加重，半剛性基層的弊端也越來 越明顯，損害出現(xiàn)越來越早，甚至在初期就會出現(xiàn)車轍、坑槽、裂縫等病害，使得公路 的壽命大大縮短，有些地段不得不提前進(jìn)行大面積的維修或者重建，給我國經(jīng)濟(jì)帶來了 巨大的損失。 為了解決國內(nèi)半剛性基層出現(xiàn)的諸多限制與病害，通過借鑒國外長壽命路面的設(shè)計(jì) 理念，國內(nèi)提出了復(fù)合式基層結(jié)構(gòu)，即半剛性路基作底基層，瀝青碎石或級配碎石作上 基層的新的基層結(jié)構(gòu)。本文從實(shí)體工程的變更入手，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算來對上述復(fù)合式基層 結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，主要有以下幾個方面： ( 1 ) 采用我國現(xiàn)行的彎沉指標(biāo)和層底彎拉應(yīng)力方法、從s h t o 方法、a i 方法三種方 法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和對比分析，從得到的結(jié)果看雖然都滿足設(shè)計(jì)要求，但是存在一定的 差異： ( 2 ) 對比三種設(shè)計(jì)方法，由各種設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，通過綜合評價， 得到我國的設(shè)計(jì)方法不適于復(fù)合式基層瀝青路面。同時，在計(jì)算容許拉應(yīng)變的時候，由 于容許值隨著路面材料的性質(zhì)而改變，國外的標(biāo)準(zhǔn)和材料性質(zhì)及參數(shù)測定方法有關(guān)，與 國內(nèi)的有所差別，所以不宜采用a a s h t o 方法。 ( 3 ) 通過計(jì)算結(jié)果與b i s a r 驗(yàn)證結(jié)果分析，論文研究的路面結(jié)構(gòu)并非長壽命路面 結(jié)構(gòu)。目前長壽命路面的標(biāo)準(zhǔn)還沒有具體的規(guī)定，但參照國內(nèi)的研究，認(rèn)為長壽命路面 結(jié)構(gòu)的要求為：瀝青混凝土層底的彎拉應(yīng)變不大于1 2 0 膽，土基頂面壓應(yīng)變不大于 2 8 0 肛，所研究的路面結(jié)構(gòu)增加瀝青層厚度是達(dá)到長壽命路面結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的一種方法。 ( 4 ) 由工程實(shí)際情況，根據(jù)各個結(jié)構(gòu)層在路面結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的不同作用，確定路面 主要結(jié)構(gòu)層所用材料、級配，然后對面層混合料進(jìn)行路用性能檢測，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示性能 優(yōu)越、選材合理、級配合適。 最后，通過對竣工后的路面進(jìn)行現(xiàn)場檢測，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。 關(guān)鍵詞：復(fù)合式基層；力學(xué)驗(yàn)算；b is a r ：路用性能；現(xiàn)場檢測 a bs t r a c t c u r r e m l y ，1 e 帆om a i nf o m s o fp a v e i t l e n ti nd o m e s t i ca r ec e m e n tc o n c r e t ea 1 1 da s p h a l t c o n c r 研e ，w h i l eb 嬲ec o u r s ec o n s 仇l c ti sd o m i n a t e db ys 鋤i r i 百dm a t 耐a 1 h o w e v e r ，w i mt h e 鋤e r g e l l c e 鋤dw o r s e i l i n go fo v 甜o a d i n g ， t h ed i s a d v 鋤t a g eo fs e m i - d 萄db a s ec o u r s e b e c o m e sm u c hm o r e 印p 嬲m t a n dt l l ed 鋤a g e 印p e a r se 砌i e v e i li nn l ep r e l i m i n a 巧s t a g e ， d i s e a s es u c ha s 呲i n g ，p i t ，咖m yo c c u r s a sar e s u l t ，t l l el i f e s p a no fh i 曲w a yh a sb e e i l s h o r t e i l c dd 舳a t i c a l l y s o m es e c t i o n sw i t hl a r g ea c r e a g eh a v et 0b er e p a i r e do rr e b u i l di i l 缸h a n c e ，t h u sl e a d i n gt oh e a 、，) re c o n o m i cl o s s i i lo r d e rt 0d e a lw i m m el i m i t a t i o i l sa n dd i s e a s e sc a u s e db ys e m i r i 西db a s ec o w s e ，l i s t h e s i st a l ( e st h ef o r e i 盟p e 印e n l a lp a v e m e n td e s i 髓c o n c e p t ，p r o l 砷s i n gc o m p o s i t eb a s e c o n s 訊l c t ，i e ，an e wb a s ec o u r s ew i ms e i t l i r i 舀db a s ec o u r s e 嬲i t ss u b b a s e 鋤da s p h a l t m a c a d 鋤o r 伊a d e dm a c a d 鋤u p b a s e t l l i sm e s i sa 仕a c h e si t s e l ft oa c t u a le i l 西n e 甜n 呂t 0s t u d y m em e l l t i o n e ds t n l c t u r eb yc a l c u l a t i o n i t sm a i n l yi nt h ef o l l o w i n ga r e 弱： f i r s t ，i ta d o p t sa 】r r 鋤td e f l e c t i o ni n d e xa 1 1 dn e x u r a lt e i l s i l es n 懿sm e l o d ，a a s h t o m