超载交通对道路路面性能的影响

道路交通由大量不同类型的车辆组成,在路面设计中,应用卡车因子将这些车辆对路面的破坏转化成具有相同破坏的标准轴考虑,将卡车转化为标准轴的卡车因子或将各轴转化为标准轴的当量轴载,换算系数是通过平均轴载定义的,这一过程中包括轴载大于最大限值的车辆,也有相当数量总重超载的车辆,这些车辆导致路面显著破坏,增加了路面建设和维修费用。该文通过研究不同车辆在5种不同沥青层厚度和5种不同路基刚度模量的一组路面上的卡车因子,来探讨超载车辆对道路路面的影响。研究显示:与法定荷载的相同车辆相比,超载车辆的存在会将路面成本提高100%以上。     

不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性

为分析多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性,通过现场调查建立了不同轴型作用下沥青路面的三维有限元模型,分别研究了单后轴、双后轴及三后轴轴载均匀分布、三后轴车轴载不均匀分布及三后轴车前轴悬空条件下对路面的影响。结果表明:多轴车轴距大于3 m时,各轴对路面的作用相互独立,轴数的增加对路面竖向位移产生叠加作用,对路表最大剪应力及压应力影响不明显;三后轴车中轴对路面竖向位移作用最大,较前轴及后轴分别增大23.7%和18.2%,中轴及后轴对路表剪应力有一定影响,而各轴对路表最大压应力基本没有影响。研究结果显示多轴车轴载不均匀分布对路面破坏会产生较大影响。     

高速公路货车轴载与路面损坏关系研究

针对目前高速公路交通载荷研究的不足,首先基于高速公路收费数据建立了断面标准轴载累计当量轴次计算模型。在此基础上,结合路面技术状况检测数据,提出了高速公路未养护路段路面使用性能变化的分析方法,并建立了标准轴载累计当量轴次与路面使用性能变化回归模型。最后,以陕西省汉宁高速公路为例,计算得到了各断面上行和下行的标准轴载累计当量轴次,并求解和验证了货车轴载与路面损坏的回归模型。     

基于沥青道路土基应力参数的轴载换算

为研究基于沥青道路土基应力的轴载换算方法,选取了RIOHTRACK足尺试验路的4种沥青路面结构,分析了其在不同使用状态、不同轴重车辆加载作用下土基内部的应力响应,据此推得以土基应力为指标的轴载换算系数,分析了不同轴重下的轴载换算系数及轴载换算系数与季节、路面结构使用状态之间的关联性。同时,以选取的4种结构为原型,分别在APBI程序中建立了计算模型,计算了不同轴载不同轮迹偏移作用下路基内部的应力响应,明确了试验结果的合理性,给出了不同结构下的轴载换算系数变化规律及其建议值。结果表明:由土基应力试验数据推得的轴载换算结论的准确性不会受试验过程中轮迹偏移的明显影响;不同季节及不同路面的使用状态对半刚性基层路面、强基薄面结构路面及复合式结构路面的轴载换算系数影响较大,对全厚式沥青路面则影响不显著;在试验选取的轴重范围之内,不同轴重对应的轴载换算系数在所有路面结构中均未呈现出明显的差异性规律;对于全厚式沥青路面结构,轴载换算系数宜取为4.61,对于强基薄面结构、半刚性基层路面结构及复合式路面结构,轴载换算系数宜取为5.96。     

基于路基顶面压应变的沥青路面轴载换算方法

对于沥青路面设计,选用了路基顶面压应变为设计时的控制指标。利用BISAR程序,计算了不同路面结构在不同轴重、不同胎压下路基顶面压应变。根据轴载换算等效原则,计算了基于路基顶面压应变的不同路面结构在不同轴重、不同胎压下轴载换算指数。结果表明,不同胎压、不同轴重及不同路面结构等情况对轴载换算指数的影响较小,各种情况下轴载换算系数的平均值为0.986;并结合路基顶面容许压应变计算得到基于路基顶面压应变的轴载换算系数为4.93。分析结果可为今后路面设计方法的轴载换算提供参考。     

轴限对路面厚度设计的影响

根据不同的路面结构--刚性路面、半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面,分别采用临界荷位的板底拉应力、半刚性基层底部拉应力和土基顶面压应变作为控制指标,分析不同轴限对道路路面设计厚度的影响,得出了路面增加厚度与轴限的关系曲线.并计算了不同轴限下所需增加的道路建设费用,为轴限方案的比较提供了依据.     

