国外柔性路面设计方法简介
国外主要沥青路面设计方法概述
国外主要沥青路面设计方法概述说到沥青路面设计，咱们大多数人可能想的就是那条条笔直的马路，车子在上面呼啸而过，风驰电掣的感觉是不是挺爽？但大家有没有想过，这些路面背后，可是有一整套复杂的设计方法在支撑着呢！而这些设计方法，尤其是在国外，其实也是各具特色。
今天就带大家看看国外的几种主要沥青路面设计方法，别看它们名头大，其实操作起来也并没有那么神秘。
先说说美国的设计方法吧。
美国的路面设计方法通常参考的是所谓的“加州路面设计方法”，也叫加州法。
这套方法根据不同的交通流量、路面使用年限、气候条件来进行设计，简直可以说是根据“天时、地利、人和”来选材料、选厚度、定标准！美国人可是讲究数据和实际使用的，所以他们的设计特别重视“路面层次”。
简单来说，就是把路面分成几个层次，每一层的材料、厚度、结构，都是根据实际需要来定的。
举个例子，如果路面经常要承受重型卡车的碾压，那上面铺的材料肯定得耐磨又坚固，不然早晚就得“掉渣”了。
设计好这些层次后，设计师还得计算出每一层的承载能力，确保它能够支撑所有的车辆。
看着好像很复杂吧？其实就是要做到“量体裁衣”，每条路都按实际情况来量身定做。
接下来是欧洲的设计方法。
欧洲，尤其是英国，常用的是“贝尔法斯特法”。
听着好像有点高大上，其实这方法主要还是通过计算沥青混合料的结构、厚度以及耐久性来做设计。
和美国不同，英国这边更注重环境对路面的影响，特别是雨水、温度变化这些自然因素。
像英国那样，常年阴雨绵绵、湿气重，设计师们就得考虑到这些因素对沥青的侵蚀作用。
要是设计时没考虑周全，等天气一转，路面一发霉，车主们可就要抱怨了。
所以英国的路面设计方法，除了重视技术计算外，还很注重材料的选择和施工的细节。
比如，在选择沥青时，常常考虑那些抗水性强、耐腐蚀的混合料，确保雨水多的地区路面不容易出现裂缝。
这种方法其实就是强调“预防为主”，提前预测各种可能发生的情况，做到未雨绸缪。
也得提提德国的设计方法。
德国的设计方法可以说是“稳重派”的代表。
美国AASHTO沥青设计方法
2
设计期经过车辆行驶，最终 内容单击此处输入内容 PSI=2.5作为主要公路的设计标 准，PSI=2.0作为次要公路的设 计标准。
单击此处输入内容单击此处输入
SV为轮迹带纵断面的平均坡度 方差,是运用CHLOE断面仪量测 的结果;C为已发展成网状裂缝 的裂缝面积,以m2／92.9m2路 面计;f为修补的面积，包括表 面修补和补坑,以m2／92.9m2 路面计;RD为平均车辙深度， 这是用1.2m长的直尺从车辙最 深处的点量出的，每隔7.62in 测一点,然后取其平均值。
4
AASHO试验路
试验地点
环境条件
平均气温(七月) 平均气温(一月) 年平均雨量 平均霜冻深度 (水温条件良好) 24.5℃(华氏76度) -2.8℃(华氏27度) 837毫米(34英寸) 711毫米(28英寸)
设计要点(柔性路面):
面层厚度(3级) 基层厚度(3级) 垫层厚度(3级) 3×3×3 (3-6环道) 柔性路面结构总数:468
FOR
WATCHING
Co pt G log log N log 据道路等级交通 量及气候水文土质等 自然条件，结合当地 实践经验确定出相应 的路面结构组合
2.进行路面结构 尺寸计算，计算 时选择结构层的 某一层作为目标 计算层
• AASHO设计委员会于1961年先提出暂行设计指南，现已
有1972年修订、1986年版和1993年版。
现有耐用性能指数 PSI
累计当量轴载 ESAL 路面结构数SN 主要方程式
AASHTO设计方法采用现有耐用性指数( PSI)作为衡量路面使 用性能的指标，并将使用性能期内路面耐用性指数的变化量(∆ PSI) 作为路面设计的使用性能标准，并以AASHO试验路的观 测资料为基础，建立了路面现有耐用性指数的变化量(∆ PSI) 在 路面使用性能期内同路面结构数SN及标准轴载ESAL( 80kN) 作 用次数N18的经验关系式
2国内外典型路面设计方法
2国内外典型路面设计方法在国内外，路面设计是一项非常重要的工程。
不同的国家和地区有各自特定的路面设计方法。
下面将介绍两种国内外典型的路面设计方法。
国内的典型路面设计方法是基于工程经验和技术规范的指导。
中国交通行业一直以来高度重视经验总结和技术规范的制定。
其中，中国公路工程路面设计规范是一项专门用于指导公路路面设计和施工的技术规范。
该规范细化了路面设计所需的各种参数和指标，并提供了设计方法和建议。
例如，该规范规定了路面厚度、结构、材料的选择和施工方法等方面的要求。
此外，该规范还包含了路面设计参数的计算方法，以及各种材料特性和性能的详细规定。
这些规范和指导文件为国内的路面设计提供了科学、规范的依据。
在国外，美国是一个比较典型的例子。
在美国，路面设计主要依靠经验和实践。
美国交通协会（American Association of State Highwayand Transportation Officials，简称AASHTO）是美国公路工程的权威组织之一、该组织负责制定和发布美国公路设计规范，其中包括了路面设计的相关内容。
AASHTO公布的规范主要依据实践和经验总结，结合了地区特点和当地材料情况。
在美国，路面设计通常通过试验和模拟来验证，以保证设计的可靠性和安全性。
此外，美国还注重可持续性和环保问题，通过采用可循环材料、降低噪音和排放等方式来提高路面的性能和质量。
