法國(guó)《典型路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》應(yīng)用解析

黎銳崢　王慧

摘 要：法國(guó)是在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用典型結(jié)構(gòu)法最有代表性的國(guó)家之一，按路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)圖卡選取路面結(jié)構(gòu)時(shí)，容易造成較大誤差，文章通過(guò)對(duì)路面典型結(jié)構(gòu)的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行分析，對(duì)其在應(yīng)用中的主要問(wèn)題進(jìn)行闡述，以供我國(guó)路面設(shè)計(jì)使用者參考。

關(guān)鍵詞：法國(guó)；路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)；應(yīng)用

中國(guó)路橋工程責(zé)任有限公司在海外不同國(guó)家擁有眾多工程項(xiàng)目，其中很多國(guó)家是原法屬國(guó)家，規(guī)范多采用法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“法標(biāo)”），很多項(xiàng)目按法標(biāo)路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)圖卡選取路面結(jié)構(gòu)，但由于各國(guó)交通量組成與法國(guó)（路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)）的組成相差較大，在取用過(guò)程中容易造成較大誤差。文章通過(guò)對(duì)路面典型結(jié)構(gòu)的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行分析，對(duì)其在應(yīng)用中的主要問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 法國(guó)路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)概況

法國(guó)是在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用典型結(jié)構(gòu)法最有代表性的國(guó)家之一。1977、1998年分別出版了兩版國(guó)家公路網(wǎng)新建路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)-《CATALOGUE 1998》，手冊(cè)共由以下五部分組成：結(jié)構(gòu)性路網(wǎng)道路（VRS）路面結(jié)構(gòu)卡片，非結(jié)構(gòu)性路網(wǎng)道路（VRNS）路面結(jié)構(gòu)卡片，使用說(shuō)明，計(jì)算假定和參數(shù)，附錄。采用典型路面結(jié)構(gòu)手冊(cè)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：向設(shè)計(jì)工程師推薦經(jīng)過(guò)國(guó)家級(jí)經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)和預(yù)先計(jì)算的結(jié)構(gòu)；使工程師從復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算中解脫出來(lái)，擺脫可能掩蓋輸入值不準(zhǔn)確情況的純數(shù)學(xué)計(jì)算；充分考慮了與施工條件有關(guān)的質(zhì)量因素的影響；結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，能促進(jìn)工業(yè)化施工，并有利于積累技術(shù)資料；材料標(biāo)準(zhǔn)化，便于生產(chǎn)和采購(gòu)質(zhì)量控制。

2 路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)設(shè)計(jì)步驟

2.1 設(shè)計(jì)步驟。法國(guó)國(guó)家公路網(wǎng)的公路（國(guó)道和非特許經(jīng)營(yíng)高速公路），必須嚴(yán)格按《新建路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)》進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其主要設(shè)計(jì)步驟見(jiàn)圖1。

圖1 新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟示意圖

在查取卡片過(guò)程中，確定交通量等級(jí)最為關(guān)鍵，可以通過(guò)設(shè)計(jì)車(chē)道上載重汽車(chē)?yán)塾?jì)交通量或累計(jì)當(dāng)量軸次兩種方式。下面分述。

2.2 按累計(jì)交通量等級(jí)。（1）交通量計(jì)算依據(jù)。載重汽車(chē)定義如下：法定的載荷總重量為35KN以上的汽車(chē)（PTAC）。（2）行車(chē)道載重交通量分布。單向雙車(chē)道：90%的載重卡車(chē)都在右車(chē)道；單向三車(chē)道：80%的載重卡車(chē)在右車(chē)道，20%在中間車(chē)道。（3）累計(jì)交通量：TCi20或30=365×T×C，式中：

