澳大利亚路面设计规范.doc

第一篇 澳大利亚路面设计规范第一章 简介1.1应用范围(1) 无结合料粒料的柔性路面；(2) 有一层或多层的半刚性材料的柔性路面；(3) 刚性路面；(4) 柔性路面加铺设计；(5) 适用于主要由荷载引起破坏的路面，由环境因素引起的路面破坏应另外考虑；(6) 路面施工水平一般的情况；(7) 未加表面层的材料不适应；(8) 不含刚性路面沥青加铺层；本规范内容包括：路基评价、路面材料评价、交通荷载分析和结构设计等。本规范建议作为设计指南使用，而不是作为一种强制性的标准或限制。1.2 本规范用途 (1) 常规道路交通条件下的柔性路面设计，或专门荷载条件的柔性路面设计；(2) 使用者根据自己的需要按特定条件做出设计图表；(3) 柔性路面加铺设计；(4) 刚性路面设计附录A给出了本规范术语，下一章给出了路面设计系统及组成元件。第二章 路面设计系统2.1 概述路面设计目的：确定最经济的路面组成及厚度，满足预计交通荷载行驶，具有相应的服务水平。设计者应充分了解材料、交通、当地环境及相互作用，能预测任何路面结构组合的性能，并了解所设计道路应有的服务水平。路面设计的复杂与简单取决于模型简化程度与设计资料的充分性。本规范包含两套设计系统(1) 新建路面设计；(2) 柔性路面加铺层设计。但它们的基本理论与其它工程设计是相类似的。2.2 新路面设计设计框架见图1.2.1，可能有些因素被忽略或有些因素与其他因素合并考虑，但本图简单轻便地示出了输入变量、分析方法与决定设计方案之间的关系。 图1.2.1 设计框架图 2.2.1 输入变量 (1) 设计交通量轴载数、轴载分布、荷载值与轮胎压力；除考虑目前交通量外，设计期内轴载数量与组成的变化也应充分考虑。(2) 路基与路面材料设计者应具有知识： 用来表征承载能力的强度与刚度参数； 温度、湿度、时间与破坏累积对参数的影响； 路面破坏方式与荷载(应力或应变)对路面损坏作用的量化(见表1.2.1)。 破坏准则，路面损坏发生时的极限应变或极限应力。表1.2.1 柔性路面损失模式损坏模式可能原因受影响的材料车辙材料压实与推挤除半刚性材料外的所有材料开裂特重荷载(一次)常规荷载多次温度升降往复收缩沥青半刚性材料不平整度密实度变化材料特性所有材料其中某些知识应用于设计过程中的理论计算，如弹性模量，用于计算荷载路面应力与应变。破坏准则用于确定路面发生破坏的条件。目前出现了一些用于分析不平整度的模型(考虑材料性质差异，层厚等)可见第8章。对于沥青砂砾或水泥砂砾，其破坏准则较复杂（P22）。详见第5、6章。(3) 环境因素可以测量由温度、湿度改变所引起的材料特性变化，设计中用的参数应考虑使用期内的水、温度状况。由于实际情况复杂多变，一般将某种不利环境特征化，作为设计中的使用参数。环境因素对材料的影响程度与材料有关，与交通荷载分布也有关。详见第4章。(4) 施工与养护因素施工与养护(次于施工)对路面结构选型也有影响，施工水平(压实度、养生、摊铺设备类型和排水状况)也有关。详见第3章。2.2.2 初始路面结构选择在设计时要先初拟一个路面结构。其确定应基于经验判断或一个简单的设计程序，设计人员应考虑本地区的路面结构使用经验与设计实际任务。如果一个简单的设计程序认为是足够的，则设计任务完成，无需进行以下步骤，因为接下来的设计工作(分析，损坏预测和设计修正)应谨慎使用。第八章给出了某些设计参数条件下的设计图表，如果设计任务中的参数与图表的不同，则可根据最近似的参数初选路面结构，然后再分析，得到一个更合适的路面结构。2.2.3 结构分析 目的是计算拟定路面结构中的临界应力或应变。在结构分析中，一般将路面结构处理为层状体系，每层处理为弹性或粘弹性，均质或有变化，目的是理论分析与实际准则的统一。荷载类型可从单个垂直均布荷载，到多个任意方向和非均布荷载，荷载值与车辆速度有关。