美国AASHTO沥青路面结构设计方法及应用

美国沥青路面设计方法简介程锐(黑龙江省公路勘察设计院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:美国各州公路及运输工作者协会(AASHT0的方法是以20世纪50年代后期至60年代初在渥太华、伊利诺伊州进行 的A A S H0道路试验所得到的大量试验成果为基础的。

1961年第一次出版了暂行指南，后来经多次修订，于1986年出版了 现版设计指南。

A A S H0道路试验所得到的经验性方程，在现行指南中仍作为基本模型。

但是由于初始的方程是在试验路当 地特定的气候条件下，针对某种特定路面材料和地基士推导出来的。

所以经20多年来工程实践,多次进行修订，现行指南已 能运用于美国其他地区。

关键词:美国沥青路面;设计方法;简介中图分类号:U412 文献标识码：C文章编号：1008 -3383(2017)10 -0084 -011设计变量(1)时间约束。

为了充分发挥投资效益，A A S H T0设计指南鼓励对交通量大的工程采用较长的分析年限。

()交通。

设计方法以预计的80 k N(18 kip)累计当量单轴荷载（E S A L)为根据，并考虑交通量的逐年增长系数和车道分布系数。

若路面设计采用的分析年限内没有任何大修或重新罩面，则取整个分析年限的总累计轴载E S A L作为设计依据，若考虑分期修建，在分析年限内预期要进行大修或重新罩面，则需要绘制累计轴载数E S A L随时间变化的曲线，由此得到任意时段的E S A L值。

()可靠度。

可靠度设计是将某种可靠程度纳入设计过程的方法，以确保各种设计方案在分析年限内一直有效的可靠概率。

设计所用的可靠度水平随交通量、交通疏散的难度和公众对预期效率的增加而提高。

表1提供了不同功能等级道路所建议的可靠度水平。

表1对不同功能等级道路提供的可靠度水平％功能等级建议的可靠度水平功能等级建议的可靠度水平市区郊区市区 郊区州际及其他高速公路85^99-98-99-9集散道路8-9575 ^5主要干线8-9975^95地方道路50—)50 —)分析年限至少包括一次大修期，因而应等于或 大于工作年限。

AASHTO道路规范在光伏电站进场道路的实【摘要】 AASHTO规范是美国联邦级公路及交通运输协会通过道路试验，材料测试等数据分析制定的一套完整的结构层设计及施工方法的道路规范。

本文通过在建工程实例，对美标AASHTO道路规范中沥青混凝土柔性路面结构设计及计算进行相关研究。

探讨光伏电站进场引接道路在AASHTO中各种参数取值、计算方法等问题，希望本文可以对今后光伏电站项目进场道路依据AASHTO规范设计时有一定的指导作用。

【关键词】沥青混凝土路面AASHTO 光伏电站进场道路回弹模量1引言我院承接的乌兹别克斯坦100MW光伏电站设计项目，按照合同要求进场道路、220kV升压站及开关站内道路需要遵循AASHTO规范，并结合光伏电站运维的交通量特点进行设计。

业主工程师在道路断面卷册审核过程中要求我院依据美标AASHTO-1993[1]规范出具道路计算书，验证道路各结构层的可靠性。

因此我们对AASHTO道路规范中沥青混凝土柔性路面结构的设计方法，参数选取原则进行了详细的研究，并切实应用到光伏电站进场道路及升压站内部道路设计中。

参数选取、计算过程和方法均得到了业主工程师的认可，道路断面图纸得以顺利批准。

本文对设计方法，参数选取等计算过程进行总结，希望对今后类似项目的应用有一定的参考意义。

2光伏电站项目及AASHTO规范简介2.1乌兹别克斯坦100MW光伏电站项目简介乌兹别克斯坦100MW光伏电站项目(Uzbekistan Scaling Solar Project)是新建光伏电站，规划容量100MW。

