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[摘 要]沥青混凝土路面由于其具有施工工期短、易修补、路面平整、振动小及噪音低等特点,已被定位为高级路面之一,无论是国内还是国外的公路建设中,都得到了极为广泛的应用,其发展速度非常迅猛。本文主要将国内与国外的沥青路面,在结构层组合的特点上进行分析,然后将其和美国的AASHTO设计方法进行对比,以便能优化我国的沥青路面设计方法,使之变得更加科学与完善。
[关键词]沥青路面 设计方法 比较
中图分类号:TV431+.5 文献标识码:TV 文章编号:1009―914X(2013)25―0580―01
虽然我国的沥青路面结构设计,经过不断地修订与完善之后,其设计的科学性及使用效果都得到了一定的提高,但其中仍旧存在着某些问题,导致沥青路面的使用寿命等未能达到预期的效果。下面主要将我国的与美国的沥青路面结构设计方法进行比较,以便能为同行提供参考,最终让我国沥青路面的结构设计方法能有所改进。
1.国内与国外沥青路面的结构层组合特点
我国沥青路面的结构层组合所具有的特点是:首先,虽然设计规范中建议应尽量采用柔性基层,但在实际的设计中却大部分采用的是半刚性基层;其次,作为主要承重层的基层来说,其厚度多在30cm左右;此外,由于半刚性结构层其厚度通常可达到总路面结构层厚的70%及以上,从而导致结构层的组合较为单一。
国外沥青路面的结构层组合所具有的特点是:在国外,其沥青路面的结构组合形式非常众多,一般情况下都采用全柔性或是全厚式的里面结构,而基层选用无机结合料的情况则非常少,即便是在设计中选用了无机结合料,其所占厚度也不会太大,或是直接在设计分析的过程中对其进行特殊处理,以此来确保其科学合理性。
2.我国与美国在沥青路面设计方法上的对比
由于我国在沥青路面的结构设计中,还存在诸多问题,而美国所使用的AASHTO设计方法,属于一项相对比较先进与成熟的技术,并且经过反复的试验表明,其路面结构设计以及路用性能所具有的相关性都很不错。因此,将这两种不同的设计方法进行比较,就能使我国在沥青路面的设计方法上得到一定的提高,以此来满足我国快速增长的交通量。
2.1设计理论的比较
我国最早关于沥青路面的设计方法是始于上世纪60年代的,经过几十年的不断修订与完善之后,已基本形成了一套以静态设计理论与参数为基础,相对比较完善的沥青路面设计体系。它在路面厚度的计算时,主要是以层间接触条件与多层弹性理论作为完全连续体系,然后在双圆均布荷载的作用之下,以轮系中心位置测得的路标弯沉值与设计弯沉相等的原则进行计算。
美国所使用的AASHTO设计方法,则是以上世纪60年代,伊利诺州所进行的AASHO试验路研究中,取得的研究成果作为其最初的设计依据,后来经过反复修订及完善之后,现在所使用的AASHTO 2002,属于一种力学经验设计法,这种设计方法中充分考虑了沥青路面永久变形、不平整度、疲劳开裂以及低温断裂等损坏模式应有的可靠度。
2.2设计指标的比较
我国在对沥青路面进行设计时,其设计指标主要有两个,即路标弯沉与层底拉应力,其中弯沉既是路面整体刚度的重要指标,同时也是路面厚度的重要依据。虽然我国在沥青路面的结构设计中,非常注重其稳定性能与整体强度,但对于路面的抗开裂能力与抗车辙能力却为得到足够重视。因此,按照我国现行的路面设计方法设计出的沥青路面,很难保证它不出现开裂或是车辙的情况。
美国所使用的AASHTO设计方法,其设计指标主要是PSI(无量纲的限时服务能力指数),除此之外它还可以当做衡量路面使用性能的一项指标,并且它和路面实际状况之间还存在着经验关系式。由此可以看出,这种设计方法将路面的抗开裂能力与抗车辙能力都充分进行了考虑。
2.3材料参数的比较
对于路面设计而言材料参数是一个重要环节,而材料的模量又是众多材料参数中的一个主要参数,它常被用来表示材料的刚度特性。由此可知,为了使路面的结构设计更加合理,以及确保其结构性能的可靠性,必须对材料的模量值进行准确的确定。我国与美国关于材料参数这一项中,最大的不同就是测试材料参数的方法不同。我国关于设计的各项参数,通常都是利用静态试验的方法来确定,而美国在进行材料参数的测试时,通常是利用动态试验的方法来确定,动态试验法显然比静态试验法,更能准确地反映出沥青路面所用材料的真实性能。
2.4性能评估比较
我国在对设计路面的结构性能进行评估时,常采用的是整体性结构层层底拉应力验算法,而这一评估方法并未涉及到沥青路面的抗开裂能力及抗车辙能力等。美国所使用的AASHTO 2002中,包含了众多针对路面病害所设置的预估模型,只要输入相应的参数便能通过该模型,计算出车辙深度、疲劳寿命以及裂缝深度等数据,根据软件所得出的计算结果便能准确判定,设计路面所具有的性能及状况是否能满足设计标准的要求。
3.结束语
对比我国与美国关于沥青路面在结构设计方面所使用的设计方法可知,我国的设计方法中还存在着诸多不足,对于AASHTO 2002中的路面性能评估及材料参数计算等,都具有非常明显的优势,因此,我国应借鉴美国设计方法中的成功经验,不断完善我国沥青路面的结构设计方法,使之变得更加科学化与合理化。
参考文献
[1] 任本江.沥青路面结构设计方法对比分析[J].工程建设,2010,6.
[2] 林坤耀.我国沥青路面设计方法与美国AASHTO设计方法的对比[J].中国新技术新产品,2012,13.
