通乡油路路面设计探讨
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５ ２
工 程 科 学
２生 ∞ 科。 第 期曩 ０Ｆ １
通 乡油路路 面设计探讨
陈 广 金
（ 贵州省黔南州交通设计 院，贵州都匀 ５ ８ ０ ５ ０ ０）
摘 要 通过对通 乡油路特性的分析 提出其路 面设计时应 注意的若 干细节 ， 指导通乡油路 的设计 有一定 的借鉴意义。 对
１１ 临界荷载的确定 ． 临界荷载是指路面结构设计时纳入考虑范围的最小荷载。 低交通量道路上包括很多像摩托车 、畜力车等对路面结构几乎不产 生破坏作用的轻型荷载 ，若在路面设计时不考虑 ， 以减小交通调查的 可 工作量 。因此 ， 需要确定Ｊ界荷载值。 临 低交通量道路沥青路面面层基本不产生拉应力 ，只有半刚性沥青路 的半 刚性基层 、底基层才会 出现较大的拉应力。因此 ，以半刚性基层 、 底基层的层底拉应力水乎作为研究临界荷载的依据。 研究表明 ，当应力水平为５ ％左右时 ，即使在半刚性材料层底面产 ０ 生了微小裂缝 ，仍能承受的反复作用次数为１６ ０ 次。考虑到低交通量道 路上 的交通量大小，将５ ％作为确定低交通量道路 沥青路面设计临界荷 ０ 载的应力水平。选择典型半刚性沥青路面结构计算不同轴载作用下的应 力 水平 。 典型结构为 ：３ｍ沥青面层７ ０ ａ ２ ｃ ｅ ５ ＭＰ ＋ ０ ｍ石灰土４ ０ ａ ３ ＭＰ 土 Ｏ ＭＰ ＋ ０ ａ 基。 基于不同荷载 的应力水平差异较大，综合考虑 ，低交通量道路沥青 路面结构设计 ，将小于２ ｋ （ ０Ｎ 单轴 ）和小于４ｋ 双轴 ）的轴载忽略不 ０ Ｎ（
计。
通乡油路路面设计仍以设计弯沉作为主要控制标准 ， 但对半刚性沥 青路面 ，必须进行半刚性层层底拉应力验算 。根据设计弯沉计算路 面 厚度的方法可参照 （ ６ ｏ 年沥青规范》执行 ， 等外级公路暂时可按 四级公 路标准执行 。下 面主要介绍半 刚性沥青路面对半刚性层层底拉应力 的 验算方法。半刚性沥青路 面的半剐性层层底拉应力验算包括两方面 ： ① 验算标准轴载在半 刚性层层底产生的拉应力是否满足容许拉应力要求 ； ②验算极 限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足材料劈裂强度要 求。 １ 疲劳抗 裂要求 验算标准轴载在半刚性层层底产生的拉应力是 ） 否满足容许拉应力要求的表达式为：
到 中湿 及 以下 。
当上述措施实施存在 困难时，应尽量避免修筑半刚性沥青路面 ，而 改修柔性路面 ， 但受冻害以后 ， 路面的平整度会下降 ， 影响行车速度和
舒 适性 。
文章编 号 １７ — ６ １ （ ｌ ） ２ ０ ５ 一 １ ６ ３ ９ ７ 一２ ｏ１ — ０ ２ Ｏ ｏ ｏ
关 键词 临界荷 载 ；轴载 ；设计标准
中 圈分类 号 ｕ 文献 标识 码 Ａ ４
通乡油路交通量较小，属于低交通量道路。低交通 量道路路面设计 又可分为两部分 ：一部分是对交通量极小道路的路面设计，另一部分是 对低交通量道路 中交通量较大道路的路面设计。通乡油路属于后者。
１２ 轴载的换算 ． 标准轴载采用 《 公路工程技术标准 》中规定 的我国路面结构设计标 准轴载单轴双轮组轴载１０ Ｎ，以Ｂ Ｚ Ｉ ０ｋ Ｚ－ ￣ 。 轴载换算是否准确直接决定着设计结构是否合理 。在对通乡油路路 面设计时 ，可采用如下的轴载换算公式：
