路面设计需要考虑哪些内容，怎么建模？
2022/05/30
路面设计是道路设计的重要组成部分，其任务是确定路面等级，选择路面类型，进行结构组合设计，计算各结构层厚度及确定材料配合比，达到在不同季节和水文条件下承受各种车辆荷载时具有良好的稳定性和足够的强度，并能顾及行车速度与安全，道路维修和良好经济效益等各项要求。
01路面设计分类
根据行车作用下路面的力学特性，可将路面分为柔性与刚性两种。柔性路面多由沥青类面层和多层结构组成，比较柔韧具有一定塑性，在长期行车作用下，容易产生较明显的变形，在柔性路面设计中需要考虑它的极限垂直位移和高温季节面层（采用沥青面层时）的稳定，同时也要考虑不利季节面层底面的极限拉延和面层的低温缩裂。刚性路面主要指水泥混凝土路面，在行车下工作于弹性状态，没有明显的垂直变形。刚性路面设计主要取决于混凝土面层的抗弯强度，同时考虑温度变化对路面内应力的影响。
02路面设计内容和过程
一般来说，进行路面设计，需要考虑经济、国防、政治等对路面的要求，了解当前并预估今后道路需要承担的运输任务、交通路和车型的组成情况，查明道路所经地区的气候条件，路面材料的生产和供应情况，以及沿线的工程地质和水文地质条件。总的来说，路面设计具体内容和工作程序包括以下六点：
1.根据使用任务的要求和交通情况确定路面等级（高级、次高级、中级或低级），考虑路上车型组成和交通量大小，以及当地自然条件、材料供应情况和施工条件等因素，选定面层类型。
2.根据面层与基层相互配合的需要，满足基层承重作用和传递、分布荷载的要求，按就地取材的原则，选取基层类型，基层可做成双层或多层。对冰冻和水文条件不良地区，为防止路面冻胀翻浆，应作垫层设计和土基特殊处理。
3.各个结构层应取得合理的组合，强度和厚度要配合得当，在各种自然因素的综合作用下，能在使用期限内始终保持足够强度，满足行车需要。
4.根据路面力学计算方法或其他经验公式计算确定各结构层厚度。
5.选配各结构层材料，包括粒料的级配组成、结合料（水泥、沥青等）的用量计算等。
6.综合考虑路面使用性能、寿命估计、维修管理、运输效益等因素。
03路面设计方法
国内外路面设计方法可分为两大类，柔性路面设计方法和刚性路面设计方法。下面就这两种方法，对我国沥青路面和水泥混凝土路面设计提出如下建议。
沥青铺面设计建议：
1.考虑路面结构在多种综合损坏条件下的设计控制标准；
2.考虑沥青混合料的粘弹性和粒料的非线性；
3.沥青路面设计中可以采用材料的动态弹性模量；
4.考虑路面材料对动态荷载的响应；
5.将路面结构使用性能和功能特性结合起来；
6.荷载同时考虑垂直荷载和刹车、转弯时的水平力；
7.考虑寿命与费用的关系。
混凝土铺面设计建议：
1.混凝土板板中应力分析可以采用E地基，混凝土板板边可以采用K地基；
2.混凝土路面厚度设计中除疲劳外，可以增加冲刷的影响，在重型交通作用下，厚层路面设计用冲刷可以采用分析控制；
3.考虑温度和湿度等环境因素对材料的影响；
4.探讨挠度补充指标的引入，以控制唧泥，错台和非疲劳断裂等损坏；
5.建立考虑高低应力比的混凝土疲劳方程，计入温度应力的影响；
6.考虑材料和施工变异性对结构设计的影响，使结构设计方法由确定型改变为概率型；
7.建立能反映变异水平和可靠度水平的结构设计方法。
04路面建模
近年来，工程设计与建模几乎是分不开的关系，国家政策在推动，业主也在下要求。BIM在一定程度上开拓了工程设计的新纪元。BIM可视化在工程设计中展现了巨大的作用，设计图纸的三维可视化呈现，让设计思路清晰明了，使业主和施工单位能在短时间内了解设计意图，推动施工进展。
目前，对于路面建模，市面上大多设计院和设计企业会采用道路设计BIM软件OpenRoads Designer。OpenRoads Designer 引入全新的综合建模环境，提供以施工驱动的工程设计，有助加快路网项目交付，统一从概念到竣工的设计和施工过程。该应用程序提供完整且详细的设计功能，适用于勘测、排水、地下设施和道路设计。
道路设计BIM软件OpenRoads Designer软件详情：http://www.i3vsoft.com/Products/dlsjbi.html
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