Bob体育下载链接APP人行道上历史

介绍

简要介绍路面设计、施工和性能如何演变,有Bob体育下载链接APP助于对目前和可能的未来实践提供观点。从罗马人开始,然后是碎石和特尔福德时代,然后是前150年的沥青和硅酸盐水泥混凝土路面。Bob体育下载链接APP与世界其他地区相比,路面设计的演变Bob体育下载链接APP将更加强调美国和英国。

罗马的道路

在公平的情况下,迦太基人通常被认为是第一个构建和维护道路系统(约600公元前5,200岁)。罗马人最终决定,他们的邻居在246年,地中海的邻居对帝国摧毁迦太基的威胁有点威胁。(迦太基遗址位于突尼斯(北非)下一扇门到阿尔及利亚(左侧)和利比亚(在右侧 - 所以说)。)建议罗马人从事军事道路系统的做法迦太基人。据估计,罗马人在其帝国内建造了大约87,000公里的道路(约同到美国州际系统的长度)。

显然,U.K的“传统”道路上没有记录。在罗马书[柯林斯和哈特,1936]之前。在大多数情况下,U.K的主要罗马道路(总共约41公里)是为了军事目的,因为他们连通了大约30公里的营地(或大约一天的3月)[柯林斯和哈特,1936年;玫瑰,1935;leger,1875]。由于这些道路的主要目的是足士兵,道路是直的,但实际上没有考虑到等级。它们产生了高噪音水平,是粗糙和劳动密集型(奴隶和“雕像经常使用)。

罗马人对英国主要道路的设计通常包括四层(从上到下),如下[Collins and Hart, 1936]:

  • Summa Crusta(浮出水面):光滑,多边形块铺在底层层。
  • nucleus:一种由石灰水泥组成的砂砾和沙子组成的基层。
  • 鲁德斯:第三层由瓦砾砌筑和较小的石头组成,也设定在石灰砂浆中。
  • 石像:用石灰灰浆砌成的两层或三层平坦的石头。

总厚度达0.9 m,道路宽度不超过4.3 m。图1所示为英国拉德斯托克附近的罗马路面结构。Bob体育下载链接APP一些国家的罗马道路厚达2.4米。这些构筑物的顶部(斜坡)表面,以加强排水系统,并通常设有沟渠和/或地下排水系统。
正如人们所期望的那样,罗马公路建设有所不同,以适应当地的条件和材料 - 并非不同于今天。罗马人离开了U.K.关于广告406.道路设计和建筑在此后约有1200年的延长。

Bob体育下载链接APP路面层施工

罗马的道路建设并不便宜。意大利亚壁亚道的最新建设估计约为每公里200万美元(根据Rose[1935]和Leger[1875]的最新估计)。
美国最古老的已知道路。在英格兰西南部的河边靠近河流(1989年)。实际上,“道路”是一条6000岁的走道,于1970年在泥炭沼泽中发现。该道路的建设与U.K的第一个农民的到来一致。大约4,000个B.C.

Telford和Macadam

在因

托马斯·特尔福德(生于1757年)当过建筑泥瓦匠的学徒。因此,他把自己的砖石知识扩展到桥梁建设。在经济困难时期,他雕刻墓碑和其他装饰物(大约1780年)。最终,特尔福德成为了萨洛普县的“公共工程测量员”(Smiles, 1904),因此他的注意力更多地转向了道路。

在可能的情况下,特尔福德试图在相对平坦的成绩(不超过30分)上建造道路,以减少运输货物所需的马匹数量。此外,路面部分的深度为约3Bob体育下载链接APP50至450mm,通常以三层指定。底层由大石头(100mm)宽,深度为75至180mm)[柯林斯和霍特,1936]。这是这种特定的层,使得Telford设计独特[Baker,1903]。在此之上放置两层65毫米最大尺寸的石头(总厚度为150至250毫米),然后磨损的砂砾厚约40mm厚(参见图2)。据估计,该系统将支持对应于88N / mm的负载(每个宽度为500磅)。

Bob体育下载链接APP路面层交叉口

碎石

约翰·麦克亚当(生于1756年)观察到,在19世纪早期,大多数“铺好的”英国道路是由圆形的砾石组成的。他知道,在压实良好的路基上,角骨料会表现得更好。他使用一个倾斜的路基表面来改善排水(不像Telford使用一个平坦的路基表面),他在上面放置角骨料(手工破碎,最大尺寸75毫米)在两层,总深度约200毫米[吉列,1906]。在此之上,放置磨损层(约50毫米厚,最大骨料尺寸为25毫米)[Collins, 1936]。Macadam的最大骨料尺寸为25mm的原因是为了给车轮提供一个“平稳”的行驶。因此,典型的碎石路面的总深度约为250毫米(参见图3)。关于允许的最大骨料尺寸,碎石路Bob体育下载链接APP面上有一个有趣的引用:“进入人嘴的石头不应进入道路”[吉列,1906]。这种设计的最大允许载荷估计为158 N/mm (900 lb / in)。宽度)。