式 中 ：Ｎ —— 标 准 轴载 的 当量 轴次 （ ／ ）： 次 日
＇ 路 面设计 交通量较大的低交通量道路是指 ：町以通过理论计算出路 面结构的 低交通量道路 。 这类道路 的主要特征 ：道路上行驶 的车型主要是大 、中、小型货 车，中小型客车，出租车，载重通常在 １吨以下 ，但也有少量载重大于 Ｏ １吨的重车 ， Ｏ 甚至会出现载重２ ～ Ｏ ０ ５吨的特大型车 ； 混合交通量在３Ｏ ｏ 辆
Ｇ Ｒ ：
Ｋ ｓ
——标准轴载在半 刚性层层底产生的拉应力 （ Ｐ ）； Ｎａ 半刚性结构层材料容许拉应力 （ Ｐ ）； Ｍａ Ｋ 抗拉结构强度系数 ， 《 见 嘶年沥青规范》相关规定； Ⅱ ——半刚性材料的劈裂强度 （ Ｐ Ｍ ａ）。 ２）极限抗 裂要求 。验算极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是 否满足材料劈裂强度要的表达式为： 、 ≤ 一 式中： ——极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力 （ ａ ＭＰ ）； 半刚性材料的劈裂强度 （ ａ ＭＰ ）。
— —
式中：
—
—
．
—
—
一
２ 季冻 区道路 的抗 冻设计 在季节性冰冻地区 ，由于低交通量道路路面结构厚度一般较小 ，容 易不满足结构抗冻厚度要求 ，因此 ，必须做好路面结构 的抗冻设计 。
可通 过采 取 以下 措施 来 达 到抗 冻设 计 需要 ：Leabharlann Baidu １ ）增设抗冻垫层。当路面总厚度小于规范推荐的最小 防冻厚度要 求时 ，其差值可用垫层厚度补足，垫层材料宜采用碎石、砂砾等颗粒材 料。 ２）选 择抗冻稳定 性较好 的材料 填筑路床 ，如矿渣 、炉渣 、粉煤
１３ 设 计标 准 的 确 定 ．
通 乡油路路面设计时 ，除考虑规范现有的设计标准 以外，更要着重 考虑 以控制极限荷载作用下路面结构发生一次性破坏为 目的的控制标
准。
大发展 的县乡，应根据经济发展的预估 ， 当缩短道路设计年限，以配 适
合后 期 的道 路改 造 。 路面设计 的要点包括 以下几个方面 ：
ｃ 弯 ＮＫ 以 沉 ＝ ｃ（ 贼 为 。 ｃ底力 Ｎ ｃｎ 以拉 为 ＝ 。 层 应 喜ｃ㈦ ’ ：
／ Ｉ １ ——被换算车型的各级轴载作用次数 （ 日） 次／ Ｐ 。 ——被换算车型的各级轴载 （ Ｎ） ｋ ；
灰 、砾石及碎石等 ，填筑完成后必须将水及时排除路基。 ３）改善路基 土。当用粉质土、粘质土填筑路堤时 ，可用石灰 、水 泥、粉煤灰 、矿渣、固化剂等单独或混合进行改善处治。 ４ 充分做好排水设计，降低路基土的含水量 ，使路基干湿类型达 ）
／ 以下 ，较 发达 地 区可达 ３０～８Ｏ 『 夜 ，但是 出 租车 居 多 。 晷夜 ０ ０辆 唇 对道路建成后，受周边地区经济拉动较大 、未来几年内有望取得较
ｃ——轴数系数 ，当轴间距大于３ 时为轴数ｒ，轴间距小于３ 时 ｍ ｌ ｒ ｉ ｍ 为：１１ 轴数一 ）； ＋． ２（ １ ｃ——轮组系数 ，单轮组为６ ，双轮组为１ ． ４ ，四轮组为０３ ； ．８ ｃ’ ——轮组系数，单轮组为１．，双轮组为１ ８ ５ ，四￣ ｌＮａｏ 。 ｔ ９