无论是国内还是国外，路面设计都是一个复杂的工程。
它需要考虑多个因素，包括交通量、车辆类型、地质条件等。
此外，还要考虑材料的选择、路面结构的设计和施工方法等。
为了保证路面的安全、舒适和可靠，路面设计需要综合考虑各种因素，并进行科学、规范的设计。
在实践中，不同的国家和地区都会根据自身情况和经验制定适合自己的路面设计方法。
总的来说，国内外的典型路面设计方法都具有科学性、规范性和可操作性，以满足公路工程的需求。
【公路柔性路面施工技术探讨】 公路柔性路面设计规范
【公路柔性路面施工技术探讨】 公路柔性路面设计 规范
拥包、车辙等早期破坏现象，严峻影响了行车舒适性和行车安全。虽然有 许多其他方面的因素，但是沥青路面施工中过程操纵不严格，关键环节操 纵不得力也是造成路面早期破坏的重要缘由之一。沥青路面的使用性能是
有关数据调查显示，影响路面使用性能的第一因素是平坦度，其次是道路 依据交通量、气候等因素，以路面使用性能为基点，有针对性地进行协作
裂缝及车辙。同我国路况实际状况结合起来看，影响沥青路面使用品质的 比设计，才能保证沥青路面的良好使用性能;三是施工因素。沥青路面的
主要问题是坑槽、车辙、裂缝，当然桥梁伸缩缝安装质量及施工缝的施工 早期损坏常常与使用的材料不好、压实度偏低、级配变异性大、排水设计
舒适、噪音低、施工期短和修理方便等优良特性，当前世界各国的高等级 耗，直接影响交通运输和经济进展，并带来不良社会影响。
公路大多接受沥青路面。
二．温度、水对路面的影响
关键词：柔性路面；施工；技术
1．沥青路面的车辙变形、拥包等主要发生在夏季高温状况下，是一
一．前言
种混合料各种成分位置的改变过程。通常状况下，矿料级配的奉献率占到
参数在施工过程中的测试数据，借助操纵图〔管理图〕之类的统计工具， 术，再加以中国化的运用，与此同时，我们必需针沥青路面的材料特点进
对生产过程进行测试及统计分析讨论，探求测试数据的改变缘由，对那些 行重新而有深入的讨论，提高沥青路面的施工工艺和施工操纵方法已经迫
明显影响质量的因素，应实行措施加以操纵，并不断建立新的施工标准， 在眉睫了。
的沥青路面施工质量操纵要对原材料和施工工序影响可靠度的测试指标
五．小结
AASHTO柔性路面设计法在厂矿道路结构设计中的应用
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的单 位 为 ＭＰ ａ ，
值 得 注意 的是 ， Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ设计 方法 诺莫 图 中
的单 位 为 ｋ ｓ ｉ 。在 实 际应 用 中 ， 若
则 需先 将单 位 换算 成 ｋ ｓ ｉ 。具体 的换 算关 系 为 ： １ ＭＰ ａ １ ４ ５ ． ０ ３ ８ ｐ ｓ ｉ ０ ． １ ４ ５ ｋ ｓ ｉ 。 在 实际工程应 用 中 ， 厂矿道路形 式多采用 当地 常用形 式 。Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ设计方 法 常用法 ， 其表达式为
ｌ ｇ ｆ
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收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ７ — ０ ９
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作者简介 ： 汪 娟（ １ ９ ８ ２ 一） ， 女， 湖北天 门人 ， 中国五环工程有限公 司工程 师， 工学硕 士， 主要从事 总图运输设计工作
Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ柔 性 路 面 设 计 法 在 厂 矿 道 路 结构 设计 中的应 用
汪 娟
（ 中国五环工程有限公 司， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ２ ２ ３ ）
摘要 ： 为满足 国际工 程项 目要求 ， 提 出采 用美 国 Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ方法用 于厂矿沥青 道路设计 的思路 ， 概述 Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ沥
模型 ， 路面设计按使用要求 ， 运用关系模型完成结构设计 。经验法通过实际观测试验路段或使用道路 ， 建 立车辆荷载 、 路面结构和路面使用性能三者之 间的关系 ， 主要代表方法为美 国加州承载 比（ Ｃ Ｂ Ｒ ） 法和
Ａ Ａ Ｓ Ｈ Ｔ Ｏ法 。
中美规范下柔性路面设计方法比较
黑龙江交通科技
HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No. 9,201 (Sum No. 307)
中美规范下柔性路面设计方法比较
7 彭燃 黄璇子2，李仁强3
(1.中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州510230；2.武汉市政工程设计研究院有限责任公司, 湖北武汉430023,3.中交第一公路勘察设计研究院，陕西西安710065)mm) ;F—弯沉综合
修正系数;P,2—标准车型所对应的轮胎接地压强 (MPa)和当量圆半径(cm);a。一理论弯沉系数;
