公路造價師

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公路造價工程師考試工程造價確定控制輔導

路基路面的強度控制參數(shù)的研究

一、主要研究目標和研究內容

本課題的主要研究目標是：1.對現(xiàn)有的實驗方法進行梳理，使之標準化;2.針對我國的氣候和材料特性提出材料參數(shù)的參考值;3.寫出指南，為規(guī)范修訂提供充足的依據(jù)。

主要研究內容包括：

1.根據(jù)氣候因素和路基路面材料的特點對其進行分區(qū)，提出氣候分區(qū)和材料分類。

2.路面使用現(xiàn)狀的調查和試驗：

(1)各種地質條件下，不同地區(qū)現(xiàn)有道路的結構，包括結構組合、結構層厚度以及各結構層材料類型;

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

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

(4)對現(xiàn)有道路的典型結構及結構層強度調查。包括結構層的現(xiàn)場試驗測量和芯樣的實驗室試驗評價。

3.根據(jù)氣候、土質、水文、交通和筑路材料的特性，通過現(xiàn)場調查和現(xiàn)場試驗，確定合理的路基路面強度控制參數(shù)(包括驗證已有參數(shù)的適用性及在必要時提出新的強度控制參數(shù))。

(1)根據(jù)不同地區(qū)的土壤和當?shù)刂凡牧系膹姸群吐酚锰匦?，結合交通要求和環(huán)境狀況確定合理的路基和路面各層材料的強度控制參數(shù);

(2)驗證路面結構整體強度控制參數(shù)——彎沉的適用性(測試方法和標準制定)，材料強度與結構強度關系研究;

(3)通過研究，盡可能將設計參數(shù)與施工檢測參數(shù)統(tǒng)一起來。

4.對目前應用的路基路面強度控制參數(shù)和標準進行驗證和修訂。

5.驗證或改進強度控制參數(shù)的測試(或檢測)方法，試驗方法標準化：

(1)根據(jù)上述研究成果及不同地區(qū)的氣候、土質和交通大小等特點，2012年公路造價師考試時間并結合目前測試儀器的使用情況對部分參數(shù)的測試或檢測方法進行改進，提出嚴格明確的試驗和測試條件，使試驗過程標準化;

(2)對測試儀器和方法進行改進或補充。

6.各類強度參數(shù)的實測和標準制定：

(1)路基路面強度控制標準的制定;考慮整體性能對材料參數(shù)的要求;

(2)同一控制參數(shù)不同測試方法之間的相關關系建立。

7.嘗試建立各層材料強度和結構整體強度之間的定性或定量關系，并與路面使用性能聯(lián)系起來。

8.最后針對不同地區(qū)的氣候土質水文狀況，歸納出一套完整的路基路面強度控制參數(shù)體系及標準，寫出使用指南。

二、主要研究成果

1.通過大量的現(xiàn)場調查和研究對瀝青路面的損壞進行了深入詳細的分析，發(fā)現(xiàn)了許多新的損壞機理和現(xiàn)象，將重交路面的損壞歸納為8種類型和4種模式;這對于我們更好地理解路面的損壞并提出對策具有重要意義。

2.在對瀝青路面溫度場進行大量實測的基礎上建立了瀝青路面溫度場預估模型;以此為基礎，提出了瀝青材料用于疲勞試驗的疲勞等效溫度和車轍預估等效溫度的確定方法;實例驗證結果表明，該方法與SHRP提出的方法具有較好的一致性。該項研究為各地根據(jù)溫度狀況確定路面設計參數(shù)提供了簡單實用的方法。

3.首次對瀝青混合料的抗剪切強度進行了研究，提出并建立了一種單軸貫入抗剪切試驗系統(tǒng)。與三軸試驗相比，單軸貫入試驗能夠更好地反映路面結構的受力狀態(tài)，能夠更好地辨別瀝青和集料的作用;該試驗與單軸壓縮試驗相結合，可以得出試驗中集料和瀝青的性能。

4.針對現(xiàn)有水穩(wěn)定性試驗方法不能反映瀝青混合料在整個使用過程中水穩(wěn)定性能這一缺陷，本研究設計了一種新型瀝青混合料全過程水穩(wěn)定性試驗評價方法，可以用混合料老化來模擬瀝青路面在不同階段的路用性能，延伸了評價的范圍，實際驗證結果較好。

5.考慮到現(xiàn)行瀝青路面規(guī)范F修正公式對柔性基層和粒料基層應用的局限性，本研究通過足尺試驗和實際工程試驗，提出了新的建議F修正公式，以適應于不同結構的路面，并考慮了不同的路面結構層數(shù)，供設計與竣工驗收參考。

6.實際輪胎的接地壓力分布非常復雜，本研究設計了一種胎壓測試系統(tǒng)，進行了輕型車和重型車、新輪胎和舊輪胎等不同工況的大量測試，給出了各種工況的接觸壓力分布，為在路面設計中更好地反映車輛荷載的作用提供了堅實的基礎。

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

8.根據(jù)大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)調查和分析，首次建立了能夠反映路面的現(xiàn)場疲勞特性的現(xiàn)場疲勞方程，并通過與國外設計方法的疲勞方程的對比，說明了結構行為分析法與國際現(xiàn)行的設計方法具有內在的一致性，為瀝青路面設計提供了新的理念和方法。

三、推廣及應用前景

本研究成果對瀝青路面設計規(guī)范的修訂具有重要的指導意義，對促進瀝青路面技術發(fā)展和提高瀝青路面使用性能和壽命，也將具有深遠的歷史和現(xiàn)實意義。道路的損壞意味著養(yǎng)護維修費用和車輛運營費用的增加，該研究成果的推廣有望在延緩道路損壞、延長道路壽命方面起到積極作用，因此其潛在的社會效益和經(jīng)濟效益是巨大的、長遠的。該項目成果已在二級及二級以上(尤其是重交通)的道路中推廣應用

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