基于交通流量的瀝青道路路面設(shè)計(jì)方法研究

　　摘要：瀝青道路路面的設(shè)計(jì)需要參照交通量，當(dāng)?shù)芈坊�，排水，溫度等條件，并參考經(jīng)濟(jì)因素。隨著汽車的普及，和栽種汽車的運(yùn)輸面的擴(kuò)大，交通流量的大小對(duì)瀝青道路路面的設(shè)計(jì)有很大影響。本文首先分析了交通流量和道路路面設(shè)計(jì)的關(guān)系，然后從三個(gè)方面探討了基于交通流量的瀝青道路路面設(shè)計(jì)：墊層設(shè)計(jì)；基層，底基層設(shè)計(jì)；瀝青面層設(shè)計(jì)。

　　關(guān)鍵詞：交通流量；道路路面；設(shè)計(jì)　

　　道路路面設(shè)計(jì)一般是是用交通量換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)，進(jìn)而確定水泥路的設(shè)計(jì)使用年限、標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下的最大應(yīng)力及計(jì)算荷載應(yīng)力、抗折疲勞強(qiáng)度，確定瀝青路的允許彎沉等參數(shù)而后進(jìn)行設(shè)計(jì)的。[1]由此可見，基于道路交通流量的道路路面的設(shè)計(jì)，即考慮了經(jīng)濟(jì)層面的利益，也考慮到了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

　　1交通流量與道路路面設(shè)計(jì)的關(guān)系

　　根據(jù)道路等級(jí)和交通量所確定的設(shè)計(jì)指標(biāo)和初步選定的各層材料參數(shù)，計(jì)算各結(jié)構(gòu)層厚度和各層材料的強(qiáng)度要求，是道路柔性設(shè)計(jì)的一部分。柔性路面設(shè)計(jì)方法門類繁多，影響最大者為CBR設(shè)計(jì)法和AASHO設(shè)計(jì)法。AASHO設(shè)計(jì)法的核心思想是“以路面使用性能降低的原因?yàn)橐罁?jù)，確定交通量與路面厚度的關(guān)系”。事實(shí)上，基于交通量的道路路面設(shè)計(jì)，本質(zhì)上是在道路質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)之間取得平衡。道路是分等級(jí)的，不同的道路有不同的流量。道路的使用壽命主要取決于3個(gè)方面的因素：結(jié)構(gòu)的合理性；施工質(zhì)量的優(yōu)劣；運(yùn)營(yíng)車輛的型式和多少是否與設(shè)計(jì)要求的相一致，即交通量的控制。

　　道路路面的設(shè)計(jì)，交通流量是需要考慮的主要因素之一。道路交通流量的計(jì)算方法是：按彎沉等效或拉應(yīng)力等效的原則，將不同車型、不同軸載作用次數(shù)換算為與標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN相當(dāng)?shù)妮S載作用次數(shù)稱為當(dāng)量軸次。在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)時(shí)，則雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示，并對(duì)不同路面結(jié)構(gòu)、不同應(yīng)力計(jì)算列出相應(yīng)的公式。在使用中重要步驟之一就是把各種車輛荷載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載和累計(jì)當(dāng)量軸次。因此不同的交通流量規(guī)劃，會(huì)有不同的道路交通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而且，不同的道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范也提供了對(duì)不同車型的軸載換算關(guān)系。隨著社會(huì)進(jìn)步，人口流動(dòng)和物流量越來越大，對(duì)道路交通的條件越來越高。公路運(yùn)輸發(fā)揮著運(yùn)輸體系里面毛細(xì)血管的作用，基于經(jīng)濟(jì)的道路路面設(shè)計(jì)，就必須將交通流量作為重要參考因素。

　　2基于交通流量的瀝青路面設(shè)計(jì)

　　一般而言，瀝青路面由面層、基層、底基層、墊層等組成。因此基于流量的瀝青路面設(shè)計(jì)必須涉及到這四個(gè)方面：

　　2.1墊層設(shè)計(jì)

　　墊層是設(shè)置在底基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層，起排水、隔水、防凍、防污等作用，如改善路床的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強(qiáng)度穩(wěn)定性及抗凍脹能力，擴(kuò)散由基層傳來的荷載應(yīng)力，減少路基產(chǎn)生不均勻變形。由此可見，交通流量轉(zhuǎn)化而來的荷載力，室墊層設(shè)計(jì)需要考慮的因素。一般而言，其厚度不宜小于15厘米。在具體施工和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以路基和流量等為條件，如老路改造，其墊層可以考慮不設(shè)墊層。對(duì)流量較小的公路，如山區(qū)或農(nóng)村公路，其技術(shù)等級(jí)低，墊層可采用天然砂礫、石渣、礦渣等透水性材料。其優(yōu)點(diǎn)在于既充分利用了當(dāng)?shù)刎S富的砂礫資源，又降低了工程造價(jià)。另外，墊層材料強(qiáng)度要求不必過高，但其水穩(wěn)性要好，盡量利用當(dāng)?shù)夭牧稀７纼鰤|層和排水墊層宜采用粗砂、砂礫等顆粒材料，半剛性墊層可采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土。