e t h o d 鋤da im e l o dm a l ( i n gc o n s t m c t i o nc h e c k i n g 觚dc o n t r 嬲t i v e 加a l y s i s ，t 0c o p ew i m m ec h a l l g e sd u d n gm ep r o c e s so fp a v e i l l e n tc o n s 蟣1 c t i o nd e s i g n a nt l l ec a l c u l a t i o nr e s u l t si s s a t i s 丘e dw i lm ed e s i g nr e q u i r e m e l l t ，b u tt h e r ei sac e r t a i nd e f 打e n c e s e c o n d ，c o m p 撕n gm e s et h r c ed e s i g n j n gm e m o d s 印p l i c a t i o nf i e l da i l da d v 鋤t a g e 觚d d i s a d v a i l t a g e ，w ec o m et om ec o n c l u s i o n 缸 mc o m p r c h e n s i v ee v a l u a t i o nt l l a to u rd o m e s t i c d e s i 印i n gm e m o di s n o ts u i t a b l ef o rc o m p o s i t eb 嬲ea s p h a l tp a v e m t a tm es 鋤et i m e ， w h e nc a l c u l a t e st h ea l l o w e dt e n s i l es t i a i l l i t sd u et 0t h en a t u r e0 f 也em a t e r i a l 嬲t o c h a i l g e ，a i l d i tr e l a t e do nm es t a r l d a r d s ，m a t e r i a la 1 1 dm ed e t e r m i n a t i o no fp a r a m e t e r so f a b r o a d ，a i l di ti sd i f j 陸e 1 1 tw i mo u rc o 眥t 阱s om ea a s h t om e t h o di sn o ts u i t a b l e t h i r d ，a c c o r d i n gt ot h ea i l a l y s i so fc a l c u l a t i o nr e s u l t so fb i s a r ，t i l er o a dc o n s t m c t i o n w l l i c ht h et l l e s i sm e n t i o n e di sn o tm ep e 印e t u a lp a v e m e n t c u r r e n t l y ，t h er e q u i 溯n e i l to f p e 叩e t u a lp a v e m e l l ts t r u c t u r ei s n o tr e g u l a t e d ，b u tr e f e r e dt h ed o m e s t i ci i l f o 咖a t i o n ，t h e n e x u l 鋤s 仃a i no fm eb o t t o mo fa s p h a l tl a y e ri sb e l o w1 2 0 肛，讎dm et o po fs u b 鰣e c o m p r e s s i v es t r a i ni sb e l o w2 8 0 聲侶a d d i n gt h ea ：l i c k n e s so fa s p h a l tl a y e ri so n em e t h o do f i i f i t t i n gt h es t 鋤d 硼o fp e 印e t u a lp a v e i i l e n tc o n s t l l l c t i o n f o u r t h ，a c c o r d i n gt ot h ea c t u a le i l 百n e e r i n ga n dt h ed i 伍啪鈕tr o l 懿o fe a c hl a y m e m e s i sd e t e n n i n e sm em a t e r i a l 鋤d 伊a d a t i o no ft l l em a i nc o n s t m c t i o nl a y e 稻o ft 1 1 e p a v 鋤e n t ，a i l dm 既d e t e c t st l l er o a dp 酬f o n l l a i l c eo fs u 】渤c el a y e ra s p h a l tm i x t u 】r e t h e 陀s u l to f d a t ai i l d i c a t e st l l a tt l l ep e r f o m a i l c ei ss u p 嘶o r m em a t 甜a ls e l e c t i o ni sr e 嬲o n a b l ea n dt h e 蓼a d a t i o ni ss u i t a b l e f i n a i l y ，t l l es c e n et e s ta r e rc o m p l e t i o no fs u r f a c el a y e rs h o w sm a ta 1 1t h ei n d i c a t o r sa r e i nl i n ew i t ht l l ed e s i g ns t a n d a r d s k e yw o r d s ：c o m p o s i t eb a s e ；m e c h a n i c sc h e c k ；b i s a r ；r o a dp e r f o r m a n c e ；f i e i dt e s t i i i 長沙理工大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的 研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或 集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均 已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 儲簽擻 q 。 醐y i 每 價 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保 留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)長沙理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行 檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 1 、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。 