徐顯芬

中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司 貴州貴陽 550081

水利水電工程場內(nèi)道路使用年限短，行車速度慢，荷載集中于施工期，通行車輛軸載大，施工結(jié)束幾乎無車輛通行；道路等級低，對應(yīng)公路中四級公路[1-2]。

1 設(shè)計軸載累計作用次數(shù)的確定

文獻[5]1987年頒布后至今未更新，場內(nèi)道路一直采用文獻[5]和《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》配合設(shè)計。

文獻[3]以設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計軸載累計作用下荷載疲勞應(yīng)力遞增、溫度疲勞應(yīng)力、最重軸載最大應(yīng)力、溫度最大應(yīng)力進行路面設(shè)計。文獻[4][5]以設(shè)計使用年限內(nèi)設(shè)計軸載累計作用下混凝土抗折疲勞強度遞減、設(shè)計軸載最大應(yīng)力進行路面設(shè)計。

進行路面設(shè)計需確定設(shè)計軸載和設(shè)計軸載累計作用次數(shù)，設(shè)計軸載與通行汽車有關(guān)，設(shè)計軸載累計作用次數(shù)與全年工作日數(shù)、日交通量有關(guān)[3-5]。下圖為某水庫大壩土石方填筑強度曲線，高峰期施工強度為9.77萬m3/月，文獻[1]以此確定小時行車密度，用于確定道路寬度，全年不盡相同且無規(guī)律性；年運量為施工高峰期年累計運量，各年不盡相同且無規(guī)律性；施工采用幾班制各項目不盡相同且無規(guī)律性。

若用小時行車密度和年運量計算設(shè)計軸載累計作用次數(shù)，確定平均日交通量需假定施工期平均行車密度、日工作班制，年工作日數(shù)、運輸材料密度、運輸汽車型號、施工工期等，假定條件過多，不利于工程應(yīng)用。

根據(jù)施工組織設(shè)計，場內(nèi)某道路總運量和運輸汽車型號可確定，用除以汽車載重即可得汽車行駛次數(shù)，進而推導(dǎo)出設(shè)計軸載累計作用次數(shù)，減少了需要假定的條件，簡化了計算，流程如下：

注：計算荷載應(yīng)力考慮了超載系數(shù)[5]，此處不予考慮。

施工運輸常用自卸汽車、混凝土罐車、大件運輸掛車。路面破壞主要為行駛頻繁的自卸汽車和混凝土罐車荷載反復(fù)作用的疲勞破壞，若取行駛頻率小的大件運輸掛車軸載為設(shè)計軸載，此軸載與行駛頻繁的自卸汽車和混凝土罐車軸載相差大時，因中11冪次導(dǎo)致變小而失真，故取行駛頻繁的自卸汽車或混凝土罐車載重時最重軸載為設(shè)計軸載。各級軸載換算為設(shè)計軸載累計作用次數(shù)：

2 設(shè)計軸載的確定

文獻[5]中自卸汽車為兩軸，軸載大，而今場內(nèi)道路用自卸汽車多為3軸或4軸，軸載減小[6-8]。如表1，現(xiàn)行20t自卸汽車軸數(shù)增加，最重軸載約為文獻[5]軸載的1/2。當(dāng)?shù)缆房傔\量一定，兩種自卸汽車運輸次數(shù)相同，路面設(shè)計采用文獻[5]自卸汽車，必因設(shè)計軸載大而采用較厚路面，造成資源浪費。文獻[5]87年頒布后，自卸汽車不斷更新，而文獻[5]未更新，因此必須對用現(xiàn)有自卸汽車運輸時路面設(shè)計進行完善，見表1。

表1 20t自卸汽車參數(shù)對比表

3 結(jié)語

（1）路面破壞形式主要為荷載疲勞破壞，以行駛頻繁汽車最重軸載為設(shè)計軸載。

（2）場內(nèi)道路年運量各年不盡相同，小時行車密度全年不盡相同，且無規(guī)律性，可根據(jù)道路總運量按公式1、公式2確定設(shè)計軸載累計作用次數(shù)。

（3）現(xiàn)行自卸汽車軸數(shù)增加，軸載減小，用文獻[5]自卸汽車進行路面設(shè)計，必因軸載大采用較厚路面，造成資源浪費，必須對用現(xiàn)有自卸汽車運輸時路面設(shè)計進行完善。

（4）為避免單次最大荷載應(yīng)力造成路面極限破壞，應(yīng)考慮所有通行車輛中最重軸載最大荷載應(yīng)力。