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沥青路面结构设计方法综述

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沥青路面结构设计方法综述

沥青路面结构设计方法综述
直未 能解决 的交 通荷 载 问题 。
２２３ 提 出 了路 面结 构 数 与 ．－
加 权 轴 载通 过 次数Ⅳ之 间关 系 的
基 本 方 程 ，此 结 果 是 Ａ Ｓ Ｏ方 Ａ Ｈ 法 的精 华 。
２３ ＡＡＳ Ｏ９ ． ＨＴ ３路 面 设 计 方 法
的 主 要 不 足
经验性 路面 结构设 计方 法存
系 等 问题 ，应 用受 到 诸 多 限制 。
Ａ Ｓ Ｔ 于２ 世 纪５ 年 代 末６ 年 ＡＨ ０ ０ ０ ０
２３１ 缺 少 科 学 合 理 的 材 料 强 ．．
度 指标 Ａ Ｓ Ｏ试 验 路 面 面 层 材 料 ＡＨ
代 初 ，在渥 太华 和伊利诺 斯州 修
筑 了大 规 模 的试 验 路 进行 研 究 ，
车 辙 这 些 表 面状 况 。 因 此 ，以
２１ Ａ Ｓ Ｔ ９ 沥青路 面设计 方 ． ＡＨ ０３
法 简 介
２２１ 首 次 将 耐 用 性 指 数 引 进 ．． 路面设 计方 法 ，而且提 出不 同道
Ａ Ｓ Ｏ ３ 计 方 法 是 在 Ａ ＨＴ ９ 设
２ 世 纪 ５ 年代 美 国Ａ Ｓ Ｔ Ｏ Ｏ Ａ Ｈ Ｏ试 验 路成 果 的基础上 提 出的路 面设计
计 方 法
２３２ 路 面 服务 性 指 数 （ Ｓ ） ．． Ｐ Ｉ 问
题
能力损 失 的影 响 。
２２ ＡＡＳ Ｏ９ 路 面 设 计 方 法 ． ＨＴ ３
的 主 要 优 点
Ａ Ｓ Ｏ设 计 法 以路 面 服 务 ＡＨ 性 指数 Ｐ Ｉ 为标 准 ，它 主要 反 Ｓ作 映不平 整度 、裂 缝与修 补 面积 和
发 生变 化 时 ，材料 的强 度 、耐久

沥青路面结构设计方法综述

沥青路面结构设计方法综述
经验性路面结构设计方法存 在诸多的缺点， 既没有结合道路 等级提出明确的损坏标准， 又没 有解决交通荷载类型与交通量关 系等问题， 应用受到诸多限制。 AASHTO 于 20 世 纪 50 年 代 末 60 年 代初， 在渥太华和伊利诺斯州修 筑了大规模的试验路进行研究， 探索路面结构设计与路用性能 之间的关系， 其研究成果成为 AASHTO 设 计 方 法 的 实 践 基 础 ， 并对各国路面设计都产生了重要 影响。 AASHTO试验路提出了路 面状况的评价指标— ——路面服务 性指数PSI， 路面服务性指数PSI
采用弹性层状体系进行计 算， 但材料参数取值时充分考虑 材料的非线性。 荷载一般采用标 准 的 双 轮 荷 载 ， 轴 重 80kN， 用 “双圆图式”进行模拟。 3.2 设计标准
SHELL 沥 青 路 面 设 计 方 法 的 设计标准分为主要标准、 次要标 准和再次要标准， 共三个层次。 主要标准为路基表面垂直压应变 （控制路面车辙）和沥青层内水 平拉应变（控制路面开裂）； 次要 标准为基层底面拉应变（防止基 层疲劳开裂）和车辙深度指标；
c）在预测路面使用性能时能 考虑材料老化的影响；
d）路面结构设计性能预估与 沥青混合料性能评价联系起来；
e）可以预估环境因素对路面 性能的影响。 3 壳牌（SHELL）设计法
1943年， Burmister发表的弹 性层状体系理论， 为沥青路面设 计理论分析法奠定了基础。 1963 年 英 荷 壳 牌 石 油 公 司 （SHELL） 把 理论计算结果和WASHO、 AASHO 试验路成果相结合， 提出了第一 个以理论分析为基础的沥青路面 设计方法， 从此， 理论分析法在 全世界范围内得以推广和发展。 其分别在1967年和1978年进行了 修订， 1978年修订后的壳牌设计 法成为理论分析法的代表。 3.1 计算模型