2 、不保密囪。 ( 請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”) 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 蒯 葡眠 u 鼢吁年蘭弱，鄉(xiāng)日 醐7 月 第一章緒論 1 1 問題的提出以及研究意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國公路交通事業(yè)在改革開放后也高速發(fā)展。從1 9 8 8 年沈大、滬嘉高速公路建成通車實(shí)現(xiàn)了我國大陸高速公路零的突破，到去年年底全國高 速公路總里程達(dá)到6 0 3 萬公里，這二十年，是我國公路事業(yè)突飛猛進(jìn)、最具活力的二 十年，我國的公路事業(yè)進(jìn)入了以建設(shè)高速公路、一級公路等高等級公路為主的嶄新時代。 我國用短短的十多年走完了發(fā)達(dá)國家半個世紀(jì)的發(fā)展歷程，公路在我國的社會和經(jīng)濟(jì)中 擔(dān)當(dāng)著重要的角色。 但是，隨著我國經(jīng)濟(jì)市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步完善，運(yùn)輸企業(yè)越來越重視效益最大化，使 得我國出現(xiàn)了前所未有的重載、超載現(xiàn)象，以至于在這樣的長期影響下，我國的公路出 現(xiàn)損害越來越早，甚至在初期就會出現(xiàn)車轍、坑槽、裂縫等病害，使得公路的壽命大大 縮短，有些地段不得不提前進(jìn)行大面積的維修或者重建，給我國經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失 【引。 現(xiàn)在的路面形式主要有水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面兩種，而基層方面主要以 半剛性基層為主。表1 1 是我國部分高速公路路面結(jié)構(gòu)扭，。 表1 1我國部分高速公路路面結(jié)構(gòu) 道路名稱面層基層 海南環(huán)島公路( 東線) 1 2 c m a c 3 0 c m 水穩(wěn)碎石基層+ 1 5 1 9 c m 級配碎彳i 底基層 廣州一深圳 2 2 c m a c + 1 0 c i i “w2 3 c m 水穩(wěn)碎f i 基層+ 2 5 c m 級配碎行底基層 廣州一佛山 9 c m a c + 6 c m a m2 5 c m 水穩(wěn)彳i 屑基層+ 2 8 3 7 c m 水穩(wěn)十底基層 廣州一花都 7 c m a c2 0 c m 水穩(wěn)碎石基層+ 3 0 c m 水穩(wěn)干i 屑底基層 深圳深南大道 5 c f n a c + 8 c i i l a m4 0 c m 水穩(wěn)彳i 屑基層+ 2 0 c m 水穩(wěn)f i 屑底基層 廈漳高速公路 1 4 c m a c 3 3 c m 水穩(wěn)碎石基層+ 2 0 c m 水穩(wěn)、彳i 灰綜合穩(wěn)定士 3 4 c i l l a c + 4 6 c m a c + 杭甬2 8 3 4 c m 二灰、水泥穩(wěn)定碎石基層+ 2 0 c m 級配碎石底基層 5 8 c m a m 滬嘉 1 0 c m a c + 7 c 棚 4 6 c m 粉煤灰三渣+ 2 0 c m 礫石砂墊層 滬杭 1 7 c m a c 3 7 c m 二灰碎石基層+ 2 0 c m 水泥碎彳i 土 滬寧 1 6 c m a c 1 8 4 0 c m 二灰碎彳i 基層+ 1 8 4 0 c m 二灰土( 或二灰砂，石灰十) 安新路9 c m a c + 7 c m a m2 0 c m 水穩(wěn)碎笮i 基層+ 3 5 c m 二灰土底基層 1 0 1 3 c m a c + 京津塘2 5 c m 水穩(wěn)碎石( 砂礫) 基層+ 2 0 4 5 c m 石灰土( 二灰十) 1 0 1 2 c m a m 濟(jì)青路濰坊段 1 5 c m a c2 4 c m 二灰碎石基層+ 4 2 c m 石灰土 京福路山東段 1 5 c m a c 2 6 c m 二灰碎彳i 基層+ 2 9 c m 二灰土 京彳i 路4 c m a c + 8 c m a m 1 5 c m 二灰碎釘基層+ 4 0 c m 石灰七 沈大路 9 c m a c + 6 c m a m 2 5 c m 水穩(wěn)碎彳i 基層+ 3 0 c m 水穩(wěn)十底基層 之所以有這么多的高速公路采用半剛性基層結(jié)構(gòu)，固然有其自身的優(yōu)點(diǎn)。長時間以 來，人們普遍認(rèn)為半剛性基層有以下優(yōu)點(diǎn)： ( 1 ) 板體性強(qiáng)，有較高的承載能力和抗變形性能( 包括彎沉和車轍) ； ( 2 ) 有良好的抗凍性，能有效地治理季節(jié)性冰凍地區(qū)的翻漿； ( 3 ) 能充分利用當(dāng)?shù)氐胤叫圆牧希?( 4 ) 初期投資省，可以用較少的資本修更多的路。 但隨著重載超載現(xiàn)象的產(chǎn)生和加重，其弊端也越來越明顯，公路研究工作者們也對 其產(chǎn)生了質(zhì)疑，他們開始充分的認(rèn)識到半剛性路面的缺陷n ，： ( 1 ) 關(guān)于半剛性基層的板體性好及承載力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它是建立在受壓和連續(xù)的界面 條件的力學(xué)模式下的，如果基層和面層之問的界面條件因?yàn)樗徒Y(jié)冰的原因變成滑動， 瀝青層和半剛性基層都將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變、剪應(yīng)力，此時是否還有較高的彎 拉強(qiáng)度就不一定了。 ( 2 ) 關(guān)于半剛性基層瀝青路面普遍存在的不同程度上的裂縫是個不爭的事實(shí)。這些 裂縫是由于瀝青面層的溫縮裂縫、半剛性基層收縮開裂引起的放射裂縫等共同作用的緣 故。發(fā)生裂縫的程度，包括發(fā)生的時間、裂縫的數(shù)量( 間距) 、裂縫的寬度都與基層材 料和施工有這巨大的聯(lián)系。我國盡管采取了各種措施，絕大部分高速公路瀝青路面上的 反射裂縫問題依然十分嚴(yán)重，再加上我國缺乏出現(xiàn)裂縫就進(jìn)行瀝青封縫的習(xí)慣，使得殲 裂得不到有效的處理。 ( 3 ) 半剛性基層的強(qiáng)度和模量會不斷衰減。我國歷來都采用表面彎沉作為路面強(qiáng)度 和承載力的評價指標(biāo)，但表面彎沉的變化過程要分為三個階段怍1 ：路面竣工后的前卜2 年為第一階段，由于交通荷載的壓密及半剛性基層材料的強(qiáng)度增長特性，路表彎沉將逐 漸減小，大約在路面竣工后的第二年達(dá)到最小值。