轴载、轮胎内压与轴载换算的研究

通过不同路面强度状态、不同轴载和不同轮胎压力下轮胎与路面接触压力和弯沉的测定,对以弯沉为指标的轴载公式的理论推导过程进行分析和试验验证,对轴载换算公式推导过程中存在的问题进行讨论。试验验证结果表明,轴载的增加对路面结构造成的损坏比轮胎压力的增加要严重的多。     

超高渐变段路面径流特征研究

超高渐变段路面径流特征研究有助于从几何设计上改善路面排水。对采用线性过渡的超高渐变段,通过零纵坡轴的确定,推导路面等高线可用反比例函数xy=k表示,经Mathematica软件建模印证,路面径流曲线为等轴双曲线,具有以下特征,径流运行坡度持续变化,从高向低运动经历陡-缓-陡过程,与零坡轴相交处为最小坡度;超高渐变段路面径流必然出现折返现象,折返区域径流行程翻倍。路面径流与几何设计高度关联,路面宽度对径流折返面积的影响比纵坡、超高渐变率大。     

交通荷载轴载谱参数的确定及分析

对在某高速公路上收集到的动态称重数据分析后确定了其全部的轴载谱参数,发现其轴载位于重轴区间的比例要大于美国全国的代表值,反映了我国高速公路的重载交通性质。利用该文轴载谱和美国代表轴载谱进行了当量轴载换算和路面性能预测,并对结果进行了比较,显示了文中轴载谱对路面较大的破坏作用,也体现了利用轴载谱方法分析重载交通的优越性,为在我国开发基于轴载谱的路面设计方法提供了基础数据。     

水泥混凝土路面临界荷位研究

基于Winkler弹性地基模型假设,结合多轴化、重载化的交通运载趋势,考虑不同温度梯度对水泥混凝土路面受力情况的影响,对各种车型位于不同荷载作用位置时的水泥混凝土路面受力状态进行有限元分析,确定不同荷载应力与温度应力耦合作用下水泥混凝土路面的临界荷位,为采用不同设计标准的各种设计方法提出选取临界荷位的合理建议。结果表明,若以板中荷载疲劳应力破坏为设计标准,当水泥混凝土路面处于正温度梯度或零温度梯度时,其临界荷位为车辆载重轴作用于纵缝边缘中部位置;当水泥混凝土路面处于负温度梯度时,临界荷位为车辆相邻两轴作用于同一块路面板的前后两端位置;若以板角挠度破坏为设计标准,无论水泥混凝土路面处于何种温度梯度,临界荷位均为载重轴作用于靠近角隅的板边横缝边缘。     

超载作用对高速公路路面结构的影响分析

通过轴栽换算,分析了轴栽质量对路面结构的破坏程度,并以广东某高速公路为例,对超载作用下的路面结构进行了受力状况分析.结果表明,车辆轴重超载对路面结构的损坏程度随轴栽的增加呈指数级增大,路表弯沉及各层应力则基本呈线性增大;严重的超载对路面结构的损坏极大,在所测最大轴载作用下,沥青路面路表弯沉值甚至达到设计值的19倍之多,...     