面层抗压回弹模量(MPa)。
层底最大拉应力计算方法如下，
==珚
(2_2)
o■”一理论最大拉应力系数
(3)三层体系计算法 中国规范中路面计算具体操作时常采用三层
中国规范中采用理论方法计算路面厚度,计算 步骤如下：
(1) 首先进行累计当量轴载换算，这一点与美 国规范类似。沥青层需以设计弯沉值和沥青层层 底拉应力作为验算指标。验算沥青层的弯沉和层 底拉应力时，各车型交通量按公式换算成标准轴载
P的当量轴次N。 (2) 弯沉计算及层底拉应力计算 计算弯沉值应不大于于设计弯沉值乙。层底
① 晒5预测交通量 设计基准期下每类车辆双向交通量根据车辆
换算系数换算成1 -kiy标准轴载,然后乘以方向 系数和车道系数 设计 通 。
② R可靠性 可靠性是考虑设计中各种确定性的参数，可以
根据道路等级查询。
③ S。全局标准差 根据正态分布的统计学原理，性能方程中所有
性能参数均为均值2卩设计可靠度为50%的值。为 了得到较高的指定的可靠度，则晒5必须小于见3 一个 态 移。
④Mr有效的路床顶材料回弹模量，即中国规
usa力学—经验设计法（mepdg）综述
美国新力学—经验设计法（MEPDG）综述1、力学—经验设计法（MEPDG）产性背景美国各州公路和运输官员协会(AASHTO)的路面经验设计(MEPDG)方法数十年来一直是美国路面设计的主流方法，该方法采用20世纪50年代末由美国伊利诺伊州的试验路数据建立的路面结构—轴载—使用性能三者间经验关系进行路面结构设计。
由于路面设计经验法存在经验数据的地域局限性等问题，AASHTO 一直在促进研究新的路面设计方法。
随着计算机及其建模技术的提高以及战略公路研究计划(SHRP) 和长期路面性能观测项目(LTPP)不断积累大量重要的路面性能信息，开发一套更加严密的路面设计方法的条件已经成熟。
AASHTO 的新建和改建路面力学) 经验设计指南就是在这一背景下诞生的。
新的路面设计法采用力学加经验的设计方法，使设计人员能够提高路面设计可靠度、预测特定的破坏模式、更好地描述季节/排水对路面的影响以及降低整个路面寿命周期费用。
MEDPG 基于力学一经验原理，为柔性路面、刚性路面及复合路面的设计提供了统一的基础，并采用共同的交通、路基、环境及可靠度设计参数，不但能预测多种路面性能，还在材料、路面结构设计、施工、气候、交通及路面管理系统之间建立了联系。
2、MEPDG 主要设计步骤MEPDG 主要分三个设计步骤川：第一步是建立分析所需的输入值，建立基础分析、路面材料特性及交通数据；第二步是结构—性能分析，经过迭代分析，得出满足性能要求的路面结构；第三步是不同设计方案的工程分析及寿命周期分析。
3、MEPDG 主要设计输入参数MEPDG 的设计输入参数主要有交通资料、气候资料以及路面结构和材料参数。
考虑到设计信息收集的复杂性和成本问题，为所有路面设计都提供完全详尽的信息是不现实的，为此设计指南采用分级的方法，允许设计人员根据工程的重要性和可用的信息灵活地选择设计输入。
这些设计参数分三个等级的输入：①等级1：要求对工程中使用的具体材料的参数进行详细地试验。
柔性路面
一种抗滑的路面
01 定义
目录
02 特点
03 路肩设计
04 设计方法
05 设计内容及原则
依据道路承受荷载时工作特性的不同将其分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三种。
柔性路面荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小，在反复荷载作用下产生累积变形，它的破坏取决于 极限垂直变形和弯拉应变。
定义
当铺面路肩上没有障碍物时，毗邻路肩的行车道上，卡车会因为偶尔的偏离车道而进入路肩约30 cm，甚至 更多，从而形成路肩的偶入交通量。美国加州(1972)采用与路肩毗邻车道交通量的1%作为偶入交通量，约合104 次18 kip标准轴载。而Barksdale(1979)则认为这个比例偏低，偶入交通量至少占2%～2．5%以上。
设计方法
我国是世界上最早采用弹性层状体系理论进行路面设计的国家之一，但又区别于其他任何一种基于力学的设 计方法，因为我国采用了以路表弯沉为设计指标，并同时采用层底弯拉应力为验算指标的多指标设计体系。
20世纪四五十年代曾出现过基于路表弯沉的路面设计法，如美国堪萨斯州和美国海军设计法，但是它们是单 一指标设计方法，仅以路表弯沉为唯一的设计指标，用来确定路面的总厚度，其明显缺点就是弯沉指标与开裂和 永久变形这些路面主要损坏之间没有直接关系。为此，我国的设计方法在弯沉设计指标之外补充了层底弯拉应力 指标，用来控制沥青层和无机结合类基层(在我国称为半刚性基层)的层底开裂，由此形成了我国设计方法的特点， 即以控制路面整体刚度和荷载作用下的开裂为主要目的，以路表弯沉和层底弯拉应力为指标的设计方法。
路面结构设计包括以下两种。
(1)各结构层设计：主要是结合当地具体条件和使用要求，选择结构层种类和组成材料。
(2)结构层的组合设计：根据就地取材和分期修建的原则，将不同类型的结构层组合成既能经受行车荷载和 自然因素的反复作用，又能充分发挥各结构层的最大效能的经济合理的路基路面的结构体系。
俄罗斯柔性路面设计方法简介
俄罗斯柔性路面设计方法简介第一章一般规定1.1 方法适用于俄罗斯国道（国家汽车专用路），连接大工矿、企业间公路，沟通乡村、城镇之间的集散公路，城市道路和街道。