我国沥青路面设计方法

我国沥青路面设计方法

我国沥青路面设计方法1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求（1）轮隙中间路表面（A点）计算弯沉值小于或等于设计弯沉值；（2）轮隙中心下（C点）或单圆荷载中心处（B点）的层底拉应力应小于或等于容许拉应力。

3、弯沉概念（1）回弹弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复的那一部分变形。

（2）残余弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。

（3）总弯沉：路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形（回弹弯沉+残余弯沉）。

（4）容许弯沉：路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。

（5）设计弯沉：是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。

4、弯沉测定（1）贝克曼法：传统检测方法，速度慢，静态测试，试验方法成熟，目前为规范规定的标准方法。

（2）自动弯沉仪法：利用贝克曼法原理快速连续测定，属于试验范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼进行标定换算。

（3）落锤弯沉仪法：利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉，属于动态弯沉，并能反算路面的回弹量，快速连续测定，使用时应用贝克曼进行标定换算。

5、设计弯沉的调查与分析沥青路面按外观划分的性能等级外观等级外观状况路面表面外观特征一好坚实、平整、无裂纹、无变形二较好平整、无变形、少量发裂三中平整、无变形、有少量纵向或不规则裂纹四较坏无明显变形，有较多纵横向裂纹或局部网裂五坏连片严重龟（网）裂或拌有车辙、沉陷（1）我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态，以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准，从表中所列的外观特征可知，这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。

（2）对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现，外观等级数愈高，弯沉值愈大，并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。

因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。

我国沥青路面结构设计方法—11

我国沥青路面结构设计方法—11
沥青混凝土面层和半刚性材料层底拉应力计算点的位置为 单圆中心点B 单圆半径的二分之一点C 单圆中心点B、单圆半径的二分之一点C、单圆内侧边缘点 D以及双圆间隙中心点E。 以及双圆间隙中心点E 验算层底拉应力采用弹性多层体系理论， 验算层底拉应力采用弹性多层体系理论，层间接触条件为 完全连续。 完全连续。
柔性路面设计规范的发展
1987年 1987年的柔性路面设计规范 采用三层或多层弹性体系理论公式代替双层弹性体系理论 公式计算路面结构厚度， 公式计算路面结构厚度，仍以容许弯沉值作为路面整体刚 度的控制指标;路面结构设计计算进一步成熟; 度的控制指标;路面结构设计计算进一步成熟; 对于高速公路、 对于高速公路、一级公路的路面结构设计增加了抗弯拉应 力验算指标; 力验算指标;
交通参数
设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数Ne： 设计年限内设计车道的标准轴载累计作用次数Ne： Ne
为使用初期行车道（双向）的日平均标准轴载作用次数； N1为使用初期行车道（双向）的日平均标准轴载作用次数； γ为设计使用期内交通量年平均增长率，由调查分析确定； 为设计使用期内交通量年平均增长率，由调查分析确定； η为车道系数，即方向分配系数和车道分配系数的乘积，按 为车道系数，即方向分配系数和车道分配系数的乘积， 交通状况和车道数通过调查确定； 交通状况和车道数通过调查确定； t为设计年限。 为设计年限。
柔性路面设计规范的发展
在1966年以后，经过10多年的研究工作，特别是1970年代 1966年以后，经过10多年的研究工作，特别是1970年代 年以后 10多年的研究工作 1970 在全国较大范围内的弯沉路况调查工作以及国内对弹性层 状体系理论的研究取得了较好的成果，形成了1978年规范 状体系理论的研究取得了较好的成果，形成了1978年规范 1978 的基础。 的基础。