必须注意的是，本分析方法对所输入数据有一定范围限制。本规范的分析方法与目前澳大利亚(Australian Member Authorities)所存在的路面材料与路面性能的认识程度相一致，本规范方法所得设计结果与目前经验相一致。详见第8章。2.2.4 损坏预测路面分析结果用于估计路面使用寿命，大多数路面或路基破坏准则是一个公式(应力水平或应变水平，与达到路面或材料破坏极限时的重复作用次数)。路面由多种材料构成，每种材料破坏形式是不同的，如对于粒料类沥青路面，其寿命期取决于永久变形(第一次)超限。但有一种特例是半刚性基层材料，尽管半刚性基层一般较早地出现裂缝，但承载能力还是足够的，这类路面破坏通常是取决于其上的结构层的破坏。如果路面只承受同样的荷载，则疲劳寿命很容易计算，即从极限应力(应变)重复作用关系就可以得到。但实际远非如此，如荷载类型、大小等变化，因此疲劳寿命计算很复杂，一般有两种方法处理：一是等效换算(等效指相同的路面损坏程度)，等效方法可以通过特殊设计的试验路观测，也可以根据性能准则进行理论推导。第二种方法，即通常所说的Miner假定(非原文)。2.2.5 迭代如果初拟路面结构未通过，则要调整参数重新计算(厚度增加、模量、改变材料等)至满足要求。计算满足要求只是得到一个可选方案，应设计其他不同结构组合的方案，进行比选，以最经济或其他原则最终确定。详见第11章。2.3 罩面设计2.3.1 概述设计流程图见1.2.2。原则上说，加铺层设计与新路面设计没有区别，都考虑交通、材料、环境、分析、破坏分析和方案比选，主要在于正确评价现有路面的问题及解决。罩面设计包括： 现有路面状况评价； (罩面)使用期内的交通与环境因素； 确定路面所需补选的强度(使用期)及可能导致的损坏； 考虑可用的克服路面缺陷的材料，潜在的破坏模式，承载力和设计参数； 确定路面厚度图1.2.2 路面加铺层设计流程图2.3.2 现有路面评价可通过取样、现场测试、或指定强度参数的方法来分析荷载作用引起的地路面响应。或采用无损检测的方法，如弯沉测试，分析弯沉测试数据的方法与数据量的调查方法有关，目前新的测试设备有Deflector graph、FWD、可测弯沉盆的BB等，从而可以更好地预测路面性能。弯沉测试与分析方法可详见第10章。罩面设计的目的是预测永久变形不超过允许值的路面可承受的交通荷载，对于路面而言，是保证沥青面层不会疲劳开裂。在预测中还应该考虑路面、路基温度与湿度条件的影响。2.2.3 现有路面需要（问题与解决）分析现有路面(需要)可通过调查来分析，测试可以得到更充分的数据，更多的测试与实验可以使现有路面缺陷和需要的分析更充分可靠，因此，弯沉测试有条件时要尽量做。弯沉测试结果，无论是每个测点的最大弯沉，还是可反映路表弯沉盆形状的数据，都与路面性能准则有关，这些性能准则多是基于经验的，但可以由理论计算得到(或由层状弹性体系理论)。在工程实践中，一段路面的弯沉值是变化的，反映路面性能受诸多因素影响的特点，采用统计方法，使用弯沉特征值可以反应某一段路的情况，这说明罩面设计时是以一定概率来达到设计要求的。最通常的设计准则是弯沉与达到路面临界破坏条件时的标准轴载重复作用次数相关。最简单直观的经验关系，认为某一特定路面结构所有损坏的综合作用可以用荷载作用于路面的一种响应来预测。但最近的研究倾向于采用不同的破坏模式，如果弯沉测量值超过了破坏准则的允许值，则表明现有路面结构无法满足设计的交通荷载，应该采取某些措施，如采用粒料或沥青层罩面补强或改建，采用附加排水设施与封层的方法也可能是有效的。2.3.4 加铺层厚度确定与以下因素有关 加铺材料 所需增加的强度(按性能准则要求) 辅助工作，如排水。