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公路造價(jià)工程師考試工程造價(jià)確定控制輔導(dǎo)

路基路面的強(qiáng)度控制參數(shù)的研究

一、主要研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容

本課題的主要研究目標(biāo)是：1.對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行梳理，使之標(biāo)準(zhǔn)化;2.針對(duì)我國(guó)的氣候和材料特性提出材料參數(shù)的參考值;3.寫(xiě)出指南，為規(guī)范修訂提供充足的依據(jù)。

主要研究?jī)?nèi)容包括：

1.根據(jù)氣候因素和路基路面材料的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分區(qū)，提出氣候分區(qū)和材料分類(lèi)。

2.路面使用現(xiàn)狀的調(diào)查和試驗(yàn)：

(1)各種地質(zhì)條件下，不同地區(qū)現(xiàn)有道路的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)組合、結(jié)構(gòu)層厚度以及各結(jié)構(gòu)層材料類(lèi)型;

(2)不同使用年限的現(xiàn)有道路的服務(wù)水平和使用狀況，包括PCI、RQI、AADT等，以了解道路使用要求;

(3)現(xiàn)有道路主要損壞類(lèi)型和原因調(diào)查。包括損壞的類(lèi)型、損壞程度、損壞范圍、原因等，以了解道路損壞特點(diǎn);

(4)對(duì)現(xiàn)有道路的典型結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度調(diào)查。包括結(jié)構(gòu)層的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)量和芯樣的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)評(píng)價(jià)。

3.根據(jù)氣候、土質(zhì)、水文、交通和筑路材料的特性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定合理的路基路面強(qiáng)度控制參數(shù)(包括驗(yàn)證已有參數(shù)的適用性及在必要時(shí)提出新的強(qiáng)度控制參數(shù))。

(1)根據(jù)不同地區(qū)的土壤和當(dāng)?shù)刂凡牧系膹?qiáng)度和路用特性，結(jié)合交通要求和環(huán)境狀況確定合理的路基和路面各層材料的強(qiáng)度控制參數(shù);

(2)驗(yàn)證路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度控制參數(shù)——彎沉的適用性(測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)制定)，材料強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度關(guān)系研究;

(3)通過(guò)研究，盡可能將設(shè)計(jì)參數(shù)與施工檢測(cè)參數(shù)統(tǒng)一起來(lái)。

4.對(duì)目前應(yīng)用的路基路面強(qiáng)度控制參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證和修訂。

5.驗(yàn)證或改進(jìn)強(qiáng)度控制參數(shù)的測(cè)試(或檢測(cè))方法，試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化：

(1)根據(jù)上述研究成果及不同地區(qū)的氣候、土質(zhì)和交通大小等特點(diǎn)，2012年公路造價(jià)師考試時(shí)間并結(jié)合目前測(cè)試儀器的使用情況對(duì)部分參數(shù)的測(cè)試或檢測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)，提出嚴(yán)格明確的試驗(yàn)和測(cè)試條件，使試驗(yàn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化;

(2)對(duì)測(cè)試儀器和方法進(jìn)行改進(jìn)或補(bǔ)充。

6.各類(lèi)強(qiáng)度參數(shù)的實(shí)測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)制定：

(1)路基路面強(qiáng)度控制標(biāo)準(zhǔn)的制定;考慮整體性能對(duì)材料參數(shù)的要求;

(2)同一控制參數(shù)不同測(cè)試方法之間的相關(guān)關(guān)系建立。

7.嘗試建立各層材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度之間的定性或定量關(guān)系，并與路面使用性能聯(lián)系起來(lái)。

8.最后針對(duì)不同地區(qū)的氣候土質(zhì)水文狀況，歸納出一套完整的路基路面強(qiáng)度控制參數(shù)體系及標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)出使用指南。

二、主要研究成果

1.通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和研究對(duì)瀝青路面的損壞進(jìn)行了深入詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)了許多新的損壞機(jī)理和現(xiàn)象，將重交路面的損壞歸納為8種類(lèi)型和4種模式;這對(duì)于我們更好地理解路面的損壞并提出對(duì)策具有重要意義。