具体应用于：（1）新建和改扩建路面结构设计；（2）创建各等级道路结构典型设计图集；（3）评价已有道路结构的强度，并为补强设计规范提供依据；（4）在道路运行的最不利季节，及为避免道路结构彻底破环限制重载车辆通行的期限内，解决公路运行状况，组织和调控交通量的问题。
1.2 按抵抗车辆荷载作用和道路结构的变形特点将道路结构分为两大类：柔性和刚性路面。
柔性路面——这种道路结构组成的层次分别由各种石油沥青（煤沥青）混凝土，用沥青、水泥、石灰、综合稳定或其它粘结料稳定土和道路建筑材料，及由集料（碎石、工业废渣、卵石等）组成的结构层。
结构计算体系——弹性层状半空间体，圆形均布荷载作用。
1.3 在多层体系中柔性路面结构可分为以下几个主要层次：面层——是道路结构的最上层部分，直接承受行车荷载作用和气候因素变化的侵蚀损害。
面层应具有一定强度，平整耐磨、抗滑，高温时能抵抗塑性变形，低温时能抵抗低温开裂，并保障必要的运营质量（抗磨、行车舒适、行车安全）。
在Ⅰ-Ⅲ公路自然区划内面层应当是不透水的。
沥青面层包括磨耗层、抗滑层、保护层。
基层——主要起承重作用，同面层结构一起起到分担和减弱传递到垫层或土层的压力。
直接铺在高等级沥青路面下的基层应具有板体作用，抗剪切和抵抗弯拉应力的能力。
下基层用比上基层强度稍低的材料铺筑，并应同时是抗冻性和水稳定性较好的材料。
基层的垫层——在气候条件恶劣和水土条件不良地段位于基层和土基之间的层次。
这一层应与面层和基层一起保障道路结构的强度、抗冻性和排水的要求，并为减薄由昂贵材料组成的面层提供可能。
根据垫层所起的功能性作用，分别把它们叫做防冻层、隔温层、排水层，除此之外，还包括水力隔断层、水蒸气隔断层、毛细水隔断层。
垫层可选用自然状态的砂或其它地方材料，或对这些材料用有机粘合料、无机粘合料稳定，或进行综合稳定。
AASHTO柔性路面设计方案
AASHTO柔性路面设计方案美国各州公路及运输工作者协会（AASHTO）所推荐的方法是以50年代后期和60年代初在渥太华、伊利诺伊州进行的AASHTO道路试验得到的大量试验成果为基础的。
AASHTO设计委员会于1961年第一次出版了暂行设计指南，1972和1981年又作了修订。
1984~1985年，路面设计委员会和顾问小组根据NCHRP项目20-7/24的研究情况对指南作了修订和扩大，并于1986年出版了现行指南。
AASHTO道路试验所得到的经验性能方程，在现行的指南中仍用作为基本模型，但是作了修正和扩大，使其能适用于美国其他地区。
应注意，初始方程是在给定的气候条件下，针对某种特定的路面材料和地基土推导出来的。
试验地点气候温和，年降水量约为864mm(34in)。
平均冰冻深度约为711mm(28in)。
地基土属于A-6和A-7，排水条件不良，CBR值为2~4。
一、设计变量本节介绍一些与柔性路面和刚性路面都有关的一般设计变量。
其他变量如有效路基土回弹模量和结构数将分别在11.3.3和11.3.4中介绍。
（一）时间约束为了充分利用可能获得的资金，AASHTO设计指南鼓励对交通量大的工程采用较长的分析年限，至少包括一次大修期。
因而，分析年限应等于或大于工作年限，如下所述。
1、工作年限工作年限是指初建的路面结构至需要大修以前的时间，或者是两次大修之间的时间。
它相当于新建的、重建的或经过大修的结构，由其初始服务能力，损坏至最终服务能力所经过的时间。
设计者必须在部门的经验和政策所规定的最小和最大允许围选定工作年限。
工作年限的选定受如下因素的影响：路面的功能等级，维护的类型和水平，用于初期修建的资金，寿命周期费用和其它工程上的考虑。
2、分析年限分析年限为任何设计策略所必须包括的时段。
它可以和选用的工作年限相同。
然而，由于实际工作制约，对所需的分析年限，可能要考虑分期修建或者计划大修。
过去，路面常按20年工作年限进行设计和分析。
国外路面结构汇总
20世纪80年代末期的“七五”国家科技攻关项目就是应当时的生产形势开设的研究课题，由此形成了“半刚性基层重交通道路沥青路面及抗滑表面层成套技术”，因此，我国广泛采用半刚性基层沥青路面结构是有其长期的历史发展过程的，而且为我国沥青路面的发展做出了巨大的贡献。
据了解，国际上在20世纪70年代以前，半刚性基层沥青路面也曾经用得很普遍，并发生了关于基层的“黑白之争”，后来，柔性基层和全厚式路面得到了很大的发展，逐渐成为主流。
由于许多问题，我国许多半刚性基层沥青路面的路面结构在超载车作用及施工质量等各种因素的影响下，提前达到了使用寿命。
现在许多高速公路已经开始进入大修养护和加宽改造的阶段。
而且已经是基层这个承重层发生了损坏，使路面的损坏成为结构性破坏，无法通过沥青面层的维修得到解决，大修作业往往成为“开膛破肚”式的，这是目前面临的一个大难题。
相比之下，国外沥青路面的设计寿命越来越长。
现在又出现了永久性路面或者长寿命沥青路面。
这种理念已在欧美许多国家得到重视，且已经在重交通道路上应用，且在延长沥青路面使用寿命方面获得了极大成功。
半刚性基层沥青路面在达到设计寿命后发生结构性损坏，需要维修基层，与永久性路面确保只维修表面层的思想是最大的差别，是两个完全相反的设计理念。
因此我们必须认真地思考这些问题。
国外沥青路面结构的设计年限部分国家使用的主要沥青路面结构第一篇澳大利亚沥青路面设计方法澳大利亚沥青路面设计包括以下三种路面结构组合：（1）由多层无粘结材料组成的柔性路面；（2）包括一层或多层胶结材料基层的柔性路面；（3）柔性路面的沥青加铺层设计。
