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浅谈公路路面设计
作者:龙平凯
来源:《建筑工程技术与设计》2014年第20期
摘 要:路面结构、材料、环境与经济因素一体化并以性能为中心的基础上,实现路面结构性使用性能和功能性使用性能的统一。
关键词:路面; 性能; 结构设计
1.前言
随着我国国民经济的快速发展,我国公路建设事业也取得了长足的进步,特别是近十几年来,我国的高等级公路建设有了突飞猛进的发展,其中90%左右的路面铺筑采用的是沥青混凝土。平交道路口路面有其的特殊的工作环境和使用性能要求,然而相对一般路段来讲,对平交道口路面结构和材料研究比较薄弱,当前平交道路口路面结构和材料直接套用路面设计,忽略平交道口路面独特的工作环境与使用性能要求,平交道口路面的损坏具有各种类型和各种形态。一般而言,平交道口的路面损坏包括车辙、开裂(疲劳开裂、低温开裂和反射裂缝)、沥青表面脱落以及目前出现的一些新的损坏类型,过多的路面损坏意味着路面寿命的终结;限制、延迟这些损坏的发生和发展是路面设计的主要任务。
目前,沥青路面的设计方法有许多种,但是不管哪种方法,都存在着一个问题,那就是路面的结构设计与材料设计不协调。另外,在进行沥青路面的设计时,未能考虑材料的性能对疲劳和长期变形抵抗能力的影响,对不同沥青材料采用的疲劳或永久变形方程是相同的。虽然国际上对材料疲劳和变形性能的研究一直是一个十分重要的研究领域,也取得了许多研究成果,但由于设计框架的限制而一直未能纳入设计方法中,材料设计与结构设计一直处于相分离的"双轨"状态,这是一个很大的缺陷。结构设计方法中仅考虑了材料特性对力学参数的影响,未考虑不同材料对路面使用性能的影响。但是实际上,正如Monismith等人论述的那样,某些特殊沥青混合料的使用性能与实际结构状况有很大关系,混合料的应力状态与结构层所处位置有关,并受其上、下面层材料的强度及交通轴载的特点影响,因此,混合料设计与结构设计应相互联系。结构设计与材料设计的和谐统一,才能达到使用性能的最佳效果。
沥青路面材料设计与结构设计相结合,目的在于改善沥青路面的结构性使用性能以及功能性使用性能,使设计出的路面结构和材料相对于使用性能而言是相容的、统一的,最终在两方面都达到优化。
兼顾沥青混凝土路面的功能性与结构性,实现结构与材料一体化设计,可使沥青混凝土路面在建设造价基本不变的前提下,使用寿命明显提高,并可保证良好的功能性使用性能,其经济效益和社会效益是十分显著的。
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浅谈公路路面设计
作者:龙平凯
来源:《建筑工程技术与设计》2014年第20期
摘 要:路面结构、材料、环境与经济因素一体化并以性能为中心的基础上,实现路面结构性使用性能和功能性使用性能的统一。
关键词:路面; 性能; 结构设计
1.前言
随着我国国民经济的快速发展,我国公路建设事业也取得了长足的进步,特别是近十几年来,我国的高等级公路建设有了突飞猛进的发展,其中90%左右的路面铺筑采用的是沥青混凝土。平交道路口路面有其的特殊的工作环境和使用性能要求,然而相对一般路段来讲,对平交道口路面结构和材料研究比较薄弱,当前平交道路口路面结构和材料直接套用路面设计,忽略平交道口路面独特的工作环境与使用性能要求,平交道口路面的损坏具有各种类型和各种形态。一般而言,平交道口的路面损坏包括车辙、开裂(疲劳开裂、低温开裂和反射裂缝)、沥青表面脱落以及目前出现的一些新的损坏类型,过多的路面损坏意味着路面寿命的终结;限制、延迟这些损坏的发生和发展是路面设计的主要任务。
目前,沥青路面的设计方法有许多种,但是不管哪种方法,都存在着一个问题,那就是路面的结构设计与材料设计不协调。另外,在进行沥青路面的设计时,未能考虑材料的性能对疲劳和长期变形抵抗能力的影响,对不同沥青材料采用的疲劳或永久变形方程是相同的。虽然国际上对材料疲劳和变形性能的研究一直是一个十分重要的研究领域,也取得了许多研究成果,但由于设计框架的限制而一直未能纳入设计方法中,材料设计与结构设计一直处于相分离的"双轨"状态,这是一个很大的缺陷。结构设计方法中仅考虑了材料特性对力学参数的影响,未考虑不同材料对路面使用性能的影响。但是实际上,正如Monismith等人论述的那样,某些特殊沥青混合料的使用性能与实际结构状况有很大关系,混合料的应力状态与结构层所处位置有关,并受其上、下面层材料的强度及交通轴载的特点影响,因此,混合料设计与结构设计应相互联系。结构设计与材料设计的和谐统一,才能达到使用性能的最佳效果。
沥青路面材料设计与结构设计相结合,目的在于改善沥青路面的结构性使用性能以及功能性使用性能,使设计出的路面结构和材料相对于使用性能而言是相容的、统一的,最终在两方面都达到优化。
兼顾沥青混凝土路面的功能性与结构性,实现结构与材料一体化设计,可使沥青混凝土路面在建设造价基本不变的前提下,使用寿命明显提高,并可保证良好的功能性使用性能,其经济效益和社会效益是十分显著的。