路面设计原理与方法 上述轴载换算公式,仅适用于单轴轴载小于130KN的各种车型的轴载换算 轴载换算公式,问题颇受国际上的关注,在第十八届世界道路会议上,对半刚性基层沥 青路面结构采用轴载比(P/P)的公式时,奥地利认为指数用70:法国认为指数用10.0: 澳大利亚认为指数用12。会议结论:该指数应根据路面结构层的不同组合和材料性质决定 从我国路面结构的实际情况出发,一般以路表容许弯沉值为路面结构厚度计算的控制指标 轴载换算公式宜用公式(2-34)。当半刚性基层沥青路面需验算拉力时,宜用公式(2-35)。 第三节水泥混凝土路面轴载换算方法 不同轴载间作用次数的换算所依据的是等效原则,即同一路面结构在不同轴载作用下达 到相同的疲劳损坏程度, AASHO给出了以P=18000磅(82吨)为标准轴载,以PSI为等 效指标(采用2.5或20)的轴载换算公式: 式中:P1s和P1分别为标准和第i级的轴重 此式几乎成了各国通用的、唯一的换算公式,但它所依据的疲劳损坏概念和指标主要适 于 AASHO法 许多国家的理论法中所使用的疲劳方程是根据室内小梁试验并以开裂作为疲劳损坏标 准而得到的,故与 AASHO的轴载换算公式不相匹配。因此,许多国家利用 Miner定律来估 计路面的总疲劳消耗,从而避开了轴载换算问题。但在确定路面厚度时,这样的做法不够直 观、不够简便。其实,根据同一个疲劳损坏标准和相应的疲劳方程是可以按等效原则导岀与 匹配的轴载换算公式的。由于遵循了同一个疲劳方程和线性迭加原则,按这种换算式估计 出的总疲劳影响,与按Mner定律计算的结果是等价的。 (一)疲劳方程 由室内小梁疲劳试验结果整理疲劳方程时,大都采用单对数的形式,见式(2-37);也 有人采用双对数的形式,如式(2-38) Blog M (2-37) O a-B log N (2-38) 式中,o和N为重复应力和重复次数,a、B、a1、β1为回归常数 出于推演轴载换算公式的方便,一般采用双对数形式。对小梁疲劳试验结果进行重新整 理后,得出式(2-39) lgN=1171-19115l1g (2-39)(R=0.95,=0.348) 或 =00613-00523lgN (2-40) 实验结果和回归方程可以看出,双对数回归方程的相关性和拟合度相当令人满意。 (二)应力公式 影响疲劳寿命的关键因素是重复应力的级位(应力比),而目前用于混凝土路面回归应力分 析的有限元法无法提供一个一般的应力解析式,所以,只能通过对其计算结果的轴载分析, 建立经验回归方程。 影响应力大小的因素有轮(轴)载、板厚、地基和板的弹性模量、轮压面直径等。在有 限元分析中,已为各级轴载匹配了相应的轮压面直径。故选择应力公式形式 F=A (2-41) h 而地基和板的弹性模量主要在回归系数A、m和n上反映 应用单、双两种轴载作用于板横缝边缘种板中部时的有限元计算结果,按式(2-41)的 第15路面设计原理与方法 第15页 上述轴载换算公式，仅适用于单轴轴载小于 130KN 的各种车型的轴载换算。 轴载换算公式，问题颇受国际上的关注，在第十八届世界道路会议上，对半刚性基层沥 青路面结构采用轴载比（Pi/sP）的公式时，奥地利认为指数用 7.0；法国认为指数用 10.0； 澳大利亚认为指数用 12。会议结论：该指数应根据路面结构层的不同组合和材料性质决定。 从我国路面结构的实际情况出发，一般以路表容许弯沉值为路面结构厚度计算的控制指标， 轴载换算公式宜用公式（2－34）。当半刚性基层沥青路面需验算拉力时，宜用公式（2－35）。 第三节 水泥混凝土路面轴载换算方法 不同轴载间作用次数的换算所依据的是等效原则，即同一路面结构在不同轴载作用下达 到相同的疲劳损坏程度，AASHO 给出了以 P＝18000 磅（8.2 吨）为标准轴载，以 PSI 为等 效指标（采用 2.5 或 2.0）的轴载换算公式： f P P i s =       1 4 （2-36） 式中：P1s 和 Pi 分别为标准和第 i 级的轴重。 此式几乎成了各国通用的、唯一的换算公式，但它所依据的疲劳损坏概念和指标主要适 于 AASHO 法。 许多国家的理论法中所使用的疲劳方程是根据室内小梁试验并以开裂作为疲劳损坏标 准而得到的，故与 AASHO 的轴载换算公式不相匹配。因此，许多国家利用 Miner 定律来估 计路面的总疲劳消耗，从而避开了轴载换算问题。但在确定路面厚度时，这样的做法不够直 观、不够简便。其实，根据同一个疲劳损坏标准和相应的疲劳方程是可以按等效原则导出与 之匹配的轴载换算公式的。由于遵循了同一个疲劳方程和线性迭加原则，按这种换算式估计 出的总疲劳影响，与按 Miner 定律计算的结果是等价的。 （一）疲劳方程 由室内小梁疲劳试验结果整理疲劳方程时，大都采用单对数的形式，见式（2-37）；也 有人采用双对数的形式，如式（2-38）：     f s = − log N （2-37） log log     f s N       = 1 − 1 （2-38） 式中，σf和 N 为重复应力和重复次数，α、β、α1、β1 为 回归常数。 出于推演轴载换算公式的方便，一般采用双对数形式。对小梁疲劳试验结果进行重新整 理后，得出式(2-39)。 lg N . . lg f s = 1171−191151   (2-39)(R=0.95,S=0.348) 或 lg . . lg   f s N       = 0 0613− 0 0523 （2-40） 实验结果和回归方程可以看出，双对数回归方程的相关性和拟合度相当令人满意。 （二）应力公式 影响疲劳寿命的关键因素是重复应力的级位（应力比），而目前用于混凝土路面回归应力分 析的有限元法无法提供一个一般的应力解析式，所以， 只能通过对其计算结果的轴载分析， 建立经验回归方程。 影响应力大小的因素有轮（轴）载、板厚、地基和板的弹性模量、轮压面直径等。在有 限元分析中，已为各级轴载匹配了相应的轮压面直径。故选择应力公式形式：  = A P h n m （2-41） 而地基和板的弹性模量主要在回归系数 A、m 和 n 上反映。 应用单、双两种轴载作用于板横缝边缘种板中部时的有限元计算结果，按式（2-41）的