法国《典型路面结构设计手册》应用解析

路桥科技　２０１４年第２４期Ｉ科技创新与应用　法国《典型路面结构设计手册》应用解析　黎锐峥　王慧　（中国路桥工程有限责任公司，北京１０００１１）　摘要：法国是在路面结构设计中采用典型结构法最有代表性的国家之一，按路面典型结构手册图卡选取路面结构时，容易造成　较大误差，文章通过对路面典型结构的计算过程进行分析，对其在应用中的主要问题进行阐述，以供我国路面设计使用者参考。　关键词：法国；路面典型结构手册；应用　中国路桥工程责任有限公司在海外不同国家拥有众多工程项　目，其中很多国家是原法属国家，规范多采用法国标准（以下简称　“法标”），很多项目按法标路面典型结构手册图卡选取路面结构，但　由于各国交通量组成与法国（路面典型结构手册）的组成相差较大，　所以法国路面典型结构应用与其他国家的时候，尤其是车辆轴载普　与法国差别大的国家的时候应慎重。　表１路面结构设计手册中的交通量等级　交通量（ＰＬ／日／方向）　３５　８５　２００　５∞　Ｉ２００　３Ｏ∞　７０Ｏ０　在取用过程中容易造成较大误差。文章通过对路面典型结构的计算　过程进行分析，对其在应用中的主要问题进行阐述。　１法国路面典型结构手册概况　法国是在路面结构设计中采用典型结构法最有代表性的国家　之一。１９７７、１９９８年分别出版了两版国家公路网新建路面典型结构　手册一（＜ＣＡＴＡＬＯＧＵＥ　１９９８）），手册共由以下五部分组成：结构性路网　道路（ＶＲＳ）路面结构卡片，非结构性路网道路（ＶＲＮＳ）路面结构卡　片，使用说明，计算假定和参数，附录。采用典型路面结构手册进行　工程设计具有以下优点：向设计工程师推荐经过国家级经验、试验　和预先计算的结构；使工程师从复杂的数学计算中解脱出来，摆脱　可能掩盖输入值不准确情况的纯数学计算；充分考虑了与施工条件　有关的质量因素的影响；结构标准化，能促进工业化施工，并有利于　积累技术资料；材料标准化，便于生产和采购质量控制。　２路面典型结构手册设计步骤　２．１设计步骤。法国国家公路网的公路（国道和非特许经营高　速公路），必须严格按《新建路面典型结构手册》进行路面结构设计，　其主要设计步骤见图１。　图１新建路面结构设计步骤示意图　在查取卡片过程中，确定交通量等级最为关键，可以通过设计　车道上载重汽车累计交通量或累计当量轴次两种方式。下面分述。　２．２按累计交通量等级。（１）交通量计算依据。载重汽车定义如　下：法定的载荷总重量为３５ＫＮ以上的汽车（ＰＴＡｃ）。（２）行车道载重　交通量分布。单向双车道：９０％的载重卡车都在右车道；单向三车　道：８０％的载重卡车在右车道，２０％在中间车道。（３）累计交通量：　ＴＣｉ２０女￣＝３６５ｘＴｘＣ，式中：　Ｔ为最大负载车道投入使用一年内载重卡车交通量，Ｃ＝ｄ＋ｔｘｄｘ　（ｄ－１）／２，ｄ为路面起始尺寸时的寿命，ｔ为载重交通量年线性增长４／　１００。根据以上公式，计算的累计交通量等级由表１可以查出交通量　等级。（ｔ）存在问题。从上面的计算过程可以看出，累计交通量等级　计算了车道上载重汽车数量之和，与载重汽车轴载谱无直接关系。　