沥青路面设计中存在问题及解决措施

２０１０年第２３期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ

Ｏ规划与设计Ｏ科技信息

沥青路面设计中存在问题及解决措施

陈春梅

（连云港市经纬交通勘察设计有限公司

江苏连云港２２２３００）

【摘要１本文简要阐述了我国现行沥青路面结构设计方法。分析了沥青路面设计中存在的问题，并提出了几点改进措施。【关键词】沥青；路面设计；问题

１设计理论

１９６７年壳版石油公司研究所进行了以下的研究：

计算方法方面。编制了ＢＩＳＴＯＲ和ＢＩＳＡＲ电算程序．解决了多层

验获得的材料劈裂强度，也称为问接抗拉强度；Ｋｓ为抗拉强度修正系数．是根据沥青混合料或半刚性材料疲劳规律并考虑间歇时间、裂缝传播速度、交通量折减和横向分布等室内外试验条件的差异等因素经修正『ｆｌｉ得出的．且：

Ｋ：ｏ．０９Ａ，Ｎ。／Ａ。

（２）

体系应力、应变的计算ｆⅡ】题；对沥青混合料抵抗疲劳和永久变形的性能进行了研究；在室内环道和野外现场进行了新的试验，尤其在高温时（６０℃）层状体系理论的适用性得出了肯定的评价．据此提出了１９７８年版的设计方法。１．１路面模型

１．１．１把路面层体系，面层材料土基场面弹性模鼍Ｅ和泊松比¨表征，除士基肛用０．３５外，各层材料斗用０．２５，材料性质假定为均质的、各向同性的，各层水平方向为无穷大，土基在向下的深度方向也为无限，但一般以三层连续体系为摹础。

１．１．２荷载图式采用一个圆或几个圆卜作用着垂直和水平的均布荷载，荷载以双轮组单轴载／ＯＯｋＮ为标准轴载，以ＢＺＺ－－１００表示；单轮传压面当量圆直径６为２１．３ｃｍ；两轮中心距为１．５倍当量圆直径：至于层间接触，假定为多层弹性体系层间完全连续接触条件。

这就从根本上改变ｒ过去所有设计方法都把双轮当作当量的单圆的不合理规定，使荷载图式开始接近实际。１．２计算机计算

１９６８年开发的ＢＩＳＴＯＲ程序可计算多层连续体系单轴或双轴垂直荷载下任一点的应力、就变和位移，包括主应力、主应变及其作用方向。

１９７３年开发的ＢＩＳＡＲ程序扩大到可计算ｒｌ层垂直荷载和水平荷载或综合荷载，层间接触条件也扩展到完全连续、完全滑动、或部分连续部分滑动三种状况。

对沥青面层处于高温状态时，试验证明当处于短促荷载时间及出现较小的变形时，即使温度高达６０℃，如果沥青面层的性质以劲度模量表示，则按弹性层状体系理论计算结果与用非线性弹性或粘弹性理论所得结果并无差别。２设计指标

高速公路、一级公路、二级公路的路面结构。以路表面回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底扎应力为设计控制指标；三级公路、四级公路的路面结构以路表ｌｌ玎设计弯沉值为设计指标。对重载交通路面宜检验沥青混合料的抗剪切强度。

式中，Ａｇ为沥青混合料级配系数（细、中粒式取ｌ，粗粒式取１．１）。３．２材料设计参数

材料的模量足表征材料刚度特征的指标；抗拉应力是反映材料强度的指标，这两个莺耍指标均足以静态参数为前提。弯沉拉应力指标均用静态抗压【ｕ｜弹模最计算，抗拉强度盯ｓｐ由圆柱体劈裂试验来测定．而静态抗压【ｕＪ掸模莒Ｅ静压又是通过ｏｒｓｐ来确定。以沥青层或半刚性结构层的层底拉应力为设计或验算指标时。应在１５℃条件下测试沥青混合料的抗压【ＩＬｌ】弹模量。

路面厚度计算时．引用＿，综合弯沉修正系效：

Ｆ＝１．６３（ＩＪ２０００６）“（Ｅｏ／Ｐ）“

（３）

式中，ｂ为实测弯沉值；Ｅｏ为土基回弹模量值；Ｐ为标准车型的轮胎接地压强（ＭＰａ）：８为当量圆半径。该经验公式足通过试验路段的结果回归分析得出的。４存在的问题

在沥青路面设计中应该注意以下一些问题：

从设计角度看，材料的低温抗裂性没有得到完伞体现：

沥青混合料的参数取值有一定的局限性，其【口１弹模量和抗拉强度应力都是在静态作用的前提下得出的，而实际道路行车时所受的荷载都是动态的、随机的，与实际有较大出入：

对路面在反复荷载作用下出现的车辙问题．不能从设计角度加以控制：

对设计弯沉值计算中所用到的基层类型系数考虑不全面．取值范围较单一：半刚性基层Ａｂ取值为１、柔性基层取值为１．６．在ｌ和１．６之间的区间较宽；由于对基层的半刚性与柔性并没有给出明确的界定。弯沉综合修正系数Ｆ存在一定的缺陷．因为Ｆ经验公式是对试验路段的试验结果的经验总结，通过数据回归分析而得出的，由于试验路段本身在施工条件、方法、环境等方面的特殊性，与实际有一定的差距，再加上路段的代表性、地理位置、人为因素等都会影响Ｆ的真实性；对沥青路面的低温开裂和车辙问题。在设计阶段考虑不足。５解决措施

