作者简介：胡标（1990—）,男,本科,中级工程师（一级建造师）,从事公路工程设计事情。;
0 弁言
近年来，随着交通量、载重量的不断增大，现役沥青路面呈现出超负荷运营状态，路面利用性能严重低落，已无法知足当前日益繁重的交通运输需求。部分道路由于重载交通过多造成路面破坏，因此，现阶段全国各地均在对现有国省干线进行风雅化设计和路面修复养护设计。根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）干系规定，仅明确了100 k N标准轴载打算方法及对应的二级公路沥青路面设计标准，而针对标准范围外的重载交通轴载换算并未给出解释。因此，如何科学完善标准轴载打算公式，得到准确、有效的重载交通浸染下累计轴载次数及路面弯沉值，已成为当前重载交通条件下沥青路面设计的重中之重[1]。为此，该文依托某二级公路工程实践，详细探究了重载交通环境下沥青路面构造设计，具有主要意义。
1 重载交通对沥青路面的影响1.1 对路面疲倦寿命的影响累计当量轴次是影响沥青路面疲倦寿命的主要指标。公路路面承受的车辆荷载形式多样，应换算出标准轴载，并将其他形式的轴载浸染次数统一转换成标准轴载次数。干系规范规定，当打算沥青底层拉应力与设计弯沉值时，标准轴载及当量轴次换算应根据式（1）进行换算：
式中，N——标准轴次（次/d);Ni——需换算车辆轴次（次/d);Pi——需换算车辆轴载（k N);P——标准轴载（k N);C1——轴数系数；C2——轮组系数。
通过式（1）能够看出，随着需换算车辆轴载的增大，标准轴次呈4.35次方增大，充分表明重载对沥青路面毁坏程度较大。为有效探究重载对二级公路沥青路面疲倦寿命的影响，在已知道路初期交通量的条件下，利用式（1）分别求出空载、满载、超载50%、80%、100%平分歧状态下沥青路面换算系数，从而得到标准轴次及累计标准轴次，并通过反算求出道路设计利用年限[2]。
二级公路沥青路面设计利用年限为12年，当交通量增长率为5%时，其车道系数为0.5。按照标准轴载换算数据，当车辆超载率不断增加时，各种形式的汽车换算系数显著增大；个中，超载率为20%、50%、80%、100%条件下，对应的汽车换算系数为满载条件下的2.21倍、5.83倍、12.89倍、20.39倍。按照公式（1）求出的二级公路沥青路面标准轴次、累计标准轴次、利用年限值如表1所示：
表1 标准轴次、累计标准轴次和利用寿命 下载原图
通过表1能够看出：当车辆超载率逐渐增加时，二级公路沥青路面标准轴次、累计标准轴次逐渐增加。以满载条件下累计标准轴次为标准进行二级公路沥青路面设计，当超载20%、50%、80%、100%时，其利用年限依次为9.0年、4.0年、2.0年和1.5年。
1.2 对基层受力的影响当车辆轴载增加时，沥青路面弯沉显著增大，基层应力浸染同步增大。根据二级公路沥青路面构造特点，采取弹性层状构造打算轴载，并分别求出道路各构造层拉应力大小。
打算结果显示：
(1）随着轴载浸染的不断增加，二级公路基层、底基层拉应力均高于100 k N标准轴载的拉应力。
(2）当车辆轴载达到120 k N、150 k N时，其基底拉应力为标准轴载状态下的1.2倍、1.5倍。
(3）随着路基弹性模量的增加，基层底部拉应力呈现低落趋势，充分证明土基弹性模量对路面应力分布具有主要影响[3,4]。
1.3 对路面厚度的影响
设计规范给出的标准轴载为100 k N，轮压为0.7 MPa，而二级公路运营时轴载浸染及轮压均超过标准范围。因此，应按照实际轴载与标准轴载浸染下，基层底部受力相同的事理确定沥青路面厚度，详细数据如表2所示：
表2 路面构造层厚度确定结果 下载原图
通过表2能够看出：
(1）当汽车轴载以20 k N标准递增时，各构造层干系指标同步增加20%。
(2）轴载由100 k N增至200 k N时，为确保实际轴载与标准轴载条件下路面构造层应力相同，底基层厚度需增加31 cm。
