城市地下道路复合式路面结构设计方法
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分别改变 ＣＲＣ 层厚度，计算 ＡＣ 层底剪应力， 结果如图 ３ 所示。
2 地下道路复合式路面结构力学分析
应用 ＡＮＳＹＳ 建立有限元模型采用的路面结构 及其参数如表 ２ 所列，层间条件连续。
表 2 路面结构参数一览表
层位
厚度 ／ｃｍ 弹性模量 ／ＭＰａ 泊松比
沥青混凝土层
４￣２０（１２）
１ ２００
面结构，甲轴作用了 Ｎ１ 次后，路面达到某种损坏 状态，乙轴作用了 Ｎ２ 次后，路面也要达到同样的 损坏状态，在此时甲轴和乙轴的作用视为等效。
（２）对于同样一个交通组成，无论以其中哪一
个轴载作为标准进行等效换算后所得到的路面厚
度计算结果应该是相同的。
按照上述原则以 ６０ ｋＮ 作为标准轴载重，在
应用 ＡＮＳＹＳ 建模分析后，重新推导了城市地下道
０．３５
连续配筋混凝土层 １８￣２６（１８）
３０ ０００
０．１５
混凝土箱梁底板
５ ０００
０．１５
图 3 AC 层底最大剪应力随 CRC 厚度变化曲线图
由图 ３ 可以看出，ＣＲＣ 层厚度对层间剪应力 基本没有影响，依靠增加连续配筋混凝土板的厚 度来减少层间剪应力没什么实际意义。 2.2 设计参数对 AC 层底拉应变的影响
由于海河东路地处市中心，且靠近天津东站，交 通流量相对较大，以小汽车、公交车为主。一天内小 汽车、中型客车、大客车交通辆依次为 １ ４３９５ ｖｅｈ、 ５３ ｖｅｈ、９４４ ｖｅｈ，且早上 ８：００－ １０：００，下午 １７：００－ １８：３０ 为高峰小时段。对车重最大的大客车载客量进行 统计得到如下表 １ 所列及图 １ 所示。
定路面结构轴载换算方法。应用 ＡＮＳＹＳ 力学分析软件分析了复合式路面结构 ＡＣ、ＣＲＣ 模量及 ＡＣ 层厚度对 ＡＣ 层底拉应变、
ＣＲＣ 板底弯拉应力和复合式路面层间剪应力的影响。然后提出了 ＣＲＣ＋ＡＣ 复合式路面结构的设计方法，并建立较为系统的设
计步骤和流程。
关键词：复合式路面；ＡＮＳＹＳ；轴载换算；设计方法
在我国，规范中要求轴载换算时，路面设计时 以单轴双轮组轴载 １００ ｋＮ 为标准轴载。而调查结 果显示：地下道路最大轴载也不过 ８０ ｋＮ，再以 １００ ｋＮ 作为标准轴载显然不合理。
轴载换算应遵循的原则［２］： （１）以达到相同的损坏状态为标准，即同一路
３８ 道路交通
城市道桥与防洪
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
通过改变 ＡＣ、ＣＲＣ 层厚度得到 ＡＣ 层底拉应 变，计算结果如图 ４、图 ５ 所示。
表 1 大客车载客情况表 载客量 ／ 人 ０￣１０ １０￣２０ ２０￣３０ ３０￣４０ ４０￣５０ ５０￣６０
车数 ／ｖｅｈ １９０ １７７ ３１６ １６９
７２
２０
图 1 大客车载客人数分布图
由表 １ 及图 １ 可以看出，载客在 ２０～３０ 人的 大客车数量明显高于其他类型的车辆。经调查发 现，大客车主要由公交车和旅游大巴两种车构成。 旅游大巴空车质量在 １３ ｔ 左右，满载 ４７ 人，人均体 重按 ６５ ｋｇ 计，则满载时旅游大巴轴重为 ７８．７５ ｋＮ。 公交车空车质量在 ９．５ ｔ 左右，满载时有 ７０ 人，人 均体重按 ６５ ｋｇ 计，此时轴载为 ７０．２５ ｋＮ。 1.2 轴载换算研究
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
城市道桥与防洪
道路交通 ３７
城市地下道路复合式路面结构设计方法研究
虞秋富 １，马士宾 １，陈 晗 １，王海燕 ２
（１．河北工业大学土木学院，天津 ３００４００；２．天津市市政工程设计研究院，天津 ３０００５１）
摘 要：该文首先在对城市道路交通组成特点分析的基础上，给出了新的地下道路轴载换算标准，然后利用疲劳等效原则，确
路轴载换算公式。
计算 ＡＣ 层底拉应力时轴载换算公式见公式
（１）。
N＝C１ C２（PP２１）９．１
（１）
计算连续配筋混凝土板底弯拉应力时采用公
式（２）。
N＝C１ C２（PP２１）１７．８７
（２）