柔性路面结构类型：薄沥青层+粒料层薄沥青层+粒料层+无机结合料稳定材料薄沥青层+无机结合料稳定材料层全厚式沥青路面沥青混凝土面层+粒料基层沥青混凝土面层+粒料基层+水泥稳定材料层沥青混凝土层（<150mm）+水泥稳定材料层沥青混凝土面层（≥150mm）+水泥稳定材料层沥青混凝土面层（≥150mm）+沥青稳定材料层柔性路面（含罩面层）设计交通荷载要理解柔性路面设计的交通荷载参数特点，首先需要在长期范围内理解柔性路面设计过程，以及这种过程怎样反映柔性路面破坏形态。
浅谈埃塞俄比亚的柔性路面道路结构设计方法
其中： Ｔ （ ｍ） ｍ） 。 ＝第一年年平均 日交通量 ； Ｎ ＝设计周期 ， （ ａ ） ； Ｉ ：年增 长率 （ ％） 。 （ 三） 标 准轴 载 换 算 埃 塞俄 比亚公路 局设 计标准轴载 为 ８ ． １ ６ ｔ （ ８ ０ Ｋ Ｎ） 。经过 多 年对埃塞 国内的调查统计 ， 埃 塞俄 比亚公路局针对柔性路 面 ， 总 结 了不 同车型换算系数推算公式 。同时编制 了不 同车型换算 系 二、 道路交通等级的确定 数一览 表 ， 具体推算公式及换算 系数一 览表如下 ： （ 一） 设 计 周 期 的 确 定 １ ． 推算公式 设计周期 的确定影 响因素很多 ， 主要涉及 到道路 的功 能 ， 道 ｅ ｆ ＝ （ Ｌ， ８ １ ６ ０ ） ｎ（ ｆ ｏ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｉ ｎ ｋ ｇ 路的交通量 、 道路所处的区域的地形地貌 ， 经济能力及交通预测 ０ｒ 等五方面。在道 路设计周期选择上 ， 要 充分 考虑 以上这些 因素 ， ｅ ｆ ＝ （ Ｌ ／ ８ ｏ ） ｎ（ ｆ ｏ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｉ ｎ ｋ Ｎ） 避免造成经济上的浪费。 其 中： 设计周期的选取详见 下表 ： ｅ ｆ －标准轴载换算系数 （ Ｅ Ｓ Ａ） ； 表 １设计周期一览表 Ｌ ＝轴重（ ｋ ｇ ｏ ｒ ｋ Ｎ ） ； 道路分类 设计周期 （ 年） ｎ ＝损伤指数（ ｎ ＝ ４ ． ５ ） 。 主干道 （ ｔ ｒ ｕ ｎ ｋ ｒ ｏ ａ ｄ） ２ ０ ２ ． 不同轴重 、 车型换算系数一览表 联络路 （ １ ｉ ｎ ｋ ｒ ｏ ａ ｄ） ２ ０
一
、
道 路结 构 设 计 流 程
【2019年整理】国外沥青路面设计方法简介
Po — —指设计初期的 PSI;
第五章 沥青路面结构设计 Pt — —行驶过一定车辆数后 的PSI。
2、计算方法 对AASHO道路试验所得大量进行数理统计，建立路面耐用性的变化 同荷载大小、荷载重复作用次数和路面厚度等的联系 ，即：
C0 Pt G lg( ) (lg N lg ) C0 C1
第五章 沥青路面结构设计
第五章 沥青路面结构设计
一、AASHTO法
美国各州公路工作者协会（AASHO American Association of State Highway Officials）于1961年完成了一项综合性的大型足尺道路试验 （300多个试验段），建立了路面结构、荷载和路面使用性能三者间的 关系，以此建立了完全经验性的设计方法。后经过不断的修正完善，趋 向力学~经验方法。 * 路面结构（土基回弹模量、路面结构数） * 路面使用性能（路面的工作状态——PSI ） * 荷载（按等效损坏PSI进行轴载换算）
AASHO试验路的测试数据——为许多力学~经验法 的设计指标和参数验证提供了丰富的经验。
第五章 沥青路面结构设计
1、路面耐用性指数
首次提出了路面耐用性的概念,并用路面耐用性指数（PSI Present Serviceability Index ）评价路面的使用性能（路面的工作状态）。
PSI由评分小组进行主观评定后处理得到的指标，它与路面实际状况
r=CN-0.25
其中 C——与沥青混合料的模量和类型有关的系数。
第五章 沥青路面结构设计
(3) 整体性基层的拉应力 无机结合料稳定基层的弯拉应力应不超过某一容许值。该容许 值考虑了材料的疲劳特性。 r=rl(1-0.075lgN） (4) 路面表面的永久变形 路面表面因行车的 重复作用产 生的永久变 形应控制容 许值为 10mm(高速公路)。
澳大利亚路面设计规范
第一篇澳大利亚路面设计规范第一章简介1.1应用范围(1) 无结合料粒料的柔性路面；(2) 有一层或多层的半刚性材料的柔性路面；(3) 刚性路面；(4) 柔性路面加铺设计；(5) 适用于主要由荷载引起破坏的路面，由环境因素引起的路面破坏应另外考虑；(6) 路面施工水平一般的情况；(7) 未加表面层的材料不适应；(8) 不含刚性路面沥青加铺层；本规范内容包括：路基评价、路面材料评价、交通荷载分析和结构设计等。
本规范建议作为设计指南使用，而不是作为一种强制性的标准或限制。
1.2 本规范用途(1) 常规道路交通条件下的柔性路面设计，或专门荷载条件的柔性路面设计；(2) 使用者根据自己的需要按特定条件做出设计图表；(3) 柔性路面加铺设计；(4) 刚性路面设计附录A给出了本规范术语，下一章给出了路面设计系统及组成元件。
第二章路面设计系统2.1 概述路面设计目的：确定最经济的路面组成及厚度，满足预计交通荷载行驶，具有相应的服务水平。
设计者应充分了解材料、交通、当地环境及相互作用，能预测任何路面结构组合的性能，并了解所设计道路应有的服务水平。
路面设计的复杂与简单取决于模型简化程度与设计资料的充分性。