1815年,麦田被任命为布里斯托尔道路的“验船师一般”,现在能够在众多项目上使用他的设计。它证明,足够成功的是,“Macadamized”一词成为这种人行道设计和施工的术语。Bob体育下载链接APP术语“麦克达姆”也用于表示“破碎的石头”路面[Baker,1903]。Bob体育下载链接APP1850年,英国市区,约有2,200公里的甘达姆型路面。Bob体育下载链接APP
Macadam意识到碎石层最终会被交通产生的罚款“捆绑”在一起。随着碎石机的引入,大量的石粉和筛分产生了[吉列,1906]。这导致了使用这种细粉,从而产生了更传统的致密级配基材,从而产生了厚度可达100至150毫米的路面。Bob体育下载链接APP

美国的第一个Macadam路面于18Bob体育下载链接APP23年在马里兰州建造。

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早期厚度趋势

因此,我们已经看到路面结构从约0.9米Bob体育下载链接APP(3英尺)的罗马设计减少到350至450毫米,澳门德设计至约250毫米,在世纪之交到100毫米(参见图4)。(当然,不始终使用最薄的路面。)马萨诸塞州高速公路Bob体育下载链接APP委员会为麦克麻结构的标准横截面为150毫米厚,1906年报告。此厚度也在纽约州道路上使用。

直到20世纪初,设计的重点放在使用固定的标准,偶尔修改当地的土壤条件。直到20世纪初,设计的重点放在使用固定的标准,偶尔修改当地的土壤条件。此外,不断变化的车辆车队也要求铺设更耐用的路面。Bob体育下载链接APP以下是美国公共道路办公室主任L. W. Page(载于1907年的一份报告[Judson, 1908])对这个问题的部分引述:

“......我们的玛拉德公路的存在取决于通过表面磨损形成的道路灰尘。但橡胶轮胎电机的动作很快就会搬到高速的高速下方的玛拉德道路的所有细物质,结果是这条路很快崩溃了......“

早期沥青路面Bob体育下载链接APP

焦油玛拉胺

第一个柏油碎石路面是在1848年在诺丁汉(林肯路)外铺设的[柯林斯和哈特,1Bob体育下载链接APP936;哈伯德,1910]。当时,这种人行道被认为只适合轻型交通(Bob体育下载链接APP不适合城市街道)。从1800年开始,英国就有煤焦油(粘结剂)作为煤气照明的残留物。这可能是最早将废料回收成人行道的尝试之一!Bob体育下载链接APP

在诺丁汉项目之后,Tar Macatam项目建于巴黎(1854年)和恩克斯维尔,田纳西州(1866年)[Hubbard,1910]。1871年在华盛顿州,D.C。广泛使用“焦油混凝土”。硫酸用作硬化剂,并在混合物中使用各种材料,例如锯末,灰烬等材料[Hubbard,1910]。超过七年,630,000米2被放置了。部分地,由于在指定焦油时缺乏关注,这些街道的大多数都在建设几年内失败了。这导致了焦油被诋毁,从而提高了沥青行业[哈伯德,1910]。然而,华盛顿州的一些焦油表面课程中的一些焦焦课程课程大约30年来幸存下来。对于这些混合物,焦油粘合剂的总混合物(空隙约为17%的空隙)约为6重量%。此外,将聚集体粉碎,通过约20%通过10号筛。佩戴路线厚约50毫米。

作为一方面,术语“柏油布”是U.K的专有产品。在19世纪初[哈伯德,1910]。实际上它是一种植物混合材料,但被应用于道路表面“冷”。Tarmac由碎石炉组成,涂有焦油,间距,波特水泥和树脂。

表沥青

Sheet asphalt placed on a concrete base (foundation) became popular during the mid-1800s with the first such pavement of this type being built in Paris in 1858. The first such pavement placed in the U.S. was in Newark, New Jersey, in 1870. Baker [1903] describes this pavement system as (1) a wearing course 40 to 50 mm thick composed of asphalt cement and sand, (2) a binder course (about 40 mm thick) composed of broken stone and asphalt cement, and finally, (3) a base layer of hydraulic cement concrete or pavement rubble (old granite blocks, bricks, etc.). Generally, the concrete layer was 100 mm thick for “light” traffic and 150 mm thick for “heavy” traffic [Baker, 1903]. The final thickness was based on the weight of the traffic, the strength of the concrete and the soil support.