可以采用基于试验路观测的经验公式，但不幸的是目前资料较少，可靠数据有限，本规范提供了Member Authorities的设计公式，同时使用材料刚度进行了理论分析预测，两者可以得到相符的结果，但罩面设计还要对排水改善效果进行估计，无论是基于经验或理论分析。用多个性能准则评价现有路面及确定罩面厚度时，设计结果是所有准则的最小设计厚度，如果由于其他因素限制(如标高)无法采用设计厚度，而采用较小厚度时，必须进行方案比较，即采用薄罩面层的好处与完全改建的比较。旧路评价与罩面设计可以参考第10章。第三章 施工与养护影响3.1 稳定技术当存在适合的设备与专门技术时，可采用稳定技术(无机结合料稳定)，好处有： 增加了路基路面的强度和均匀性； 提高了抗水侵入性； 提供了后序工作的施工工作面。MAASRA(1986)对稳定(改善)土与粒料提供了全面的资料。在路面设计中，用CBR反应土基特性时，对路基稳定土并不能总认为CBR15。半刚性材料缺点是收缩开裂，尤其是在无机结合料较多时。研究表明，如果底基层与基层都是半刚性材料时，开裂会增加不平整度，但发展较慢，如果只有基层是稳定材料，底基层强度较低，裂缝处受水侵入影响后，很容易会发生迅速的损坏。防止反射裂缝可采用125-150mm的沥青混合料或粒料层。在施工时，沥青层摊铺可延迟一周以上的时间，从而等基层裂缝发生后再铺。第四章 环境因素4.1 概述本规范主要适用于由于荷载所引起的路面损坏的设计，尽管在前面提到了环境引起的应力，但由于环境所引起的路面损坏不在本规范内讨论。对路面性能影响显著的环境因素： 湿度 温度冻融在本规范中未考虑，因为不存在于澳大利亚。4.2 湿度路面的湿度对路面性能有重要影响，路基与无结合料材料的刚度与强度与材料的湿度状况有直接关系，详可参见NAASRA(1983)。设计阶段应考虑如下因素： 降水/蒸发 面层渗水性 水位(地下) 路面各层渗水性 路肩是否密封 路槽式或者全宽式路面影响路面湿度变化的因素：a. 路(堑)基两侧的渗流；b. 地下水向上渗入；c. 路面表面与路肩水的渗入；d. 湿度差异与温度差异所导致的湿度传导(无论是水或水蒸气) ；e. 路面各结构层渗透性的差异，渗透性低结构层容易导致含水量过高或者饱和。其中a、b、c可以通过路基设计(调整)和路面排水来解决，当路基受到静水压力时(即正的孔隙水压)，排水是有效的，对于细粒土路基一般在最佳含水量以上到达湿度平衡，且不易排除水分。图1.4.1示出了路基路面内湿度的影响因素(图略)。路基内湿度变化的改变将导致材料两个变化：一是体积，二是湿度。改变程度取决于路基土的性质和湿度改变的范围，膨胀土的问题见本章末。路基湿度变化对强度与刚度的作用应在设计参数中考虑，一般是设计期内的最高含水量时的参数(CBR或模量)，设计时应尽可能地估计实际的含水量。路基强度(刚度)水稳性应在设计时进行评价，总的说： 对砂粒土，湿度改变对土的体积、强度影响不大； 对于粉土，湿度改变对土的体积影响较小，但对强度影响较大； 对于粘土，湿度改变对土的体积影响很大，若原土含水量在最佳含水量附近时，则强度与刚度也会差异增大。在路基土压实到要求密实度时，湿度变化导致的体积变化是最小的，施工土时的初始含水量对以后湿度变化引起的体积变化也有影响。平衡含水量(EMC)：定义为施工后，路面下的路基在各种因素影响时内部湿度达到平衡(水份迁移平衡)时的含水量，平衡状态受以下因素影响： 土的类型； 水位； 压实时土的含水量；对于非饱和土，有两种方式量化土中水的含量： 水与土的重量比或体积比； 根据土中水的能量状态，如土的负压吸收(毛细作用)等。对于工程应用，建议采用第一种方式表达土中水的含量，即重量比。使用第二种方式则需要转换关系，此公式的建立较复杂，本规范未提供此方法(可见参考文献如NAASRA，OECO等)。路基内部的湿度状态较稳定，但边侧1.5m内则易变化，可能超过EMC而达到临界含水量，从而对于外侧行车道有影响。