路面竣工后的第二年到第四年為第二 階段，路表彎沉不斷增大，由于交通荷載的重復(fù)作用，以及水、溫度狀況的變化，加之 混合料本身因拌合不均勻而導(dǎo)致強(qiáng)度非均勻性等因素的影響，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微觀缺陷將因 局部應(yīng)力集中而擴(kuò)展，并逐漸形成小范圍的局部破損，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體剛度下降， 使路表彎沉急劇增大。在這之后為第三個階段，當(dāng)彎沉達(dá)到一定值之后就不再增加，趨 于相對穩(wěn)定狀態(tài)。具體的變化情況見示意圖1 1 ： 2 圖1 1彎沉逐年變化曲線 ( 4 ) 半剛性基層瀝青路面對大交通量及重載交通的敏感性大。對任何公路來說，超 限超載車輛是瀝青路面的“第一殺手 ，這一點(diǎn)是毫無置疑的。因此綜合世界上發(fā)達(dá)國 家的經(jīng)驗(yàn)，治理早期損害，必須治理超限超載車輛為首要條件。路面設(shè)計(jì)都是以標(biāo)準(zhǔn)軸 載作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的，而半剛性基層相比于柔性基層來說軸載換算指數(shù)要大一些。因此， 半剛性基層瀝青路面對超限超載車輛的敏感性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于柔性基層路面。 交通荷載的換算用以下公式表示： 廠一、” ：y f 叢i lp 當(dāng)為柔性基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)時，所得到的指數(shù)n 取4 ；當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉 應(yīng)力驗(yàn)算時，大于5 0 k n 的荷載軸次換算，指數(shù)n 取8 。這樣一來，經(jīng)過不同的指數(shù)換算 后的荷載軸次相差甚大。結(jié)果見下表1 2 。 表1 2 不同基層瀝青路面的車輛軸載換算表 基層形式n 值 1 0 0 k n1 3 0 k n2 0 0 k n3 0 0 k n 半剛性基層 818 22 5 66 5 6 l 柔性基層 412 91 68 1 由上表可以看出，在荷載軸次大于1 0 0 l ( n 時，隨著荷載的增加，半剛性基層與柔性 基層換算得到的結(jié)果差距變大，當(dāng)軸載為3 0 0 i ( n 時，換算值相差高達(dá)8 0 多倍，由此能 清楚地體現(xiàn)出半剛性基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)對超載車的敏感性之大。這也是國外不主張?jiān)?重載交通路段采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的重要原因。因此，有學(xué)者研究認(rèn)為協(xié)，通 過軸載重量對疲勞壽命的影響分析得出，當(dāng)?shù)缆飞闲惺沟某d車輛較多時，采用瀝青穩(wěn) 定基層路面具有較好的適應(yīng)性：當(dāng)車輛以不超過1 0 0 k n 的普通車為主時，采用半剛性基層 路面能夠獲得更長的使用壽命。 為了解決半剛性基層的這些弊病，人們在基層與面層之間設(shè)置瀝青碎石、級配碎石、 土工織物、應(yīng)力吸收膜等結(jié)構(gòu)來改善半剛性基層的排水條件，并阻止基層裂縫向上反射 等。采用瀝青碎石作為半剛性基層瀝青路面的上基層，能夠吸收和消減半剛性基層裂縫 尖端應(yīng)力和應(yīng)變，從而減少裂縫的產(chǎn)生盯，研究認(rèn)為瀝青碎石基層瀝青路面對防止反射裂 縫的效果明顯優(yōu)于級配碎石的效果陽1 針對我國高速公路出現(xiàn)的通車后短時間內(nèi)發(fā)生的 早期損壞以及瀝青路面的耐久性差，使用壽命短的弊病，國內(nèi)研究者對此進(jìn)行了深入的 分析，并結(jié)合國外的先進(jìn)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，綜合我國國情，制定了一些相應(yīng)的設(shè)計(jì)及 施工規(guī)程，并提出了相關(guān)的理論指導(dǎo)。 長期以來，我國瀝青路面的設(shè)計(jì)都是采用“強(qiáng)基薄面 作為指導(dǎo)思想，過分強(qiáng)調(diào)基 層的重要性，忽略了面層的功能。國外的永久性路面考慮路面各結(jié)構(gòu)層的功能，鋪筑有 足夠厚度的基層和瀝青層，以后路面有損壞的就只銑刨表面層，再重新加鋪罩面，其設(shè) 計(jì)壽命能長達(dá)3 0 一4 0 年甚至更久舊，。所以，國內(nèi)正在研究此類路面結(jié)構(gòu)，針對國內(nèi)的實(shí) 際情況加以改進(jìn)，勢必會對我國公路帶來深遠(yuǎn)的影響同時結(jié)合個別路段應(yīng)用柔性路基得 到的意想不到的效果，通過借鑒國外的永久性路面的設(shè)計(jì)理念，國內(nèi)提出了復(fù)合式路基 結(jié)構(gòu)，即半剛性路基作底基層，瀝青碎石或級配碎石作上基層的新的路基結(jié)構(gòu)一。本論 文針對這一點(diǎn)，借鑒國外這種永久性路面的設(shè)計(jì)理念，就目前國內(nèi)對此類路面結(jié)構(gòu)的研 究成果的基礎(chǔ)上，主要研究以半剛性基層作為底基層，級配碎石作為過渡層，密級配瀝 青穩(wěn)定碎石作為上基層的復(fù)合式基層的路面結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)結(jié)合了半剛性基層的高強(qiáng)度和 柔性基層的抗裂性能，能充分提高路面的路用性能，同時有級配碎石作為過渡層，能充 分地緩解半剛性基層由于材料的溫縮和干縮產(chǎn)生的裂縫一。解決了基層的弊病，路面的 損壞就只限于面層自己本身，維修起來就容易得多，大大節(jié)約了財力物力和人力，這樣 的路面結(jié)構(gòu)就趨向于了國外的永久性路面。 1 2 國內(nèi)外復(fù)合式基層路面結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀 由于國內(nèi)外的半剛性基層路面結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用已經(jīng)相對比較成熟，現(xiàn)在主要是針 對復(fù)合式基層的柔性基層部分做更深一步的探討。 