工 程 科 学
２生 ∞ 科。 第 期曩 ０Ｆ １
通 乡油路路 面设计探讨
陈 广 金
（ 贵州省黔南州交通设计 院，贵州都匀 ５ ８ ０ ５ ０ ０）
摘 要 通过对通 乡油路特性的分析 提出其路 面设计时应 注意的若 干细节 ， 指导通乡油路 的设计 有一定 的借鉴意义。 对
１１ 临界荷载的确定 ． 临界荷载是指路面结构设计时纳入考虑范围的最小荷载。 低交通量道路上包括很多像摩托车 、畜力车等对路面结构几乎不产 生破坏作用的轻型荷载 ，若在路面设计时不考虑 ， 以减小交通调查的 可 工作量 。因此 ， 需要确定Ｊ界荷载值。 临 低交通量道路沥青路面面层基本不产生拉应力 ，只有半刚性沥青路 的半 刚性基层 、底基层才会 出现较大的拉应力。因此 ，以半刚性基层 、 底基层的层底拉应力水乎作为研究临界荷载的依据。 研究表明 ，当应力水平为５ ％左右时 ，即使在半刚性材料层底面产 ０ 生了微小裂缝 ，仍能承受的反复作用次数为１６ ０ 次。考虑到低交通量道 路上 的交通量大小，将５ ％作为确定低交通量道路 沥青路面设计临界荷 ０ 载的应力水平。选择典型半刚性沥青路面结构计算不同轴载作用下的应 力 水平 。 典型结构为 ：３ｍ沥青面层７ ０ ａ ２ ｃ ｅ ５ ＭＰ ＋ ０ ｍ石灰土４ ０ ａ ３ ＭＰ 土 Ｏ ＭＰ ＋ ０ ａ 基。 基于不同荷载 的应力水平差异较大，综合考虑 ，低交通量道路沥青 路面结构设计 ，将小于２ ｋ （ ０Ｎ 单轴 ）和小于４ｋ 双轴 ）的轴载忽略不 ０ Ｎ（
计。
通乡油路路面设计仍以设计弯沉作为主要控制标准 ， 但对半刚性沥 青路面 ，必须进行半刚性层层底拉应力验算 。根据设计弯沉计算路 面 厚度的方法可参照 （ ６ ｏ 年沥青规范》执行 ， 等外级公路暂时可按 四级公 路标准执行 。下 面主要介绍半 刚性沥青路面对半刚性层层底拉应力 的 验算方法。半刚性沥青路 面的半剐性层层底拉应力验算包括两方面 ： ① 验算标准轴载在半 刚性层层底产生的拉应力是否满足容许拉应力要求 ； ②验算极 限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是否满足材料劈裂强度要 求。 １ 疲劳抗 裂要求 验算标准轴载在半刚性层层底产生的拉应力是 ） 否满足容许拉应力要求的表达式为：
到 中湿 及 以下 。
当上述措施实施存在 困难时，应尽量避免修筑半刚性沥青路面 ，而 改修柔性路面 ， 但受冻害以后 ， 路面的平整度会下降 ， 影响行车速度和
舒 适性 。
文章编 号 １７ — ６ １ （ ｌ ） ２ ０ ５ 一 １ ６ ３ ９ ７ 一２ ｏ１ — ０ ２ Ｏ ｏ ｏ
关 键词 临界荷 载 ；轴载 ；设计标准
中 圈分类 号 ｕ 文献 标识 码 Ａ ４
通乡油路交通量较小，属于低交通量道路。低交通 量道路路面设计 又可分为两部分 ：一部分是对交通量极小道路的路面设计，另一部分是 对低交通量道路 中交通量较大道路的路面设计。通乡油路属于后者。
１２ 轴载的换算 ． 标准轴载采用 《 公路工程技术标准 》中规定 的我国路面结构设计标 准轴载单轴双轮组轴载１０ Ｎ，以Ｂ Ｚ Ｉ ０ｋ Ｚ－ ￣ 。 轴载换算是否准确直接决定着设计结构是否合理 。在对通乡油路路 面设计时 ，可采用如下的轴载换算公式：
