长寿命沥青路面结构设计多因素分析.pdf

第31卷第2期 中外公路 0l 70 2 1年4月 文章编号：1671--2579(2011)02一0070一05 长寿命沥青路面结构设计多因素分析 王蕾1。殷伟2。张冬3 (1．广西交通科学研究院，广西南宁530007；2．中交第一公路勘察设计研究院有限公司；3．中交第二公路工程局有限公司) ， 摘要：为了研究影响长寿命沥青路面结构设计的关键因素，选取了路面结构设计所需的 5种参数，分为4个水平，并采用正交计算方法．利用BISAR3．0程序对不同因素、不同水平 下的路面结构内部拉应变、拉应力和基顶压应变进行分析。结果显示：对面层、基层拉应变和 基层拉应力影响最显著的因素是基层模量；而对土基顶面竖向压应变影响最显著的因素是面 层厚度和基层模量。 关键词：长寿命沥青路面；正交计算；拉应变；拉应力；基顶压应变 长寿命沥青路面又称永久性沥青路面，其结构设 根据国外长寿命沥青路面设计方法，提出了适合中国 计理念为：采用较厚的沥青层柔性路面，降低传统的沥 半刚性基层长寿命沥青路面结构的设计指标，即沥青 青结构层底开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损 结构层容许拉应变、基层容许拉应力以及土基顶面容 坏仅限于路面顶部10cm范围内，故只需定期的表面 许压应变。 洗刨、罩面修复，无需大修，保证路面结构层使用寿命 达到50年以上。因此，美国的长寿命沥青路面多为全 交通荷载参数lI环境参数ll土基状况分析II材料状况分析 厚式沥青混凝土路面和高强度厚沥青路面。 安全系数 结构层厚度设计和材料性能试验I输入 1长寿命沥青路面结构设计方法及指标 该地区路面结构损坏模型 国外长寿命道路工作者认为沥青路面的主要结构 破坏来自沥青结构层的疲劳破坏和整个结构层的永久 疲劳破坏l I结构永久变形破坏ll低温缩裂破坏 变形，因此，在长寿命沥青路面结构设计时，他们提出 破坏标准I 损坏分析 了对沥青结构层底容许拉应变和土基顶面容许压应变 进行验算，以控制路面结构层可能出现的结构性破坏。 结构层厚度组合和材科组成设计I结果输出 20世纪80年代，美国道路科研院(NCHRP)研究制定 图l 长寿命沥青路面设计流程(Monismith，1992) 了一种基于力学的长寿命沥青路面设计指南，就是运 用力学方法来分析路面结构出现结构性破坏时的临界 由图1可知，长寿命沥青路面结构是一个复杂的 状态，并针对这类损坏来选择合适的路面材料和结构 力学体系。研究将采用多指标评价正交计算表研究材 层厚度。该设计方法随后被AASHTO采纳。之后， 料力学特性和结构厚度组合对长寿命沥青路面结构设 1992年在TRB会议上，Monismith完整地提出了长计的影响，并找出影响量最大的设计参数，以便于合理 寿命沥青路面的结构设计方法，整个设计流程如图l 地选择长寿命沥青路面结构。 所示。材料、交通、环境以及服务性能相互影响并共同 决定了所需要的路面结构组合。而对于保证路面不出 2 多因素正交表设计