浅析中法高速公路路面设计规范差异
浅析中法高速公路路面设计规范差异
发表时间：2017-09-01T15:30:59.287Z  来源：《防护工程》2017年第9期作者：李彬
[导读] 笔者根据所在项目设计过程中的学习认识和体会。
中交一公局海外事业部中非公司喀麦隆雅杜高速项目北京  100000
摘要：在 “走出去”战略的影响下，越来越多的中国路桥建设单位参与到非洲国家基础建设项目上来。在法语区非洲普遍使用法国规范进行路桥建设，因此了解和使用法国规范进行项目的管理、设计和施工的重要性日益提高。笔者根据所在项目设计过程中的学习认识和体会，来浅谈一下中法高速公路路面设计规范的差异以及法国路面设计规范中的新思想和新理念。
关键词：中法规范；高速公路；路面设计
喀麦隆雅杜高速公路根据业主要求采用法国规范进行建设，迫使参与本项目建设的管理、设计和施工单位了解并熟悉法国规范。在项目的实施过程中了解到中法规范是两个完全不同的体系，本文就路面设计部分进行讨论，分析中法高速公路在路面设计规范中的差异和法国路面设计规范中体现的新思想和新理念。
1 中法路面设计规范的差异
1.1 规范体系差异
1.1.1 法国规范体系
法国规范中相关的标准性条文主要出自法国标准化协会（AFNOR），其他很多技术性规定出自全国性以及地方性的技术部门，如公路与高速公路研究所（SETRA）、道路与桥梁研究中心（LCPC）、设备技术研究中心（CETE）、和地区道路与桥梁试验室（LR）等。
法国规范主要可以分为两大类，结构设计类和材料设计类。法国沥青路面结构设计基础性的规范有“Conception et Dimensionnement des Structures de Chaussée(1994)”，路面结构尺寸设计构思与尺寸测量（94规范）以及“Catalogue des Structures Type de Chaussée Neuves (1998 SETRA/LCPC)”，新型道路类型结构卡片（98规范），材料设计类针对每个类型的路面材料单独成册。
1.1.2 中国规范体系
中国关于路面设计的规范体系相对来说更加简明，规范体系分为基础类、设计类、施工类、试验检测类、现场检测类、养护类等。
1.2 中国路面设计规范体系
关于路面设计指标和理论在相应的设计规范中都有明确的阐述，而对于材料的各种技术性能指标，中国规范在施工技术规范中有明确的规定，但不像法国和欧洲规范中对于每一种材料的技术性能都有一份单独的规范来规定其用途和各项技术指标。总的来说，欧洲路面设计规范体系与中国路面设计规范体系的差异主要集中在以下几点：高速走到一半了才免费怎么算
1.2.1 规范制定主体差异：欧洲规范的制定者主要是一些研究机构和设计机构而不是行政机构。
1.2.2 规范表述差异：法国现行98路面设计规范更偏向于设计者按图索骥式的应用（典型结构法），缺少相应的理论解释。相比之下中国规范咋条文说明中的相应解释更有助于使用者对于规范的理解。
1.2.3 规范分类的差异：欧洲和法国规范中关于材料技术要求按照每种材料相应成册，种类繁多。国内
技术规范相对集中，查阅方便。
2 关键技术差异
2.1 轴载与交通量计算
2.1.1 轴载参数
法国沥青路面结构计算理论同国内一样也是采用双圆均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论。其计算模型上的差别主要在于标准轴载的不同与材料参数的选择。法国路面设计以双轮组单轴130KN为标准荷载，以等效温度下10Hz动态符合模量为沥青混合料的材料参数进行计算。
与我国BZZ-100的标准轴载相比，法国的标准轴载要大于我国，而在瑞士标准轴载为81.6KN，荷兰则是100KN。最大的一般不会超过130KN。目前欧盟一般倾向于使用115KN的标准轴载。对于标准轴载的确定要结合本国具体交通组成选取有代表性的车轴类型，才能使设计结构具有针对性。
2.1.2 交通量与累积当量轴次计算
由于其交通组成特点，在法国以及一些欧洲国家对于载重大雨35KN的车划分为重车，在路面计算时仅考虑这部分重车交通量。在进行设计年限内的累积交通量计算时，与国内方法基本相同，但是其年平均交通增长率一般为线形增长率，累积交通量计算公式有所不同。
交通量与当量轴次的换算同样要考虑对应的设计指标。对于柔性基层沥青路面，计算路基顶面压应变与计算沥青层底拉应变时其轴载换算的参数是不同的，这一点与国内进行沥青路面设计时标准轴载换算是类似的，都是根据损伤等效的原则进行换算，对于不同的设计参数其损伤效果不同从而导致换算参数的不同。