公路沥青路面结构设计技术方法综述

公路沥青路面结构设计技术方法综述

公路沥青路面结构设计技术方法综述摘要：随着我国经济的快速发展，基础设施建设进程加快，高等级公路突飞猛进的建设为我国经济的发展做出了重要贡献, 但也出现了一些值得重视的问题,尤其是一些新建的高速公路, 早期结构性破坏现象十分突出, 严重影响着公路建设的形象和交通运输安全。

因此, 开展对公路沥青路面结构设计的探索具有重要的现实意义。

关键词：公路，沥青路面结构，结构设计引言：目前我国高等级公路工程发展迅速，取得了巨大的成就，但也出现了一些值得重视的问题，尤其是一些新建的公路，早期结构性破坏现象十分突出，严重影响着公路建设的形象和交通运输安全。

因此，开展对公路沥青路而结构设计的探索具有重要的现实意义。

1、沥青路面设计指标及标准1.1 沥青路面设计指标目前，在我国公路路面结构设计中，对于高速、一级和二级公路的路面结构，设计指标为路表面回弹弯沉值和沥青混凝土层层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力；对于三级、四级公路的路面结构，设计指标为路表面设计弯沉值。

有条件时，对重载交通路面宜检验沥青混合料的抗剪切强度，验算其最大剪应力是否满足要求。

1.2 沥青路面设计标准目前我国现行的沥青路面设计规范中，采用了以下标准来确定路面结构所需的厚度：（1）路面结构表面在双轮荷载作用下轮隙中心处的弯沉值不大于设计弯沉值；（2）沥青面层底面的最大拉应力不大于该层混合料的容许拉应力；（3）半刚性基层或底基层底面的最大拉应力不大于该层材料的容许拉应力。

弯沉和应力计算分析时，将路面结构看成为多层弹性体系，体系顶面作用有相当于双轮组P=50 kN的双圆均布荷载，各层面间的接触条件按完全连续处理。

弯沉计算点的位置选在轮隙中心处。

层底面拉应力计算点的位置选在单圆中心点及单圆半径的1/2点和单圆内侧边缘点和双圆轮隙中心点，取其中的最大值作为层底最大拉应力。

2、沥青路面设计标准的确定方法2.1 设计弯沉值的确定在沥青里面设计中，路面结构的整体承载能力是通过弯沉值反映出来的。

沥青路面结构设计方法

沥青路面结构设计方法

第8章沥青路面结构设计方法1．沥青路面的设计为什么要选用多指标来控制？试说明各设计指标的意义，及其与路面破坏现象的联系。

在路面结构设计中人们不可能控制所有的损坏类型，但鉴于路面损坏模式的多样性，各种损坏对路面的使用性能具有不同性质和不同程度的影响，所以沥青路面设计也不能像其他结构物设计那样，仅选用一种损坏模式的临界状态和单一的设计指标作为结构的临界状态和设计指标，而必须采用多种临界状态和多项设计指标。

1）弯拉疲劳开裂——弯拉应变和弯拉应力指标在以疲劳开裂作为临界状态的结构设计方法中，通常采用结构中临界点的弯拉应变作为设计，以标准轴载在当量疲劳温度或标准温度时产生的弯拉应变不大于该材料在该温度条件下的容许弯拉应变作为设计准则。