Bitulithic人Bob体育下载链接APP行道

1901年和1903年,弗雷德里克J.Warren是为早期的“热混合”铺路材料的专利。典型的混合物含有大约6%的“沥青水泥”和比例为低空隙的渐变骨料。基本上,最大骨料尺寸为75毫米,范围为灰尘。该概念是产生一种可以使用更多“液体”粘合剂而不是用于薄片沥青的混合物。这种材料被称为“苦涩”。

更具体地说,沃伦在1903年获得了八项美国专利,分别是:

  • 专利727,505路面Bob体育下载链接APP
  • 专利727506沥青及其制造
  • 专利727,507沥青成分及其制造
  • 专利727,508路面Bob体育下载链接APP
  • 专利727,509建造和铺设街道人行道或道路的方法Bob体育下载链接APP
  • 专利727,510街道铺路或道路Bob体育下载链接APP
  • 专利727,511街道铺路或道路Bob体育下载链接APP
  • 专利727,512旧街道的更新 - 路面Bob体育下载链接APP

所有这些专利都在1901年5月16日和1902年4月14日之间提出。审查相关的专利权利要求揭示了沃伦,实际上,获得专利沥青混凝土,沥青粘合剂,沥青混凝土的施工街道和道路的建设,和“旧”街道的叠加。似乎他用这些专利覆盖了“所有基础”。有些人可能会争辩到宾夕法尼亚州沃伦的爱德华沃克专利727,504实际上同样重要 - 冰淇淋冰箱!沃伦的实际专利要求727,505遵循[美国专利局,1903年]:

“一种由矿物成分组成Bob体育下载链接APP的街道路面混合物,从3英寸下降到易碎的粉末,从50%至8%,这些矿物成分在直径四分之一和三英寸之间,与沥青粘合剂组合。“

1910年,堪萨斯州托普卡,法院裁决表示,含有12.5毫米最大尺寸集合的沥青混凝土混合物没有侵犯沃伦专利(727,505)[钢铁,1986]。因此,沥青混凝土混合后,更为定向到较小的最大骨料尺寸。(1926年加州出版物[Goodyear轮胎和橡胶公司,1985]中提到了“精细骨料”或“改性Topeka沥青混凝土”。该混合物由30%的碎屑岩石或砾石组成(所有通过12.5mm筛,约58至62%的砂(材料通过2.0 mm,保留75μm),8-12%的填料(通过75μm筛的材料)。该混合物需要7.5-9.5%的沥青水泥。)

Warren - bitulitic是由Warren兄弟公司的一名退休员工于1910年发明的。它由一层薄的,约25毫米厚的沥青片放置在热的,未压实的沥青(Crawford [Crawford])之上。该系统的优点是,大集料沥青混合料不会直接暴露在沉重的钢轮辋裂纹集料,最终导致混合料退化。

到1920年,沃伦的原始专利已过期在美国。[oglesby,1962]。

美国西海岸

加利福尼亚州的标准石油公司[1985]指出,西海岸的第一个沥青混凝土路面于1894年。进一步介于1914年至1926年之间,总厚度为95%或更低,总厚度为125毫米或更小(75至8Bob体育下载链接APP7.5沥青基座的Mm和37.5至50毫米沥青混凝土表面)。1921年,为华盛顿,俄勒冈州,加州,内华达州和亚利桑那州,建造了大约770千公里(3.6米车道)的沥青混凝土路面。Bob体育下载链接APP到1925年,年度建造的车道公里增加到1530千克。

加州标准石油公司(Standard Oil Co.)在1926年出版的刊物[1985]中引用的一段有趣的话如今似乎经常被引用:

“这些路面是今Bob体育下载链接APP天[1926]提供了优质的服务......尽管这些路面最初不设计用于繁重和快速现代电机交通造成的严重条件。”

西雅图市

在1910年的西雅图市标准规格中,表示“沥青路面应包括:Bob体育下载链接APP

  • 佩戴课程50毫米厚,
  • 粘结层25毫米厚
  • 混凝土基地。

此外,沥青水泥在沥青铺路混合物中

“是从一些天然矿床获得的固体,天然沥青,这些天然含量在铺路工业中至少用于五(5)年。”

到1919年,西雅图标准计划和规范包含了相同的沥青路面(AC超过PCC)的定义,但沥青粘合剂可以Bob体育下载链接APP

“无论是固体天然沥青还是加州油沥青,都在铺路行业至少五(5)年。”