1 2 1 國外的研究現(xiàn)狀 國外現(xiàn)在使用最為普遍的瀝青路面結(jié)構(gòu)稱之為永久性路面結(jié)構(gòu)或者長壽命瀝青路 面結(jié)構(gòu)，其主要思想是在路面內(nèi)部，無論荷載應(yīng)力還是溫度應(yīng)力，沿路面深度方向是急 劇變小的，到一定深度，應(yīng)力就不大了，這個深度的應(yīng)力主要由瀝青層承擔(dān)，所以瀝青 層厚度較大( 通常認(rèn)為1 8 c m 以下對車轍的影響就很小了) 。在瀝青層內(nèi)，表面層承受荷 載、溫度應(yīng)力最大，又直接暴露在空氣中，所以必須選擇抗車轍、抗裂、抗磨耗、穩(wěn)定、 耐久、密水、粗糟抗滑的混合料和結(jié)構(gòu)，通常采用高質(zhì)量的改性瀝青。中面層已經(jīng)不暴 露在表面，但仍需考慮抗車轍，對低溫性能可以降低一級。下面層主要考慮抗疲勞，所 以瀝青質(zhì)量主要考慮抗裂性能。由于表面層不可能長期使用下去不壞，以后維修只需要 銑刨表面層換新加鋪就行了，下面可以長期使用下去。 我國瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中提到： 4 ( 1 ) 對半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青層底主要是壓應(yīng)力或很小的拉應(yīng)力，瀝青 層的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變不起控制作用，半剛性基層、底基層的拉應(yīng)力起主要的控制作用。 ( 2 ) 對于柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，除用彎沉值可控制土基的壓應(yīng)變、壓應(yīng)力外， 瀝青層的拉應(yīng)變受瀝青層與粒料層間的模量比影響。模量比越大，瀝青層的拉應(yīng)變越大。 要減小瀝青層與粒料層的模量比，在瀝青層模量相對一定的情況下，只能加大粒料 層的模量。因此對于水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層，也就意味著增加水泥劑量，以提高其機(jī)構(gòu)層的剛度。 但與此同時，若半剛性基層的剛度( 模量) 越大，半剛性基層、底基層層底的拉應(yīng)力、 拉應(yīng)變就越大，從而出現(xiàn)裂縫病害就越容易，造成瀝青面層的反射裂縫就越發(fā)嚴(yán)重。這 種裂縫都是自下而上擴(kuò)展的，所以往往此類裂縫都是貫穿性的，這是路基路面最嚴(yán)重的 結(jié)構(gòu)型破壞，維修起來就只能是“開膛破肚”式的。 圖1 2永久性路面設(shè)計(jì)理念 隨著在全世界范圍內(nèi)道路荷載的不斷增加，特別是重載交通對各國的瀝青路面提出 了新的挑戰(zhàn)，如重載交通量的增長、重載軸載增加；慢速交通產(chǎn)生的更大的路面應(yīng)力； 高壓輪胎引起應(yīng)力的增加；道路加速磨光，這樣按傳統(tǒng)的路面設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 的路面常常達(dá)不到設(shè)計(jì)年限就出現(xiàn)了損壞，給高速公路、城市問的重要交通干道造成極 大的壓力。這樣各國對路面進(jìn)行了大量調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對于厚瀝青層的瀝青路面，雖 然也同樣承受著大交通量和重載荷載的作用，仍然保持著良好的使用性能。 瀝青層厚度( c m ) 一 圖l 。3 瀝青層厚度與瀝青車轍率關(guān)系曲線( 每百萬次交通量增加的車轍量) 英國t r l 對5 1 條道路進(jìn)行調(diào)查，已觀測到的路面破壞，如車轍和開裂均為表層車 轍和表層裂縫，是非結(jié)構(gòu)性破壞，即厚瀝青層道路不會出現(xiàn)瀝青基層的疲勞開裂或來自 于路面結(jié)構(gòu)深層的變形m ，。車轍率的調(diào)查結(jié)果表明，對于柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)其厚度大于1 8 c m 時，車轍速率會迅速降低，當(dāng)瀝青面層厚為1 8 3 6 c m 時，車轍率與面層厚度無明顯關(guān)系。 同時，對厚瀝青面層道路，車轍大部分主要發(fā)生在瀝青層表面，此時的車轍不表示道路 的整體結(jié)構(gòu)不足，進(jìn)一步罩面設(shè)計(jì)能保證基層結(jié)構(gòu)良好“”。在英國厚瀝青層路面沒有關(guān) 于反射裂縫的權(quán)威性報告，表面丌裂是一個厚瀝青層、使用到服務(wù)期未的柔性路面相對 較常見的現(xiàn)象，而很少反射裂縫，表明基層不存在疲勞性能減弱。 路基土m 】= l 瑚0 p；h 蹄甚 + m f 3】0 0 0 b s “ 薯g 皇= ，! _ 。l j ；一一 $ 0 0 0 盆 。 路基土m 產(chǎn) o2一61 0 1 2 l 瀝青層厚度- 附 圖l - 4 瀝青層厚度對瀝青層車轍量的影響 圖1 4 為2 0 0 2 年a a s h t 0 設(shè)計(jì)指南研究結(jié)果。根據(jù)l t t p 數(shù)據(jù)，考慮到結(jié)構(gòu)層及路 基土模量參數(shù)隨季節(jié)變化及路面溫度分布不均勻性，按照從s h t 02 0 0 2 年模型進(jìn)行了分 析，得出了瀝青層厚度對車轍影響圖?？梢钥闯?，隨著瀝青層的增加到1 0 c 珊，車轍率在 不斷增加，但是瀝青厚度繼續(xù)增加，車轍率反而有所下降。實(shí)際上在相同氣候條件及連 續(xù)情況下，瀝青層從5 c m 增加到2 0 c m 車轍率基本增加不大，即增加瀝青層厚度對車轍 率影響不是很明顯“n 5 1 。 經(jīng)過長時問的試驗(yàn)以及應(yīng)用，國際上漸漸地形成了一種新的設(shè)計(jì)范例：增加交通量 無需機(jī)械的增加瀝青層厚度。這是由于有一個彎拉應(yīng)變臨界點(diǎn)，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)力足夠 小，彎拉應(yīng)變低于此值時，由于瀝青混合料自身的自愈能力，瀝青層底就不會產(chǎn)生疲勞 損傷，因此繼續(xù)增加瀝青層的厚度降低瀝青層底的彎拉應(yīng)變水平就是多余的了。這個拉 應(yīng)變臨界點(diǎn)對應(yīng)的疲勞壽命就是疲勞極限。 、 國外的許多專家盡管各自的觀點(diǎn)多少有些差別”帥，但對于瀝青層底彎拉應(yīng)力和基 層頂面壓應(yīng)變的選擇意見基本一致，圖1 5 為永久性路面力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)模擬圖。 6 ，眉寮卅唑伽饔 一簍鬻鬟蒺 簿 參襄霧耋謄攀冬委；豢主褰爨擎磬譬 圖1 5 永久性路面力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)圖 了解了國際上這種永久性路面的發(fā)展形勢以后，反顧我國的半剛性基層以及單純的 柔性基層瀝青路面，我們所設(shè)計(jì)的瀝青面層較薄，不可能實(shí)現(xiàn)這樣的長壽命，它的使用 壽命是有限的。 