2）车辙——路基顶面的压应变指标以车辙作为临界状态，采用车辙深度或永久变形量和行车安全所容许的车辙深度或永久变形。

国际上采用间接的设计指标控制路面的车辙，即路基顶面的压应变。

通过对压应变的控制，控制了路基的变形量，从而间接控制了车辙的大小。

3）路标回弹弯沉采用路面的回弹弯沉作为路面结构的设计指标，以控制路面结构的整体刚度，间接控制结构的疲劳开裂和永久变形。

2．路面结构组合设计中：1）如何按交通特点和结构层的功能选择结构层次？路面在交通荷载（包括垂直力和水平力）的作用下，内部产生的应力和应变随深度向下而递减。

因此，要求各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小，使得各结构层材料的效能得到充分发挥。

从施工工艺、材料规格和强度形成原理方面考虑，路面结构层数又不宜过多，结构层的厚度也不能过小，宜自上而下由薄到厚。

面层直接经受行车荷载和气候因素的作用，要求高强(抗剪和抗拉)、耐磨、热稳性好和不透水，因而通常选用粘结力强的结合料和强度高的集料作为面层材料。

沥青层（面层，上、中、下面层）可根据交通量大小分为单层、双层或三层。

计算时考虑其强度。

应保证结构层次能形成稳定的结构所要求的最小厚度5）怎样考虑水温状况的不利影响？内部排水设计的考虑因素有：预计的重交通情况、气候条件、天然路基的透水能力、路面材料的抗水损坏能力、内部排水是否是最有效地增加路面耐久性的方法和内部排水系统是否会得到定期养护减轻水损坏的常用方法有：①防止水分进入路面结构：路面坡度；填补所有的接缝、裂缝等不连续部位②采用水稳定性好的材料③引入减轻水损坏的设计：路边排水系统；全宽度摊铺；设置粒料垫层④快速排出进入路面结构中的水：路表排水、地下水排水和路面内部排水3．柔性路面设计理论的基本假设，荷载图式基本假设：1)各层是连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的，以及位移和形变是微小的2)最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，其上各层厚度为有限、水平方向为无限大3)各层在水平方向无限远处及最下一层向下无限深处，其应力、形变和位移为零4)层间接触情况，或者位移完全连续（称连续体系），或者层间仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（称滑动体系）5)不计自重4．请说明综合修正系数的概念由于力学计算模型、土基模量、材料特性和参数等方面在理论假设和实际状态之间存在一定的差异，理论弯沉值和实测弯沉值之间存在一定误差，因此需要对理论弯沉值进行修正才能作为路面结构实测弯沉值。

沥青路面的结构设计【精选】

细粒式
中粒式
AC-13 AC-16
AC-20 AC-25
AC-25 AC-30
AM-25 AM-30 AM-40
AK-13A AK-13B AK-16A AK-16B
AC-13 AC-16
---------
AC-20 AC-25 AC-30
AM-25 AM-30 AM-40
AK-13A AK-13B AK-16A AK-16B
年 降 雨 量 （mm）
浸水马歇尔试验（48h）残留稳定 度%，不低于
沥青与石料的粘附性级，不低于
冻融劈裂试验残留强度％，不低 于
>1000 75
4级 70
500~1000 250~500
70
65
<250 60
4级
3级
3级
70
65
4 沥青玛蹄脂碎石混合料
沥青玛蹄脂碎石混合料(简称SMA)，是一种以沥青、矿粉及 纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料 骨架中，所形成的沥青混合料。具有抗滑耐磨、密实耐久、抗 疲劳、抗高温车辙，减少低温开裂的优点。适用于高速公路、 一级公路做抗滑表层使用，其厚度宜为3.5cm~4cm。
次高级路面
1 热拌沥青碎石 热拌沥青碎石的配合比设计应根据实践经验和马歇尔试验
的结果，并通过施工前的试拌、试铺确定。
2 乳化沥青碎石混合料 乳化沥青碎石混合料的面层宜做成双层式,若用单层式应
根据当地降雨量设置下封层或上封层。混合料配合比设计可 根据当地成功的经验或试拌试铺确定。
3 沥青贯入式路面 沥青贯入式面层的厚度一般为4cm~8cm。当沥青贯入式
≥0.55
沥青层厚度
设计时应根据公路等级、交通量及其组成、沥青品种和质量 以及气候条件等因素，按照半刚性基层上沥青层推荐厚度如下 表，综合论证地选用。若交通量较小或选用经实践证明行之有 效的改性沥青，可选用推荐沥青层厚度的低值或中值。

