加筋有铺砌道路的设计优化方法

设计方法可分两种情况，即延长寿命设计法和确定基层厚度的设计法。这里只简单介绍Tensar的减薄基层厚度设计方法和Carroll的基层加筋设计法。

11.4.4.1　Tensar减薄基层厚度的设计法

设计步骤如下。

（1）确定路面结构形式、沥青层和粒料基层厚度各为h1、h2。

（2）确定沥青层的层系数α1[见图11.34（a）]，粒料基层的层系数α2[见图11.34（b）]，或由式：a2=0.249lgEBS-0.977确定，其中EBS为基层弹性模量，土基的回弹模量MR，排水参数m2（m2的建议值如表11.7所示）。

（3）计算整体结构数SN。

（4）确定标准变异S0（对于柔性路面，S0通常取0.44～0.49）。

（5）确定可靠度水平R，R的建议值如表11.8所示，确定对应于R的标准ZR，ZR与R的关系如表11.9所示。

图11.34　结构层系数

（a）密实级配沥青混凝土结构层系数；（b）粒料基层结构层系数

表11.7　排水参数m2的建议值（AASHTO，1993）

表11.8　可靠度水平R建议值

表11.9　ZR与R对应关系

（6）确定最初服务性指数与最终服务性指数的差值ΔPSI，ΔPSI范围通常在1.7～2.2之间。

（7）估计年平均等效单轴荷载80kN通过次数ESAL。(www.xing528.com)

（8）选择Tensar BR1或BR2格栅，由图11.35确定TBR，其中TBR为交通获益比。

图11.35

（a）车辙深度3/4英寸TBR与基层厚度；（b）车辙深度1英寸TBR与基层厚度；
（c）车辙深度5/4英寸TBR与基层厚度

（9）计算加筋后路面寿命（W18）R。

（10）计算满足（W18）R所要求的结构数SNBR。

（11）利用不加筋设计时确定的a、a2、m2和沥青层厚度h1，求加筋时基层厚度h2（BR）。

（12）对比加筋、不加筋设计的经济性。

11.4.4.2　Carroll的基层加筋设计方法

利用结构数的概念，Carroll定义的不加筋路段结构数为

式中：SN为结构数；ai为层系数（沥青层为0.4，粒料基层为0.14）；hi为各层厚度，mm。

根据路基土CBR试验得出的土基承载值S，可以得出80kN轴载的等效单轴荷载数。从而得出格栅加筋的结构数SN及加筋与不加筋路段的比率，这与加筋基层厚度呈线性关系。格栅位于底部或中间，虽然比率的值不同，但是都有同样的趋势。利用这种关系可以将加筋与不加筋基层厚度进行转化。图11.36所示的为Carroll给出的设计图。

图11.36　Tensar BX1100格栅加筋基层设计图

需要注意的是Carroll所用的格栅为Tensar BX1100格栅，由于其他的格栅难与之等效，因而应根据试验来确定加筋与不加筋基层厚度的转化关系。