项目位于乌兹别克斯坦中部城市Navoi以西约30公里处，该地区气候干燥少雨，场地排水条件好，无冻胀，湿陷性等不良地质。

根据工程地质勘察报告，建设场地地基土层主要分为两层，由地表粉土和砂砾组成。

地下8.0m内未见地下水。

建设场地路基以砂砾为主，承载力高。

现场排水条件好，地下水对路基的无影响。

路基经过压实后，CBR值超过10%，可以采用当地的砂石材料作为道路的路基材料。

AASHTO 沥青混凝土路面设计方法探讨何振宇;余武军【摘要】沥青混凝土路面在国内外高速公路建设中得到了广泛应用。

由于不同国家所采用的标准和规范不尽相同，路面结构设计的方法也有许多不同的类型。

结合巴哈马机场高速公路路面设计的实践经验，介绍了 AASHTO 沥青路面结构设计方法的设计思路及主要设计参数的定义与取值方法。

%Asphalt pavement is widely used in highway construction at home and abroad.Based on the countries,different standard and regulation are being implemented and the methodology for asphalt deigns varies.By combining the experience on asphalt pavement design for the Airport Gateway Pro-ject atNassau,Bahamas,this study introduced the concept of AASHTO standard for asphalt pave-ment design,as well as the definition and value taking method of the main design parameters.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P78-81)【关键词】沥青混凝土路面;AASHTO;设计方法;路面结构【作者】何振宇;余武军【作者单位】中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉 430056;中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉 430056【正文语种】中文世界各国沥青混凝土路面设计方法大致可以分为2类：①以试验为依据的经验法；②以力学分析为依据的理论法。

AASHTO 美国国家公路与运输协会标准AASHTO PMG-1-2001 路面管理指南Pavement Management GuideAASHTO GMPC-2-2002 指导方法和程序，在合同维修Guide for Methods and Procedures in Contract MaintenanceAASHTO GHOV-3-2004 指南高承载车辆（HOV ）设施Guide for High-Occupancy Vehicle (HOV) FacilitiesAASHTO GDPS-4-1993 指南设计路面结构Guide for Design of Pavement Structures AASHTO GDPS-3 V2-1986 指南设计路面结构第2卷-补充-1 998年Guide for Design of Pavement Structures Volume 2-Supplement - 1998AASHTO GDHS-5-2004 政策的几何设计的公路和街道-第五版Policy on Geometric Design of Highways and Streets-Fifth EditionAASHTO GDC-1-2003 准则设计constructibility -a ashto/ n sba钢桥协作-克 1 2.1-2003 Guidelines for Design for Constructibility - AASHTO/NSBA Steel Bridge Collaboration-G 12.1-2003 AASHTO GD-2-1965 政策上的几何设计的农村公路-撤回所取代aashto老人科日间医院A Policy on Geometric Design of Rural Highways-Withdrawn Replaced by AASHTO GDHS AASHTO GCPE-1996 指南订约，选拔，管理顾问公司在前期工程Guide for Contracting, Selecting, and Managing Consultants in Preconstruction EngineeringAASHTO FRBL-1-2002 交通运输投资在美国-货运铁路的底线报告Transportation Invest in America - Freight-Rail Bottom Line ReportAASHTO FHD-1-2004 指南实现的灵活性，在公路设计 A Guide to Achieving Flexibility in Highway DesignAASHTO FCAH-3-1990 信息指南剑击控制进入高速公路Informational Guide on Fencing Controlled Access HighwaysAASHTO ESC-2004 aashto中心环境方面的杰出表现-最佳做法，在竞争的环境管理AASHTO Center for Environmental Excellence - Best Practices in Environmental Stewardship Competition AASHTO EMCP-1992 评价和维修混凝土路面Evaluation and Maintenance of Concrete PavementsAASHTO DS-2005 一项政策的设计标准号州际公路系统5版A POLICY ON DESIGN STANDARDS INTERSTATE SYSTEM-Edition 5AASHTO DIVISION II 11.7-N/A 计量与支付Measurement and PaymentAASHTO DIVISION I 5.14-1996 重力及半重力墙的设计，和悬臂墙设计-中期1997年Gravity and Semi-Gravity Wall Design, and Cantilever Wall Design-Interim 1997AASHTO DIVISION I 5.13-1996 极限状态，负载因素和阻力因素，1997年中期Limit States, Load Factors and Resistance Factors-Interim 1997AASHTO DDPG-1-2003 设计图纸介绍指引Design Drawing Presentation GuidelinesAASHTO CSS-1-2005 中心环境方面的杰出表现最佳做法，在上下文敏感的解决方案Center for Environmental Excellence Best Practices in Context-Sensitive SolutionsAASHTO CSD-1-1998 不断变化的状态点The Changing State DOTAASHTO COMMENTARIES-2002 评标准规格为公路桥梁2002年第十七版Commentaries to Standard Specifications for Highway Bridges 2002-17th EditionAASHTO CM-4-1990 施工手册公路建设-第四版Construction Manual for HighwayConstruction-Fourth EditionAASHTO CA-3-2006 通勤在美国三-第三次国家报告对通勤的格局和趋势Commuting In America III - The Third National Report On Commuting Patterns and TrendsAASHTO BPCSS-2006 aashto中心环境方面的杰出表现-最佳做法，在上下文敏感的解决方案AASHTO Center for Environmental Excellence - Best Practices in Context-Sensitive Solutions AASHTO AU-5-2005 一政策对住宿的水电费与高速公路右侧的双向 A Policy On the Accommodation of Utilities Within Freeway Right-Of-WayAASHTO APPENDICES-2002 附录标准规格为公路桥梁2002年第十七版Appendices to Standard Specifications for Highway Bridges 2002-17th EditionAASHTO APH-1-2005 合作伙伴手册Partnering HandbookAASHTO APD-1-2005 加快项目交付。