　　2.2基層，底基層設(shè)計(jì)

　　底基層是設(shè)置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復(fù)作用，是起次要承重作用的層次。底基層材料的強(qiáng)度指標(biāo)要求比基層材料略低。基層、底基層視公路等級(jí)或交通量的需要可設(shè)置一層或兩層，而且交通量大、軸載重時(shí)，應(yīng)采用高等級(jí)面層與強(qiáng)度較高的結(jié)合料穩(wěn)定類材料基層。當(dāng)然，基層、底基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹就地取材的原則，根據(jù)交通調(diào)查和公路技術(shù)要求選擇技術(shù)可靠經(jīng)濟(jì)合理的基層底基層結(jié)構(gòu)。基層、底基層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，冰凍地區(qū)應(yīng)具有一定的抗凍性。半剛性材料基層、底基層的配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)制件，混合料7d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定。同時(shí)，半剛性基層、底基層應(yīng)具有較小的溫縮和干縮變形和較強(qiáng)的抗沖刷能力。不同的公路等級(jí)與不同的交通量，對(duì)基層的材質(zhì)和厚度不一，如水泥穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定沙礫、水泥穩(wěn)定砂礫土就適用于交通量較小的城鄉(xiāng)公路等。而底基層，則根據(jù)交通量大小確定填充碎石，或沙礫等。　　

　　2.3瀝青面層設(shè)計(jì)

　　瀝青面層具有平整、堅(jiān)實(shí)、無接縫、行車舒適、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修方便，且宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)。但于此同時(shí)瀝青路面也直接承載負(fù)荷力，因此它要求路面具有足夠承載能力、良好的舒適性和安全性，同時(shí)具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，以及橋面防水和排水等性能。隨著交通量迅速增長(zhǎng)，載重車輛比例增加，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，如果瀝青路面質(zhì)量不夠好的話，容易出現(xiàn)溝槽或裂痕，進(jìn)而被雨水等沖擊，形成更大的破壞。

　　對(duì)于瀝青面層的設(shè)計(jì)，美國(guó)國(guó)家碎石協(xié)會(huì)交通量道路路面設(shè)計(jì)采用4步設(shè)計(jì)法：即劃分路基為優(yōu)、好、良、差；計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)；基于柔性基層的CBR值查表選擇瀝青路面總厚度，并根據(jù)地方經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)因素決定用表面處治或者瀝青混凝土；按凍深和排水情況選擇基層厚度。[2]由此可見，標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)是非常重要的參考量。瀝青面層的設(shè)計(jì)必須遵照其流量，根據(jù)流量或車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)數(shù)確定其設(shè)計(jì)方法。

　　一般應(yīng)符合以下要求：　                 

　　以我國(guó)城鄉(xiāng)道路為例，由于經(jīng)濟(jì)等問題的限制，且車流量較少，因此其瀝青路面鋪設(shè)較薄，這導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)層不起承受行車荷載能力的作用，主要起著改善行車條件和排水作用。為此推薦這些道路面層為1.5-7cm的瀝青混凝土、瀝青碎石、瀝青貫入或?yàn)r青表面處治面層。[3]只有這樣才能加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)各層之間的緊密結(jié)合，尤其是面層與基層之間的層間結(jié)合，以提高路面結(jié)構(gòu)的整體性。

　　3結(jié)束語

　　隨著我國(guó)自產(chǎn)路用瀝青材料工業(yè)的發(fā)展，瀝青路面已廣泛應(yīng)用于城市道路和公路干線，成為目前中國(guó)鋪筑面積最多的一種高級(jí)路面。于此同時(shí)，由于交通量的大幅增長(zhǎng)，瀝青路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。而瀝青面層的破壞也是普遍存在的現(xiàn)象，在超流量超負(fù)荷的作用下，以及溫度應(yīng)力和水等的影響下，瀝青路面極易遭到破壞，造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也帶來安全隱患，因此必須注意從墊層，基層，底基層，瀝青層等多個(gè)角度，加強(qiáng)設(shè)計(jì)研究和提高施工質(zhì)量控制。

　　參考文獻(xiàn)

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