到 ６ ｃｍ 时，层底最大剪 应 力 由 ０．２１５ ＭＰａ 降 至 ０．１９８ ＭＰａ，降低了 ８．５９％；ＡＣ 层厚度由 １４ ｃｍ 增 至 １８ ｃｍ 时，层间剪应力仅降低了 ５．７１％，且剪应 力随厚度增大而降低的趋势变缓。总体而言， ＡＣ 层厚度对剪应力影响不大。考虑施工工艺要求， ＡＣ 层厚度宜取 ４ ｃｍ～８ ｃｍ 之间。 2.1.2 CRC 厚度对剪应力的影响
ＡＣ＋ＣＲＣ 作为一种新型的路面结构，设计时常 规做法是套用公路沥青路面设计方法。而城市道 路与一般公路所承受的交通组成方面存在很大差 异，直接套用现有规范势必造成很多不合理的地 方。因此，研究和推广 ＡＣ＋ＣＲＣ 复合式路面结构， 并提出相应的设计方法不仅具有重要的现实意 义，而且具有很好的工程应用价值。
中图分类号：Ｕ４１６．０２
文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－ ７７１６（２０１２）１２－ ００３７－ ０４
0 引言
随着我国经济发展，城市的规模正在迅速变 大，城市人口密度的增加给城市交通带来了很大 的压力。与此同时，地下道路正以其可提高线路标 准、缩短运营里程、保护环境、减少拆迁、噪音污染 少等优点而越来越得到人们的青睐。城市地下道 路内采用连续配筋混凝土基层和沥青混凝土面层 组合的复合式路面具有很多优点。ＣＲＣ 层由于纵 向配置了足够的钢筋而具有非常强的结构承载能 力，同时 ＣＲＣ 取消了横向接缝，可以减少路面水损 害。而 ＡＣ 层则可以改善路面行驶性能。ＡＣ＋ＣＲＣ 路 面结构可以大大提高地下道路路面的使用性能、 使用寿命和服务水平等。但是由于种种原因，作为 地下道路重要组成部分的 ＣＲＣ＋ＡＣ 复合式路面结 构设计却未得到足够的重视，即大部分地下道路 内 路 面 结 构 都 是 根 据 以 往 的 经 验 直 接 给 出 的 ，未 经过专题的研究［１］。
1 交通量调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及轴载换算研究
1.1 交通量调查 为掌握地下道路交通量情况，针对天津市海
河东路地下道路交通组成情况进行了专项交通量 调查。由于受调查条件及仪器的限制，该项调查选
收稿日期：２０１２－ ０９－ ２０ 作者简介：虞秋富（１９８８－），男，河北秦皇岛人，研究生，研究 方向：道路材料与结构。
取工作日内的一天实测交通量换算全天交通量的 方法。
2 地下道路复合式路面结构力学分析
应用 ＡＮＳＹＳ 建立有限元模型采用的路面结构 及其参数如表 ２ 所列，层间条件连续。
表 2 路面结构参数一览表
层位
厚度 ／ｃｍ 弹性模量 ／ＭＰａ 泊松比
沥青混凝土层
４￣２０（１２）
１ ２００
面结构，甲轴作用了 Ｎ１ 次后，路面达到某种损坏 状态，乙轴作用了 Ｎ２ 次后，路面也要达到同样的 损坏状态，在此时甲轴和乙轴的作用视为等效。
（２）对于同样一个交通组成，无论以其中哪一
个轴载作为标准进行等效换算后所得到的路面厚
度计算结果应该是相同的。
按照上述原则以 ６０ ｋＮ 作为标准轴载重，在
应用 ＡＮＳＹＳ 建模分析后，重新推导了城市地下道
０．３５
连续配筋混凝土层 １８￣２６（１８）
３０ ０００
０．１５
混凝土箱梁底板
５ ０００
０．１５
图 3 AC 层底最大剪应力随 CRC 厚度变化曲线图
由图 ３ 可以看出，ＣＲＣ 层厚度对层间剪应力 基本没有影响，依靠增加连续配筋混凝土板的厚 度来减少层间剪应力没什么实际意义。 2.2 设计参数对 AC 层底拉应变的影响
由于海河东路地处市中心，且靠近天津东站，交 通流量相对较大，以小汽车、公交车为主。一天内小 汽车、中型客车、大客车交通辆依次为 １ ４３９５ ｖｅｈ、 ５３ ｖｅｈ、９４４ ｖｅｈ，且早上 ８：００－ １０：００，下午 １７：００－ １８：３０ 为高峰小时段。对车重最大的大客车载客量进行 统计得到如下表 １ 所列及图 １ 所示。
定路面结构轴载换算方法。应用 ＡＮＳＹＳ 力学分析软件分析了复合式路面结构 ＡＣ、ＣＲＣ 模量及 ＡＣ 层厚度对 ＡＣ 层底拉应变、
ＣＲＣ 板底弯拉应力和复合式路面层间剪应力的影响。然后提出了 ＣＲＣ＋ＡＣ 复合式路面结构的设计方法，并建立较为系统的设
计步骤和流程。
关键词：复合式路面；ＡＮＳＹＳ；轴载换算；设计方法
在我国，规范中要求轴载换算时，路面设计时 以单轴双轮组轴载 １００ ｋＮ 为标准轴载。而调查结 果显示：地下道路最大轴载也不过 ８０ ｋＮ，再以 １００ ｋＮ 作为标准轴载显然不合理。