考虑公路等级的沥青路面性能衰变预测方法

为了研究沥青路面使用性能的衰变规律,准确预测未来路面病害发展状况。根据沥青路面面层厚度、基层厚度的不同,将某省国省干线2011—2014年路面病害检测数据进行归类,分别采用4种路面性能衰变模型,以时间和累计当量轴次作为自变量进行回归分析,根据回归模型预测了2015年路面PCI(路面损坏状况指数)值,与实际检测值进行了对比。结果表明:在不同类别中,以累计当量轴次为自变量时,拟合的衰变曲线相关系数均高于以时间为自变量的模型;在2015年路面状况预测值与实际值的对比分析中,高速公路指数形模型的差值最小,其他等级公路S形模型相对较好,但整体情况劣于高速公路;因此,对于高速公路路面性能,推荐采用累计当量轴次为自变量的指数形模型进行预测;对于其他等级公路,推荐采用累计当量轴次为自变量的S形模型进行预测。     

基于AASHTO力学-经验法的柔性路面设计

该文以哥斯达黎加某主干公路项目为依托,采用哥斯达黎加交通部公布的交通调查报告和车型轴次换算系数ELAF计算累积当量轴次ESAL,依据AASHTO 1993和中美洲路面设计指南进行路面结构设计,并考虑适宜施工厚度和经济性,拟定路面结构层组合。根据哥斯达黎加交通部部长办公室路面结构设计指导性文件的要求,采用力学-经验法对路面疲劳开裂和永久变形进行验证,确定路面结构。     

轴载车型选择对路面结构设计的影响

文中介绍了轴载换算的意义、轴载换算的机理和交通统计车型及路面设计汽车的分类情况,分析了汽车型号选择对水泥混凝土路面结构设计的影响,并对轴载换算提出了建议,以提高路面的使用寿命。     

路面管理系统的车辆轴载调查分析

结合上海市公路路面－桥梁管理系统研究，对车辆轴载进行了调查方案设计，数据调查和数据分析。通过交通量观测资料推算路面标准轴载换算次数，得出了不同交通特征道路，不同路面结构类型的车辆轴载换算系数，同时提出了路面管理系统的车辆荷载分级标准。     

路面载重车辆的荷载特征

在收集了我国公路上行驶的单、双后轴整车型的载重车辆轴载资料的基础上,参考国家现行轴限规定与轮胎型号等标准,从路面结构设计的角度上对轴载、轮胎气压、接地压力、轴型参数等荷载特征参数进行了整理分析,采用统计回归方法找到了特征参数的规律和相互关系,进而提出了供路面结构设计的轴型参数:双轮间距、轮距、轴距按额定轴载进行分级的建议表,以及以后轴额定轴载和轴载实载率为自变参量的轮胎接地压力的统一回归式和回归系数,讨论了现行沥青路面结构分析中双轮中心距取3倍荷载当量圆半径宜根据额定轴载和轴载实载率确定适用范围。此研究结果为提高路面结构分析精度提供了可靠的荷载特征参数依据。     

半刚性基层沥青路面交通荷载适应能力分析

根据路面状况和车辆轴载的长期检测数据,以及路面养护维修历史数据,分析了几种典型路面结构下路面破损状况、路面平整度、路面强度与累计当量轴次之间的关系。根据所得到的典型路面结构的使用性能变化规律,分别按路面破损状况、平整度、强度指标估计路面结构能够承受的交通荷载作用次数,得到了典型半刚性沥青路面结构的交通荷载适应能力。     

面-基层间接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载的影响

通过对典型结构的理论分析．探讨沥青混凝土面层与半刚性基层之间的接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载的影响。计算与分析显示：对于给定的路面结构．存在一个极限轴载;面—基层间接触条件对极限轴载有重要影响,层间条件从连续到滑动的变化可以导致极限轴载降低大约40％;路面极限轴载与现实超载车辆轴载处于同一量级,所讨论结构在不同的接触条件下的极限轴载在183～399kN之间变化;虽然在某种意义上有破坏,半刚性沥青混凝土路面在极限轴载作用后不一定丧失承载能力。     

半刚性基层沥青路面重载标准的论证

该文通过对天津市滨海新区几条有代表性的干线道路的路面结构及交通组成的调查,确定该区域代表车型及荷载分布范围,同时通过力学计算,明确路面结构对轴载变化最敏感的范围,最后讨论了轴载变化对轴次换算、弯沉等路面设计指标的影响,确定了天津市滨海新区重载交通标准轴载,并提出了一种标准轴载的论证思路。