文档介绍：高速公路路面结构破损分析
田中敏弘" 阿部胜义®
佐藤正和® 神谷惠三3
内容摘要：高速公路使用十多年后，有时产生路面结构性破损而必须变更厚度，正常条件下， 作为路面结构应能提供长期稳定的路面，无需变更厚度，本文通过高速公路汽车轴载、交通量和路面 结构破损关系调查，分析了长寿命路面结构的条件。
关键词：路面结构沥青路面破损调查 FWD调查弯沉值安全性调查
⑴、⑶、⑷中日本高速公路公司中央研究所道路研究部路面研究室研究员、主任、室长。
⑵东H本高速公路公司北海道分公司札幌管理事务所养护科长。
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沥青路面的破损，有从因沥青老化产生的表面开裂，到产生沥青层(表层、面层+沥 青稳定处理基层，以下称As层)整体开裂，需要更换整个沥青层等不同程度的破损。本 文将需更换沥青层的破损定义为“结构性破损”。近年来，原道路公团(JH)管理的高速公 路路面，有发生路面结构性破损的工程例，在工程费用和交通运行方面带来了很大的社 会损失。和桥梁、隧道一样，长期稳定的路面结构也是必不可少的。
国外报告中Newcomb。重视高速公路的路面破损的更换和修补工程带来的社会损失， 提出了确保一定的路面厚度和路面材料质量的设计方法，对应于表层和面层老化状况， 以定期更换为前提，确保路面与半永久构造物有同等的耐久性。
旧JH沥青路面结构采用CBR—TA设计方法，设计年限取10年，对累计交通量和路 面结构破损，虽缺少比较分析事例，但意味深长的是大多数路段仍保持良好状态，20年 以上未作沥青层的更换。
本研究参照Newcomb报告的精神，确保适当的路面厚度，沥青层底面变形水平取定 值，以半永久性路面结构为目标，对高速公路进行分析，分析程序如下：
累计交通量中为了提高累计10t换算轴数的换算精度，依据高速公路主线设置的 轴重仪数据，按车道推算轴载换算系数。
为了定量地确定FWD测点路面破损状态，确定了五种破损差别，据此对FWD测点 破损状态进行分类。
整理10t累计轴数、破损类别、FWD弯沉值、As层底面变形量的关系，作为长期 稳定路面结构的条件。
1、累计交通量评价
在整理累计交通量和路面结构破损的关系中，准确地算出设计轴数是非常重要的。
本研究对累计交通量米用旧JH《设计要领》第一集“路面篇”以10t换算累计轴数进行 评价，10t累计轴数用下式计算：
lot换算轴数二大型车交通量灯＞＜ lot轴换算系数 ⑴"
*1：大型车指普通货车和公交车，、,对路面破坏 作用极小，所以仅算大型车。
根据1972年〜1980年东名高速公路轴重测定结果，取轴载换算系数=0. 85o为了得出 正确的10t轴载换算系数，根据近年东名高速公路（清木〜静岡）、名神高速公路（京都南〜 茨木）上、下行车道和山阳公路（河曲〜西条）上行线主线上设置的轴重计观测数据，修正 了大型车和10t轴载换算系数的关系。数据整理方法是分别以主线轴重计的数据中提出单 轴、双轴、三轴车的合计轴重和通过轴数，按⑵式求得每台大型车的10t轴载换算系数： 工＜7阿
每台大型车的lot轴载换算系数二 ⑵
K
式中：单轴at = /10）4
双轴匕十'/町
三轴勺=（»'/26）
P：——单轴轴重（t）；
P-——双轴的各计轴重（t）；
P-——三轴的各计轴重（t）；
Mt——轴重£、”、”'（t）的通过轴数（轴）；
K——气、”、测定时的大型车数量（辆）对不同车道实际轴载比例，根据单向 主线轴重计的实际数据，主车道：超车道=7： 3,据此可从两个互通枢纽交通量，算出每 个车道的大型车交通量，根据图-1所示回归式可算出符合实际交通状况的精度较高的10t 轴载换算系数。
y=3E-07x
R2=
)769
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每个车道的大型车交通量（100万辆/年）
图-I大型车交通量和lot轴载换算系数的关系
2、路面破损程度的定量评价
通常采用FWD弯沉值作为具体路段破损程度定量评价标准，但这种方法现在尚未被 确认。这里依据FWD测定的弯沉值，用FWD破损率，作为评价路面结构破损的定量指标, 进行破损程度的分类。
在路面结构破损程度量化中，结构良好和结构破损的定义如表T所列。
表-1路面结构良好和结构破损的定义
项目
路面层位
弹性模量设定值（MPa）
内容
结构良好
沥青面层
& 000
反映新路实测值
基层
5,000
底基层
150〜2, 000
路床
60 〜300
结构破损
沥青面层
5