精品](全过程精细讲解)沥青路面结构设计

密级配沥青碎石ATB-25 密级配沥青碎石ATB-30 密级配沥青碎石ATB-40
公称最大粒径 最小压实厚度
（mm）
（mm）
4.75
15
9.5
20
13.2
35
16
40
19
50
26.5
70
26.5
70
31.5
90
37.5
120
适宜厚度 （mm） 15～30 25～40 40～60 50～80 60～100 80～120 80～120 90～150 120～150
1
400
205.9
6.4
400
1.2
1
400
74.6
1793
沥青路面结构设计方法
当以半刚性基层层底拉应力为设计指标时，各级轴 载的作用次数均应按下式换算成标准轴载的当量作 用次数N＇
N '

k i 1
C1'C2 'ni

Pi P
8

式 中 ， C1 ＇ —— 轴 数 系 数 ； 当 轴 间 距 大 于 3m 时 ， 按单独一个轴载计算，小于3m时，按双轴或多轴 计算， C1＇ ＝1＋2（m－1），式中m为轴数；
对无机结合料稳定细粒土类：
Ks 0.45Ne0.11 / Ac
沥青路面结构设计
新建沥青路面结构设计步骤
1）根据设计要求，按弯沉和弯拉指标分别计算Ne ，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层 类型，并计算ld 和容许拉应力。
2）根据路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将 路基划分为若干路段，确定各路段土基回弹模量 设计值。
设计程序流程图
例题
甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路， 设计年限内交通量年平均增长率为10％。该路段 处于Ⅳ7区，为粉质土，稠度为1.00,沿途有大量碎 石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年 的交通组成如下表，试进行路面结构设计。

1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]

1国内外沥青路面设计方法[大全五篇]第一篇：1国内外沥青路面设计方法1国外沥青路面设计方法 1.1经验法经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构（结构层组合、厚度和材料性质）、荷载（轴载大小和作用次数）和路面性能三者间的经验关系。

最为著名的经验设计方法有CBR法和AASHTO法。

CBR法[1~2]以CBR值作为路基土和路面材料（主要是粒料）的性质指标。

通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定，建立起路基土CBR轮载～路面结构层厚度（以粒料层总厚度表征）三者间的经验关系。

利用此关系曲线，可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。

路面各结构层次的厚度，按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。

不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。

此方法设计过程简单，概念明确，适用于重载、低等级的路面设计；但CBR值仅是一种经验性的指标，并不是材料承载力的直接度量指标，它与弹性变形量的关系很小。

而路基土应工作在弹性范围内的应力状态下，因而，路面结构设计对路基土的抗剪强度并无直接兴趣，更关心的是路基土的回弹性质（回弹模量）及其在重复荷载作用下的塑性应变。

AASHTO法[3~4]是在AASHO试验路的基础上建立的，整理试验路的试验观测数据，得到的路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。

AASHTO方法提出了现时服务能力指数（PSI）的概念，以反映路面的服务质量。

不同轴载的作用，按等效损坏（PSI）的原则进行转换。

路面使用性能指标PSI，主要受平整度的影响，与裂缝、车辙、修补等损坏的关系很小。

因此，这是一项反映路面功能性能的指标，而不是表征路面结构性损坏的指标。

此外，这个方法源于一条试验路的数据，仅反映一种路基土和一种环境条件，推广应用于其它地区或国家时便存在着很大的局限性。

但AASHO试验路的测定数据得到了良好的整理和保存，为许多力学-经验法的设计指标和参数验证提供了丰富的依据[5]。

公路沥青路面设计方法

公路沥青路面设计方法设计理论公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度，并对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。