早期的沥青水泥

特立尼达湖沥青
特立尼达湖沥青。

值得注意的是,美国最早的沥青粘结剂来自特立尼达(委内瑞拉海岸附近)。从1875年到1900年,特立尼达供应了全世界90%的沥青。沥青是从一个表面积为46.5万米的“湖”中产生的2(46.5公顷或115英亩)和深度约24米。据估计,蒂森于1900年估计,这个“湖泊”包含大约8,000,000公吨的“沥青”(将1990年的欧洲消费与美国的消费量进行比较,约40,000 000公吨的沥青活页夹)。这次沥青一旦没有水,也太“硬”用于铺路[Krchma和Gagle,1974]。事实上,特立尼达湖沥青,当装入船舶进入船舶时,会融合到拆除所需斩波的程度。似乎最早使用美国沥青粘合剂的使用约1874年,为华盛顿建造的项目,D.C.该粘合剂是特立尼达湖沥青的组合,以及从原油蒸馏出来的助熔剂油。毫无疑问,这些早期的沥青粘合剂非常可变,使结构设计有点具有挑战性。到了1980年代,沥青粘合剂在加利福尼亚州定期生产,并在德克萨斯州的1902年。直到1907年,原油基沥青超过“自然”沥青生产[Krchma和Gagle,1974]。

早期标准的加州沥青水泥规范的石油公司含有四个原始渗透范围(25°C),为31-40,41-50,51-60和61-70。因此,似乎一些早期的沥青水泥比今天通常使用的误差是“更难”。

早期波特兰水泥混凝土路面

一条较旧的波特兰水泥混凝土道路。这是华盛顿的日落高速公路,于1919年铺设。
一条较旧的波特兰水泥混凝土道路。这是华盛顿的日落高速公路,于1919年铺设。

在世纪之交(1900),水泥被归类为“自然”或“人为”。自然水泥直接来自特定岩石。人造水泥是由比例成分制成的,被称​​为“波特兰”(以港口港的天然石灰石岩石命名,这是一个小额预测南部南部海岸Weymouth附近的英国峡湾)。第一个真正的波特兰水泥是在U.K.大约1824年生产的(实际上,Portland水泥于1824年由Joseph Aspdin,Leeds,U.K.)和美国大约1865年(来自Tillson,1900)。

有趣的是,波特兰水泥混凝土(PCC)未被用作路面佩戴过程,直到1910年大约1910年之后(Agg,1940年);Bob体育下载链接APP然而,它经常用作“僵硬”的基地,以支持其他佩戴课程,如木块,砖,鹅卵石等。这是一个可能的原因,这是对早期水泥缺乏一致规范。1900年蒂尔逊总结了在波特兰水泥细度上的109个独立规范。增加了这种混乱,即天然水泥也被广泛使用(约占1898年全水泥消耗的约60%)。此外,PCC手混合在1900年仍然是常见的,这无疑限于生产率和准确的比例。到1900年(如Tillson报道),通常是体积比例PCC为1:2:4或1:2:5(水泥:砂:粗骨料)。

贝克(1903)的一句话很有趣:

“这种形式的路面不太可能被普遍使用,因为它的成本和铺设人行道时的滑度,以及它的成本和缺乏耐久性铺设人行道的基础。”Bob体育下载链接APP

Hubbard(1910)进一步阐述了PCC作为表面层的使用:

“如果要考虑单独的电机交通,那么完全由水泥混凝土建造的道路可能证明未来最令人满意和最经济的形式。然而,对于混合交通(马匹和机动车辆),这种道路绝不是理想的,尽管机动车辆的增加,马拉车辆的数量似乎似乎没有减少......“

AGG和MCCULLOUGH向爱荷华州立高速公路委员会报告了1916年的报告,进一步说明了一些问题,其中一些问题将PCC作为穿着课程。这些包括:

  • 抗压强度低。
  • 缺乏对纵向和横向关节的需要的理解。AGG和McCullough报告的报价有用:“扩展和收缩可能导致纵向裂缝,但通常,对于普通宽度路面,放置在平面路基上,从此原因裂解的裂解责任,是遥控器。”Bob体育下载链接APP
  • 糟糕的检查。
  • 准备不充分的路基。
  • 混合设计,混合,固结和固化PCC的含量不足。
  • 在打开街道到交通之前未能达到足够的实力收益。

Agg和McCullough(1940)对50个州和直辖市的调查报告大概代表了20世纪初的做法。部分调查结果包括:

  • 横向间距:约50%的代理商使用24.9英尺(7.6米)或29.9英尺(9.1米)的间距。最短间距为20.0英尺(6.1米),最大100.1英尺(30.5米)。
  • 横关节与中心线夹角:大多数机构使用90°关节,但4%使用60°歪斜关节。
  • 论水泥的保护与检验。这些数据说明了不断发展的测试和规范标准的问题
    • 美国土木工程师协会22%
    • 美国测试材料协会40%
    • 以上略有修改20%
    • 美国标准局7%
    • 标准化铺路规格的协会4%