目前，國際上通用的瀝青路面結(jié)構(gòu)可以分為以下幾種n 引啪( 圖1 6 ) ，其中組合式 結(jié)構(gòu)路面是柔性基層與半剛性基層組合使用的路面。根據(jù)柔性基層的組合情況可以是瀝 青碎石基層+ 半剛性材料作為底基層，或者在其間設(shè)置碎石過渡層，這樣的結(jié)構(gòu)稱之為 倒裝結(jié)構(gòu)。水泥混凝土或者貧混凝土剛性基層的瀝青路面實(shí)際上也是一種組合式路面。 對舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層的路面，如果混凝土板徹底打碎的可歸入柔性基層 瀝青路面，如果混凝土板沒有破碎直接加鋪的可歸入組合式路面1 。由此可以看出，現(xiàn) 在所提出的永久性路面結(jié)構(gòu)屬于組合式路面結(jié)構(gòu)。 第二種第三種 第四種第五種 柔性路面 罰言涅凝土 半圈性路面 精潞土 組合式路面 掰言混凝土 精層精碎石勰半尉性基層精鼯臻 各種瀝青類結(jié)構(gòu)層， 組合式路面 ( 繳斃j 結(jié)構(gòu)) 薪葺混凝 歷葡磁 啊過渡層 捌麟層糊慷疆糊層半燃觥 圖1 6 瀝青路面結(jié)構(gòu)類型分類 在對國外主要國家的瀝青路面結(jié)構(gòu)形式的研究中我們不難發(fā)現(xiàn)：法國的路面結(jié)構(gòu)形 式中很少采用半剛性基層路面結(jié)構(gòu)形式，而是主要以復(fù)合式基層路面和全厚式路面為 主，各占一定的比例；英國的高速公路主要采用的是長壽命路面結(jié)構(gòu)形式，而在高等級 7 塑絲竺 釜一 公路，特別是大的交通量的路面結(jié)構(gòu)中，以復(fù)合式基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)為主要形式；德 國的高速公路基層結(jié)構(gòu)盡管以柔性為主，但也有半剛性基層做底基層、瀝青穩(wěn)定碎石基 層做承重層的復(fù)合式基層的柔性路面結(jié)構(gòu)：而美國在2 0 0 2 年版設(shè)計(jì)指南中推薦的路面 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合中，盡管不提倡采用半剛性路面結(jié)構(gòu)，但是在基層選擇上卻趨向于組合式； 日本的高速公路采用較厚的瀝青層+ 瀝青穩(wěn)定碎石基層，在瀝青穩(wěn)定基層下面一般下臥 粒料底基層或者下臥水泥底基層；南非則更是在半剛性基層和瀝青面層之間設(shè)置1 5 c m 的級配碎石或采用粗粒徑瀝青穩(wěn)定基層作基層，這就是典型的復(fù)合式基層路面結(jié)構(gòu)1 。 從以上各國高速公路采用的路面結(jié)構(gòu)形式來看，特別是在重載道路上，復(fù)合式基層的瀝 青路面結(jié)構(gòu)形式得到了大量使用，并且獲得了良好的使用效果。 1 2 2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 我國對于國外的這種永久性路面的研究比較晚，但從2 0 0 0 年之后，國內(nèi)各大科研機(jī) 構(gòu)開始了廣泛的研究和試驗(yàn)。研究主要針對于基層結(jié)構(gòu)的形式，近些年趨向于半剛性基 層上面加設(shè)柔性基層，對于瀝青穩(wěn)定碎石基層的研究越來越多，有的選擇密級配的粒徑 較大的形成嵌擠結(jié)構(gòu)的混合料，有的選擇空隙率較大的排水式瀝青混合料，還有些單位 仍然在采用半開級配的瀝青碎石a m 。由此可見用作基層的瀝青混合料類型好多，瀝青穩(wěn) 定碎石混合料由于各國的使用習(xí)慣以及材料等差異，混合料類型上存在一定的差異。因 此并非每種混合料類型都能夠符合我國道路實(shí)際情況。 李峰m l 對長壽命路面結(jié)構(gòu)做了三維有限元受力分析，得出路面面層厚度和基層模量 變化時的力學(xué)指標(biāo)的響應(yīng)變化規(guī)律，為設(shè)計(jì)長壽命瀝青路面提供了理論依據(jù)。 山東省交通科研所做了永久性瀝青路面設(shè)計(jì)方法的研究| 2 ”，在研究近年來國內(nèi)外瀝 青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最新研究成果的基礎(chǔ)上，針對中何在作用下多種形式的瀝青路面的結(jié)構(gòu) 響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 交通部公路科研所在西部交通建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)于高速公路早期病害預(yù)防措施的研 究課題研究中，就現(xiàn)階段的我國公路發(fā)展提出了自己的意見與看法，加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)， 減少對社會的影響，與時俱進(jìn)，引進(jìn)國外成熟的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，特別是要做好路基。另外， 還要改變目前我國瀝青路面結(jié)構(gòu)形式單一的問題，根據(jù)具體的氣候和交通情況選擇合理 的路面結(jié)構(gòu)形式。鑒于瀝青路面的使用壽命取決于基層強(qiáng)度及模量的衰減歷程，因而在 現(xiàn)有的國內(nèi)大量的以半剛性基層為主的瀝青路面結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)永久性路面的構(gòu)想是很難 實(shí)現(xiàn)的，在這種實(shí)際情況下，推廣應(yīng)用柔性基層瀝青路面和復(fù)合式基層瀝青路面是適宜 的j 。 針對以上建議的提出，交通部公路科研所作了以下試驗(yàn)路：( 1 ) 青海省平西高速 公路試驗(yàn)路( 2 ) 四川省南廣高速公路試驗(yàn)路( 3 ) 山西省祈臨高速公路試驗(yàn)路( 4 ) 江 蘇省沿江高速公路長壽命路面試驗(yàn)路( 5 ) 福建省龍長高速公路試驗(yàn)路( 6 ) 福建省浦南 高速公路試驗(yàn)路，以上六條高速公路的試驗(yàn)路除了福建浦南高速為剛竣工路段以外，從 8 其余的五條試驗(yàn)段的使用情況來看，已經(jīng)取得了相當(dāng)好的預(yù)期效果，不過要想更好地評 價路面的使用情況，還需要對此路面結(jié)構(gòu)與半剛性基層路面結(jié)構(gòu)長期的觀測比較。 1 3 本文的主要研究內(nèi)容和思路 1 3 1 主要研究內(nèi)容 綜上所述，研究和借鑒國外的瀝青路面結(jié)構(gòu)形式的成功經(jīng)驗(yàn)，開展我國復(fù)合式基層 應(yīng)用技術(shù)研究，對于緩解我國瀝青路面早期病害，延長道路使用壽命具有必要性。