设计流程1．根据设计要求，按弯沉或弯拉指标分别计算设计年限内一个车道的累计标准当量轴次，确定设计交通量与交通等级，拟定面层、基层类型，并计算设计弯沉值或容许弯拉应力。

2．按路基土类与干湿类型及路基横断面形式，将路基划分为若干路段，确定各个路段土基回弹模量设计值。

3．参与本地区的经验拟定几种可行的路面结构组合和厚度方案，根据工程选用的材料进行配合比试验，测定个结构层材料的抗压回弹模量、劈裂强度等，确定各结构层的设计参数。

4．根据设计指标采用多层弹性体系理论设计程序计算或验算路面厚度。

5．对于季节性冰冻地区应验算防冻厚度是否符合要求(本次设计不考虑冻害)。

轴载分析路面设计以双轮组单轴载100kN 为标准轴载。

1. 以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次 1）轴载换算轴载换算的计算公式：N= 4.35121()ki i i PC C n P =∑ （7-1）计算结果列于下表：2）累计当量轴次根据设计规范，二级公路沥青路面的设计年限取12年，双车道的车道系数取0.6，年平均增长率=5.4%γ。

累计当量轴次：()()'112113651 5.4%1365×885.380.631587275.4%t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯=（次）2. 验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次1）轴载换算，结果列于下表：注：轴载小于50kN 的轴载作用不计2）累计当量轴次()()'112113651 5.4%1365×505.650.61807550()5.4%t e N N γηγ⎡⎤+-⨯⎣⎦=⎡⎤+-⨯⎣⎦=⨯=次4结构组合与材料选取1. 结构组合与材料根据规范推荐结构，并考虑到公路沿途筑路材料较丰富，路面结构采用沥青混凝土（15cm ），基层采用二灰碎石（20cm ），基底层采用石灰土（厚度待定）。