有鉴于此，设计中应采用一些措施来处理路肩、边坡含水量大于路基内含水量的问题，否则(或措施不充分)就应采用DMC(设计含水量)进行设计(DMCEMC)，DMC确定可见第五章。4.3 温度对于沥青路面，温度对路面性能有重要影响。在低温时，沥青混合料硬而脆，高温时则软、粘弹，本规范没有考虑永久变形的失效模式(为沥青混合料设计考虑)，对沥青面层，主要考虑弯曲疲劳开裂。日温度或季节温度情况对路面承载能力有重要影响，如果交通多发生于晚上低温时，则薄沥青面层的路面就会很大程度地降低使用寿命（与交通量白天多时比），交通与温度变化的相互作用应在设计中考虑，可见第6章与第8章。温度对半刚性类材料与混凝土特性也有重要影响。在施工时，如果高温、干燥，则这些材料的极限强度与疲劳寿命都会有明显削弱。第五章 路基评价5.1 概述路基(支持作用)是确定路面的厚度、组合和性能的重要因素，路基强度与路基施工因素与使用期内的状况密切相关。土的类型、密度和湿度对路基强度有重要影响。路基评价的目的是提供一个合理的路基设计值。5.2 参数 CBR值 用于柔性、刚性路面 弹性参数 用于柔性路面 反应系数K 用于刚性路面表5.1 略5.3 确定路基强度时的考虑因素 施工工序 压实含水量与密实状态 设计期内的路基含水量 路基变异性 路基下的软弱层对路面厚度的影响a. 土方施工顺序 在施工时，对路基填料进行适当评价是必要的(部分略)。b. 压实含水量与密实状态 相对密度与压实含水量变化对路基的影响可见表1.5.1，1.5.2，1.5.3。c. 使用期内含水量第4章所述环境因素会引起路基内含水量变化，表1.5.1，1.5.2，1.5.3的结果也表明了含水量变化对路基强度的影响，季节因素或偶然因素及受水影响的路基都应在设计中考虑。d. 变异性路基不均匀本质上是不可避免的，应在设计中予以反应。表1.5.1 粘土(PI30)路基R值 未浸水4天浸水密度压实含水量(DMC) 密度压实含水量(DMC) 0.9 1.0 1.050.9 1.0 1.051.05MDD1.00MDD0.95MDD 4.0 3.5 3.03.5 3.0 2.52.5 2.0 2.01.05MDD1.00MDD0.95MDD0.9 0.6 1.0 1.50.4 0.6 1.0表1.5.2 粘土(PI6000MPa适用性好，因此其他情况只能作为参考关系。6.3.2.4 推荐值半刚性材料模量的影响因素主要是结合料含量和密实度，表1.6.4给出了推荐值，但其中不能反应这两个因素的影响，因此，应用时必须小心。6.3.3 疲劳特性(参见表1.6.5)6.3.3.1 直接测试弯曲试验、抗拉试验与三轴试验，根据路面的实际受力状态，一般认为前两种较好，第一种最好。疲劳测试一般在大于0.5倍极限应力或极限应变下进行，这样材料会表现为明显的疲劳开裂破坏，在双对数坐标系下，为线性关系( 测试应力/极限应力，重复加载次数)。6.3.3.2 相关关系静态测试可用于估计疲劳寿命。研究表明，对于常用材料和常用剂量的半刚性材料，大约50%的极限应变对应于100万次荷载作用。在没有其他资料可参考时，可用此关系来估计疲劳寿命，但应谨慎使用。6.3.3.3 已公开发表的关系见图1.6.1，给出了不同模量时的疲劳关系，主要来自于国外，故应用时应注意。分为三个阶段，一种是2000MPa如天然砂砾稳定，开级配稳定碎石。第二种是5000MPa的高质级配碎石，基层性质的天然砂砾，第三种是1万MPa的普通混凝土，碾压混凝土，28天抗压强度为5-7MPa，所有这些值是在最大干密度条件下得到的。6.3.4 疲劳特性影响因素：材料强度、模量、密度、湿度、拌合充分性、开裂。6.3.4.1 强度与模量刚度和强度增加会使允许的重复荷载作用次数减少(在给定应变条件下)，但一般是高强材料的疲劳寿命长，因为荷载引起的应力应变也小。