沥青路面最佳罩面厚度的确定

沥青路面最佳罩面厚度的确定

第22卷第6期

2005年6月

公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopment

V01.22No.6

Jun.2005

文章编号:1002-O268(2005)06-0010-04

沥青路面最佳罩面厚度的确定

刘黎萍,孙立军

(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海2txxm)

摘要:针对目前国内沥青路面罩面设计方法的不足,借助于同济大学对新建和罩面改建后的沥青路面使用性能的研究

成果,将寿命周期费用分析引入罩面设计,提出基于性能的沥青路面罩面设计方法.该方法主要包括两部分:一是对

于新建路面和使用不久,路况尚好的路面,进行最佳罩面时机和最佳罩面厚度的选择(已在参考文献1中述及);二

是对于已需进行罩面的路段,只进行最佳罩面厚度的选择,本文即是针对此情况.文中考虑了寿命周期和一个性能期

罩面厚度的优化,给出了几个性能期最佳罩面厚度设计诺谟图.

关键词:沥青路面;最佳罩面厚度;寿命周期;性能期

中图分类号:U416.217文献标识码:A SelectiononOptimLImOverlayThicknessforAsphaltPavement

LIULi.ping,SUNLi-J

(KeyIad~ratoryofRoadandTrafficEngineeringoftheMinistryofEducation,TongiiUnivers ity,Shanghai20O092,China)

Abstract:ThisarticlepresentsasphaltpavementoverlaydesignmethodbasedonTol~iUnive

rsity'sresearchachievementsaboutthe performanceofnewandoverlayasphaltpavements,withlifecyclecostanalysisincorporated inoverlaydesignaswellasperformance—

basedoverlaydesignmethod.Themethodmainlyincludestwoparts:oneistheselectionofopt imumoverlaytimingandthicknessfornew pavementsorpavementingoodcondition.Theotheristheselectionofoptimumoverlaythick nessforpavementinneedofoverlaywhich

ishighlightedinthispaper.Optimizationofoverlaythicknesstakingintoaccountoflife.cycle andoneperiodperformanceisdiscussed withseveraldesignnomogramsofoptimumoverlaythicknessprovided.

KeywOrdS:A~phaltpavement;Optimumoverlaythickness;Life-cycle;Perfonnanceperio d

目前国内外沥青路面的罩面改建要么是基于经

验,要么是基于力学分析,均未与路面的使用性能联

系起来;有些方法即便是在模型中考虑了性能,也只

是具有预测功能,不能用来指导罩面的定量设计n].

针对这一状况,本研究借助于同济大学对新建和罩面

改建后的沥青路面使用性能的研究成果,将寿命周期

费用分析引入罩面设计,提出基于使用性能的沥青路

面罩面优化设计方法.该方法的核心就是罩面后沥青

路面(即复合式沥青路面)的结构行为方程,这在文

献[1—5]中均有述及.有了该方程,就可以预先估

计路面在采取罩面或加铺措施后,其使用性能随时间

或轴载作用次数的变化规律,再结合寿命周期费用的

考虑,就可在给定厚度范围内通过计算机搜索选择出

满足性能要求的最佳的(总造价或总费用最低)罩面

厚度.该方法主要包括两部分:一是对于新建路面和

使用不久,路况尚好的路面,可进行最佳罩面时机和

最佳罩面厚度的选择nl2;二是对于已需进行罩面的

路段,只进行最佳罩面厚度的选择,本文即是针对此

情况.需要说明的是,目前沥青路面出现的早期损坏

现象(严格说是初期损坏)多表现为非正常损坏,更

收稿日期:2004-02—19

基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50325825)

作者简介:刘黎萍(1968一),女,山东曹县人,博士,主要研究方向为路面工程.(1iu.1iping@163.eom)

第6期刘黎萍,等:沥青路面最佳罩面厚度的确定

多地体现为材料的损坏,可通过改善材料设计加以弥

补.本文仅限于罩面结构设计,即拟通过性能分析和

经济评价选择最佳的罩面厚度.限于时间和研究条

件,此方法还没有发展为对罩面材料等因素的考虑.

本研究所指的罩面范围较广,从为改善功能性能

而加铺的较薄的罩面层(如2era)到为提高结构性能

而加铺的较厚的罩面层(一般为4—12cm)均在本研

究之列,其范围可根据实际需要选定.分析中用到的

结构行为方程和寿命周期费用模型可参考有关文献,

这里不再赘述.

1几个相关概念的介绍

性能期是指路面的使用性能由初始性能衰变到最

低可接受水平时所经历的年限.其长度受很多因素的

影响,如交通荷载,路面结构,材料,养护水平等.

对罩面来说,罩面前的路况水平,罩面厚度,材料等

都会对罩面后的性能期长度产生影响.

分析期是设计时考虑的寿命周期的长度.分析期

的长短对结构厚度优化结果有显着影响.一般情况

下,根据公路等级,路面类型和使用要求,可在l5

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