2 工程概况某公路工程采取二级公路设计标准，其一期项目K29+000～K54+800区段于2013年投入运营，道路运营期间，由于车辆载重量日益增大，道路表面产生了不同程度的车辙、开裂、坑槽等质量病害，给交通安全造成严重威胁。导致路面病害的成分较多，但设计成分是重中之重。因此，在该公路二期项目设计时，结合该公路一期沥青路面实际情形，对沥青路面构造履行优化，以有效防止类似病害发生。
2021年9月对二期项目K61+421、K84+227位置车流量、轴载情形履行调查统计，韶光为3 d。结果显示，两位置总车流量为23 448辆，以6轴车为主，比重高达70.2%，其次为2轴车、轿车；个中6轴车超载比例为198%,5轴车为177%,4轴车为145%,3轴车为178%,2轴车为144%。
3 轴载换算结合该公路实际运营状况，以重载、非重载两种状况分别对不同车型履行轴载换算。重载车辆紧张指标定轴载累计值的逐渐增加，结合理论运算及实际检测数据，二级公路沥青路面轴载累计值相较于标准公式求出的轴载累计值较大。经转换后轴载打算公式如下：
式中，m——超载率，结合实际检测情形，该工程m=0.12；别的指标含义与式（1）相同。
对非重载车辆持续3 d监测结果进行剖析，其当量轴次与轴型浸染次数之间的关系如表3～5所示。该公路车流量为3 644辆/d，经换算得到标准轴次为21 579次/d。利用公式（2）对重载、非重载条件下各种车型轴载履行换算，求出两种情形下汽车24 h累计标准轴次N为50 389次[5]。
4 路面设计4.1 累计当量轴次及路面弯沉根据上述累计标准当量轴次打算数据，该工程沥青路面设计利用年限为12年，后续车流量以4%逐年递增，按照干系打算标准，求出重载及非重载条件下累计当量轴次Ne依次为129 880 596次、73 160 515次[6,7,8]。
按照干系设计标准，重载、非重载两种情形下，该工程沥青路面弯沉值依次为22.03(0.01 mm）、24.04(0.01 mm）。
4.2 路面构造设计按照调查统计得到的该工程车流量、轴载次数等干系指标，进行沥青路面构造设计。标准轴载取BZZ-100，利用年限为12年，路基回填模量为40 MPa。在忽略重载浸染条件下，拟建道路路面构造设计为4层，弯沉LD=24.04(0.01 mm），自上而下构造分布为40 mm厚细粒式SMA沥青混凝土、60 mm厚中粒式沥青混凝土、320 mm厚水泥稳定碎石、180 mm厚填隙碎石层，各层次弹性模量分别为11 000 MPa、10 000 MPa、7 500 MPa、250 MPa。路面检测弯沉为Ls=24(0.01 mm),Ls≤LD，以是，理论弯沉知足标准哀求。
表3 单轴浸染次数与当量轴次的关系 下载原图
表4 二联轴浸染次数与当量轴次的关系 下载原图
表5 三联轴浸染次数与当量轴次的关系 下载原图
重载浸染条件下，拟建道路路面构造设计为4层，弯沉LD=22.03(0.01 mm），自上而下构造分布为40 mm厚细粒式SMA沥青混凝土、60 mm厚中粒式沥青混凝土、360 mm厚水泥稳定碎石、200 mm厚填隙碎石层，各层次弹性模量分别为11 000 MPa、10 000 MPa、7 500 MPa、250 MPa。路面检测弯沉为Ls=22(0.01 mm),Ls≤LD，以是，理论弯沉知足标准哀求[9,10]。
5 结语综上所述，重载交通对沥青路面构造受力、疲倦寿命、构造层厚度及路面弯沉具有主要影响。重载车辆轴载浸染显著高于设计标准哀求，导致二级公路沥青路面累计轴载次数显著增加，使道路产生较为严重的质量病害，影响道路利用功能与运营年限。传统道路设计未考虑重载交通浸染，导致沥青路面极易产生早期质量病害。为担保重载交通条件下二级公路沥青路面运营年限知足干系规范哀求，需适当增加路面构造层厚度。通过增加路面构造层厚度，能有效防止重载交通条件下沥青路面产生早期毁坏，增强道路承载性能，提高沥青路面构造设计科学性，延长道路利用年限，从根本上担保公路工程培植的经济和社会效益。
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