法國《典型路面結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》應(yīng)用解析

黎銳崢　王慧

摘 要：法國是在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用典型結(jié)構(gòu)法最有代表性的國家之一，按路面典型結(jié)構(gòu)手冊圖卡選取路面結(jié)構(gòu)時，容易造成較大誤差，文章通過對路面典型結(jié)構(gòu)的計算過程進(jìn)行分析，對其在應(yīng)用中的主要問題進(jìn)行闡述，以供我國路面設(shè)計使用者參考。

關(guān)鍵詞：法國；路面典型結(jié)構(gòu)手冊；應(yīng)用

中國路橋工程責(zé)任有限公司在海外不同國家擁有眾多工程項目，其中很多國家是原法屬國家，規(guī)范多采用法國標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱“法標(biāo)”），很多項目按法標(biāo)路面典型結(jié)構(gòu)手冊圖卡選取路面結(jié)構(gòu)，但由于各國交通量組成與法國（路面典型結(jié)構(gòu)手冊）的組成相差較大，在取用過程中容易造成較大誤差。文章通過對路面典型結(jié)構(gòu)的計算過程進(jìn)行分析，對其在應(yīng)用中的主要問題進(jìn)行闡述。

1 法國路面典型結(jié)構(gòu)手冊概況

法國是在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用典型結(jié)構(gòu)法最有代表性的國家之一。1977、1998年分別出版了兩版國家公路網(wǎng)新建路面典型結(jié)構(gòu)手冊-《CATALOGUE 1998》，手冊共由以下五部分組成：結(jié)構(gòu)性路網(wǎng)道路（VRS）路面結(jié)構(gòu)卡片，非結(jié)構(gòu)性路網(wǎng)道路（VRNS）路面結(jié)構(gòu)卡片，使用說明，計算假定和參數(shù)，附錄。采用典型路面結(jié)構(gòu)手冊進(jìn)行工程設(shè)計具有以下優(yōu)點：向設(shè)計工程師推薦經(jīng)過國家級經(jīng)驗、試驗和預(yù)先計算的結(jié)構(gòu)；使工程師從復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算中解脫出來，擺脫可能掩蓋輸入值不準(zhǔn)確情況的純數(shù)學(xué)計算；充分考慮了與施工條件有關(guān)的質(zhì)量因素的影響；結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，能促進(jìn)工業(yè)化施工，并有利于積累技術(shù)資料；材料標(biāo)準(zhǔn)化，便于生產(chǎn)和采購質(zhì)量控制。

2 路面典型結(jié)構(gòu)手冊設(shè)計步驟

2.1 設(shè)計步驟。法國國家公路網(wǎng)的公路（國道和非特許經(jīng)營高速公路），必須嚴(yán)格按《新建路面典型結(jié)構(gòu)手冊》進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，其主要設(shè)計步驟見圖1。

圖1 新建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟示意圖

在查取卡片過程中，確定交通量等級最為關(guān)鍵，可以通過設(shè)計車道上載重汽車?yán)塾嫿煌炕蚶塾嫯?dāng)量軸次兩種方式。下面分述。

2.2 按累計交通量等級。（1）交通量計算依據(jù)。載重汽車定義如下：法定的載荷總重量為35KN以上的汽車（PTAC）。（2）行車道載重交通量分布。單向雙車道：90%的載重卡車都在右車道；單向三車道：80%的載重卡車在右車道，20%在中間車道。（3）累計交通量：TCi20或30=365×T×C，式中：

T為最大負(fù)載車道投入使用一年內(nèi)載重卡車交通量，C=d+t×d×（d-1）/2，d為路面起始尺寸時的壽命，t為載重交通量年線性增長率/100。根據(jù)以上公式，計算的累計交通量等級由表1可以查出交通量等級。（t）存在問題。從上面的計算過程可以看出，累計交通量等級計算了車道上載重汽車數(shù)量之和，與載重汽車軸載譜無直接關(guān)系。路面典型結(jié)構(gòu)如此分類依托在各種車輛類型基本固定的基礎(chǔ)之上，所以法國路面典型結(jié)構(gòu)應(yīng)用與其他國家的時候，尤其是車輛軸載普與法國差別大的國家的時候應(yīng)慎重。

表1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊中的交通量等級

2.3 按累計當(dāng)量軸次。（1）路面典型結(jié)構(gòu)累計軸載：NE=Tci20或30×CAM，式中：NE為累計當(dāng)量軸次，CAM為一輛重型汽車平均的結(jié)構(gòu)性的系數(shù)。CAM取值根據(jù)表2。

表2 CAM 取值

表2所列的系數(shù)值，是在對法國重型汽車交通量分析站收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理取得全部的損傷系數(shù)后得出的，所以該參數(shù)對法國國內(nèi)的公路具有較好的針對性，而將法標(biāo)應(yīng)用與其他國家時，應(yīng)認(rèn)真分析該國與法國軸載進(jìn)行對比，要不容易造成較大誤差，甚至在法國國內(nèi)部分公路也會有較大偏差。（2）采用公式進(jìn)行累計軸載計算。下面分別按照法標(biāo)和中國標(biāo)準(zhǔn)的軸載換算公式對35KN、80KN、130KN的軸載進(jìn)行換算。法標(biāo)軸載換算系數(shù)d=（P/130）1/b×K，國標(biāo)軸載換算公式N=C1C2ni（Pi/P）4.35（8），軸載換算結(jié)果見表3。（3）存在問題。從上表可以看出，不同軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載（對路面結(jié)構(gòu)的損傷）結(jié)果差別非常巨大，針對不同路面結(jié)構(gòu)分別是十倍、一千倍甚至千萬倍以上，所以重型汽車平均的結(jié)構(gòu)性的系數(shù)CAM是一個非常綜合的系數(shù)，根據(jù)路面典型結(jié)構(gòu)累計當(dāng)量軸次的計算方法同樣不具備普遍應(yīng)用性。

表3 軸載換算結(jié)果

3 結(jié)束語

除了要考慮公路政策、地域環(huán)境、氣候條件、建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費用等因素以外，采用路面典型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是材料生產(chǎn)、施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量的相對穩(wěn)定。典型結(jié)構(gòu)法是一個在嚴(yán)密的政策、嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E保證下的完整體系。同時，法標(biāo)中凍融驗算也是法國路面設(shè)計的一個特色，是典型結(jié)構(gòu)手冊的重要內(nèi)容之一，它最終導(dǎo)致路面厚度增大?！缎陆访娴湫徒Y(jié)構(gòu)手冊》是一個便利確定路面結(jié)構(gòu)的工具書，在應(yīng)用的時候應(yīng)充分了解其計算的基礎(chǔ)參數(shù)、過程等，才不至于選用過分保守或者安全儲備不足的路面結(jié)構(gòu)，尤其是將其應(yīng)用與其他國家時，更應(yīng)注意分析，并通過專用的路面計算程序進(jìn)行驗算。

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作者簡介：黎銳崢（1980-），男，工程師，廣西南寧人，主要從事公路設(shè)計工作。