國內(nèi) 現(xiàn)有的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單純的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)在已經(jīng)相對成熟，而柔 性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)與復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)研究相對較少，到目i j 為止，還沒有瀝 青穩(wěn)定碎石基層混合料的相關(guān)施工規(guī)范，更沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在 開展長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)的研究時，路面結(jié)構(gòu)厚度的確定要么采用國外的辦法，要么參 考國內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)交通實(shí)際憑經(jīng)驗(yàn)確定，還沒有形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。本文在現(xiàn)有的 文獻(xiàn)資料和已有的研究成果的前提下，提出自己的意見與想法，具體的研究內(nèi)容如下： ( 1 ) 由不同的設(shè)計(jì)方法對實(shí)體工程路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析和壽命驗(yàn)算評價； ( 2 ) 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對分析，選取適合的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；根據(jù)計(jì)算結(jié)果與長壽命 路面參數(shù)對比，分析差別： ( 3 ) 評價實(shí)體工程的使用級配以及材料性能設(shè)計(jì)； ( 4 ) 評價實(shí)際路面性能。 1 3 2 主要研究思路及技術(shù)路線 本論文研究的主要思路和技術(shù)路線如圖1 7 所示。具體步驟如下： ( 1 ) 根據(jù)實(shí)體工程試驗(yàn)段前后的的路面結(jié)構(gòu)形式選擇，針對兩種典型路面結(jié)構(gòu)通 過三種常用的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行力學(xué)計(jì)算和壽命估算，得出經(jīng)過修改后的路面結(jié)構(gòu)在使用壽 命和力學(xué)指標(biāo)控制上均應(yīng)優(yōu)于初始結(jié)構(gòu)； ( 2 ) 比較三種設(shè)計(jì)方法得到的計(jì)算數(shù)據(jù)，根據(jù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)來評價適合本研究所 提及的復(fù)合式基層路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法：由路面結(jié)構(gòu)計(jì)算值與長壽命路面結(jié)構(gòu)的參 數(shù)相比較，得出所研究的路面是否屬于長壽命路面，如果不是，提出自己的觀點(diǎn)： ( 3 ) 對實(shí)體工程各主要結(jié)構(gòu)層所用的材料和級配進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果來評價 其材料選擇和級配設(shè)計(jì)的優(yōu)劣性； ( 4 ) 在工程工期結(jié)束后針對路面表層進(jìn)行一系列的現(xiàn)場性能檢測，以評價實(shí)際路 面的性能情況。 9 復(fù)舍式基層瀝 青路面結(jié)構(gòu) 三種設(shè)汁方法比較 圖1 7 論文研究的技術(shù)路線 1 0 第二章基于實(shí)體工程結(jié)構(gòu)力學(xué)驗(yàn)算與對比分析 本實(shí)體工程為福建浦城至南平的一條雙向四車道高速公路( 浦南高速公路) 。浦南 高速是交通部公路科學(xué)研究院福建省高速公路新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究課題項(xiàng)目其中的一 個試驗(yàn)路段，筆者參與了此課題的研究并做了半年的跟蹤調(diào)查分析，目前此工程已經(jīng)結(jié) 束并于今年年初通車。針對此高速公路的路面設(shè)計(jì)過程中對于路面結(jié)構(gòu)形式的變更，筆 者對前后兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和對比分析。 2 1 實(shí)體工程主要的技術(shù)指標(biāo) 2 1 1 工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 表2 1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 公路等級高速公路 計(jì)算行車速度8 0 公里小時 路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載b z z 1 0 0 k n 路基寬度 2 4 5 米 行車道4 3 7 5 米 基本結(jié)構(gòu) 中間帶 2 5 米( 含中央分隔帶1 5 米，兩側(cè)路緣帶各o 5 米) 尺寸 硬路肩2 2 7 5 米( 含路緣帶0 5 米) 十路肩 2 o 7 5 米 2 1 2 工程沿線自然區(qū)劃、氣候分區(qū)、沿線自然地理概況 浦南高速公路工程地處福建西北部山區(qū)，自然區(qū)劃，沿線地處中華人民共和國公路 自然區(qū)劃6 a 區(qū)，即武夷南嶺山地過濕區(qū)，總體上地形地勢復(fù)雜，路基填挖變化頻繁。 路基土質(zhì)高液限粘土居多，屬粘質(zhì)土地基，路基土設(shè)計(jì)回彈模量，對于中濕地帶取 3 5 5 m p a ，干燥地帶4 0 5 m p a ，石方地帶取8 0 m p a 。 工程所在區(qū)域河流屬閩江水系，主要河流有建溪、南浦溪、崇陽溪，為雨源型山溪 性河流，水位受降水影響大。 該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，具大陸性氣候特征，兼受海洋性氣候影響，溫和 多雨，氣溫北低南高，年平均氣溫1 7 4 1 9 3 ，年平均降雨量1 6 6 9 1 9 0 7 咖，局 部高達(dá)3 8 4 8 舳，全年雨同1 6 4 1 7 7 天，3 4 月為春雨季，雨量約占全年2 3 2 4 ，5 6 月為梅雨季、雨量約占全年3 6 3 7 ，7 9 月為臺風(fēng)、雷雨季約占2 0 ，1 0 月至翌 年2 月為少雨期，約占2 0 。夏季多偏南風(fēng)，冬季多偏北風(fēng)，最大風(fēng)速2 4 m s 。 