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1、2006年第10期黑龙江交通科技No.10,2006(总第152期)HEILONGJIANGJIAOTONGKEJI(SumNo.152)柔性路面轴载换算中轴数系数的计算分析邢乐武(海南省公路勘察设计院)摘要:以轴载换算原则为基础,结合我国沥青路面设计规范中的轴载换算关系,利用apbi路面力学计算程序,针对柔性基层沥青路面的各种典型的路面结构组成,以路表最大弯沉为验算指标,计算并总结归纳出适合柔性基层沥青路面典型结构的轴数系数。关键词:轴载换算;轴数系数;最大点位;轴间距中图分类号:U411文献标识码:C文章编号:1008-3383(2006)10-0044-02
2、1引言两轴之间的距离,来研究不同轴间距时的轴数系数。由于路面实际作用的车辆种类繁多,必须将不假设只有一种轴载,即为BZZ-100为单轴双轮标同的车辆按照一定的原则进行换算。路面设计在进准轴载,则C2=1,Pi=100kN,式(1)变为行轴载换算时,应该遵循两项原则:第一,不同轴载N=C1ni(2)在同一路面结构上重复作用不同次数后,使路表弯以路表弯沉为设计指标时,与求解轮组系数类沉或基层底部拉应力达到同一极限状态。第二,对似,有5某一种交通组成,不论以那种轴载标准进行换算,由NldiC1==@2(3)nild换算所得轴载作用次数计算的路面厚度是相同的。现行行业标准
3、5公路沥青路面设计规范6(JTJ之所以要乘以2,举个例子说明:对于一般的双后轴的车型,统计交通量时,只统计车辆通过的次数而不014-97)规定轴载换算方法为:凡轴载大于25kN(以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时)会统计每根轴的作用次数,由于对称性,对于双轴形式,在两根轴之间,存在两个最大的弯沉,所以当一个或50kN(进行半刚性基层层底拉应力验算时)的各双轴经过一次时,相当于作用了两次最大的弯沉,故在级轴载Pi的作用次数ni,应下式换算成标准轴载P结果中应乘以2来修正。那么,对于各种不同的路面的当量作用次数N。KPb/c结构组合,只要分别计算出标准轴载和轴
4、间距不同时iN=6C1#C2ni(1)i=1P的路表弯沉ld和ldi,代入上式求解即可。式中:N为标准轴载的当量轴次,次/d;ni为被换算由于当两轴间距变化时,两轴间最大路表弯沉车型的各级轴载作用次数,次/d;P为标准轴载,点的水平位置也在变化之中,因此,对于不同的轴间kN;Pi为被换算车型的各级轴载,kN;C1为轴数系距都要计算其最大路表弯沉的点位。,柔性路面结构数;C2为轮组系数;b/c为当以设计弯沉值为指标取一种典型结构进行计算。基本步骤如下:及沥青层层底拉应力验算时,取4135。(1)路面先选取一典型结构。在进行轴载换算时,要考虑以下因素:当两轴前(2)两
5、个标准轴载的间距变化范围为1~4m,后距离较远时,可以分别看作两个单独轴来考虑的,每间隔012m作为一种轴间距。但当两轴相距很近时,由于轮胎压力的重迭,每一个(3)最大弯沉点位如图1所示,为具体确定,在轴对路面产生的损伤与单轴情况有所不同,所以就计算每一种轴间距时,均应多选取一系列可能的点要考虑轴数系数C1。据此将根据我国的沥青路面位代入计算。设计规范,针对柔性路面的结构组成,计算分析轴数对于单轴双轮荷载,路表最大弯沉出现在y=系数C1。015r处,考虑到两轴相距很近时,应力产生重迭,最大弯沉值可能会出现在二者的连线上,并且靠近轮2轴数系数的计算压正下方。于是,就
6、有了图1中所示的最大点位,为轴数系数主要与轴数和轴间距有关,下面以双确定最大点位的具体位置,将y=015r=51325cm,轴的轴数系数为例进行计算。x=0、2、4,,38cm共20个不同的点全部代入程211计算方法序计算,由此就可确定每一种轴间距时的路表最大与轮组系数的计算方法类似,为了计算轴数系弯沉。数,可将多轴均取为BZZ-100标准轴载,通过改变#44#第10期柔性路面轴载换算中轴数系数的计算分析总第152期明显下降。同样,由于应力重迭效应的减小,最大基底拉应力的位置也随着轴距的增加而越来越靠近轮胎正下方。图1最大点位示意图(4)将计算出来的路表最大弯沉与
7、标准单轴作用下的值相比较,代入式(3)计算轴数系数C1。212柔性路面双轴轴数系数柔性基层沥青路面典型结构如表1所示,计算结果见表2。图2轴数系数、最大点位与两轴间表1柔性路面路面结构取值1(面层厚度变化)距离的关系(双轴、柔性)厚度/cm模量/MPa泊松比(2)图2中对轴数系数的散点图添加了6阶多项式趋势线,可以看出当轴距较大时,双轴轴数系数减小沥青面层2016000125得也越来越慢,大于3m时,变化相对较小。在2左级配碎石基层203000125右。规范中规定,当以弯沉为指标,轴距小于3m时,双路基400135轴轴数系数为212,与计算结果非常接近。表2柔性路
8、面轴数系数