基于AASHTO沥青混凝土路面设计方法的应用与研究摘要：结合安哥拉-namibe新城开发项目道路试验段完成情况，参考《aashto guide for design of pavement structures1993》中的有关内容，在考虑路面结构排水条件对路面结构数（sn）的影响以及交通量~可靠度经验系数中可靠度保证率修正等问题的基础上，对道路路面结构设计方案形式进行了一次验证行设计，现将整个过程进行梳理和归纳，为今后按照aashto方法进行路面结构设计一定的参考依据。

关键词：aashto设计方法；新建沥青混凝土路面；结构数；可靠度；层位系数；排水系数。

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1引言在安哥拉red-namibe新城开发项目道路路面结构设计中，因中国设计标准凸显出局限性；又因目前非洲许多国家都参照aashto 设计方法指导本国道路路面结构设计。

鉴于此情况，作者对拟定的路面结构形式使用aashto路面设计方法进行一次验证设计。

2设计参数的确定2.1 使用性能期和分析期在aashto设计方法中：设计使用性能是指路面结构修建初期的服务水平衰变到需要进行改建的终端服务水平所经历的时段；分析期是指进行路面设计方案时所采用的时段。

各种道路的分析期的参照范围为：大交通量城市道路——30-50年；大交通公路——20-50年；低交通量有铺面的道路——15-25年；低交通量粒料表面——10-20年。

在本次验证性设计中，作者为保持与之前参照中国标准分析的交通量一致，故采用中国标准下的设计基准期。

此基准期小于aashto 中的分析期参考范围。

2.2 交通2.2.1轴载当量换算系数aashto采用80kn的单轴荷载为标准荷载，以现时服务能力指数（psi）作为路面结构设计标准。

按现时服务能力指数等效的原则推演得出的轴载换算公式模型为：其中：α，ρ——路面结构参数（面层类型、面层厚度、基层厚度）和荷载参数（轴重和轴重）的函数，通过分析和整理试验结果得到；——初期服务能力指数，水泥混凝土路面为4.5，沥青路面取为4.2.——设计使用期末的服务能力指数，可选用3.0（特重交通道路）、2.5（主要道路）或2.0（轻交通道路）。

