浅析沥青路面设计弯沉指标研究3000字

1、浅析沥青路面设计弯沉指标研究3000字 1前言 2 设计弯沉的应用浅析 路面设计中的强度指标是回弹模量，而施工检验指标为压实度和固体体积率，后来一些施工部门在高等级公路的半刚性基层上相继采用了弯沉来检验开工后路面构造层强度。但允许弯沉是使用年限末期的，就是说允许弯沉只能凭计算控制而不能用此作实用上的控制。这就使得允许弯沉成为名符其实的“理论数字。假如把它用作开工验收指标将会偏低，易出现早期破坏。但允许弯沉与开工后弯沉间理应有一种关系，如能找到这种关系，那么可用它作开工控制，这便是设计弯沉值提出的原由之一。 我国现行路面厚度指标的设计弯沉公式为： 式中：Ab为基层类型系数，半刚性基层取1，柔性基

2、层取1.6；As为面层类型系数，当时测定的面层为沥青混凝土，取为1，热拌和冷拌沥青碎石、沥青外表处治、冷拌沥青碎石、沥青贯入式(含上拌下贯式)取1.1；Ac为公路等级系数级，三、四级公路取1.2。 关于设计弯沉值的概念和计算，在?公路沥青路面设计标准?(JTJ 014-97)和?公路沥青路面设计标准?(JTG D50-2022)及其说明中均有详细的介绍，在此不再详述。应指出的是，计算累计设计当量轴次时，所采用的轴次换算公式是直接用轴重换算。不仅是弯沉计算，弯拉设计等也应进展轴次换算，只不过是公式不同而已。3 弯沉指标应用存在的问题3.1 弯沉指标的非唯一性 对于构造层组合和材料类型一样一种路面

3、构造，路表弯沉值的大小可以反映出路面构造的抗变形才能，即路表弯沉值小的路面构造具有较大的承载才能和较长的使用寿命。但对于不同种类的路面构造，路表弯沉的大小就不存在可比性即路表弯沉值大的路面构造其承载才能或使用寿命不一定会比路表弯沉值小的路面构造差。不能仅根据弯沉指标值，判断路面构造承载才能。 对于这一特性,标准的修订者也意识到了，因此，才出现了各版标准中路表弯沉公式的不断修正：一方面修正公式中的常数项，另一方面增加公式中的系数项。前者随着轴载变重、路面等级进步和路面构造变厚而不断减小，即设计标准不断进步。后者那么随着路面构造组合和材料类型的变化而通过增加系数项不断进展调整：由面层类型系数到公路

4、等级系数再到基层类型系数，试图通过细化路面构造和材料类型的方法来克制弯沉指标非唯一性的缺点。3.2 路表弯沉指标与路面破坏类型不一致 路面构造的损坏，可能是由于某一组成构造或整个构造的过量塑性变形，也可能起因于构造层内某处的应力或应变量超出了该处材料的疲劳强度或疲劳应变值。重复荷载和环境因素的继续作用，使塑性变形不断积累，或者使破坏点不断延伸、扩展，路面构造便随之出现了不同形态的破坏，继而反映到路表，表现出较大的变形。而路表弯沉值(总变形量)仅是路面构造对作用荷载的一个综合的或表观的响应量。对于沥青路面，破坏点可能出如今沥青面层的底面(由于该处的弯拉应变超出了材料的疲劳应变)，而后裂缝不断扩展

5、并反映到路表；破坏点也可能出如今沥青面层内部，由于剪切变形的开展和积累，路表出现影响行车平安的车辙变形。这两种不同损坏形态，都可以定义为路面构造破坏的临界状态，但它们有不同的路表弯沉量。由此看出，路表弯沉值与路面损坏状态并无对应关系。旧路调查中经常发现弯沉与损坏程度不对应。3.3 弯沉指标误导路面材料的设计和施工质量检验 路面构造设计往往以容许弯沉值作为最主要的指标，甚至是唯一的指标，使基层强度越来越强，从而造成对基层材料设计的误导。弯沉大小与路面使用情况之间没有必然的联络，一些破坏的路面原来弯沉并不大，本来似乎不应该破坏，但一旦破坏以后，水渗入基层、路基，弯沉又会变得很大。实际上除了少数基层

6、施工不好(基层施工不好，破坏是必然的)的情况外，弯沉值都非常小，开挖发生破坏的路面可见基层往往是完好的。这都是过分追求小弯沉指标导致的结果， 造成基层材料的宏大浪费，且路面仍然破坏。同样，对于施工质量检验也是如此。对于半刚性基层沥青路面，弯沉指标使基层强度越来越高，但并没有充分发挥它的优势，造成材料的浪费；对于柔性基层路面，用我国的弯沉指标检验根本上不可能满足要求，除非加大路面厚度，但是厚度增加的并非一点点，因此我国道路界也不能承受。从而，弯沉成了我国开展柔性路面不可逾越的鸿沟，使得其他类型的路面构造很难登上我国路面的历史舞台。3.4 从设计角度计算施工检验弯沉不可靠 以确定筑路材料回弹模量的

7、大小为例，对于设计而言，取小一些计算出的路面构造偏厚、偏平安，这是合理的。但较小的回弹模量计算出的弯沉值偏大，假设以此弯沉作为施工检验控制指标那么人为降低了路基和路面的强度指标，与真实的情况不符，但假如适当加大路基和路面的回弹模量值再重新计算弯沉，那么显然与原设计容许弯沉值不符，与设计产生矛盾。3.5 路表容许弯沉计算公式的不平安性 我国1978年版标准开场以容许弯沉作为设计指标。20世纪70年代，在18个省市开展了大规模的沥青路面调查和弯沉测定工作。调查测定时，按路表外观特征将沥青路面划分为5个等级，并将第四级有明显变形和较多纵横向裂纹或部分网裂视为路面损坏状态，并以它的弯沉值的低限作为路面

8、处于破坏临界状态的划界标准。虽然之后对弯沉公式也进展了修正，但仍与实际状态有较大出入。况且这些数据来源于以前等级较低的公路，故能否适用于如今的高等级公路还是个疑问，也即路表容许弯沉计算公式存在隐患。3.6 弯沉值的测量受外界条件影响大 外界环境如气温、路基湿度等的变化， 会对路面基层和面层弯沉的测量带来很大的影响。如实际测试中，白天回弹弯沉值测定结果合格或测点合格率较高， 当晚小雨后继续测定就不合格。所以不同天气弯沉的测定结果偏向较大， 显然用于控制沥青路面的施工质量存在很大的不合理性。4 沥青路面设计控制指标的进一步开展 通过上面的分析并结合国外有关研究及设计方法，应该在弯沉指标的根底上，增

9、加疲劳开裂和车辙作为路面长期性能的研究指标，并结合中国半刚性基层沥青路面的实际使用情况，建立相应的路面疲劳开裂和车辙的设计指标。AASHTO路面设计方法是基于性能设计的典范。该方法的设计方程综合考虑了交通荷载、环境影响因素、材料特性以及与路面使用性能亲密相关的车辙深度、裂缝和不平整度，使设计出来的路面构造可以预测路面使用性能的变化。参考文献： 1 JTGD502022，公路沥青路面设计标准S. 2 陈希哲.土力学地基根底M.北京：清华大学出版社. 3 姚祖康.对我国沥青路面现行设计指标的评述J.公路，20222：43-48. 4 张永厚.沥青路面设计与施工中弯沉指标的初探J.青海交通科技，20