2.在對(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)進(jìn)行大量實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上建立了瀝青路面溫度場(chǎng)預(yù)估模型;以此為基礎(chǔ)，提出了瀝青材料用于疲勞試驗(yàn)的疲勞等效溫度和車(chē)轍預(yù)估等效溫度的確定方法;實(shí)例驗(yàn)證結(jié)果表明，該方法與SHRP提出的方法具有較好的一致性。該項(xiàng)研究為各地根據(jù)溫度狀況確定路面設(shè)計(jì)參數(shù)提供了簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。

3.首次對(duì)瀝青混合料的抗剪切強(qiáng)度進(jìn)行了研究，提出并建立了一種單軸貫入抗剪切試驗(yàn)系統(tǒng)。與三軸試驗(yàn)相比，單軸貫入試驗(yàn)?zāi)軌蚋玫胤从陈访娼Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，能夠更好地辨別瀝青和集料的作用;該試驗(yàn)與單軸壓縮試驗(yàn)相結(jié)合，可以得出試驗(yàn)中集料和瀝青的性能。

4.針對(duì)現(xiàn)有水穩(wěn)定性試驗(yàn)方法不能反映瀝青混合料在整個(gè)使用過(guò)程中水穩(wěn)定性能這一缺陷，本研究設(shè)計(jì)了一種新型瀝青混合料全過(guò)程水穩(wěn)定性試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，可以用混合料老化來(lái)模擬瀝青路面在不同階段的路用性能，延伸了評(píng)價(jià)的范圍，實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果較好。

5.考慮到現(xiàn)行瀝青路面規(guī)范F修正公式對(duì)柔性基層和粒料基層應(yīng)用的局限性，本研究通過(guò)足尺試驗(yàn)和實(shí)際工程試驗(yàn)，提出了新的建議F修正公式，以適應(yīng)于不同結(jié)構(gòu)的路面，并考慮了不同的路面結(jié)構(gòu)層數(shù)，供設(shè)計(jì)與竣工驗(yàn)收參考。

6.實(shí)際輪胎的接地壓力分布非常復(fù)雜，本研究設(shè)計(jì)了一種胎壓測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行了輕型車(chē)和重型車(chē)、新輪胎和舊輪胎等不同工況的大量測(cè)試，給出了各種工況的接觸壓力分布，為在路面設(shè)計(jì)中更好地反映車(chē)輛荷載的作用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

7.通過(guò)對(duì)幾條典型高速公路各車(chē)道的輪跡橫向分布調(diào)查和交通組成分析，提出了考慮不同情況下的高速公路瀝青路面不同車(chē)道數(shù)的車(chē)道系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)軸載輪跡橫向分布系數(shù)的推薦值，為更科學(xué)合理地確定等效標(biāo)準(zhǔn)軸次提供了可能，彌補(bǔ)了現(xiàn)行規(guī)范的不足。

8.根據(jù)大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)調(diào)查和分析，首次建立了能夠反映路面的現(xiàn)場(chǎng)疲勞特性的現(xiàn)場(chǎng)疲勞方程，并通過(guò)與國(guó)外設(shè)計(jì)方法的疲勞方程的對(duì)比，說(shuō)明了結(jié)構(gòu)行為分析法與國(guó)際現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法具有內(nèi)在的一致性，為瀝青路面設(shè)計(jì)提供了新的理念和方法。

三、推廣及應(yīng)用前景

本研究成果對(duì)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂具有重要的指導(dǎo)意義，對(duì)促進(jìn)瀝青路面技術(shù)發(fā)展和提高瀝青路面使用性能和壽命，也將具有深遠(yuǎn)的歷史和現(xiàn)實(shí)意義。道路的損壞意味著養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和車(chē)輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的增加，該研究成果的推廣有望在延緩道路損壞、延長(zhǎng)道路壽命方面起到積極作用，因此其潛在的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是巨大的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的。該項(xiàng)目成果已在二級(jí)及二級(jí)以上(尤其是重交通)的道路中推廣應(yīng)用

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