式 中 ：Ｎ —— 标 准 轴载 的 当量 轴次 （ ／ ）： 次 日
＇ 路 面设计 交通量较大的低交通量道路是指 ：町以通过理论计算出路 面结构的 低交通量道路 。 这类道路 的主要特征 ：道路上行驶 的车型主要是大 、中、小型货 车，中小型客车，出租车，载重通常在 １吨以下 ，但也有少量载重大于 Ｏ １吨的重车 ， Ｏ 甚至会出现载重２ ～ Ｏ ０ ５吨的特大型车 ； 混合交通量在３Ｏ ｏ 辆
Ｇ Ｒ ：
Ｋ ｓ
——标准轴载在半 刚性层层底产生的拉应力 （ Ｐ ）； Ｎａ 半刚性结构层材料容许拉应力 （ Ｐ ）； Ｍａ Ｋ 抗拉结构强度系数 ， 《 见 嘶年沥青规范》相关规定； Ⅱ ——半刚性材料的劈裂强度 （ Ｐ Ｍ ａ）。 ２）极限抗 裂要求 。验算极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力是 否满足材料劈裂强度要的表达式为： 、 ≤ 一 式中： ——极限轴载在半刚性层层底产生的拉应力 （ ａ ＭＰ ）； 半刚性材料的劈裂强度 （ ａ ＭＰ ）。
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式中：
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２ 季冻 区道路 的抗 冻设计 在季节性冰冻地区 ，由于低交通量道路路面结构厚度一般较小 ，容 易不满足结构抗冻厚度要求 ，因此 ，必须做好路面结构 的抗冻设计 。
可通 过采 取 以下 措施 来 达 到抗 冻设 计 需要 ：Leabharlann Baidu １ ）增设抗冻垫层。当路面总厚度小于规范推荐的最小 防冻厚度要 求时 ，其差值可用垫层厚度补足，垫层材料宜采用碎石、砂砾等颗粒材 料。 ２）选 择抗冻稳定 性较好 的材料 填筑路床 ，如矿渣 、炉渣 、粉煤
１３ 设 计标 准 的 确 定 ．
通 乡油路路面设计时 ，除考虑规范现有的设计标准 以外，更要着重 考虑 以控制极限荷载作用下路面结构发生一次性破坏为 目的的控制标
准。
大发展 的县乡，应根据经济发展的预估 ， 当缩短道路设计年限，以配 适
合后 期 的道 路改 造 。 路面设计 的要点包括 以下几个方面 ：
ｃ 弯 ＮＫ 以 沉 ＝ ｃ（ 贼 为 。 ｃ底力 Ｎ ｃｎ 以拉 为 ＝ 。 层 应 喜ｃ㈦ ’ ：
／ Ｉ １ ——被换算车型的各级轴载作用次数 （ 日） 次／ Ｐ 。 ——被换算车型的各级轴载 （ Ｎ） ｋ ；
灰 、砾石及碎石等 ，填筑完成后必须将水及时排除路基。 ３）改善路基 土。当用粉质土、粘质土填筑路堤时 ，可用石灰 、水 泥、粉煤灰 、矿渣、固化剂等单独或混合进行改善处治。 ４ 充分做好排水设计，降低路基土的含水量 ，使路基干湿类型达 ）
／ 以下 ，较 发达 地 区可达 ３０～８Ｏ 『 夜 ，但是 出 租车 居 多 。 晷夜 ０ ０辆 唇 对道路建成后，受周边地区经济拉动较大 、未来几年内有望取得较
ｃ——轴数系数 ，当轴间距大于３ 时为轴数ｒ，轴间距小于３ 时 ｍ ｌ ｒ ｉ ｍ 为：１１ 轴数一 ）； ＋． ２（ １ ｃ——轮组系数 ，单轮组为６ ，双轮组为１ ． ４ ，四轮组为０３ ； ．８ ｃ’ ——轮组系数，单轮组为１．，双轮组为１ ８ ５ ，四￣ ｌＮａｏ 。 ｔ ９