于 然
（云南省交通规划设计研究院，云南，昆明，650041）
【摘 要】公路国家基础设施建设的一部分，其路面结构设计发展必须不断创新与提高，并在创新提高的基础上保证安全与经济效益最大化，与国际先进水平并驾齐驱。本文通过对沥青路面结构设计进行概述与分析，探讨公路沥青路面实际弯沉值和层底拉应力计算方法与路基土和路面材料的设计参数。希望对相关研究人员有一定的启发意义。
【关键词】公路路桥；沥青路面；结构设计；措施
沥青路面的整个设计之中，对荷载各种应力进行支持需要进行弯沉值确定，一般工作人员进行路面结构的承载能力确认时，都是直接采用计算沥青路面结构弯沉值的方法，一般的回弹弯沉值需要考虑路面结构的累积荷载使用情况，根据轮载的作用次数进行回弹弯沉值的确定，路基于路面材料的弹性模拟量值是工作人员进行路标各种应力计算的基础工具[1]。
1、沥青路面结构设计方法
1.1 沥青路面设计理论
随着我国沥青路面公路的发展，逐渐开始衍生出一些系统性的路面设计方法，目前我国的设计方法包括以下几种：①古典法（此方法由20世纪90年代开始投入使用，主要是由通过物理学家对路面结构所承受荷载应力进行计算，而后对土基进行处理，但由于理论基础不够深入，也没有相应的测量工具，此方法未能持续发展）；②经验法（工作人员经过大量的测试，以保证路面拥有足够的承载力进行经验的总结设计）；③力学法（为了根据当时人们的需要，消除原先方法的局限性，利用材料的弹性双层性能进行具有柔性性质的路面设计，也称之为力学法）[2-3]。
1.2 沥青路面设计指标
目前我国的公路路面结构设计是为了顺应人们的需要，最开始是向苏联学习而来，经过一段时间的发展，针对不同等级的公路制定不同规格标准的指标，目前的指标类型应用范围包括以下几种：①路表层的回弹弯沉值、沥青混凝土层层底拉应力、半刚性材料层的层底拉应力一般是应用在一、二级公路的路面结构中；②路表面弯沉值应用在三、四级路面之中；③验算路面最大剪应力应用在重载交通路面中[4]。
1.3 沥青路面设计标准
根据我国最新发布的沥青路面设计规范文件，可以通过以下几个方面来完成路面安全厚度的需要：①设计出的弯沉值必须大于路面表层承受双轮荷载所产生的弯沉值；②沥青面层地面的最大应拉力必须小于该面层结构所产生的容许应拉力；③确保沥青路面每个层面均具有一定的弹性拉力，设计出相应的弯沉值与应拉力学则单圆的中心位置进行设计。
2、沥青路面设计标准的确定方法
2.1设计弯沉值的确定
由于路面损坏与弯沉值的受损程度有关，不同路面结构的使用寿命应该进行不同回弹弯沉值的设计，调查研究表明，弯沉值受到是永恒时间与轮载作用次数的影响，因此工作人员进行弯沉值测验以判断沥青路面结构承载情况时需要考虑以上因素。
2.2容许拉应力的计算
一般的公路路面结构成材料具有一定的容许应拉力，调查研究表明，这些容许应拉力可以一定程度上影响着公路的安全与使用寿命。路面结构层的容许应拉力可以承载一部分的车辆行驶荷载，给予路面荷载一定的应力支持。不同材料具有不同的容许应拉力，应拉力会随着轮载的作用次数出现抗拉力减少的现象，大量实践表明，路面的应拉力容易受到问的影响，其在高温下容易受力变形，并在后期中不会执行恢复，从而影响路面的平整度与应拉力大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆低温时，沥青路面会收缩从而产生一定应拉力，此应拉力如超过一定值，便会直接引发路面出现裂缝。因此，设计人员进行路面的应拉力时需要考虑当地不同温度路面产生的抗拉强度[5]。
3、路面实际弯沉值和层底拉应力的计算
3.1路面实际弯沉值的计算
路面的实际完成值计算需要考虑的动态因素颇多，促使工作人员在进行具体计算时容易产生许多障碍，目前最常使用的计算方法是利用弹性层状体系理论，调查研究表明，工作人员经过收集车连后提出的理论弯沉值与实际弯沉值之间存在一定的误差，通过收集到的大量数据，发现这个偏差存在一定的规律性，为了保证路面结构弯沉值的精确性，工作人员利用这种规律对路基的风度与面层厚度继续拧相应的调整，摒弃评定材料抗变形能力的方法，采用弯沉综合修正系数进行弯沉值的计算。