[3] 夏岩.公路沥青路面设计方法对比分析[J].民营科技,2011,11.
[4] 曾梦澜,刘涛.沥青路面JTJO14与AASHTO设计方法比较[J].中南公路工程,2004,4.
[关键词]沥青路面 设计方法 比较
中图分类号:TV431+.5 文献标识码:TV 文章编号:1009―914X(2013)25―0580―01
虽然我国的沥青路面结构设计,经过不断地修订与完善之后,其设计的科学性及使用效果都得到了一定的提高,但其中仍旧存在着某些问题,导致沥青路面的使用寿命等未能达到预期的效果。下面主要将我国的与美国的沥青路面结构设计方法进行比较,以便能为同行提供参考,最终让我国沥青路面的结构设计方法能有所改进。
1.国内与国外沥青路面的结构层组合特点
我国沥青路面的结构层组合所具有的特点是:首先,虽然设计规范中建议应尽量采用柔性基层,但在实际的设计中却大部分采用的是半刚性基层;其次,作为主要承重层的基层来说,其厚度多在30cm左右;此外,由于半刚性结构层其厚度通常可达到总路面结构层厚的70%及以上,从而导致结构层的组合较为单一。
国外沥青路面的结构层组合所具有的特点是:在国外,其沥青路面的结构组合形式非常众多,一般情况下都采用全柔性或是全厚式的里面结构,而基层选用无机结合料的情况则非常少,即便是在设计中选用了无机结合料,其所占厚度也不会太大,或是直接在设计分析的过程中对其进行特殊处理,以此来确保其科学合理性。
2.我国与美国在沥青路面设计方法上的对比
由于我国在沥青路面的结构设计中,还存在诸多问题,而美国所使用的AASHTO设计方法,属于一项相对比较先进与成熟的技术,并且经过反复的试验表明,其路面结构设计以及路用性能所具有的相关性都很不错。因此,将这两种不同的设计方法进行比较,就能使我国在沥青路面的设计方法上得到一定的提高,以此来满足我国快速增长的交通量。
2.1设计理论的比较
我国最早关于沥青路面的设计方法是始于上世纪60年代的,经过几十年的不断修订与完善之后,已基本形成了一套以静态设计理论与参数为基础,相对比较完善的沥青路面设计体系。它在路面厚度的计算时,主要是以层间接触条件与多层弹性理论作为完全连续体系,然后在双圆均布荷载的作用之下,以轮系中心位置测得的路标弯沉值与设计弯沉相等的原则进行计算。
美国所使用的AASHTO设计方法,则是以上世纪60年代,伊利诺州所进行的AASHO试验路研究中,取得的研究成果作为其最初的设计依据,后来经过反复修订及完善之后,现在所使用的AASHTO 2002,属于一种力学经验设计法,这种设计方法中充分考虑了沥青路面永久变形、不平整度、疲劳开裂以及低温断裂等损坏模式应有的可靠度。
2.2设计指标的比较
我国在对沥青路面进行设计时,其设计指标主要有两个,即路标弯沉与层底拉应力,其中弯沉既是路面整体刚度的重要指标,同时也是路面厚度的重要依据。虽然我国在沥青路面的结构设计中,非常注重其稳定性能与整体强度,但对于路面的抗开裂能力与抗车辙能力却为得到足够重视。因此,按照我国现行的路面设计方法设计出的沥青路面,很难保证它不出现开裂或是车辙的情况。
美国所使用的AASHTO设计方法,其设计指标主要是PSI(无量纲的限时服务能力指数),除此之外它还可以当做衡量路面使用性能的一项指标,并且它和路面实际状况之间还存在着经验关系式。由此可以看出,这种设计方法将路面的抗开裂能力与抗车辙能力都充分进行了考虑。
2.3材料参数的比较
对于路面设计而言材料参数是一个重要环节,而材料的模量又是众多材料参数中的一个主要参数,它常被用来表示材料的刚度特性。由此可知,为了使路面的结构设计更加合理,以及确保其结构性能的可靠性,必须对材料的模量值进行准确的确定。我国与美国关于材料参数这一项中,最大的不同就是测试材料参数的方法不同。我国关于设计的各项参数,通常都是利用静态试验的方法来确定,而美国在进行材料参数的测试时,通常是利用动态试验的方法来确定,动态试验法显然比静态试验法,更能准确地反映出沥青路面所用材料的真实性能。
2.4性能评估比较
我国在对设计路面的结构性能进行评估时,常采用的是整体性结构层层底拉应力验算法,而这一评估方法并未涉及到沥青路面的抗开裂能力及抗车辙能力等。美国所使用的AASHTO 2002中,包含了众多针对路面病害所设置的预估模型,只要输入相应的参数便能通过该模型,计算出车辙深度、疲劳寿命以及裂缝深度等数据,根据软件所得出的计算结果便能准确判定,设计路面所具有的性能及状况是否能满足设计标准的要求。
3.结束语
对比我国与美国关于沥青路面在结构设计方面所使用的设计方法可知,我国的设计方法中还存在着诸多不足,对于AASHTO 2002中的路面性能评估及材料参数计算等,都具有非常明显的优势,因此,我国应借鉴美国设计方法中的成功经验,不断完善我国沥青路面的结构设计方法,使之变得更加科学化与合理化。
参考文献
[1] 任本江.沥青路面结构设计方法对比分析[J].工程建设,2010,6.
[2] 林坤耀.我国沥青路面设计方法与美国AASHTO设计方法的对比[J].中国新技术新产品,2012,13.
[3] 夏岩.公路沥青路面设计方法对比分析[J].民营科技,2011,11.
[4] 曾梦澜,刘涛.沥青路面JTJO14与AASHTO设计方法比较[J].中南公路工程,2004,4.