PCC首先是1872年伦敦其他佩戴课程的基地(Tillson,1900)和1888年纽约(石材浮出水面)。据柯林斯和哈特(1936年)称,根据佩戴课程的第一次使用PCC,在1872年,法国格勒诺布尔,于1876年;然而,一个来源指出,1865年,第一个PCC路面被置于Inverness,苏格兰,美国的第一Bob体育下载链接APP个PCC路面于1891年在俄亥俄州的Bellefontaine建造。这个路面只Bob体育下载链接APP有3.0米宽,长度为67.1米(可能是我们今天所谓的“测试部分)。1909年,在密歇根州韦恩县,建造了PCC公路系统。

1910年和1911年的西雅图市的标准规格仅提及PCC作为其他路面表面的底座(如砖块,砖块,沥青和石头)。Bob体育下载链接APP规定的混合比例设定为1:4:7(水泥:砂:砾石)。1919年5月9日的西雅图市的标准计划和规范为佩戴课程提供了PCC。混合比例设定为1:2:3-1 / 2(波特兰水泥:砂:砾石)。标准厚度范围为125至230毫米,横向伸缩缝每9.1米(在一天的工作结束时)。

“瘦”PCC基础(例如,西雅图使用的1:4:7混合)实际上对砖面路面有益(Jaster等人,1938年):Bob体育下载链接APP

  • 受温度变化的影响较小,
  • 由于较低的拉伸强度,表格的裂缝更加越来越窄,
  • 不需要扩展关节(或推荐)。

在《美国公路实践》一书中,美国列出了以下PCC里程(大概是中线):

到了20世纪30年代,几个PCC路面设计功能开始发展Bob体育下载链接APP。首先,典型的板坯厚度约为200mm,具有多个状态,使用增厚边缘设计(最大约225mm)。其次,很明显,每3.0到3.7米和横向收缩接头应该使用纵向关节并相同(AGG [1940]和Bradbury [1938])。显然,直到1910年后,PCC开始接受广泛使用。

结构设计

如前所述,路面结构设计是通过从19世纪Bob体育下载链接APP的1800年代的标准或目录实现的。本综述的重点一直在导致沥青路面设计的人行道类型。Bob体育下载链接APP应该指出的是,波特兰水泥混凝土(PCC)直到1909年,主要用作表面课程材料的底座或“基础”层,如砖,木块,薄纸沥青等。1909年是值得注意的U.S. since this is the time which is generally used to mark the beginning of PCC as a structural wearing course (paving projects in Wayne County, Michigan [Bateman, 1928]).

到1949年[公共道路管理局,1949年],可以概述PCC路面设计的以下特点:Bob体育下载链接APP

  • 厚度:由于对温度引起的应力有了更好的理解,加厚的边缘截面较少使用。几乎所有板的厚度从150毫米到250毫米不等。
  • 接缝:如果收缩缝经常间隔(短板),则不需要伸缩缝。以前,每9.1到30.5米提供一次。建造适当的伸缩节很贵,而且很难维护。平面PCC板的收缩缝推荐为每4.6 - 6.1米。大约有一半的州使用了负载转移装置(销钉棒)。
  • 强化:1949年通常的做法是将加强(如果使用)放置在PCC表面下方约50至75毫米。通常,横向间距增加至18.3至30.5米。在新泽西州和伊利诺伊州正在进行实验,检查持续增强PCC的电位(纵向加固0.3%至1.0%的横截面区域)。

达到20世纪20年代和20世纪30年代,柔性路面结构设计主要是基于经验的Bob体育下载链接APP标准。为此提供了三个原因[公共道路管理局,1949年]:

  1. 这些方法似乎提供了“令人满意的”结果,然后是当时的流量。
  2. 基本的科学知识缺乏。
  3. 阶段结构的普遍使用并不适合不断发展的科学设计方法。

在1939年的纸张中,灰色概述了美国州的灵活路面练习。Bob体育下载链接APP对于热混合结构,典型的表面厚度为约50毫米;然而,这从薄为19毫米至125毫米的薄。基础课程类型从PCC到沥青处理的基部到砾石。稳定的碱通常厚150至200mm。典型的典型状态,例如堪萨斯州施加50毫米的沥青混凝土,超过175毫米厚的PCC板(城市)。因此,大约50年前,路面厚度开始看起来更靠近今天所使用的东Bob体育下载链接APP西。

表1概述了1949年可用的几种柔性路面设计程序[Gray, 1949]。Bob体育下载链接APP人们可以很快观察到,这些关系大多是经验关系,其中许多受到Boussinesq负荷分配理论的影响(如北达科他州[28])。

