aashto柔性路面設(shè)計方案(已修改)
2025-05-17 22:59 本頁面
【正文】 AASHTO柔性路面設(shè)計方案 美國各州公路及運輸工作者協(xié)會（AASHTO）所推薦的方法是以50年代后期和60年代初在渥太華、伊利諾伊州進(jìn)行的AASHTO道路試驗得到的大量試驗成果為基礎(chǔ)的。AASHTO設(shè)計委員會于1961年第一次出版了暫行設(shè)計指南，1972和1981年又作了修訂。1984~1985年，路面設(shè)計委員會和顧問小組根據(jù)NCHRP項目207/24的研究情況對指南作了修訂和擴(kuò)大，并于1986年出版了現(xiàn)行指南。 AASHTO道路試驗所得到的經(jīng)驗性能方程，在現(xiàn)行的指南中仍用作為基本模型，但是作了修正和擴(kuò)大，使其能適用于美國其他地區(qū)。應(yīng)注意，初始方程是在給定的氣候條件下，針對某種特定的路面材料和地基土推導(dǎo)出來的。試驗地點氣候溫和，年降水量約為864mm(34in)。平均冰凍深度約為711mm(28in)。地基土屬于A6和A7，排水條件不良，CBR值為2~4。 一、設(shè)計變量本節(jié)介紹一些與柔性路面和剛性路面都有關(guān)的一般設(shè)計變量。（一）時間約束為了充分利用可能獲得的資金，AASHTO設(shè)計指南鼓勵對交通量大的工程采用較長的分析年限，至少包括一次大修期。因而，分析年限應(yīng)等于或大于工作年限，如下所述。工作年限工作年限是指初建的路面結(jié)構(gòu)至需要大修以前的時間，或者是兩次大修之間的時間。它相當(dāng)于新建的、重建的或經(jīng)過大修的結(jié)構(gòu)，由其初始服務(wù)能力，損壞至最終服務(wù)能力所經(jīng)過的時間。設(shè)計者必須在部門的經(jīng)驗和政策所規(guī)定的最小和最大允許范圍內(nèi)選定工作年限。工作年限的選定受如下因素的影響：路面的功能等級，維護(hù)的類型和水平，用于初期修建的資金，壽命周期費用和其它工程上的考慮。分析年限分析年限為任何設(shè)計策略所必須包括的時段。它可以和選用的工作年限相同。然而，由于實際工作制約，對所需的分析年限，可能要考慮分期修建或者計劃大修。過去，路面常按20年工作年限進(jìn)行設(shè)計和分析?，F(xiàn)在建議采用較長的分析年限，因為根據(jù)壽命周期費用這樣可能更符合比較長期的策略。分析年限長短的準(zhǔn)則 公路條件分析年限（年）公路條件分析年限（年）市區(qū)大交通量郊區(qū)大交通量30~5020~50小交通量路面小交通量集料面層15~2510~20來源：引自AASHTO(1986)（二）交通設(shè)計方法是以預(yù)計80KN（18kip）累積當(dāng)量單軸荷載（ESAL）為根據(jù)的。（EALF）的確定方法。若路面設(shè)計采用的分析年限內(nèi)沒有任何大修或重新罩面，則所需要的是整個分析年限內(nèi)的總ESAL。然而，若考慮分期修建，預(yù)期要進(jìn)行大修或重新罩面，就需要有累積ESAL隨時間變化的曲線或方程式，由此可以得到任意階段的ESAL交通量。（三）可靠度?？偟膩碚f，可靠度是將某種可靠度引入設(shè)計過程的方法，保證各種設(shè)計方案在分析年限內(nèi)一直有效。設(shè)計所用的可靠度水平應(yīng)隨交通量、交通疏散的難度和公眾對預(yù)期效率的增加而提高。對不同功能等級所建議的可靠度水平 功能等級建議的可靠度水平功能等級建議的可靠度水平市區(qū)郊區(qū)市區(qū)郊區(qū)州際或其它高速公路主要干線85~80~9980~75~95集散道路地方線80~9550~8075~9550~80注：成果基于AASHTO路面設(shè)計特別工作組的調(diào)查。來源：引自AASHTO(1986)應(yīng)用可靠度的概念要求選用能反映當(dāng)?shù)貤l件的標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)考慮分期修建時，各時期的可靠度組合起來必須滿足總的可靠度： R期=（R總）1/n式中n為所考慮的期數(shù)。例如，預(yù)計分兩期修建，要求的總可靠度為95%，各期的可靠度必須為（）1/2,%。（四）環(huán)境影響AASHTO設(shè)計方程式是以為期兩年的交通測試成果為基礎(chǔ)的，沒有包括溫度和濕度長期作用對服務(wù)能力降低的影響。若在某一地區(qū)膨脹性粘土和凍脹問題嚴(yán)重，且沒有作特殊的調(diào)正，應(yīng)該計算分析年限內(nèi)服務(wù)能力的降低量，并且加到由累積交通荷載要求能力上去。環(huán)境引起的降低量為膨脹和凍脹兩者降低量的總和。此曲線圖可用于計算任意中間時刻服務(wù)能力的降低量。例如，在13年末。當(dāng)然，若只考慮膨脹或凍脹，圖中只有一條曲線。這些曲線的形狀表明，隨著因環(huán)境產(chǎn)生的服務(wù)能力降低量的增加，增長率隨之減小。這對于分期修建是有利的，因為大部分降低發(fā)生在前期，而在后期可以以少量的附加降低量予以調(diào)正。由于路基膨脹產(chǎn)生的服務(wù)能力降低取決于膨脹率常數(shù)，豎向升高的可能性和膨脹的概率；由于凍脹產(chǎn)生的服務(wù)能力降低取決于凍脹率、服務(wù)能力降低的最大可能性和凍脹的概率。計算這些降低量的方法見AASHTO設(shè)計指南附錄G。（五）服務(wù)能力必須確定初始和最終的服務(wù)能力指數(shù)，以便計算用于設(shè)計方程的能力變化值△PSI。初始服務(wù)能力指數(shù)為路面類型和施工質(zhì)量的函數(shù)。根據(jù)AASHTO道路試驗。最終服務(wù)能力指數(shù)為需要大修、重新罩面之前所允許的最低指數(shù)。對于較次要的公路，要求初期基建投資最少，建議減少設(shè)計年限或者總交通量。 二、 設(shè)計方程式 最初的方程式是完全基于AASHTO道路試驗的成果，而后考慮到土基和氣候條件與試驗路不同，通過理論和經(jīng)驗對此作了修正。(一)最初的方程式以下為根據(jù)AASHTO道路試驗，為柔性路面推導(dǎo)的基本方程式（HRB，1962）：Gt=β（log Wt logρ）β=logρ=+ (SN+1)(L1+L2)+式中 Gt —時間為t時服務(wù)能力損失量與pt=，即Gt=log [()/()],；β—設(shè)計與荷載變量的函數(shù)，如式（）所示，該值影響 隨Wt變化的曲線形狀；ρ—設(shè)計與荷載變量的函數(shù)，如式（），由式（）可以看出，當(dāng)pt=, ρ=Wt
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