关设计指标的规定,进行路表弯沉和基层层底拉应力计算。根据国内外大量研究资料表明路
表的临界弯沉为
2mm,根据本研究排水基层试验结果可知基层层底允许拉应力的控制值为
1.OMPa。
对于验算点的位置,单轮主要验算轮中心处
D1(弯沉)、D2(拉应力);双轮主要验算轮中
心处
S1(弯沉)、S2(拉应力)以及两轮中间位的 S1’(弯沉)、S2’(拉应力),以两者较大值作为计
算结果。
2.2 计算结果与分析
通过不同参数组合进行结构计算,结果列于表
2。基层底面拉应力都随土基模量的增加
而降低,随着基层厚度的增加而降低。在
1t 轴载作用条件下,基层底面的拉应力变化范围
在
0.038MPa~0.097MPa 之间,均为<0.1MPa,远小于基层允许抗拉强度;当荷载出现 6t
的情况下,基层底拉应力为
0.223MPa~O.552MPa,相应都为 1t 条件下的 5.8 倍左右;在
10t 荷载作用情况下,基层底拉应力为 6t 条件下的 1.6 倍,为 1t 条件下的 9.5 倍,在土基模
量
Eo=5MPa 时,基层底拉应力为 0.907MPa,略小于 1MPa 的基层材料性能要求。因此,在
土基模量为
5MPa~20MPa、基层厚度在 l0cm~25cm、车辆轴载在 1t~l0t 时,基对于路表弯
沉指标而言,情况就各不相同。对于
1t 荷载情况,在土基模量为 5MPa~20MPa 的条件下,
其变化在
12~38(0.0lmm)较小的范围之内,均能满足路表弯沉的要求;对于 6t 荷载而言,
若土基模量为
5MPa 时,基层应要保证有 20cm 的厚度;若有 l0t 荷载出现(例大卡车调头等),
在土基模量为
10MPa 条件下,基层厚度最好能保证 25cm。
在常规结构设计时,土基模量
Eo 一般都给出一个固定的设计值,而施工现场通常不去
测定人行道土基的回弹模量,也不会对人行道土基进行处理,它是否能满足设计值的要求
往往不太清楚,基层厚度还是按设计
(或经验)选用,最终在车辆荷载作用下导致人行道的
过早损坏。
通过上述计算和分析可知,基层厚度的确定,主要取决于土基模量和荷载情况,应该
将两项指标进行综合考虑。现将对于不同的土基模量、不同的荷载情况,基层厚度选用参考
值列于表
3。在使用时应首先要确定(或现场测试)现场土基模量值,如果达不到设计要求,
就应对土基进行处理或增加基层的厚度;第二,应考虑人行道的使用环境,例如,在一些
没有护拦、花坛等出现车辆停放在人行道上的路段,应统计或估计可能出现停放车辆的最大
荷载,最终确定基层的选用厚度。
3.结语
目前,对于人行道结构的计算分析,在城市道路设计规范中还没有依据,通过大量国
内外资料的查阅,利用弹性层状体系理论分析能够符合实际工程的精度要求。运用
BISAR
3.0 的弹性层状体系计算程序进行结构计算和分析,对于基层底面拉应力指标均能满足控
制要求;对表面弯沉指标控制而言,应该综合考虑现场土基模量和荷载情况,从而选定基
层的厚度,以确保人行道的使用寿命。