6.3.4.2 干密度与含水量一般情况，含水量非最优密度下降疲劳寿命下降。6.3.4.3 拌和充分性不充分会导致有缺陷，在缺少添加剂的地方，导致应力集中，疲劳寿命降低，采用厂拌，反对路拌，可延长寿命。6.3.4.4 开裂温度和干缩应力会引起开裂，从而导致有效模量降低，水的浸入局部软化或唧泥，引起路面寿命降低，施工过程与养生会明显地影响裂缝发生率与严重程度，应予以注意。6.4 沥青混合料6.4.1 简介疲坏模式：由于稳定性不足的永久变形与疲劳开裂施工因素：压实水平与均匀性(沥青拌和与摊铺)对混合料有重要影响；6.4.2 E,影响因素(见表1.6.2) 1. 沥青等级与含量,沥青基质与炼制过程对沥青混合料模量的感温性及加载速率有直接影响。 2. 空隙率增大，一般稳定度降低，刚度下降；6.4.3 模量与泊松比确定6.4.3.1 方法 1. 实验测试条件应与使用的荷载与温度条件一致；2. SHELL方法，考虑温度与荷载作用；3. 根据所发表的文献论证选用。6.4.3.2 实验测试方法，见表1.6.3。 a. 按指定压实水平压实；b. 尺寸：2.5倍最大粒径，避免局部应力集中；c. 200次预压；d. 温度与应力水平(应变)与实际使用条件相似。6.4.3.3 SHELL方法此方法无法测定泊松比；根据Van der Poel 诺漠图1.6.6；参数：加载时间(1/V)，温度T800pen(100g,5s,80mm)与PI；PI表明温度敏感性；PI与T800pen可由表6.8确定。拌和、摊铺过程会导致沥青硬化与感温性下降，旋转薄膜烘箱(RTFO)实验可对此问题分析，注意表6.8中PI和粘性参数为经过RTFO测试后的数据。Van-Poel诺谟图用于估计沥青劲度，Bonnaure建立的诺漠图(见图1.6.7)用于计算混合料的模量。6.4.4.1 混合料刚度的作用刚度影响因素可见6.4.2，这些因素与疲劳寿命的关系可见表1.6.9。在给定应变水平的条件下，混合料刚度越大，疲劳寿命越短。表1.6.9 沥青混合料疲劳寿命影响因素因素(增加)应力控制方式应变控制方式沥青指数增加减小最佳沥青用量到达前增加增加到达后减小增加空隙率%减小减小集料增加减小温度增加增加加载速率增加减小6.4.4.2 荷载谱的影响若每种荷载（大小和类型已知）产生的应力与这种荷载的数量已知，则可计算疲劳寿命，否则应采取一些假定，可参见第8部分，对特殊荷载，疲劳寿命需特别分析。若路面设计需要很高的可靠度，则需要一个特殊的疲劳实验来估计其疲劳寿命，荷载大小、速度、组合，荷载横向分布与裂缝扩展与实验条件等因素都会影响试验结果，实验结果可能与现场相差数十倍。6.4.4.3. 温度变化疲劳寿命与材料刚度有关，而刚度与温度又有关，因此温度变化对疲劳寿命有显著影响，如在低温时的疲劳寿命与高温时显著不同。温度对疲劳寿命影响与荷载大小、沥青层厚度、路面组成等有关，考虑不同温度时的荷载作用次数，本规范提出了一个路面寿命系数的概念，从而可以考虑所设计道路的实际温度条件，此系数可以直接用于第8章的设计图表，为了反映温度变化所引起应力的疲劳，采用Miner假定是合适的。6.4.5 确定混合料疲劳特性6.4.5.1 通过测试或查文献资料6.4.5.2 测试实验a. 弯曲实验试验：三点加载简支梁试件：制备或从路面切割尺寸：横截面50mm50mm(推荐)考虑不同温度，多组试验，加载频率：不超过100/分应变控制范围：10-410-3 计算结果：根据简单弯曲梁理论计算b. 间接拉伸(劈裂试验)简单、易用，也是重复加载，与我国规范相同。6.4.5.3 发表的经验公式选用发表的经验公式时，应注意以下因素： 混合料类型； 控制应力还是应变；4.6 推荐的疲劳关系是由SHELL公司提出的(1978)，选用原因为： 控制应变测试，适用于澳大利亚与薄层沥青路面； 允许裂缝扩展；考虑了荷载在横断面的的分布形式；考虑了一定范围的混合料组成、温度与荷载条件；允许在疲劳寿命期内有一定开裂；适用于澳大利亚。