表1. 1949年柔性路面厚度设计程序概述Bob体育下载链接APP
[Gray, 1949年之后修改]

1。笔记

2.传奇

路面厚度Bob体育下载链接APP

P =车轮荷载=地基承载

S =路面假定沉降Bob体育下载链接APP

C =路基变形模量

CP.=路Bob体育下载链接APP面变形模量

A =负载联系半径

A =负载接触区域

P =单位容量压力

B =锥轴承值(PSI)

交通

1923年肯沃斯运输车,实心橡胶轮胎。注意轮胎的尺寸与今天的气球轮胎有很大的不同。
1923年肯沃斯运输车,实心橡胶轮胎。注意轮胎尺寸如何从今天的气球轮胎中变化很大。

在过去的200年里,这些负载路面的种类Bob体育下载链接APP已经过分变化。典型的早期马车​​车轮在U.K中的负载。在1809年,如表2所示。该信息显示每单位宽度超过今天在重型车辆上存在的单位宽度的负荷。在U.K.在1600年和1700年代,通过限制立法将车辆适应可用的路面(显然处于条件非常差)[柯林斯和哈特,1936]。Bob体育下载链接APP1751年的行为禁止在带轮边缘的距离宽度小于225毫米(比今天的重型卡车轮胎窄的有点窄)。为了建议在该时代的旅行速度,在1700年代中期,伦敦和布里斯托尔之间的平均速度约为13千克(距离187公里)(1904年Westinghouse Co.之后)。

表2.英国道路上车辆的重量,马力和车轮特性 - 1809年
(柯林斯和哈特后[1936])

下面这句话可能会引起人们的兴趣[1985]:车轮继续发展。在19世纪早期,固特异发现了橡胶的热硫化,这使得制造固体橡胶轮胎成为可能[柯林斯和哈特,1936]。英国法律可以说明橡胶轮胎的影响。具体来说,1920年的《公路法案》将“重型牵引发动机”的最大空重量从14吨增加到15.5吨,如果配备橡胶轮胎而不是钢车轮,则可以以每小时19公里的法定速度行驶[柯林斯和哈特,1936]。充气轮胎于1845年在英国获得专利,但直到大约1925年(80年后)才开始广泛使用。最早的充气轮胎在强度和耐久性方面存在主要缺陷[固特异轮胎橡胶公司,1985]。英国的约翰·邓拉普(John Dunlap)在1888年极大地改进了充气轮胎的设计,尽管直到1900年左右才在自行车上使用。第一个用于机动车辆的充气轮胎是在1895年的一场从巴黎到波尔多的比赛中(固特异轮胎橡胶公司,1985)。

“实际上,许多历史学家在1917年为推出了州际货运行业推出了古老的信任。当然,在此之前有卡车,但几乎所有卡车都被限制在跨越的跨越障碍,因为这一天的骨头嘎嘎作响了乘坐和随之而来的缓慢。

“1917年,如果他们在气动轮胎上滚动,那么善良的性别会相信卡车会非常高效。当我们找不到一家愿意乘坐赌博的卡车运输公司时,我们推出了自己的线 - Wingfoot Express - 从阿克伦到波士顿的最初路线和回来......

“Prophetically, Frank Seiberling, who was Goodyear’s first president, told the U.S. Chamber of Commerce meeting in Chicago just five days after that first 23-day Wingfoot Express run to Boston that, ‘The introduction of the motor truck into our commercial life sounds the death knell for the short line railroad.’

“虽然Wingfoot Express在随后的12年期间进行了运作[1917-1929],但属性在开发了几种重要的货运概念,包括串联车轴,双轮组件和第五轮系统进行拖曳。所有这一切都来自于,因为Goodyear正在战斗,以证明卡车的气动轮胎的价值。

“1926年,销售气动卡车轮胎首次上涨。”

引用Gray(1939)的一句话很有帮助:

“气球轮胎的发展具有如此降低的负载浓度,即使交通量大大增加,近代经历的影响的破坏效果几乎消失了。”

埃克尔斯在1928年的一篇论文中提出了对轮胎接触压力的早期研究。对实心橡胶轮胎、气垫轮胎和充气轮胎进行了测试。实心橡胶轮胎的接触压力可达1050kpa。当轮胎充气压力为620 kPa时,充气轮胎的接触压力约为700 ~ 800 kPa。Baron[1942]总结的1940年代早期飞机的数据表明,通货膨胀压力不超过350至590千帕。

正如1949年公共道路管理局(Public Roads Administration)所示,当时不断演变的路面设计程序中涉及到的交通因素各不相同。Bob体育下载链接APP这包括使用车轮载荷大小不等的早期概念等效车轮载荷。