本规范包含两套设计系统(1) 新建路面设计；(2) 柔性路面加铺层设计。
但它们的基本理论与其它工程设计是相类似的。
2.2 新路面设计设计框架见图 1.2.1，可能有些因素被忽略或有些因素与其他因素合并考虑，但本图简单轻便地示出了输入变量、分析方法与决定设计方案之间的关系。
图1.2.1 设计框架图2.2.1 输入变量(1) 设计交通量轴载数、轴载分布、荷载值与轮胎压力；除考虑目前交通量外，设计期内轴载数量与组成的变化也应充分考虑。
(2) 路基与路面材料设计者应具有知识：·用来表征承载能力的强度与刚度参数；·温度、湿度、时间与破坏累积对参数的影响；·路面破坏方式与荷载(应力或应变)对路面损坏作用的量化(见表1.2.1)。
国外路面结构汇总
20世纪80年代末期的“七五”国家科技攻关项目就是应当时的生产形势开设的研究课题，由此形成了“半刚性基层重交通道路沥青路面及抗滑表面层成套技术”，因此，我国广泛采用半刚性基层沥青路面结构是有其长期的历史发展过程的，而且为我国沥青路面的发展做出了巨大的贡献。
据了解，国际上在20世纪70年代以前，半刚性基层沥青路面也曾经用得很普遍，并发生了关于基层的“黑白之争”，后来，柔性基层和全厚式路面得到了很大的发展，逐渐成为主流。
由于许多问题，我国许多半刚性基层沥青路面的路面结构在超载车作用及施工质量等各种因素的影响下，提前达到了使用寿命。
现在许多高速公路已经开始进入大修养护和加宽改造的阶段。
而且已经是基层这个承重层发生了损坏，使路面的损坏成为结构性破坏，无法通过沥青面层的维修得到解决，大修作业往往成为“开膛破肚”式的，这是目前面临的一个大难题。
相比之下，国外沥青路面的设计寿命越来越长。
现在又出现了永久性路面或者长寿命沥青路面。
这种理念已在欧美许多国家得到重视，且已经在重交通道路上应用，且在延长沥青路面使用寿命方面获得了极大成功。
半刚性基层沥青路面在达到设计寿命后发生结构性损坏，需要维修基层，与永久性路面确保只维修表面层的思想是最大的差别，是两个完全相反的设计理念。
因此我们必须认真地思考这些问题。
国外沥青路面结构的设计年限部分国家使用的主要沥青路面结构第一篇澳大利亚沥青路面设计方法澳大利亚沥青路面设计包括以下三种路面结构组合：（1）由多层无粘结材料组成的柔性路面；（2）包括一层或多层胶结材料基层的柔性路面；（3）柔性路面的沥青加铺层设计。
柔性路面结构类型：薄沥青层+粒料层薄沥青层+粒料层+无机结合料稳定材料薄沥青层+无机结合料稳定材料层全厚式沥青路面沥青混凝土面层+粒料基层沥青混凝土面层+粒料基层+水泥稳定材料层沥青混凝土层（<150mm）+水泥稳定材料层沥青混凝土面层（≥150mm）+水泥稳定材料层沥青混凝土面层（≥150mm）+沥青稳定材料层柔性路面（含罩面层）设计交通荷载要理解柔性路面设计的交通荷载参数特点，首先需要在长期范围内理解柔性路面设计过程，以及这种过程怎样反映柔性路面破坏形态。
AASHTO柔性路面
AASHTO法美国各州公路及运输工作者协会（AASHTO）所推荐的方法是以50年代后期和60年代初在渥太华、伊利诺伊州进行的AASHTO道路试验得到的大量试验成果为基础的。
AASHTO设计委员会于1961年第一次出版了暂行设计指南，1972和1981年又作了修订。
1984~1985年，路面设计委员会和顾问小组根据NCHRP项目20-7/24的研究情况对指南作了修订和扩大，并于1986年出版了现行指南。
AASHTO道路试验所得到的经验性能方程，在现行的指南中仍用作为基本模型，但是作了修正和扩大，使其能适用于美国其他地区。
应注意，初始方程是在给定的气候条件下，针对某种特定的路面材料和地基土推导出来的。
试验地点气候温和，年降水量约为864mm(34in)。
平均冰冻深度约为711mm(28in)。
地基土属于A-6和A-7，排水条件不良，CBR值为2~4。
一、设计变量本节介绍一些与柔性路面和刚性路面都有关的一般设计变量。
其他变量如有效路基土回弹模量和结构数将分别在11.3.3和11.3.4中介绍。
（一）时间约束为了充分利用可能获得的资金，AASHTO设计指南鼓励对交通量大的工程采用较长的分析年限，至少包括一次大修期。
因而，分析年限应等于或大于工作年限，如下所述。
1、工作年限工作年限是指初建的路面结构至需要大修以前的时间，或者是两次大修之间的时间。
它相当于新建的、重建的或经过大修的结构，由其初始服务能力，损坏至最终服务能力所经过的时间。
设计者必须在部门的经验和政策所规定的最小和最大允许范围内选定工作年限。
工作年限的选定受如下因素的影响：路面的功能等级，维护的类型和水平，用于初期修建的资金，寿命周期费用和其它工程上的考虑。
2、分析年限分析年限为任何设计策略所必须包括的时段。
它可以和选用的工作年限相同。
然而，由于实际工作制约，对所需的分析年限，可能要考虑分期修建或者计划大修。
过去，路面常按20年工作年限进行设计和分析。
旧水泥路面柔性化设计常用方法
１ 旧 水 泥 路 面 柔 性 化 的 目的
水泥 路 面的残余 强度 。 防止 旧水 泥混凝 土 面板 的翘 曲 ，
造最 常用 的方法 是在 保持 旧水 泥混 凝 土路 面面 板板体 裂 或 打碎 ， 消 除其 刚性 ， 转 化为 靠嵌 挤 、 咬合形 成 强 度
性 的前 提下 ， 对原路 面进行 处理 ， 并 对纵 、 横缝 采取 防反 的块 状柔 性结 构 。
射 裂缝 措施 （ 如铺设 各 类格 栅 、 土工 布或各 类 应力 吸 收
