全厚式长寿命沥青路面轴载换算方法研究.pdf

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1、2012年2月石油沥青PETROLEUMASPHALT第26卷第1期全厚式长寿命沥青路面轴载换算方法研究沈孔健(东南大学智能运输系统研究中心，南京210096)摘要：以弹性层状体系理论为基础，结合壳牌土基容许顶面压应变公式，推导得到基于路基顶面压应变等效时轴载换算公式。应用路面结构计算程序Apbi，计算不同轴载、不同胎压作用下路基的项面压应变。根据轴载换算等效原则，计算了基于路基顶面压应变的全厚式长寿命沥青路面结构在不同轴重、不同胎压下轴载换算指数。结果表明，不同胎压、不同轴重等情况对轴载换算指

2、数的影响较小，各种情况下轴栽换算系数的平均值为0．988；计算得到基于路基顶面压应变的轴载换算指数为4．94。分析结果可为今后全厚式长寿命沥青路面轴载换算指数的取值提供参考。关键词：基顶压应变全厚式长寿命沥青路面轴栽换算全厚式长寿命沥青路面作为一种新的设计理化公式形式如下：念，其设计的根本理念是实现路面损坏模式的转变，即从“自下而上”的损坏转变为“自上而＼爱，2)，下”。我国目前沥青路面设计规范中以设计弯沉式中：s正——为不同轴载下路基顶面压应为沥青路面设计时的控制指标⋯，并以沥青层变；底面拉应

3、力作为验算指标。虽然弯沉指标在现场P、P2——为不同轴载对应的轴重路面检测上比较方便，但也存在一些问题。高等(kN)；级公路，特别是半刚性基层的高等级公路路面设6——为轴载换算指数。计中，现行规范规定的设计弯沉值对路面结构的根据林秀贤的研究J，在对AASHO原式、控制已失去作用。国外的长寿命沥青路面主要采壳牌、AI法和比利时法等对路基顶面容许压应用沥青层底面拉应变8。和路基顶面压应变8作变所作的综合评论可知采用壳牌的标准轴载为为设计指标]。事实上，用路基顶面压应变指100kN的土基容许压应变公式

4、有：标比设计弯沉值对路基的控制更直接，更为合[占：]=1．05×N·(2)理。对于轴载换算，如果路面设计中以路基顶面式中：为100kN标准轴载的通过次数累压应变为控制指标，对于我国规范中基于弯沉指计数。标的换算公式不再适用，必须建立基于路基顶面按照轴载换算等效原则，按1型轴载作用压应变的轴载换算公式。基于以上考虑，笔者采J7v次的路基顶面容许压应变棚设计的路面结构用apbi路面结构计算小程序计算了全厚式长寿应与2型轴载作用Ⅳ2次的路基顶面容许压应变命沥青路面结构在不同轴载和不同胎压下的路基占设计

5、的路面结构相同，所以蚶、必然等顶面压应变，回归计算基于弯沉指标的轴载换算于同一路面结构上，按1型与2型轴载作用的实指数，并与我国规范以及其他学者的计算进行比际路基顶面压应变。、心，即：较。1路基顶面压应力等效轴载换算方法收稿日期：2011—08—31。作者简介：沈孔健(1989一)。男，东南大学硕士研究生。根据弹性层状体系理论的分析，对于单轴双研究方向：道路工程、桥梁健康监测技术研究。E—mm

6、：轮组在不同轴载作用下的路基顶面压应变比的简mining8806@163．corn石油沥青2012年第

7、26卷8zla)对于全厚式长寿命沥青路面结构，在轴一：8一zdl(3)22z(12载相同的情况下，胎压对路基顶面的压应变影响将式(1)、式(2)代入式(3)可得：很小。，p、b)当胎压相同时，随着轴载重量的增加路Ⅳ1：I、‘1，)Ⅳ2(4)基顶面压应变明显增大。式中：b／O．2——即为需要确定的轴载换算指数。这与路面结构的经典理论是相符合的，由于上式即为基于路基顶面压应变等效时轴载换当轴载不变时，胎压增大，则轮胎的触地面积相算公式。应减小，只影响轮胎压力的局部传递，对路基的2基于路基顶面压应变的

8、轴载换算指数计算顶面压应变没有较大的影响；而轴载的变化将影为了计算全厚式长寿命沥青路面的轴载换算响整个路面结构的力学响应。因此轴载重量的增系数，需选用一种典型的路面结构设计，考虑在加对路基承载能力的影响是巨大的，对路基有明不同轴载和不同胎压作用下的计算路基顶面的压显的破坏作用。应变。结合文献[4—6]等的研究，笔者采用表3以lOOkN为标准轴载的系数的计算如表1所示路面结构设计方案，利用Apbi路面轴重／kN一堂!!塑堡塑墨耋篁结构计算程序计算不同轴载、不同胎压作用下路0．7MPa0．9MPa1

9、．1MP基顶面压应变，其结果如表2所示。根据公式(1)可计算得到轴载换算系数6值公式如下：lnezl—lne6—InP1-—InP(5)2将P2=100kN，为相应的路基顶面压应变代入(5)式，计算得出以100kN为标准轴载的系数的计算结果如表3所示。从表3的结果可看出，胎压的变化对轴载换表1长寿命全厚式沥青路面设计方案算指数b的影响不明显，且无明显规律；随着轴载重量的增加，轴载换算指数6略有下降，但下降幅度也并不明显。从文献¨采用了四种不同路面结构的分析中还可得知，路面结构强度对指数b也没有明