为解决卜述问题。使设计方法更接近于路面的实际使用情况。下面拟从设计理论、设计标准、材料参数等方面提出一些改进建议。

５．１设计理论

３馓计参数

３．１交通分析

标准轴载统一采用ＢＺＺ一１００标准，推荐以轴载比表达的换算公式；仍采用弯沉等效、层底拉应力等效原则，根据多层弹性理论分析弯沉、拉应力与轴载Ｐ或订、８因素的关系。结合公路Ｉ：实测不同轴载汽车的弯沉对比、疲劳试验、容许弯沉公式以及直槽测试拉应变验证提

出。

现在的路面设计程序。如ＨＰＤＳ２００６等，通过电算计算双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状连续体系的精确解。取代了过去有一定误差的查图法，但多层弹性层状体之间，并不一定是完伞连续的，对于绝对光滑或部分连续光滑没有考虑，即使考虑也无法计算出精确解，故与实际结果有一定误差，所以不妨参考引进ＳＨＥＬＬ设计法中的ＢＩＳＡＲ程序，可以计算Ｎ层体系作用垂直和水平荷载层间的三种状况。

５．２设计标准

５．２．１

路面刚度用弯沉值控制，ｋＬ产ＷＡ，，其中Ｌ为设计弯沉值；ｋ为

容许弯沉；ＡＴ为相对弯沉变化系数；ｋ为竣工验收弯沉值，且：

Ｌ，＝６００Ｎ产从Ａｂ

（１）

式中，ｋ为设计弯沉值（０．０１ｒａｍ）；Ｎｏ为设计年限内一个车道卜的累计当贯轴次（次，车道）；九为面层类型系数；凡为公路等级系数；Ａｂ为路面结构类型系数（半刚性基层沥青路面取１．柔性基层沥青路面取１．６）。

强度验算中要求路面的疲劳弯拉应力ＯＴｔｌ≤０ｒｒ．其中０１＂为容许拉

以弯沉为设计标准，拉应力验算只是静态作用，没有考虑路基

的垂直压应变扛与藿复荷载作用次数Ｎ之间的荚系，这正是控制车辙的一个主要因素故应加以考虑，把该推荐指标引入设计中：

５．２．２沥青面层只是以层底拉鹰力为验算指标，而水平拉应变毛没有体现出来，拉应变正是沥青面层疲劳开裂破坏的一个（下转第３７６页）

应力，它是通过唧和Ｋｓ来确定的，叮印为在规定条件下通过劈裂试

２０１０年第２３期０电力与能源０

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电压小母线

量避免一面屏柜上二次设备及线缆过多的情况．屏位排列减少电缆交

叉，便于巡视。也要顾及原有保护屏的位置，尽量减少搬迁工作。还要考虑将来扩建升级改造的便利， 坚持适当超前、长远规划的原则，系统平台应具备方便灵活的开放性、扩展性，为远景留有空间裕度。２．９配套进行电源改造

一般进行综合自动化系统改造的老变电所，其所内电源屏也已超期服役，需要配套改造。改造后．直流馈线采用辐射状供电方式，取代以前的环网方式：通信电源不设独立的蓄电池组，通过ＤＣ／ＤＣ模块取得４８Ｖ电源。既节约投资，又方便可靠。

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计量电压回路

３技术经济比合理设置

变电所综合自动化改造后．对远动系统的依赖越来越大。其运行的可靠性已成为关注的焦点。性能稳定可靠的装置是综合自动化

图２

改造成功的基础，否则一切都将是海市蜃楼。因此，注重装毁本身的完好性，操作维护的方便性，稳定性好、保护动作正确性高、功能完善、先进可靠的保护测控、监控装置是首选，应避免片面追求价格最低。由于综合自动化装簧的硬件更新换代非常快，所选用的设备可能很快就变成落后产品：这也要求设计人员在选择综臼产品及后台监控系统时．要综合考虑多方面因素，选出一种程序运行稳定，功能齐全，硬件配置相对超前的综自产品。４结束语

