1.天津市市政工程设计研究院天津3000512.郑州修远建设工程有限公司河南郑州450000
摘要:本文针对常用次干路及支路路面结构各层的弯沉值进行分析。计算标明:在基层厚度相同的情况下,适当的增加面层厚度可以有效的降低面层的弯沉值。因此,建议针对同一区域内红线及宽度相近的次干路与支路,应适当模糊次干路与支路的等级分界,将其看成一个协同的整体进行考虑,推荐支路采用与次干路相同的路面结构,以更好的服务区域内的经济活动。
关键词:沥青路面;弯沉;路面结构
0引言
伴随着经济的发展,全国各大城市的城市化进程的不断加快,伴随着城区范围的扩大,各项基础设施需配套建设。城市道路作为管线等基础设施的载体,在各大城市的建设计划中均处于优先建设的主体。
城市道路按道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等,分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。在城市道路设计中,通常会根据道路的功能、类型和等级,结合沿线地形地质、水文气象及路用材料等条件进行路面结构设计[1]。
在地质等基础条件相同的情况下,通常每个等级的道路都有对应的路面结构。但同一区域范围内,存在次干路与支路红线及断面都相同的情况,由于次干路与支路的等级相近,虽然在道路设计中进行了交通量预测,但是随着城市化的不断发展,在使用过程中的交通量往往与预测出现偏差。如果简单的按照道路等级及交通量进行不同厚度的路面结构设计,往往在后期不能充分的保证其交通承载功能。
本文通过对次干路及支路两种路面结构下各层弯沉值进行计算对比,从而为城市道路中次干路及支路路面结构的合理化设计提供一定的参考。
1路面模型的建立
沥青路面结构的可靠度设计是以现行的双圆均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论的力学计算和各个设计参数的变异性为基础,利用概率统计的有关理论和沥青路面的实际情况建立的一种概率型设计方法。
路表弯沉是路面结构层和路基在标准轴载作用下产生的总位移,它代表着路基路面结构的整体刚度,反映了路面和路基的承载能力大小,是车辆荷载作用下弹性层状体系理论计算的一个指标,它与路基顶面压应变有密切关系。路表回弹弯沉是路面各结构层的变形与土基因弹变形之和,且土基回弹变形占路表总回弹变形的比例一般在90%以上,因此路表回弹变形能够反映土基的工作状态,弯沉值的大小表征了路面整体刚度的弱强,即路面结构扩散荷载应力的能力[2]。
本次计算,次干路与支路的基层及底基层结构厚度与材料相同,次干路下面层厚度较支路增加2cm,同时上面层采用改性沥青,计算荷载采用标准轴载BZZ-100。
支路及次干路路面结构形式及参数如图表所示。
图1支路路面结构
Fig.1pavementstructureforbranchroad
图2次干路路面结构
Fig.2pavementstructureforsecondarytrunkroad
表1模型结构参数和材料参数
Tab.1Structureandmaterialparametersofmodel
2计算分析
选取荷载作用下上面层顶面、下面层顶面、上基层顶面、下基层顶面和底基层顶面对应点的弯沉值进行分析。
2.1两种路面结构下上面层顶面弯沉值变化趋势
图3上面层顶面弯沉值变化趋势
Fig.3tendencyofdeflectionatthesurfaceofupperlayer
从图3可以看出在同等荷载作用下,次干路上面层顶面弯沉值为24.0,由于支路路面结构较薄,上面层顶面弯沉值增加至25.3,增加幅度为5.42%。
2.2两种路面结构下下面层顶面弯沉值变化趋势
图4下面层顶面弯沉值变化趋势
Fig.4tendencyofdeflectionatthesurfaceoflowerlayer
从图4可以看出在同等荷载作用下,次干路上面层顶面弯沉值为26.7,由于支路路面结构较薄,上面层顶面弯沉值增加至27.9,增加幅度为4.49%。
经计算,在基层厚度相同的情况下,面层厚度的变化对基层顶面弯沉值无影响。
弯沉值是从整体上反映路面各层次的整体强度。如果弯沉值过大,其变形也就越大,路面各层也就容易开裂。综合上述计算结果可以发现,在基层厚度相同的情况下,适当的增加面层厚度可以有效的降低面层的弯沉值。
3结论
城市交通预测,一般根据规划期末城市的人口和用地规模、土地使用状况和社会、经济发展水平等因素,对客、货运输的发展趋势、交通方式的构成、道路的交通量等进行定性和定量的分析估算。但由于经济活动的复杂性,对于城市某一区域,不能简单的依靠道路等级以及交通量来进行路面结构设计。
尤其是针对同一区域内红线及宽度相近的次干路与支路,应适当模糊次干路与支路的等级分界,将此区域内的次支路看成一个协同的整体进行考虑,建议支路采用与次干路相同的路面结构,虽然在建设期成本会有所增加,但是从总体来说,由于支路路面结构厚度适当增加,其路用性能及使用年限都得到了有效的提升,从而可以更好的服务区域内的经济活动。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ37-2012(2016年版)城市道路工程设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2016.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ169–2012城镇道路路面设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2011.
作者简介:闫正(1986-),男,河北保定人,天津市市政工程设计研究院工程师,工学硕士。