Hveem和Carmany在1948年的一篇论文中指出,铺面和基层的厚度与轮胎压力和负载应用的数量成正比。在加州厚度设计程序中,交通的特征如下:

在哪里:

P =有效轮胎压力(PSI),

有效轮胎面积2), 和

r =加载重复次数。

这一概念进化成等效轮负载。这项工作基于车轮载荷组的相对破坏性影响,范围为20至42kN(4500至9500磅)。相同的轮式负载(EWL)常数是开发的,以便更容易总结可用的卡车流量(由轴数分类)。表3中示出了这22 kn(5000磅)EWL常数的一个例子[1948]发现了6项Log EWL可以取代在它们的厚度设计方程中。

表3。等效车轮载荷的说明(来自Hveem和Carmany [948])

年度设计总计EWLS = 902,800

最终,在20世纪50年代末和20世纪60年代初,Aasho Road测试生产了等效的单轴负荷概念。Axle Load等效是Aasho Road测试的最广泛采用的结果之一。根据由结构数和终端可用纤维率指数(用于柔性路面)限定的路面部分,可以使用各种等效因素。Bob体育下载链接APP用于计算AASHTO等效因子的基本方程[AASHTO,1981]:

计算AASHTO等效因子的基本方程[AASHTO之后,1981]

在哪里

W =轴应用程序

=等效系数的倒数(其中W18 = 18000磅单轴载荷

L.X=轴载

L.2= Axle配置的代码

1 =单轴

2 =串联轴

3 =三轴(添加于1986年指南)

:在时间t时的可用性损失与在点pT.= 1.5

P.T.= "终端"可服务性指数

:使用增加的轴载应用来确定可维护性趋势一般形状的功能

结构编号(以前称为“厚度指数”)

材料

有关可在路面中使用的材料的一些记录信息,涉及液压水泥和罗马人;Bob体育下载链接APP然而,在公平性中,最早已知的液压石灰在叙利亚是约6,500 b.C.(罗马人面前超过6000年 - 给予或花几百年)(布朗,1987年)。罗马人“发现”用粉状液压石灰研磨火山凝固,产生液压水泥(“液压”,在水中硬化)。通过加热超过850°C的石灰石制造液压石灰,从而驾驶CO2将石灰石转化为CaO。罗马人第一次使用水力水泥大约是在公元前120年(说来也怪)。“最好的”火山凝灰岩品种是在波佐利镇(意大利西南海岸那不勒斯附近)附近发现的,这种物质被称为火山灰。此外,罗马人还学会了使用其他添加剂,如血、猪油和牛奶。显然,血液(实际上是血红蛋白)是一种有效的引气剂和增塑剂(考虑到地中海温和的气候,其主要用途可能是提高可操作性)。

关于材料测试,1898年的重要性:美国测试和材料(ASTM)的成立性能。

以前讨论了一些早期的铺路材料;但是,比较一些价格可能很有意思。例如,在纽约港的1893年精制特立尼达湖沥青成本约为27至36美元至每吨36美元。要将这些成本调整到当代价格必须乘以至少一个十倍。因此,当今的成本约为270美元至每公吨360美元(或今天的两倍于今天的沥青水泥粘合剂),没有产品改进。(注意:1896年来自Byrne的原始沥青价格。

关于PCC的抗压强度,Byrne在1896年的报告中指出,圣路易斯大桥PCC空气养护6个月后的抗压强度为8.3 MPa。他报告的其他抗压强度(大概是19世纪90年代以前)从1.4 MPa(1个月的年龄)到9.7 MPa(1岁的年龄)不等。将这些结果与当前34.5至137.9 MPa的抗压强度进行比较。因此,在100年的时间里,PCC强度增加了约100倍(极低到极高的比率)。

Byrne还提供了一些伦敦木块人行道的成本数据。Bob体育下载链接APP在19世纪后期,平均成本估计约为0.70美元/米2每年。就今天的成本而言,这将是每米约7.00美元2或者每年每车道公里26,000美元。如果所有的WSDOT高速公路网络(比如28,800车道公里)以类似的成本方式维护,它将花费7.5亿美元(超过今天的5倍)。再加上对木块的绝对不可接受的要求(大约每年10亿板英尺——假设平均寿命为7年——可能对今天的交通非常乐观)。
布尔曼在他1908年的书中估计大约有3300万2“标准沥青路面”在美国存在,其中85%使用Bob体育下载链接APP特立尼达湖沥青作为粘结剂。这大致相当于270万公吨的热混合料(或WSDOT每年购买的热混合料数量的三倍)。