面板 下排水 、 防冲刷 措施 的缺 失 和设 计 标准偏 低 （ 如 采 泥 混凝 土面板 病 害隐 患 ， 又 经济 、 环保 的好方 法［ １ － ２ １ 。
用石 灰 土基 层 ） ， 板 底脱 空 现象 十分 普遍 。 虽 然可 以采 ２ 水 泥 路 面 柔 性 化 的概 念 取换板 、 修 补裂缝 、 磨平 错 台 、 灌 浆填封 板底脱 空等养 护 旧水泥 路 面 的柔 化技 术 分 为打 裂压 稳 、 打碎 压 稳 措施 ， 但 养护 费用 昂贵且 效果 不佳 。旧水泥路 面加铺 改 和 碎石 化 技术 ， 是 通 过 专用 设备 将水 泥路 面 的 面板 打
缝 出现 的能力 ， 但 实 际效果 并 不理想 ． 特 别是 板底 脱空 水 冲洗 后 方可 辨 认 ） ， 块 与块 之 间 紧密 咬合 ． 破 碎 后 粒
病 害严 重 时效 果更差 （ 因为处理 板底脱 空病害一 般采取 径 范 围为 ５ Ｏ ～８ ０ ｃ ｍ ［ 。 板 底压 浆工艺 ， 板 底压 浆处 理脱 空病 害 不是很 彻底 ， 耐
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2)PSI的确定 ①路面不平整度SV（平均斜率方差）的测定： SV用平均斜率方差表示，（每隔1ft测一次）用每9in 长 度的高差y除以距离 （图9· 25）
2 ( s s ) SV n 1 PSR与 log(1 sv ) 关系。测定结果见图
(9· 1)
②车辙深度
2 1000 ft 用4ft直尺在轮迹带上测量，每20ft测两条轮迹的平均值（每 测40－50断面）
性 指 数
PSI
路面B
3 2
0 1 0
2
4
6
8
10 12 使用年限
14
16
18
20
PSI随作用次数W的增大而逐渐损失，整理W与PSI损失值的关系为：
CO Pt W ( t ) CO 1.5
上式中：CO－试验路测得的初始PSI平均值； Pt－行驶Wt次后测得的PSI值 ρ－路面从修建起行车至PSI为1.5时的次数 β－斜率
三、AI设计法 从1954至1969，AI每2年出版一次，共八个版本。 这前八版均为经验法。1977开始到1981年出版了 力学一经验法的第九版。91年又提出了第九版的 修正版。 路面模型：
三层连续体系—全厚式沥青路面
四层连续体系—双层沥青层下设粒料底基层。
荷载：双圆、垂直均布，标准轴80kN p=0.49MPa δ=11.5cm，圆心距3δ 控制指标：沥青层底εt和土基顶面εc 。设计程序：n层DAMA程序 设计流程：见图。
A1
[ r ] N 0.25
4．设计步骤 1)拟定土基，路材的模量及各层厚度，用BISAR程序验算εr，εzσr-2。
2h1 处的εr、εθ，取其大者。 若E1=1000MPa，应计算 h1 、 3 3 h1及 h 2 2)用[εz]代入BISAR程序，计算 ∵E2与h2有关，故应试算 3)用[εr]代入BISAR程序，计算h1及h2
二、shell设计法 1、路面模型及计算程序 多层（一般三层）弹性体系，E1～ En-1 =0.25 n =0.35 荷载：单园，双园，多园图式 垂直及水平均布荷载 标准轴载：80KN 即标准轮载20KN p=0.6MPa =10.5cm 计算程序——BISAR(Bitumcn Stress Analysis in Road)
2 2 2 2
2
(9.14)
3．不同道路等级的设计标准：（设计年限20 年 P389） 对主要道路PSI≧2.5为正常 对次要道路PSI≧2.0为正常 损坏标准 PSI≦1.5， 当1.5≦PSI﹤2.5(2.0)时应该罩面和维修
2、AASHO试验路基本方程 1）基本方程
路 面
5 4
路面A
耐 用
0.304 M
E
* 0.259
N 0.304
2)土基表面容许压应变： Nd=1.365×10 -9(εc) -4.447 (11.22) [εc]=(1.365×10 -9) 0.223N−0.223 =1.05×10 −2N−0.223 ____ 满足11.22公式，则 RD ≯0.5in (12.7mm)
不同沥青类面层容许拉应变[εr]（N=10 6）
[εr]=A1N -0.25 A1——与沥青混合料类型及劲度模量Sm有关。Sm越大， [εr]越小，混合料越好 A1越大。 A1称路面结构使用年限内的校正系数。 沥青砼＞贫沥青砂＞密沥碎＞沥青砂砾＞贫沥碎。(见上图) 3）整体性基层的容许拉应力[σr2]——与材料类型、组成、剂量及龄期相关。 90天龄期时，[σr]=σr-1（1-0.075lgN） σr-1——一次荷载下的极限弯拉强度。 ____ 4）路面容许车辙 [ RD ] ____ ____ [ RD高速 ] =10mm [ RD一般 ] =30mm 5）粒料材料最小模量E2 0.45 E2=K2E3 E2 0.56h2 当h2=15,20,50… 则 K2=1.89,2.15，3.26… K2≈2～4之间 6）沥青路面低温缩裂——与荷载无关，靠材料组成设计解决。
26，9· 28 RD ——图9·
RD的单位为in， RD2 与PSR的关系见图9.28
3）开裂与补丁面积－图9.29 开裂面积：龟裂、碎裂按面积计，单裂纹则用长度×1ft计算面 积 补丁面积：包括已修补和待修补的面积，裂缝度c与修补度f均 以ft2/1000 ft2计。 c f 与PSR的关系见图9.29。（刚性路面log(1 SV )及 c f 与 PSR的关系9.30,9.31） 4）PSI回归公式（74个柔性段）