变电所综合自动化改造是一项技术要求高、综合性强的系统工程，需统筹设计、精心施工．规划发展。随着变电所综合自动化改造工

智能装置与后台监控设备的接几问题。因变电站综自改造多用以太网方式组网，而有些厂家的旧设备只存在串口或ＲＳ４８５接口，或者不同厂家设备进行通信时，因为规约不同而造成通信失败。这嶂ｆｎ】题都需要对所订购｛殳备的通信插件进行统筹考虑，或订购充分数量的规约转换器．以免发生不能通信的问题。

２．７将各保护装置信息全部上传至继电保护信息管理机后再上传到后台。为运行、维护提供方便。

进行２２０ｋＶ变电所综合自动化改造时，遥信信号主耍是在原有光字牌信号基础上予以完善的，为此。改造时都配置，保护信息管理机。从图上可清楚的看出，保护信息管理机以通信ｕ方式汇总所内微机保护（主要是１１０ｋＶ及以上保护、主变保护装置）信息和故障录波信息，然后上传给监控系统。

２．８设计不仪要合理配置。还要兼顾施工、运行、维护工作的方便。尽

程的深入进行，它将更成熟。规范！ｅ

［责任编辑：汤静】

（上接第３９０页）重要指标，而舀与Ｎ有关系。故可以引入关系式毫。＝ＣＮ．Ｃ为混合料的类型系数，它与模量有关；

５．２．３对于其他整体性基层的设计，我国也只是用拉应力验算，故在此也应引入水平拉应变及与荷载次数Ｎ之间的联系；

５．２．４路面表面的总变形主要是由于表面层在莺复荷载的作用下引起的，表面上看就是车辙，而该指标在我国设计方法中根本就没有涉及．更谈不上控制了。所以可以引入国外ｉ殳计法中的表面总变形指标Ａｈ。计算如下：

式中，Ａｈ为基层的永久变形；△８。为土基的永久变形；

５．２．５在温度急剧变化的地区，由于温度应力超过沥青层抗拉强度而引起沥青面层的低温缩裂．与衙载无关，我国以抗拉强度盯≤ＯＴ，进行控制。但如果材料温度应变过大也会产生开裂．所以也应考虑用水平拉应变毛来辅助控制。５．３材料参数

对于材料的回弹模量，我国主要采用静态下的抗压模最静。如在路基土回弹模壁值测定中用承载板法测定结果．只能是静态值，而没有采用动态弯沉仪或测震仪测定其动态回弹模量，所以应考虑运用动态仪测定，以使设计参数更切合实际。６结语

目前。我国沥青路面设计虽然有较大改进，但在设计指标的运用、设计参数的选取、设计标准的更新上仍需要不断完善．做到具体『口Ｊ题具体分析。同时争取减少沥青路面设计中的随意性和盲日性，在实践

△ｈ＝∑ｈｉ．（ａ／Ｓ．ｎ）．Ｃ．

＇２

（４）

Ｉ

式中，ｈｉ为第ｉ层沥青混合料层的厚度；而为行驶的车轮下沥青层内的平均应力，仃＝ｍ。；Ｐ为接地压力；１１１为平均压力与轮载接地压力

之比；Ｓ。为沥青粘滞部分的劲度，Ｓ。＝３椰７ｔｏ；１１为粘度；ｗ为车辙通

过次数等效数，且Ｗ＝Ｃ２Ａ：Ｎ；ｔｏ为一次通过的时间；Ｃ：为系数，每条车辙的总轮数与每个车道总轴数之比．一般等于１．４：Ａ为依赖于轮载谱的比例系数；Ｃｍ动载修正系数。

另外。车辙深度ＲＤ按下式计算：

中不断地总结沥青路面设计的经验，以指导设计和簏Ｊ二。ｅ

【责任编辑：常鹏飞】

ＲＤ＝Ｃ。乞△１１１一ＡＩＩ一△氐

（上接第３７１页ｌ安全活动会，使职工懂得本岗位的职责是什么，应该做什么，不应该做什么，能自觉从思想上重视每一项工作，养成严、细、实的工作作风，为日后做好安全工作打下坚实的思想基础。

（２）落实规程制度和安全生产责任制，严格执行责任人奖惩考核规定．提高安全运行水平，确保操作票的执行、监护、检查到位，工作票的许可、交底副位，安全措施的布置、现场检查到位，设备的巡视检查到位。危险点的预控分析到位等。从而有效地预防电网事故、设备事故和人身伤亡事故的发生。对变电运行各级人员责任制的完成情况实行动态考核与指标考核。以严、细、实的要求推动各级人员的全面到位。

并且将安全生产的实绩作为考核人员任用和奖励的重要依据．确保变电运行工作的责任到位。

（３）搞好技术管理与提高人员素质，保证安全运行。提高职工技术技能，及时修订现场“运行规程”、“典型操作票”，使其与现场保持一致，保证做到现场设备改到或投到哪里，修订就做到哪里，得广大职工涌现出一股学业务、学技术的高潮，为确保安全运行打下坚实的基

砒ｅ．

［责任编辑：张慧】

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陈春梅

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