最高可达20世纪30年代的材料特征倾向于专注于液体限制,可塑性指数和灰度等基本材料参数。不稳定材料的强度或承载力通常在内聚和摩擦角(如柯林斯和哈特,1936)所示。Goldbeck [1940]在他提出的设计方法中,以“路基支撑价值”为单位,以单位为单平方英寸(0至90psi)的单位,以“路基支撑价值”为特征。推荐的测试是直接在压实样品上使用轴承块。测试结果是轴承应力与嵌段压痕进入样品的曲线图。使用12.5mm的缩进用作获得“承载能力”或“路基支撑值”的目标值。

Burggraf在1938年,1939年和1940年的论文总结了在柔性路面层上进行了广泛的现场剪切试验的结果。Bob体育下载链接APP用小型便携式设备进行这些剪切试验,该装置使用抛物线板与正在测试的土壤接触[1938]。作为该试验结果的说明,在稳定的基础课程下评估了内聚路基土壤的测量剪切强度。报告了以下课程[1939]:

Hubbard和Field[1940]为沥青研究所所做的工作倾向于淡化路基承载值的重要性,相反,强调了表面挠度测试作为表征整体路面结构的一种方法的重要性。Bob体育下载链接APP

一种物料表征测试,对设计以及一定程度仍然存在巨大影响,是加州轴承比(CBR)的发展。加利福尼亚州的高速公路司司长在1942年高速公路研究委员会论文中表示:

承载比试验是在1929年设计的,旨在消除现场加载试验的一些缺陷,并提供一种快速比较本地基材和底基材料的方法。
波特列举了CBR实验室测试的一些积极方面:

  1. 对现场静载试验的改进必须克服“固结变形”,因为CBR试件被压实到预期的密度。加州使用静态场轴承测试的尝试被认为是不成功的;因此,重点是将路面性能与直接的实验室试验联系起来。Bob体育下载链接APP
  2. 试验室样品的浸泡与附加费(代表路面的重量)允许材料膨胀,并达到不利的水分状态,可以存在于现场。Bob体育下载链接APP
  3. 贯入试验确定了材料对侧向位移的阻力,从而综合衡量了黏聚力和内摩擦的影响。
  4. 该测试提供了一种快速比较基础和路基材料的方法。
  5. 通过调查和测试相关材料,可以建立CBR值、路面厚度和性能之间的经验关系。Bob体育下载链接APP

Figure 5 (from Porter’s paper [1942]) shows typical bearing values (psi) versus penetration (in.) for various materials ranging from “very poor subgrade” (CBR up to 5) to “good crushed rock bases” (CBR of 100). The CBRs are in terms of percentages since the bearing value is divided by 1,000 psi (0.1 penetration) or 1,500 psi (0.2 in. penetration) which represents the bearing value of a crushed rock material (refer to “standard curve 100%” in Figure 5).

图1.11(也来自Porter [1942])显示了从加州高速公路系统上的失败和良好的表演路面相关的12年开发的厚度设计曲线。Bob体育下载链接APP曲线“A”和“B”显示了光和中等交通的最小路面厚度。Bob体育下载链接APPU.S.陆军工程师的额外曲线加入了柔性机场路面的设计。Bob体育下载链接APP交通的轮胎充气压力为400 kPa。设计曲线还体现了躺在压实土壤上的路面结构的假设(至少300毫米的压实路基)。Bob体育下载链接APP搬运工的论文和由A.C.BENKEM的讨论进一步“加强了”限制路面偏转的概念,以实现设计目的。Bob体育下载链接APP

三轴试验在20世纪30年代和40年代有两种用途:

  1. 测定剪切强度(内聚力和F角),和
  2. 估计与弹性模量类似的模量[理发师,1946;Worley,1943年,Palmer和Barber,1940]。

Worley在1943年报道了使用三轴试验和变形模量的结果用于堪萨斯柔性路面设计。Bob体育下载链接APP在堪萨斯州的试验中,根据最大骨料尺寸,使用了70 × 200毫米或125 × 350毫米的样品。利用三轴试验得到的应力-应变曲线估算变形模量。(Worley意识到,对于大多数路面材料,应力-应变的斜率不是恒定的,因此用变形模量来代替弹性模量。)Bob体育下载链接APP这些模用于表1.4中注释1所示的公式中。

当时壳牌石油实验室(Shell Oil Laboratories)的Nijboer[1954]和加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley)的Seed等人[1955]帮助引入了对路面系统中重复加载进行计算的必要性。Bob体育下载链接APPNijboer报道了“沙板”磨损过程的疲劳,Seed等人报道了重复加载对压实粘土强度和变形的影响。

总之,沥青和PCC路面的结构设计直至20世纪50年代(此部分停止)是与罗密斯开始的进化过程的函数,然后是TBob体育下载链接APPelford和Macatam。这场进化在20世纪30年代和1940年代大大加速了,希望有望建议。

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