2.1 标准轴载
现行规范中,采用双轮组单轴载100 kN作为标准轴载进行路面设计[8],以BZZ-100表示，计算参数见表1.
表1 标准轴载计算参数
Table 1 Calculation parameters of standard axle load
标准轴载BZZ-100标准轴载/kN100轮胎接地胎压/MPa0.70传压面当量圆直径(d)/cm21.30两轮中心距/cm1.5d
2.2 当量轴次
当以设计弯沉值及沥青层层底拉应力为指标时,将各级轴载换算成标准轴载P的当量轴次N,公式如下
N=∑C1C2ni
(1)
式中:N为以设计弯沉值和沥青层层底拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次,次/d;ni为被换算车型的各级轴载作用次数,次/d;P为标准轴载,kN;Pi为被换算车型的各级荷载,kN;C1为被换算车型的轴数系数,当轴间距≥3 m时,按单独的轴载计算,当轴间距<3>C1=1+1.2(m-1)计算双轴或多轴的轴数系数,其中m为轴数;C2为被换算车型轮组系数,双轮组、单轮组和四轮组分别为1.0、 6.4和0.38;K为被换算车型的轴载级别.
当设计指标为半刚性材料层的拉应力时,当量轴次N′计算式为
(2)
式中:N′为以半刚性材料层的拉应力为指标时的标准轴载的当量轴次,次为被换算车型的轴数系数,当轴间距<3>计算双轴或多轴的轴数系数,其中m为轴数为被换算车型轮组系数,单轮组、双轮组和四轮组分别为18.5、1.0和0.09.其他符号参照式(1).
2.3 设计指标
结合现行规范,按照高等级重交通沥青路面的受力及破坏特型,把设计弯沉值作为路面厚度设计的标准,以层底拉应力作为检验指标.
2.3.1 设计弯沉值
根据行业标准JTG D50-2006,计算设计弯沉值为
(3)
式中:ld为设计弯沉值,0.01 mm;Ne为一个车道设计年限内的累计当量轴次,次/车道;Ac为公路等级系数;As为面层类型系数;Ab为路面结构类型系数.
2.3.2 结构层层底拉应力
设计或验证指标为沥青混凝土面层、半刚性材料基层和底基层的拉应力时,确定材料容许拉应力为
(4)
式中:σR为路面结构层材料的容许拉应力,MPa;σS为沥青混凝土、半刚性材料的极限劈裂强度,MPa;KS为抗拉强度结构系数.
2.4 交通参数
使用期内标准轴载的累计作用次数是路面设计时需要考虑的主要设计参数之一.因此,需通过调查收集交通量和车辆轴载方面的信息,确定标准轴载作用次数.
2.4.1 轴载累计作用次数
设计车道在设计使用期内的标准轴载累计作用次数为
(5)
式中:Ne为一个车道在设计年限内的累计当量轴次,次/车道;t为设计年限,年;N1为运行首年双向日平均当量轴次,次/d;γ为交通量在设计年限内的平均年增长率,%;η为车道系数,具体见表2.
表2 车道系数
Table 2 Lane coefficient
车道特征η车道特征η双向单车道1.0双向六车道0.3～0.4双向两车道0.6～0.7双向八车道0.25～0.35双向四车道0.4～0.5——
2.4.2 交通量的平均增长率及车道系数
交通量在设计年限内的平均增长率γ可根据项目可行性研究报告等材料,经分析处理确定[9].车道系数η按照表2选用.公路没有分隔时,车道系数宽应取大值,车道数越多,车道系数取值越小.
2.5 交通等级
依据规定交通量划分为4个等级见表3.在计算出累计当量轴次Ne后设计时选择一个较高的交通等级作为沥青路面设计交通等级.
表3 交通等级
Table 3 Traffic levels
交通等级BZZ-100条件时Ne/(次·车道-1)大型客车及中型以上货车交通量/(辆·(d·车道)-1)轻交通<><><><><><>