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随着车辆荷载的作用而衰减， 以 PSI＝1.5做为路面的极限破坏标准。
以 AASHTO 试 验 路 结 果 为 基 础， 1972年出版第一版《AASHTO路 面 中 期 设 计 指 南 》 ， 经 过 1986年和1993年两次修改， 正式 推 出 《AASHTO 路 面 设 计 指 南 》 。 93 版 AASHTO 设 计 法 对 86 版 做 了 进一步的修订， 在路面设计中引 入了可靠度分析， 在考虑交通情 况对路面服务能力损失影响的同 时， 考虑了自然条件对路面服务 能力损失的影响。 2.2 AASHTO93 路 面 设 计 方 法 的主要优点 2.2.1 首 次 将 耐 用 性 指 数 引 进 路面设计方法， 而且提出不同道 路等级应有不同的设计标准， 使 路面设计与使用要求形成密切联 系。 2.2.2 建 立 了 不 同 轴 载 间 的 等 效关系， 使轴载轻、 重与交通量 多寡对路面的作用建立了合理的 关系， 解决了过去设计方法中一 直未能解决的交通荷载问题。 2.2.3 提 出 了 路 面 结 构 数SN与 加权轴载通过次数N之间关系的 基 本 方 程 ， 此 结 果 是 AASHO 方 法的精华。 2.3 AASHTO93 路 面 设 计 方 法 的主要不足 2.3.1 缺 少 科 学 合 理 的 材 料 强 度指标
经验法是一种建立在大量实
际道路和试验路调查基础上的设 计方法， 典型的有AASHTO沥青 路面设计法、 CBR设计法等。 经 验法通过路面调查提出路面破坏 标准、 设计指标以及交通作用与 设计指标的关系， 以此为基础进 行厚度计算。 经验法建立在实践 的基础上， 因此在路面设计因素 变化不大的情况下， 经验法的设 计结果比较容易接近实际要求。 但是， 由于经验法设计曲线或设 计公式是由一定时期的路面调查 得到的， 随着路面结构、 材料、 施工养护以及交通情况的变化， 其对以后路面设计的适用性往往 受到限制， 需要根据各种影响因 素的变化不断修订， 但由于其参 数、 指标有很大的主观性， 理论 基础模糊， 修订工作比较困难。
c）在预测路面使用性能时能 考虑材料老化的影响；
d）路面结构设计性能预估与 沥青混合料性能评价联系起来；
e）可以预估环境因素对路面 ห้องสมุดไป่ตู้能的影响。 3 壳牌（SHELL）设计法
1943年， Burmister发表的弹 性层状体系理论， 为沥青路面设 计理论分析法奠定了基础。 1963 年 英 荷 壳 牌 石 油 公 司 （SHELL） 把 理论计算结果和WASHO、 AASHO 试验路成果相结合， 提出了第一 个以理论分析为基础的沥青路面 设计方法， 从此， 理论分析法在 全世界范围内得以推广和发展。 其分别在1967年和1978年进行了 修订， 1978年修订后的壳牌设计 法成为理论分析法的代表。 3.1 计算模型
道路工程 Highway Engineering
沥青路面结构设计方法综述
贾理杰
（重庆市市政设计研究院， 重庆 400020）
摘要： 针对沥青路面结构设计方法进行调研， 重点对AASHTO沥青路面设计法、 壳牌（SHELL）设计法和我国沥青路面结
构设计法进行深入分析， 对沥青路面结构设计方法的形成及发展、 各沥青路面设计方法的特点进行评述。
AASHTO93路面设计方 法 是 以AASHTO试验路为基础， 经过 多次改进后提出的设计方法， AASHTO93 设 计 方 法 在 交 通 量 （ESAL）、 土 基 强 度 、 设 计 可 靠 度与路面结构系数之间的模型， 是建立在50年代交通量及试验路 所在地区气候特点基础上， 存在 很大的局限性， 同时AASHTO93 设计方法对路面结构缺乏理论分 析计算、 缺乏对路面破损模型的 预测， 是一种经验性的设计方法。
Key words: asphalt pavement; structure design; AASHTO; pavement mechanics model
1 沥青路面设计方法的形成及 发展
沥青路面设计方法随着路面 技术、 交通状况及人们对路面破 坏状态认识的变化而不断发展， 经历了古典理论法、 经验设计法 和理论分析法三个阶段。
采用弹性层状体系进行计 算， 但材料参数取值时充分考虑 材料的非线性。 荷载一般采用标 准 的 双 轮 荷 载 ， 轴 重 80kN， 用 “双圆图式”进行模拟。 3.2 设计标准
SHELL 沥 青 路 面 设 计 方 法 的 设计标准分为主要标准、 次要标 准和再次要标准， 共三个层次。 主要标准为路基表面垂直压应变 （控制路面车辙）和沥青层内水 平拉应变（控制路面开裂）； 次要 标准为基层底面拉应变（防止基 层疲劳开裂）和车辙深度指标；
AASHO 试 验 路 面 面 层 材 料 采用高稳定性的厂拌沥青混凝 土， 底基层用的是砂砾料， 基层 则用4种基本材料： 碎石、 砾石、 水泥稳定砾石、 沥青稳定砾石。 经 过 研 究 提 出 结 构 数 SN 的 结 构 层系数， 后来AASHO设计委员会 又推广到其他材料， 提出建议值。