美国AASHTO沥青路面结构设计方法及应用论文
本文旨在详细介绍美国AASHTO沥青路面结构设计方法及其应用。

AASHTO是美国有关公路工程的主管机构，负责编制公路建设的行业准则。

在AASHTO的规范中，沥青路面和混凝土路面是两种重要的道路面材料，分别通过规范、设计和建设来满足不同类型道路和地形要求。

AASHTO在沥青路面设计方面提出了规范性的标准，尤其强调沥青路面结构设计的重要性，包括基层设计、胶结层设计和面层设计。

沥青路面的基层设计主要考虑道路承载能力和刚性要求，通常需要经历多个步骤，如现场调查、设计和施工，其中土质问题是重要的影响因素。

胶结层设计要求具有良好的隔离性能，通常使用沥青混合物和粗砂作为胶结材料，以保证道路的畅通性和稳定性。

面层设计需要考虑道路装载能力、抗滑性能和抗冻性能，影响因素主要有沥青混合物性能、沥青混合物配置以及施工工艺等。

此外，沥青路面还有一些特殊设计要求，比如复合路面、再生沥青、轻便沥青等，其中再生沥青的设计要求更具有难度，因为需要考虑到原材料性能的变化。

AASHTO沥青路面结构设计方法及其应用已经广泛应用于美国和全球各国的公路建设中，可以满足不同类型道路的要求。

良好的设计能够提高道路的通行能力，提高通行安全，同时也提高了道路建设成本效率，为道路建设带来巨大的经济效益。

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。

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路面设计原理与方法陈晓冬10桥梁与隧道工程2111018649第二节AASHTO沥青路面设计方法美国各州公路工作者协会AASHO所推荐的设计法，是根据20世纪50年代末60年代初在渥太华和伊利诺斯州的大规模试验路成果得到的，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。

一、AASHO试验路AASHO通过直接修筑试验路，以实际行车作用下路况变化的实测资料为依据。

弄清不同行车作用与路面实际工作状态间的关系，以实际行车的使用性能为标准，制定计算公式，提出路面设计方法。

主要进行的试验项目有：①路面结构组成；②路肩的作用；③基层的等值关系；④有关路面强度的季节性变化；⑤表面处治的作用。

为此，其结构组成原则是：①基层厚度不变而改变沥青面层和砂砾料底基层厚度，组成各种结构强度，以安排轻、重型车行驶；②面层和底基层厚度基本不变而改变不同材料的基层厚度，以了解不同基层厚度的等值关系。

试验路于1962年提出报告，其主要成果有：(1)得出了路面耐用性指数与路面工作状态间的关系，并根据不同道路等级对路面的使用状况要求，提出了路面设计标准。

(2)建立了路面设计方法的基本方程，提出了不同设计标准的路面厚度计算列线图和不同路面材料的结构层系数。

(3)导出了不同车型轴载与数量间等效关系的轴载换算公式。

二、耐久性指数与路面设计标准道路是供车辆行驶的，因此使用要求应是主要标准。

不同的道路等级由于行车速度的不同，要求的设计标准也应不同。

为此，引用了在此之前已经由美国公路研究委员会(HRB) 的卡雷(Carey)和伊利克(Iriek)所开创的路面现有耐用性指数PSI的成果。

现有路面耐用性指数PSI(Present Serviceability Index)是根据路面使用性能，对路面作出定量评价的方法。

该法分两步着手：一是路面状况观测评级。

这是一种定性的观测，它不去判断路面现有状况造成的原因，仅仅根据使用的要求对当时的路况给予评级，所以称为路面现有耐用性评级PSR(Present Serviceability Rating)。