2.1.3 设计年限
法国路面的设计年限与国内一样，都是根据道路等级来确定相应的设计年限。法国道路网分为结构性路网和非结构性路网，对于结构性路网，设计年限为30年，而对于非结构性路网，设计年限为20年。其设计年限远远高于我国沥青路面的设计年限。对于路面设计年限的选取不仅要考虑一次性建造费用投资，通常还要考虑全寿命周期内的成本。
2.2 典型结构与设计指标
法国路面设计规范给出了6种典型结构，对于不同的结构类型有其各自适用的道路和交通量等级。对于
半刚性基层路面结构，在交通量较大时规范要求必须进行预裂缝，不同于我国广泛应用的半刚性基层沥青路面。
法国规范设计中对于沥青类和粒料类底基层以容许应变为控制指标（沥青类基层层底拉应变和路基顶面压应变），对于半刚性和刚性材料以容许应力为控制指标。路表弯沉值不作为设计指标。控制指标的差异与路面破坏模式的差异息息相关，目前我国广泛采用路表弯沉和层底的弯拉应力作为设计指标，这与路面实际发生的破坏模式是否一致、目前的设计指标是否合适，是需要深入考虑的。
2.3 沥青混合料设计方法
我国的沥青混合料设计方法，是在传统的马歇尔试验方法基础上，结合我国对沥青混合料的应用、研究进行优化和补充的一套完整的方法。法国沥青混合料配合比设计不采用马歇尔试验方法，而是根据混合料所在结构层的层位功能按照4档试验分级，按照需要测试混合料的压实特性、水稳定性、高温稳定性、动态复合模量和疲劳性能。由于法国特殊的自然气候条件，混合料的低温抗裂性能并没有被提到一个重要的位置。在混合料4档性能试验中也没有包括低温性能的试验。
法国规范中对沥青混合料的最小丰度系数均做出了具体的规定，其实质是限定了各种混合料的最小沥青用量。
法国沥青混合料性能试验中包含了模量试验，这一试验结果直接应用于路面结构设计，使得配合比设计与结构设计联系更加紧密，设计更具有针对性。相比之下，我国在进行路面设计中，材料设计和结构设计脱节，传统的马歇尔材料设计方法部分检测项目与混合料的路面性能关系含混不清，存在材料与谁针对性不强，与结构设计脱节的弊端。
另外，法国混合料设计中沥青混合料的最大公称粒径和级配与国内相比明显偏细，这样有效减少了施工中材料的变异性和离析的发生，但同时也增加了沥青的用量。
2.4 路基路面一体化设计
我国路面结构设计中，影响路面结构设计的是基于经验法确定的路基回弹模量值。而在法国路面设计汇总，垫层和PST共同构成了路面承台，路面承台的模量取值属于路面设计的一部分，不同等级的路面承台直接影响路面结构计算中模量的取值，通常情况下，每提高一个等级（50MPa），路面厚度可相差5㎝左右，对于路面结构计算结构影响河大。这种路基路面综合设计的思想值得借鉴和学习。国内设计中的垫层仅作为一个功能层，在路线通过潮湿、过湿地区及软弱地基时设置，并不参与路面结构计算。
2.5 对沥青层的厚度要求不同
法国规范对于沥青层厚度要求较高，不同的路面结构都规定了沥青层的厚度，例如，混合结构规定沥青层的厚度应等于路面总厚度的一半。
中国规范条文中并没有规定沥青层的厚度，仅在条文说明中给出了不同公路等级，不同结构类型的最小厚度，设计时一般根据公路等级、当地经验确定沥青层的层数和厚度。
3 法国规范体现的新思想和新理念        3.1 长寿命路面设计理念，体现了低碳、环保和可持续发展的理念；
3.2 设计指标与路面的破坏模式直接对应；
3.3 材料与结构一体化设计；
3.4 路基路面一体化设计；
3.5 规定沥青层的厚度，设计结果具有唯一性。
4 结语
西方国家在公路设计方面起步较早，经验也较成熟。在路面设计方面，法国规范相对于中国规范体现
出许多新思想和新理念，笔者认为通过不断的学习、借鉴国外先进理念和有益经验、方法，对进一步提高我国的公路路面设计水平是非常有益的。参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准 JTG D40-2011 公路水泥混凝土路面设计规范. 北京：人民交通出版社，2011.
[2]中华人民共和国行业标准 JTG D50-2006 公路沥青路面设计规范. 北京：人民交通出版社，2006.
[3]SETRA/LCPC. 新建路面典型结构卡片.1998.
[4]SETRA/LCPC. 路面结构尺寸设计构思与尺寸确定.1994.
[5]LCPC.法国沥青混合料设计指南.2007. 作者简介：
李彬，男，1984年12月，本科，工程师

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