关系式为：VB：沥青体积含量。6.4.7. 永久变形沥青混合料的永久变形多源于沥青混合料的稳定性不足，采用经验法设计沥青混合料可以改善，在高温、低速、刹车减速与加速的地方，更容易产生车辙。如果使用莫尔一库仑理论来考虑沥青混合料稳定性，其影响因素可参照图1.6.9，影响因素的作用关系可见表1.6.10。表1.6.10 永久变形影响因素因素(增加)抗变形能力集料表面粗糙度增加集料间接触压力增加沥青含量减少集料%增加棱角增加沥青粘度增加时间增加温度减少加载建度增加6.4.8 SAMI 应变缓解薄膜夹层。在澳大利亚SAMIS越来越引起人们的重视。其优点有：减少反射裂缝防止水的浸入对SAMI弹性参数研究较少，Coetzz等研究认为2050MPa(加载0.020.05s, 21)或7MPa(加载0.020.05s,24)。在NSW州试验路面分析中，建议对20%橡胶沥青SAMI取7.5MPa，25%SBS改性沥青SAMI为5MPa，SAMI的有效厚度很难确定，但基于经验，认为SAMI厚度(MM)在数值上等于每平米橡胶沥青的数量。6.5. 混凝土 (略)表1.6.1 路面材料种类与特性项目无结合料粒料半刚性材料沥青混合料水泥混凝土材料类型级配碎石天然砂砾碎石土沥青稳定材料化学改善材料无机结合料改善材料石灰稳定材料水泥稳定材料二灰稳定材料矿渣稳定材料沥青混凝土沥青混合料水泥混凝土力学特性集料嵌锁的抗剪强度无抗拉强度抗剪强度与化学粘结；有明显抗拉强度温度敏感性；内摩阻力与粘结力;明显的抗拉强度化学反应粘结，明显的抗剪强度。破坏模式剪切变形压密变形松散开裂水的侵蚀唧泥疲劳开裂过载开疲永久变形开裂(收缩、疲劳)基层浸蚀设计参数E， 各向异性E，E，弯曲强度抗压强度性能准则材料技术要求疲劳关系疲劳关系疲劳关系混凝土强度表1.6.2. 各因素(增加)对刚度影响因素无结合料粒料半刚性材料沥青混合料水泥混凝土粗集料棱角增增增增密度增增增增压实，含水量存在最优值存在最优值应力水平增不变不变不变水泥含量增增时间不变增增增开裂情况减减减拌和充分性增增增沥青含量最优值1.6.4(a) 弹性参数推荐值材料类别无结合料粒料水泥稳定材料高质量碎石 基层用砂砾 底基层砂砾特性位于粒料材料以上半刚性材料上位于粒料材料以上半刚性材料上位于粒料材料以上半刚性材料上2-3%水稳碎石4-5%水稳天然砂砾(基层用)4-5%水稳天然砂砾(底基层)模量范围(垂直模量)典型模量值各向异性度泊松比范围(垂直水平)常用泊松比 f(见CIRCLY手册)沥青面层下的垂直模量150-550500235020.25-0.40.35200-700500235020.25-0.40.35150-500400230020.25-0.40.35200-500400230020.25-0.40.35150-400300225020.25-0.40.35150-450300225020.25-0.40.353000-8000500010.1-0.30.23000-7000500010.1-0.30.21500-3000200010.1-0.30.2 按公式不要求 见表6.7同上1. 除水泥外，其他无机结合料稳定材料需要测试确定；2. 压实用改善方法(其他值为标准方法)；3. 。