2 1 3 交通荷載情況 從交通量組成看，各點(diǎn)總體上貨車比例與客車接近，貨車以小貨、中貨居多，客車 以小客車為主，各調(diào)查點(diǎn)的車型比例匯總見下表2 2 。 表2 2交通量車型比例匯總表 小型中型大型小型人型拖掛小型中大型 車型合計(jì) 貨車貨車貨車客車客車 車 拖拉拖拉 百分比，2 32 2 44 4 40211 0 0 從載運(yùn)狀況看，區(qū)域內(nèi)貨車超載現(xiàn)象較為普遍，根據(jù)報告，各調(diào)查點(diǎn)客、貨車實(shí)載 狀況見下表2 3 。 表2 3 午輛載運(yùn)平均狀況( 實(shí)載率) 車型小型貨車 中型貨車 大型貨車小型客乍 大型客車 拖掛車 實(shí)載率， 1 0 61 4 31 2 17 77 38 9 根據(jù)設(shè)計(jì)文件，考慮到超載情況，交通量增長率為8 2 ，設(shè)計(jì)使用年限為1 5 年， 交通量預(yù)估情況見下表2 4 。 表2 4交通顰預(yù)洲結(jié)果 年份2 0 0 92 0 1 52 0 2 02 0 2 52 0 2 9 平均交通鼉 9 8 6 21 5 5 7 6 2 2 3 4 13 0 2 4 43 7 6 0 3 注：以標(biāo)準(zhǔn)小客車為標(biāo)準(zhǔn)。小型貨車為2 5 噸以下，中型貨車為2 5 7 噸，大型貨車為7 噸 以上。小型客車2 0 座以下，大型客車為2 0 庠以上。 2 1 4 路面結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)已知條件初步設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)形式，見表2 5 表2 5最初擬定的路面結(jié)構(gòu)形式 路基十類型 ii ii i i 干燥類型干燥或中濕干燥中濕 結(jié)構(gòu)總厚度 6 4 c m8 1 c m 8 l c m 4 c m a c 1 3 c4 c m a c 一1 3 c 4 c m a c 1 3 c 6 c m a c 一2 0 c6 c m a c 一2 0 c 6 c m a c 一2 0 c 8 c m a c 一2 5 c8 c m a c 一2 5 c 8 c m a c 一2 5 c 結(jié)構(gòu)組合 1 c mi 卜封層 1 c m 下封層l c m 。卜封層 3 0 c m 5 水穩(wěn)碎彳i 基層3 0 c m 5 水穩(wěn)碎彳i 層3 0 c m 5 水穩(wěn)碎彳i 層 1 5 c m 級配碎石 1 7c m 3 水穩(wěn)碎彳i 層1 7c m 3 水穩(wěn)碎彳i 層 1 5 c m 級配碎石 1 5 c m 級配碎石 1 2 由于在此謬題項(xiàng)目之前，交通部公路科研所已經(jīng)做過諸多復(fù)合式基層的試驗(yàn)路段， 如青海平西、馬平高速公路、四川南廣高速公路、山西祁臨高速公路、江蘇沿江高速公 路、福建龍長高速公路，從現(xiàn)在的路用效果來看，已經(jīng)取得了預(yù)期的滿意效果。所以， 借鑒前幾條高速的路面結(jié)構(gòu)形式，修改方案，擬定了以下的路面結(jié)構(gòu)，見下表2 6 。 表2 6最終擬定的路面結(jié)構(gòu)形式 路面結(jié)構(gòu)類型 ii ii i i 路基七干燥類型干燥或中濕干燥中濕 結(jié)構(gòu)總厚度6 4 c m8 1 c m8 1 c m 4 c m a c 一1 3 c4 c m a c 一1 3 c4 c m a c 一1 3 c 6 c i n a c 一2 0 c6 c m a c 一2 0 c6 c 皿a c 一2 0 c 1 4 c m a t b 一2 51 4 c n 徂t b 一2 51 4 c m a t b 一2 5 結(jié)構(gòu)組合 2 0 c m 級配碎石2 0 c m 級配碎石 2 0 c m 級配碎石 3 2 c m 水穩(wěn)底基層2 0 c m 水穩(wěn)底基層2 0 c m 水穩(wěn)底基層 1 7 c m 水泥土1 7 c m 水泥土 2 2 路面結(jié)構(gòu)力學(xué)驗(yàn)算及分析 由于筆者跟蹤調(diào)查的路段結(jié)構(gòu)類型為第1 種，在此針對前后擬定的兩種方案，在路 基土干燥類型相同的情況下進(jìn)行分析對比說明。 2 2 1 按照我國彎沉指標(biāo)和層底彎拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算分析 1 累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次 對于彎沉和瀝青層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算，由前面的交通量調(diào)查求得路面竣工第一年的單 向標(biāo)準(zhǔn)軸次n 。為2 2 0 8 次日，取車道系數(shù)為0 5 ，一個設(shè)計(jì)車道累計(jì)當(dāng)量軸次為1 1 l 1 0 7 ( b z z 1 0 0 ) 。而對于半剛性底基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算，b z z 一1 0 0 荷載下的設(shè)計(jì)年限1 5 年的累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次n e 為0 9 6 1 0 7 。 2 計(jì)算結(jié)構(gòu) 表2 7計(jì)算結(jié)構(gòu) 路段i ( 初)i ( 定) 4 c m a c 一1 3 c4 c i n a c 一1 3 c 6 c m a c 一2 0 c6 c m a c 一2 0 c 8 c m a c 一2 5 c1 4 c m a t b 一2 5 結(jié)構(gòu)組合 l c m 下封層2 0 c m 級配碎石 3 0 c m 5 水穩(wěn)碎石基層3 2 c m 水穩(wěn)底基層 1 5 c m 級配碎石 路基土e o 4 0 m p a4 0 m p a 3 計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù) 表2 8按照我國設(shè)計(jì)方法的結(jié)構(gòu)參數(shù) 設(shè)計(jì)模苗( m p a ) 序號材料1 5 0 c 劈裂強(qiáng)度( m p a )泊松比 2 0 0 c1 5 0 c 1a c 一1 3 c 1 4 0 0 2 0 0 01 4 0 2 5 2a c 一2 0 c1 2 0 0 1 8 0 0 1o 2 5 3a c 一2 5 c1 0 0 01 2 0 00 8o 2 5 4a t b 一2 51 2 0 01 4 0 00 8o 2 5 5 級配碎石 3 0 00 2 5 6 水穩(wěn)基層 1 5 0 0 3 5 0 0 o 30 2 5 7 路基+ 4 00 3 5 注：“木”表示在抗壓模量取值時，彎沉計(jì)算用