AASHO以实际行车的使用性能为标准，制定计算公式，提出路 面设计法。
284段柔性，264段刚性 N 111.4万次 2700万美元
一方面，根据使用者的要求对现有路况评级（主观的，定性 的），称现时服务能力评定（PSR），另一方面，对路面的 质量（SV，RD等）进行（客观的，定量的）评定，用统计方 法将二者结合得出现时服务能力指数PSI。 1)PSR的确定 5分制评分
PSI 5.03 1.91 log(1 SV ) 1.38 RD 0.01 c f 若将单位改为公制 PSI 5.03 1.91 log(1 SV ) 0.21RD 0.032 c f 改公制单位 c f 的单位是m / 100m ， RD 单位为cm
∵[εr]与Smη (S与T、T与h)有关，只能用迭代法。 并检查E2是否等于0.56h20.45E3。 据[εr]，[εz]二者计算出的h1，h2 ，取其大者。 4)对整体性基层，用[σr]=σr-1（1-0.075lgN）代入程序求h1，h2。
∵控制h1厚度的不是[εr]、[εz]，而是防止反射裂缝的最小沥面厚度，因 此，h1一般取15～25cm
1)当h1≤20cm εr max 在h1内的下半部； 2)当h1＞20cm , εr max 在h1内的上半部。
2）次要标准 ①基层水平拉应变ε r 2 或拉应力σr 2 ②路表总变形 RD
____
3）再次要标准
①沥青层低温缩裂—与荷载无关，靠材料组成设计解决。 ②粒料基层最小模量
3、容许值的确定 1）土基容许压应变[εz]——据AASHO试验，取Pt=2.5 μ=0.35的结果整 理。 [ ] [εz]=2.8×10-2N-0.25 (保证率R=50%) A 1 2.1×10-2 N -0.25 (R=85%) N 0.25 1.8×10 -2N -0.25 (R=0.95) 2）沥青面层容许水平拉应变[εr]——由下图查得。
交 通 量 预 估
确回 定弹 路模 基量
选温 择度 设 计
选沥类基 择青型层 基混或厚 层合集度 料料
设计厚度组合
分期修建
不分期修建
经济比较
最终设计划
1.设计标准 1)沥青基层底面容许拉应变[εt] 对标准混合料（Vb=11% Va=5%）: N=0.0796(εt) -3.291 ︱E*︱-0.854 （英制） (7.38) 对一般混合料 N=0.0796C(εt) -3.291 ︱E*︱ -0.854 （英制） Vb 式中C=10M；M=4.84( -0.69)
可计算垂直、水平、或综合荷载下n层连续、光滑、部分连续 体系内的应力、应变与位移。沥青材料的模量取劲度模量。
2、设计标准（6个） 1）主要标准
r z
E1
E2
En
r1
h1
r
2
z
h2
临界点位臵： 荷载轴线 对 r ，当 2 较大，且
1
2 1
h1=A0﹥13.3cm时，ε r max 在沥青层内
例：每月1万次，夏秋共8月， K2＝1，冬季3个月， K1＝0.6，春融一个月K3＝4.5 则：W＝3×0.6＋8×1＋1×4.5＝14.3>12万次
2） ρβ与路面结构及轴载的关系 根据试验路资料，当W与ρ用加权轴数表示，ρ、β与路面结构数SN及轴载L 有以下关系
Va Vb
82年AI报告，按7.38式所得的疲劳开裂面积占总面积的20%。 上式改为公制： Nf=18.4×10M [(εt) -3.291 · 6.25×10 -5︱E*︱ -0.854 ] =1.15×10 -310M︱E*︱ -0.854 (εt) -3.291 ∴[εt]=
0.128 10
第三代
AASHO法－以使用性能为基础的经验设计法 －据足尺试验提出的设计方法 WASHO试验
1955年
1962年 AASHO法提出 ①PSI与路面工作状态的关系；提出了路面设计标准 ②建立了路面设计的基本方程 ③提出了轴载与数量间的等效关系 第三代方法的缺点： ①理论基础薄弱 ②公式只适用于道路试验的地点 ③不能适用新材料与新结构
对上式取对数即得AASHO的基本方程
Gt (log Wt log )
log Wt log Gt为 log G
（11.29）
CO Pt (任意时刻t时的PSI损失) CO 1.5(达到损坏时的 PSI损失)
当CO＝4.2，P＝2.5， 2.0， 1.5时 Gt＝-0.2009， -0.0889， 0 β－为双对数直线的斜率，与路面结构的强弱、荷载的大小有关。 β大，PSI损失快；反之，损失慢（见上图）。W和ρ为加权轴次，是不同季 节的轴载作用次数乘以季节加权数的总和。若不同季节的加权系数为K1、 K2、K3。而相应的交通量为W1、W2、W3，则有： W＝K1W1＋K2W2＋K3W3 季节加权系数：冬季K1＝0.2～1,夏秋季K2＝0.3～1.5, 春融时K3＝4～5
第四代 力学－经验法 1855年 Boussinesq 半无限体应力公式 1940年 Goldbeck 将其用于路面设计 1943年 Burmister双层弹性体系 1945年 三层弹性体系 1948年 Fox和Hank得到应力的数值解 1962年 Jones· Peattie发表设计图表，使理论值 进入实用阶段 1963年 Shell石油公司提出力学－经验法 1968年 BISAR程序 1977年 力学－经验法成为各国设计法的主流 1981年 AI第九版改为力学－经验法 2005年 AASHO－2002全面改为力学－经验法