3.2整体性材料层层底拉应力的计算
调查研究表明，沥青路面的应拉力设计不合理时，沥青层与其半刚性基层便会出现疲劳开裂现象，造成公路安全隐患，根据路面开裂的原因进行研究，工作人员发现在计算材料应拉力时可以通过计算沥青层与半刚性基层底面应拉力大小，采用信息计算将路面各层的应拉力计算出来并与设计值进行比较，确定出材料的最大应拉力，投入结构荷载试验中，判断其是否符合路面结构设计要求，计算过程中需要对影响计算结果的因素进行参数确定，已得到最为既满足工程需要又具有经济效益的应拉力设计。
4、路基土和路面材料设计参数
4.1路面材料回弹模量值
目前我国采用最为广泛的是弹性状体系理论方法，但材料之间具有不同弹性模量值，他们受到温度、压实状态等各方面的影响，工作人员经过仔细研究，将采用承载试验与抗压试验方法得到的荷载与应力关系称为弹性模量。调查研究表明，采用重复加载的三轴试验方法可以得出垫层与基层收成搜的实际侧限应力， 工作人员通过将国家规定的设计规范与理疗基层回弹模拟量进行有机结合，得出精确的路面材料回弹模拟值[6]。从而判断出不同变形情况下路面的应拉力。
4.2路基土回弹模量值
路基的回弹模拟量除了要考虑荷载大小，还需要考察盈利的状态，由于应力状态受到土基的温度、密实度等方面的影响，因此，工作人员需要计算出不同性质、状态下路基土与回弹模量值关系，大量经验与收集的数据表明，良好的模拟量值计算可以提高土基应力值的15%～30%。
结束语
综上所述，沥青路面结构设计方法概况需要遵循设计理论、设计指标、设计标准来进行结构稳定的奠基，通过研究分析，发现设计弯沉值的确定、容许拉应力的计算是决定实际弯沉值与应拉力的指标，笔者经过比较理论值与实际值直观的关系提出利用回弹模量值进行路基土和路面材料的参数设计，希望可以设计出结构更加稳定、使用寿命更长的沥青路面公路，为提高我国的公共基础建设的安全性与经济效益提供一点帮助。
参考文献：
[1]张凯,张世杰.公路路桥设计及道路早期损坏原因分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(1)：24-25.
[2]张凯,张世杰.公路路桥设计及道路早期损坏原因分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(36):36-38.
[3]陈於军.公路路桥设计及道路早期损坏原因分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(31):121-123.
[4]罗伟洲,樊军.城市道路沥青路面早期损坏原因分析及对策[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(7):98-100.
[5]张孝胜.高速公路沥青路面水损坏原因及防治措施[J].科技致富向导,2010,(17): 221,233.
[6]梁浩.公路路桥设计及其早期损坏原因探究[J].山西建筑,2014,(35):176-177.
作者简介：
于然，性别：男，出生年月日： 1989.12.27 民族：汉族，籍贯：云南昆明，现职称：助理工程师，学历：本科，从事工作：公路设计及检测，专业：高分子材料与工程，研究方向：沥青路面设计及检测
论文作者:于然
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年9月供稿
论文发表时间:2016/1/15
标签：路面论文; 拉力论文; 应力论文; 沥青路面论文; 荷载论文; 公路论文; 结构论文; 《工程建设标准化》2015年9月供稿论文;