《甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究》

甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究

杨永红1王选仓1韩国杰2常学亮

31.长安大学公路学院，陕西西安71006

42.甘肃省交通厅，甘肃兰州730030

3.甘肃省交通科学研究所，甘肃兰州730050

摘要。基于甘肃黄土分布，通过详细调查和分析计算，进行了交通量等级和土基强度等级划分，实测影响路面设计的主要材料参数，提出了甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构，供设计单位选用，科学简便地解决了该地区的沥青路面设计问题。

关键词：交通量等级；设计参数；典型结构

0引言

甘肃省地处我国中部，东西长达1000多km，与其它各省相比较，地理、气候、地貌等特征较为复杂。黄土主要分布于省内中、东部地区，面积约12万km2。黄土地区典型的地貌是山大沟深、残塬、梁峁较多，给公路建设带来了一定困难。如按现行《公路沥青路面设计规范》进行沥青路面设计，特别是在高等级公路路面设计时，对于一个缺少经验的路面设计者，难以确切掌握，这将直接影响路面使用性能和工程造价。

1甘肃黄土地区高等级公路路面结构调查汇总

路面结构调查要求选择的路线及路段具有典型性，公路等级要求是二级或二级以上的新建或已建的路面结构，其施工质量达到一定的水平。

本文收集了近10年甘肃黄土地区的在建或已建高等级公路资料，共15条，其中高速公路有5条，一幅高速公路2条，一级公路1条，二级公路7条，如表1所示。

表1甘肃柔性路面结构调查汇总表

注。调研时间是在2000～2001年。

调查路段结论：

（1）本次调查涉及高速、一级、二级公路结构，对提出典型结构具有指导意义。

（2）高速公路路面结构，面层厚度15cm，基层底基层厚度总厚度40～60cm。调查还有2条一幅高速公路，面层厚度为7～10cm，基层厚度为37～44cm。

（3）一级公路路面结构，面层厚度12cm，基层底基层总厚度48cm（调查只有1条一级公路）。

（4）二级公路路面结构，面层厚度3～10cm，基层底基层总厚度34～51cm。

（5）调查的15个路段气候资料统计。极端最高气温在34～37.9℃，极端最低气温-27.1～-8.7℃，年降水量约为261.1～565.1mm，蒸发量为963.3～1879.9mm，年平均气温6.4～10.7℃。

（6）各路段沿线大部分为风积黄土和冲洪积黄土所覆盖，即主要为Ｑ3和Ｑ4第三系和第四系新黄土。

2道路使用情况分析

甘肃黄土地区的高等级公路路面结构和全国其它地区相差不大，尤其是高速公路，近几年才开始修建，路面结构型式单一，主要还在尝试阶段。二级公路有些路面采用次高级路面，随着以后的修建，沥青混凝土路面将成为主要的面层结构型式。基层和底基层主要采用半刚性材料，其强度高，适应甘肃的行车使用条件。现阶段半刚性基层沥青路面仍是甘肃黄土地区高等级公路路面的主要结构类型。

从本地区沥青路面使用状况调查资料可以看出，现已通车的公路，有的半刚性基层沥青路面在行车荷载和自然因素的作用下，出现了一些损坏。由于环境、材料组成、结构层组合、荷载、施工和养护等条件的变异，损坏的形态是多种多样的。从表面上看，有许多裂缝出现，也有各种类型的变形，如凹陷、隆起和车辙等。这些损坏现象，单独出现或几种形态同时出现。由于在黄土地区修路，路基土质一般为第

三、第四系黄土，虽然在干时有一定的结构强度，但浸水后在外荷载与土自重的作用下发生下沉，即湿陷。有些路段排水设施及坡面防护的结构不合理，遇水很容易对路基造成损坏，土基强度降低，发生沉陷而导致路面凹凸不平。

3交通分级

本文根据甘肃黄土地区交通量观测站调查资料、工程可行性研究报告和路面计算说明书等，共14条高等级公路，经大量计算确定了路面设计交通量取值范围，如表2所示。在此基础上综合考虑该省的交通发展状况，进行了交通分级。若一个车道的设计交通量为500辆/ｄ（bzz-100），年平均当量轴次增长率ｒ=7%，设计使用年限ｎ=12年，则有累计当量轴次高速公路二为：ne=3.26×106（轴次），结合表2所示设计交通量资料，在交通量等级划分中，分界线最小值取3.5×106（轴次）。

推荐路面典型结构适用范围：

（1）适用于甘肃省黄土地区高等级公路沥青路面，即适用于二级及二级以上公路设计年限内一个车道上的累计当量轴次为20×105～180×105的沥青路面设计。当设计年限内一个车道上的累计当量轴次ne>180×105时，路面结构厚度应另行计算确定。

（2）土基回弹模量Ｅ0