路面典型结构如此分类依托在各种车辆类型基本固定的基础之上，　累计交通量等级　ＴＣ２ｓｏ　ＴＣ３　ＴＣ４　ＴＣ５ｘ　ＴＣ６∞　ＴＣ７３ｏ　ＴＣ＆ｃ　厚层沥青　Ｑ　５　１．３　３　７．５　１８　４５　１０６　半刚性、混凝土基层　０．８　２　５　１２　２９　７３　１７１　组合式基层　Ｑ　８　２　４．５　ｌ１　２７　６８　１５８　２．３按累计当量轴次。（１）路面典型结构累计轴载：ＮＥ＝Ｔｃｉ　或　ｘ￣ｘＣＡＭ，式中：ＮＥ为累计当量轴次，ＣＡＭ为一辆重型汽车平均的结　构性的系数。ＣＡＭ取值根据表２。　袁２　ＣＡＭ取值　结构类型　道路类别　ＶＲＳ　ＶＲＮＳ　厚沥青结构　Ｏ．８　０．５　ＧＮＴ／ＧＮＴ　ｌ　复合结构　１＿２　Ｏ．７５　半刚性与混凝土　１．３　Ｏ．８　表２所列的系数值，是在对法国重型汽车交通量分析站收集的　数据进行分析整理取得全部的损伤系数后得出的，所以该参数对法　国国内的公路具有较好的针对性，而将法标应用与其他国家时，应　认真分析该国与法国轴载进行对比，要不容易造成较大误差，甚至　在法国国内部分公路也会有较大偏差。（２）采用公式进行累计轴载　计算。下面分别按照法标和中国标准的轴载换算公式对３５ＫＮ、　８０ＫＮ、１３０ＫＮ的轴载进行换算。法标轴载换算系数ｄ＝（Ｐ／１３０）　Ｋ，　国标轴载换算公式Ｎ＝Ｃ。Ｃ２ｎ　（Ｐｉ／Ｐ）　，轴载换算结果见表３。（３）存　在问题。从上表可以看出，不同轴载换算成标准轴载（对路面结构的　损伤）结果差别非常巨大，针对不同路面结构分别是十倍、一千倍甚　至千万倍以上，所以重型汽车平均的结构性的系数ＣＡＭ是一个非　常综合的系数，根据路面典型结构累计当量轴次的计算方法同样不　具备普遍应用性。　表３轴载换算结果　轴载（ＫＮ）　法标公式　国标公式　功霄由竿伯基层ｌ水睨惮自基层　沥青层底拉应力Ｉ半刚性层底拉应力　３５　０．００１４　Ｉ　２．８３Ｅ－０９　０．００３３　１　０．００００３　８０　０．０８８３　１　０．０００７　０．１２１０　１　０．０２０５７　１３０　Ｉ　ｌ　ｉ　ｌ　Ｉ　ｉ　３结束语　除了要考虑公路、地域环境、气候条件、建设和养护费用等　因素以外，采用路面典型结构的基础是材料生产、施工工艺的标准　化和质量的相对稳定。典型结构法是一个在严密的、严格的标　准和严谨的步骤保证下的完整体系。同时，法标中冻融验算也是法　国路面设计的一个特色，是典型结构手册的重要内容之一，它最终　导致路面厚度增大。《新建路面典型结构手册》是一个便利确定路面　结构的工具书，在应用的时候应充分了解其计算的基础参数、过程　等，才不至于选用过分保守或者安全储备不足的路面结构，尤其是　将其应用与其他国家时，更应注意分析，并通过专用的路面计算程　序进行验算。　参考文献　『１１沈金安．国外沥青路面设计方法总汇［Ｍ】．人民交通出版社，２００４．　『２１法国．Ｄ９８２８一国家公路网新型路面结构类型的分类ｆＭ１．１９９８．　『３］ＪＴＧ　Ｄ５０—２００６公路沥青路面设计规范［ｓ】．中华人民共和国交通　部．人民交通出版社，２００６．　作者简介：黎锐峥（１９８０一），男，工程师，广西南宁人，主要从事　公路设计工作。　－２２９—．