路面各层材料的结构层系数
近年来， AASHTO将力学分
2012年5月 第9期 139
道路工程 Highway Engineering
析引入经验法的设计过程， 实现 了经验、 理论法的融合， 与以前 的纯经验法相比有如下优点：
a）可以模拟荷载条件变化对 路面的影响；
b）可以对现实中实际存在和 使用的材料与其将来的使用性能 建立联系；
关键词： 沥青路面； 结构设计； AASHTO； 路面力学模型
中图分类号： U416.217
文献标识码： A
文章编号： 1002-4786（2012）09-0138-04
Asphalt Pavement Structure Design Method
JIA Li-jie
(Chongqing Municipal Engineering Design & Research Institute, Chongqing 400020, China)
AASHO 设 计 法 以 路 面 服 务 性 指 数PSI作 为 标 准 ， 它 主 要 反 映不平整度、 裂缝与修补面积和 车辙这些表面状况。 因此， 以 PSI为 标 准 进 行 路 面 设 计 ， 实 际 上是假设路面结构损坏与其表面 状况有必然的联系。 事实并非如 此， 例如西方国家对一些具有较 厚沥青面层的沥青路面进行调查 时发现， 一些路面虽然表面损坏 严重， 但仍然保持良好的结构 性， 经过表面恢复可继续使用， 并 未 像 AASHTO 法 假 设 的 那 样 PSI达 到 了 设 计 标 准 ， 路 面 便 达 到了使用寿命。 2.3.3 经验性设计方法
再次要标准是沥青层低温缩裂和 基层或底基层材料的最小模量要 求。 3.3 设计步骤
首先， 根据土基表面容许压 应变计算路面厚度。 然后， 计算 沥青面层水平容许拉应变， 拟订 各层模量， 计算沥青面层厚度和 基层厚度， 如基层为水泥稳定类 材料， 为保证在车辆荷载作用 下， 其拉应力小于容许拉应力， 将容许拉应力代入电算程序， 可 以求得沥青层厚度和基层厚度。 最后， 验算车辙深度。 对确定的 路面厚度， 计算设计年限末的车 辙深度， 当车辙深度大于容许值 时， 则变更结构设计， 重新计 算， 直至各项指标都满足要求。 3.4 SHELL设计方法评述
AASHTO93 设 计 方 法 是 在 20 世 纪 50 年 代 美 国 AASHTO 试 验 路成果的基础上提出的路面设计 指南。 AASHTO于1961及1962年 分别提出柔性路面与水泥混凝土 路面的中期设计指南， 1972年出 版 第 一 版 《AASHTO 路 面 中 期 设 计 指 南 》， 经 过1986年 和1993年 两 次 修 改 ， 正 式 推 出 《AASHTO 路 面 设 计 指 南 》（1993）， 开 始 推 广应用。
经验性路面结构设计方法存 在诸多的缺点， 既没有结合道路 等级提出明确的损坏标准， 又没 有解决交通荷载类型与交通量关 系等问题， 应用受到诸多限制。 AASHTO 于 20 世 纪 50 年 代 末 60 年 代初， 在渥太华和伊利诺斯州修 筑了大规模的试验路进行研究， 探索路面结构设计与路用性能 之间的关系， 其研究成果成为 AASHTO 设 计 方 法 的 实 践 基 础 ， 并对各国路面设计都产生了重要 影响。 AASHTO试验路提出了路 面状况的评价指标— ——路面服务 性指数PSI， 路面服务性指数PSI
随着路面力学和计算技术的 发展逐渐产生了理论分析法。 理 论 分 析 法 典 型 的 有 壳 牌 （SHELL） 法 、 美 国 地 沥 青 协 会 （TAI ） 法 等， 我国沥青路面设计法也属于 理论法的范畴。 当然， 沥青路面 设计中任何理论分析法都不是纯 理论的， 都必须与路面调查、 室 内试验结论相结合， 包含有经验 法的部分成果。 理论分析法的特 征是通过路面力学模型计算结构 层厚度， 其优点是理论基础清 晰， 便于修订更新， 缺点是路面 模型对实际路面的大量简化会引 起一些误差， 而误差的修正系数 与经验法的指标一样， 是比较模 糊的， 带有一定的经验性。 同经 验法一样， 理论分析法也要随着 路面实践的发展而修订。
Abstract: Based on design method of asphalt pavement structure, this paper deeply analyzes AASHTO asphalt pavement design method, SHELL design method and design method of asphalt pavement structure in China, discusses the formation, development as well as characteristics of various design methods for asphalt pavement structure.