AASHTO 美国国家公路与运输协会标准AASHTO PMG-1-2001 路面管理指南Pavement Management GuideAASHTO G MPC-2-2002 指导方法和程序，在合同维修Guide for Methods and Procedures in Contract MaintenanceAASHTO GHOV-3-2004 指南高承载车辆（HOV ）设施Guide for High-Occupancy Vehicle (HOV) FacilitiesAASHTO GDPS-4-1993 指南设计路面结构Guide for Design of Pavement StructuresAASHTO GDPS-3 V2-1986 指南设计路面结构第2卷-补充-1 998年Guide for Design of Pavement Structures Volume 2-Supplement - 1998AASHTO GDHS-5-2004 政策的几何设计的公路和街道-第五版Policy on Geometric Design of Highways and Streets-Fifth EditionAASHTO GDC-1-2003 准则设计constructibility -a ashto/ n sba钢桥协作-克1 2.1-2003 Guidelines for Design for Constructibility - AASHTO/NSBA Steel Bridge Collaboration-G 12.1-2003 AASHTO GD-2-1965 政策上的几何设计的农村公路-撤回所取代aashto老人科日间医院 A Policy on Geometric Design of Rural Highways-Withdrawn Replaced by AASHTO GDHSAASHTO GCPE-1996 指南订约，选拔，管理顾问公司在前期工程Guide for Contracting, Selecting, and Managing Consultants in Preconstruction EngineeringAASHTO FRBL-1-2002 交通运输投资在美国-货运铁路的底线报告Transportation Invest in America - Freight-Rail Bottom Line ReportAASHTO FHD-1-2004 指南实现的灵活性，在公路设计 A Guide to Achieving Flexibility in Highway DesignAASHTO FCAH-3-1990 信息指南剑击控制进入高速公路Informational Guide on Fencing Controlled Access HighwaysAASHTO ESC-2004 aashto中心环境方面的杰出表现-最佳做法，在竞争的环境管理AASHTO Center for Environmental Excellence - Best Practices in Environmental Stewardship Competition AASHTO EMCP-1992 评价和维修混凝土路面Evaluation and Maintenance of Concrete PavementsAASHTO DS-2005 一项政策的设计标准号州际公路系统5版 A POLICY ON DESIGN STANDARDS INTERSTATE SYSTEM-Edition 5AASHTO DIVISION II 11.7-N/A 计量与支付Measurement and PaymentAASHTO DIVISION I 5.14-1996 重力及半重力墙的设计，和悬臂墙设计-中期1997年Gravity and Semi-Gravity Wall Design, and Cantilever Wall Design-Interim 1997AASHTO DIVISION I 5.13-1996 极限状态，负载因素和阻力因素，1997年中期Limit States, Load Factors and Resistance Factors-Interim 1997AASHTO DDPG-1-2003 设计图纸介绍指引Design Drawing Presentation GuidelinesAASHTO CSS-1-2005 中心环境方面的杰出表现最佳做法，在上下文敏感的解决方案Center for Environmental Excellence Best Practices in Context-Sensitive SolutionsAASHTO CSD-1-1998 不断变化的状态点The Changing State DOTAASHTO COMMENTARIES-2002 评标准规格为公路桥梁2002年第十七版Commentaries to Standard Specifications for Highway Bridges 2002-17th EditionAASHTO CM-4-1990 施工手册公路建设-第四版Construction Manual for HighwayConstruction-Fourth EditionAASHTO CA-3-2006 通勤在美国三-第三次国家报告对通勤的格局和趋势Commuting In America III - The Third National Report On Commuting Patterns and TrendsAASHTO BPCSS-2006 a ashto中心环境方面的杰出表现-最佳做法，在上下文敏感的解决方案AASHTO Center for Environmental Excellence - Best Practices in Context-Sensitive Solutions AASHTO AU-5-2005 一政策对住宿的水电费与高速公路右侧的双向 A Policy On the Accommodation of Utilities Within Freeway Right-Of-WayAASHTO APPENDICES-2002 附录标准规格为公路桥梁2002年第十七版Appendices to Standard Specifications for Highway Bridges 2002-17th EditionAASHTO APH-1-2005 合作伙伴手册Partnering HandbookAASHTO APD-1-2005 加快项目交付。