T為最大負(fù)載車(chē)道投入使用一年內(nèi)載重卡車(chē)交通量，C=d+t×d×（d-1）/2，d為路面起始尺寸時(shí)的壽命，t為載重交通量年線性增長(zhǎng)率/100。根據(jù)以上公式，計(jì)算的累計(jì)交通量等級(jí)由表1可以查出交通量等級(jí)。（t）存在問(wèn)題。從上面的計(jì)算過(guò)程可以看出，累計(jì)交通量等級(jí)計(jì)算了車(chē)道上載重汽車(chē)數(shù)量之和，與載重汽車(chē)軸載譜無(wú)直接關(guān)系。路面典型結(jié)構(gòu)如此分類(lèi)依托在各種車(chē)輛類(lèi)型基本固定的基礎(chǔ)之上，所以法國(guó)路面典型結(jié)構(gòu)應(yīng)用與其他國(guó)家的時(shí)候，尤其是車(chē)輛軸載普與法國(guó)差別大的國(guó)家的時(shí)候應(yīng)慎重。

表1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的交通量等級(jí)

2.3 按累計(jì)當(dāng)量軸次。（1）路面典型結(jié)構(gòu)累計(jì)軸載：NE=Tci20或30×CAM，式中：NE為累計(jì)當(dāng)量軸次，CAM為一輛重型汽車(chē)平均的結(jié)構(gòu)性的系數(shù)。CAM取值根據(jù)表2。

表2 CAM 取值

表2所列的系數(shù)值，是在對(duì)法國(guó)重型汽車(chē)交通量分析站收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理取得全部的損傷系數(shù)后得出的，所以該參數(shù)對(duì)法國(guó)國(guó)內(nèi)的公路具有較好的針對(duì)性，而將法標(biāo)應(yīng)用與其他國(guó)家時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析該國(guó)與法國(guó)軸載進(jìn)行對(duì)比，要不容易造成較大誤差，甚至在法國(guó)國(guó)內(nèi)部分公路也會(huì)有較大偏差。（2）采用公式進(jìn)行累計(jì)軸載計(jì)算。下面分別按照法標(biāo)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的軸載換算公式對(duì)35KN、80KN、130KN的軸載進(jìn)行換算。法標(biāo)軸載換算系數(shù)d=（P/130）1/b×K，國(guó)標(biāo)軸載換算公式N=C1C2ni（Pi/P）4.35（8），軸載換算結(jié)果見(jiàn)表3。（3）存在問(wèn)題。從上表可以看出，不同軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載（對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損傷）結(jié)果差別非常巨大，針對(duì)不同路面結(jié)構(gòu)分別是十倍、一千倍甚至千萬(wàn)倍以上，所以重型汽車(chē)平均的結(jié)構(gòu)性的系數(shù)CAM是一個(gè)非常綜合的系數(shù)，根據(jù)路面典型結(jié)構(gòu)累計(jì)當(dāng)量軸次的計(jì)算方法同樣不具備普遍應(yīng)用性。

表3 軸載換算結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

除了要考慮公路政策、地域環(huán)境、氣候條件、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等因素以外，采用路面典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是材料生產(chǎn)、施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定。典型結(jié)構(gòu)法是一個(gè)在嚴(yán)密的政策、嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E保證下的完整體系。同時(shí)，法標(biāo)中凍融驗(yàn)算也是法國(guó)路面設(shè)計(jì)的一個(gè)特色，是典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)的重要內(nèi)容之一，它最終導(dǎo)致路面厚度增大。《新建路面典型結(jié)構(gòu)手冊(cè)》是一個(gè)便利確定路面結(jié)構(gòu)的工具書(shū)，在應(yīng)用的時(shí)候應(yīng)充分了解其計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)、過(guò)程等，才不至于選用過(guò)分保守或者安全儲(chǔ)備不足的路面結(jié)構(gòu)，尤其是將其應(yīng)用與其他國(guó)家時(shí)，更應(yīng)注意分析，并通過(guò)專(zhuān)用的路面計(jì)算程序進(jìn)行驗(yàn)算。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黎銳崢（1980-），男，工程師，廣西南寧人，主要從事公路設(shè)計(jì)工作。