1.6.4(b) 沥青混合料弹性参数建议值地区NSWVICQLDSAWATAS性质T=101 25 4010 25 4010 25 4010 25 4010 25 4010 25 40(垂直模量)范围6300-174002400-7700230-11002300-40007800-156005800-88002100-26006500-173002100-6300220-190011800236003800-10200700-30007700-14300360-17001100-1850750-2080260-540垂直模量1150011900350038006208801780060001570113003000870-126001370-790012800-2500370各向异性度111111111111111111泊松比范围0.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.50.35-0.5泊松比典型值0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.4注：1. T表示温度；2. 垂直、水平泊松比；3. 对沥青层材料参数，f(在CIRCCY手册中)不需要；4. 加载速率与20km/h车速相对应。表1.6.6 无结合料材料顶层垂直模量上层材料加权平均温度20253025mm沥青层50mm沥青层100mm沥青层150mm沥青层水稳材料5001/3503501/2502101/1502101/1502101/1505001/3505001/3503501/2502101/1502101/1505001/3505001/3505001/3503501/2502101/1501 材料压实方法使用改善方法表1.6.7 无机结合料材料测试条件推荐范围垂直轴向应力水平侧向应力P0.98P0.92P0.79P0.66P0.83P0.57P0.36P0.17P0.07P注：1. P表示轮胎路面接触应力2. 本表数值参考使用第七章 交通7.1 概述本部分交通评价适用于柔性路面、刚性路面和罩面设计。确定设计交通与交通数据类型、设计的路面类型所采用设计方法有关。交通荷载以下三个方面对路面性能有重要影响： 通过的轴数 轴载值 轴载组成对于路面设计，主要考虑较重车辆对路面性能的影响，小汽车和轻载汽车一般不考虑，除非它们影响到路面通行能力。7.1.1 轴载类型与等效不同轴载对路面的破坏效应取决于轴间距、每轴轮胎数、轴载大小与悬挂系统，对于设计目的，主要考虑以下四种轴载类型： 单轮组单轴 双轮组单轴 双轮组双轴 双轮组三轴标准轴载定义为双轮组单轮、8.2t，不同轴载对路面的相同损坏作用可参见表1.7.1。对于非表1.7.1中的轴载，其等效换算公式为EXP的数值与路面类型有关，若被换算轴载为标准轴载，指数可考虑取为4。双轴另一种情况是一轴为双轮组，另一轴为单轮组，这时可考虑换算为双轮组双轴，两者之间存在1.2倍的换算关系。当双轴荷载的两轴间距较大时(大于2.4m)可以认为是两根同样荷载的单轴。柔性路面设计对twin steer axles可换算为1.5倍双轮组双轴类的轴载。 表1.7.1 引起等效损坏的轴载轴载类型单轴单轮单轴双轮双轴双轮三轴双轮荷载(KN)53801351817.1.2 设计车道在设计中，虽然不同车道受到的交通荷载作用情况是不同的，但通常路面结构是相同的，按承受大多数载重汽车的车道设计路面(称为设计车道)。7.2 设计期限设计期限表述为路面需要修复时的使用年限，主要设计年限为：新建粒料类路面=2025年新建刚性路面=2040年沥青类罩面=1015年粒料类罩面=1020年对设计年限影响有以下几个因素： 养护策略 费用 其他因素，如交通通行能力的限制7.3 交通增长率根据交通调查，大多数情况下，交通量按几何级数逐渐增加，在整个使用期或达到某一阶段(如道路允许通行能力)。对于整个设计期内按几何级数增长的交通量，总交通量按表1.7.2计算，即第一年交通量乘以表中数值。