趙世樂， 萬 兵

中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙，410004

0 引 言

瀝青混凝土路面施工后應進行彎沉值的檢驗，彎沉值作為施工與質量驗收的主控項目是評定瀝青路面施工質量的重要指標[1]，其實測值應不大于驗收彎沉值，因此驗收彎沉值的確定顯得尤為重要。目前《城鎮(zhèn)道路路面設計規(guī)范》(CJJ 169—2012)對瀝青路面彎沉的檢測和驗收均進行了相應規(guī)定，對路表面彎沉檢測標準值即驗收彎沉值的確定也做了介紹，但不詳盡，也未給出計算算例，若設計人員對規(guī)范掌握不充分[2]，給出的路表面彎沉檢測標準值過小會導致施工質量要求過高，實際施工控制難以達到，造成不必要的浪費，反之則會導致施工質量難以保證，進而造成路面強度不足而過早破壞。因此，有必要就如何計算確定驗收彎沉值進行介紹。

1 計算理論介紹

目前城鎮(zhèn)道路瀝青混凝土路面的彎沉檢測標準值一般采用按最后確定的路面結構厚度與材料模量計算的路表面彎沉值，而路表面彎沉值的計算則采用雙圓垂直均布荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論進行計算，并引入彎沉綜合修正系數(shù)，將理論彎沉值進行修正，使計算彎沉值與實測彎沉值趨于接近實際[3，4]?！冻擎?zhèn)道路路面設計規(guī)范》(CJJ 169—2012)給出的具體計算圖如圖1所示[5]。

圖1 路面荷載布置與計算點示意圖

計算以雙輪組單軸載100 kN為標準軸載，輪胎接地壓強為0.7 MPa，單輪傳壓面當量圓直徑為21.3 cm(半徑為10.65 cm)，兩輪中心距為1.5倍單輪傳壓面當量圓直徑即31.95 cm。

路表面彎沉檢測標準值的計算點位置為雙輪隙中心點A，計算彎沉值應按下列公式計算：

(1)

(2)

(3)

式中：p為標準軸載下的輪胎接地壓強，0.7MPa；δ為當量圓半徑，10.65 cm；aw為理論彎沉系數(shù)；E0為路基回彈模量，MPa；E1、E2……En-1為各層材料回彈模量值，MPa；h1、h2……h(huán)n-1為各結構層設計厚度，cm；F為彎沉綜合修正系數(shù)。

2 公式推導、算例驗證及計算分析

2.1 公式推導

ls=llF

(4)

將式(4)帶入式(3)并化簡得：

(5)

式(5)即為路表面彎沉檢測標準值的最終計算公式，只需計算出理論彎沉值代入后即得最終的路表面彎沉檢測標準值，而理論彎沉值則可以通過雙層或多層連續(xù)體系表面垂直位移諾莫圖或其他能夠計算彈性層狀體系位移的力學計算軟件得到，也可采用有限元軟件分析得到。

2.2 算例驗證

某城鎮(zhèn)道路為主干路，設計速度50 km/h，項目位于江西省贛州市，交通荷載等級為重交通，擬采用瀝青混凝土路面結構，具體路面結構組成為：上面層為4 cm厚AC-13C細粒式瀝青混凝土，中面層為6 cm厚AC-20C中粒式瀝青混凝土，下面層為8 cm厚AC-25C粗粒式瀝青混凝土，上基層為17 cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石，下基層為17 cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石，底基層為17 cm厚4%水泥穩(wěn)定碎石，墊層為20 cm厚未篩分碎石，面層間設置黏層瀝青，上基層頂面設置乳化瀝青稀漿封層和透層。各結構層詳細計算參數(shù)見表1。

表1 路面結構參數(shù)表

按表1路面結構參數(shù)，將雙輪組單軸載100 kN分別作用在未篩分碎石頂面、底基層頂面、下基層頂面、上基層頂面、下面層頂面、中面層頂面、上面層頂面分別進行7次計算，即可得各結構層表面的理論彎沉，按式(5)對理論彎沉結果進行修正即得各結構層路表面彎沉檢測標準值。

本文采用彈性層狀體系計算軟件BISAR 3.0得到各結構層的理論彎沉值，然后采用手工修正得到各結構層路表面彎沉檢測標準值。為驗證結果的準確性，采用成熟商業(yè)路面結構計算軟件HPDS進行平行計算，具體計算結果見表2。

表2 路表彎沉檢測標準值計算結果

由上表可知，通過BISAR軟件計算出理論彎沉值后進行修正得到的路表彎沉檢測標準值與商業(yè)軟件HPDS的計算結果相差不大，基本相同，驗證了計算結果的準確性。

2.3 計算分析

為了解路基回彈模量、墊層厚度、墊層回彈模量變化對路表驗收彎沉值的影響，在保持其他各路面結構層計算參數(shù)不變的情況下，分別調整路基回彈模量、墊層厚度、墊層回彈模量，其路面頂面(上面層頂面)、基層頂面(上基層頂面)、底基層頂面的驗收彎沉值計算結果見表3。

表3 路基回彈模量、墊層厚度及模量變化下彎沉計算結果

在保持其他各路面結構層計算參數(shù)不變的情況下，分別調整路基回彈模量、墊層厚度、墊層回彈模量，其路面頂面(上面層頂面)、基層頂面(上基層頂面)、底基層頂面的驗收彎沉值變化趨勢圖如圖2所示。

圖2 路表彎沉隨路基回彈模量、墊層厚度及模量變化圖

根據(jù)上述圖表可得：隨著路基回彈模量、墊層厚度、墊層回彈模量的增長，面層、基層、底基層頂面驗收彎沉檢測標準值均不斷減小，相對來說面層頂面的驗收彎沉值變化速率最快，減小幅度最大。路基回彈模量的變化對面層、基層、底基層頂面的驗收彎沉檢測標準值影響最顯著，隨著路基回彈模量的提高，路表彎沉檢測標準值甚至可降低約50%，相對來說墊層厚度、墊層模量的變化對路表彎沉檢測標準值的影響較小。

另外，從計算結果表中可知，設置墊層時能顯著減小底基層頂面驗收彎沉檢測標準值，但上面層、上基層頂面驗收彎沉檢測標準值變化不大，減小作用不顯著。

3 結束語

本文介紹了目前城鎮(zhèn)道路路表彎沉檢測標準值計算的相關知識，并根據(jù)《城鎮(zhèn)道路路面設計規(guī)范》(CJJ 169—2012)給出了路表彎沉檢測標準值計算公式，推導出了路表彎沉檢測標準值的最終計算公式，另外本文還通過具體計算算例結合成熟商業(yè)軟件HPDS對算例的結果進行了平行計算，驗證了計算公式得正確性，同時，本文還分析了路面結構層參數(shù)如路基回彈模量、墊層厚度、墊層回彈模量的變化對驗收彎沉值的影響，為路表彎沉檢測標準值的計算提供了參考。