轴载换算应遵循的原则［２］： （１）以达到相同的损坏状态为标准，即同一路
３８ 道路交通
城市道桥与防洪
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
通过改变 ＡＣ、ＣＲＣ 层厚度得到 ＡＣ 层底拉应 变，计算结果如图 ４、图 ５ 所示。
表 1 大客车载客情况表 载客量 ／ 人 ０￣１０ １０￣２０ ２０￣３０ ３０￣４０ ４０￣５０ ５０￣６０
车数 ／ｖｅｈ １９０ １７７ ３１６ １６９
７２
２０
图 1 大客车载客人数分布图
由表 １ 及图 １ 可以看出，载客在 ２０～３０ 人的 大客车数量明显高于其他类型的车辆。经调查发 现，大客车主要由公交车和旅游大巴两种车构成。 旅游大巴空车质量在 １３ ｔ 左右，满载 ４７ 人，人均体 重按 ６５ ｋｇ 计，则满载时旅游大巴轴重为 ７８．７５ ｋＮ。 公交车空车质量在 ９．５ ｔ 左右，满载时有 ７０ 人，人 均体重按 ６５ ｋｇ 计，此时轴载为 ７０．２５ ｋＮ。 1.2 轴载换算研究
２０１２ 年 １２ 月第 １２ 期
城市道桥与防洪
道路交通 ３７
城市地下道路复合式路面结构设计方法研究
虞秋富 １，马士宾 １，陈 晗 １，王海燕 ２
（１．河北工业大学土木学院，天津 ３００４００；２．天津市市政工程设计研究院，天津 ３０００５１）
摘 要：该文首先在对城市道路交通组成特点分析的基础上，给出了新的地下道路轴载换算标准，然后利用疲劳等效原则，确
路轴载换算公式。
计算 ＡＣ 层底拉应力时轴载换算公式见公式
（１）。
N＝C１ C２（PP２１）９．１
（１）
计算连续配筋混凝土板底弯拉应力时采用公
式（２）。
N＝C１ C２（PP２１）１７．８７
（２）
到 ６ ｃｍ 时，层底最大剪 应 力 由 ０．２１５ ＭＰａ 降 至 ０．１９８ ＭＰａ，降低了 ８．５９％；ＡＣ 层厚度由 １４ ｃｍ 增 至 １８ ｃｍ 时，层间剪应力仅降低了 ５．７１％，且剪应 力随厚度增大而降低的趋势变缓。总体而言， ＡＣ 层厚度对剪应力影响不大。考虑施工工艺要求， ＡＣ 层厚度宜取 ４ ｃｍ～８ ｃｍ 之间。 2.1.2 CRC 厚度对剪应力的影响
ＡＣ＋ＣＲＣ 作为一种新型的路面结构，设计时常 规做法是套用公路沥青路面设计方法。而城市道 路与一般公路所承受的交通组成方面存在很大差 异，直接套用现有规范势必造成很多不合理的地 方。因此，研究和推广 ＡＣ＋ＣＲＣ 复合式路面结构， 并提出相应的设计方法不仅具有重要的现实意 义，而且具有很好的工程应用价值。
中图分类号：Ｕ４１６．０２
文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－ ７７１６（２０１２）１２－ ００３７－ ０４
0 引言
随着我国经济发展，城市的规模正在迅速变 大，城市人口密度的增加给城市交通带来了很大 的压力。与此同时，地下道路正以其可提高线路标 准、缩短运营里程、保护环境、减少拆迁、噪音污染 少等优点而越来越得到人们的青睐。城市地下道 路内采用连续配筋混凝土基层和沥青混凝土面层 组合的复合式路面具有很多优点。ＣＲＣ 层由于纵 向配置了足够的钢筋而具有非常强的结构承载能 力，同时 ＣＲＣ 取消了横向接缝，可以减少路面水损 害。而 ＡＣ 层则可以改善路面行驶性能。ＡＣ＋ＣＲＣ 路 面结构可以大大提高地下道路路面的使用性能、 使用寿命和服务水平等。但是由于种种原因，作为 地下道路重要组成部分的 ＣＲＣ＋ＡＣ 复合式路面结 构设计却未得到足够的重视，即大部分地下道路 内 路 面 结 构 都 是 根 据 以 往 的 经 验 直 接 给 出 的 ，未 经过专题的研究［１］。
1 交通量调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及轴载换算研究
1.1 交通量调查 为掌握地下道路交通量情况，针对天津市海
河东路地下道路交通组成情况进行了专项交通量 调查。由于受调查条件及仪器的限制，该项调查选
收稿日期：２０１２－ ０９－ ２０ 作者简介：虞秋富（１９８８－），男，河北秦皇岛人，研究生，研究 方向：道路材料与结构。
取工作日内的一天实测交通量换算全天交通量的 方法。