表1.7.2 累积增长率(GF)设计年限增长率(%)02468105101520253035405101520253035405.210.917.324.332.040.650.060.45.412.020.029.841.656.173.795.05.613.223.336.854.979.1111.4154.85.914.527.245.873.1113.3172.3259.16.115.931.857.398.3164.5271.0442.6图1.7.1 确定设计交通量的方法7.4 确定设计交通量的方法方法取决于交通资料类型与采用的设计程序。理想的交通资料应包括各轴载类型中每种轴的大小与数目，但通常这些难于做到，需要进一步的路况调查。本规范方法可换算以下三种交通数据： 按轴载类型与大小提供的初始年平均的轴载数(第一类交通荷载数据) 按轴载类型的初始年平均的轴载数（第二类交通荷载数据) 初始年平均日交通量与载重车百分比（第三类交通荷载数据）表1.7.3给出了不同路面类型与交通数据的轴载换算方法。表1.7.3 交通设计荷载确定方法设计路面类型交通数据类型第一类交通数据第二类交通数据第三类交通数据特殊荷载含有半刚性材料的柔性路面7.5.1与附录E方法17.5.2与附录E方法27.5.3与附录E方法37.5.4无结合料粒料类柔性路面7.6.1与附录E方法47.6.2与附录E方法27.6.3与附录E方法37.6.4刚性路面7.7.17.7.1柔性路面加铺层7.6.1与附录E方法47.6.2与附录E方法27.6.3与附录E方法37.5 包含一层或两层半刚性层的柔性路面7.5.1 第一种交通数据由于沥青混合料、水泥稳定材料和路基都有不同的失效模式，因此需要有三种轴载换算关系来计算设计交通量： 在沥青面层产生等效疲劳破坏的标准轴载数NSA； 在路基产生等效疲劳破坏的标准轴载数NSS； 在半刚性材料产生等效疲劳破坏的标准轴载数NSC。初始年平均日轴载(NSA，NSS，NSC)按附录E的1方法计算设计标准轴载数。则使用期内的设计交通量：(沥青层) NSA365GF(沥青层) NSS365GF(半刚性材料) NSC365GF其中GF是表1.7.2中的累积增长率，计算结果用于路面设计程序表1.8.1中的第10、15、16步。7.5.2 第二类交通数据换算NSA，NSS，NSC按7.5.1定义，根据交通数据资料，按附录E的方法2计算等效年平均日等效标准轴载数NE，则NSA=1.1NENSS=1.1NENSC=20.0NE其中的常数是按数据表1.8.3的交通荷载组成，按附录E方法1计算得到的，如果使用其他交通组成模型，可用7.5.1部分的方法。设计交通荷载为：(沥青层) NSA365GF(沥青层) NSS365GF(半刚性材料) NSC365GF其中GF是表1.7.2中的累积增长率，计算结果用于路面设计程序表1.8.1中的第10、15、16步。7.5.3 第三类交通数据按附录E方法3计算年平均等效轴载数NE，则NSA=1.1NENSS=1.1NENSC=20.0NE设计交通荷载为：(沥青层) NSA365GF(沥青层) NSS365GF(半刚性材料) NSC365GF其中GF是表1.7.2中的累积增长率，计算结果用于路面设计程序表1.8.1中的第10、15、16步。7.5.4 特殊荷载本部分目的在于分析每种类型与大小的轴载所引起的损坏效应，并使用Miner假定来估计总的疲劳损坏。7.5.4.1 荷载谱对路面使用期内每一种可能的荷载类型与日作用次数进行估计，用Ncij表示，I表示轴载类型，j表示类型的荷载大小。7.5.4.2 交通增长可考虑以下两者之一a) 假定使用期内，不同类型及同一类型不同大小的轴载具有相同的增长率。b) 假定有不同的增长率。7.5.4.3 设计交通量设计期内总的轴载作用次数：Nij用于表1.8.1中的第10、15第16步。荷载大小与组成类型还用于表1.8.1的第11a步与第13a步。7.6 粒料类柔性路