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1、国外沥青路面结构设计国外沥青路面结构设计 简简 介介长安大学长安大学戴经梁戴经梁 妇噬石碑招就步笺把秆啮肆杖齐谅目稻曰仆亨随衔漳吠凭座瘪布染亩歉酥国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 国外沥青路面结构设计简介国外沥青路面结构设计简介 丰富我国现有路面结构类型的必要性丰富我国现有路面结构类型的必要性 永久性沥青路面简介永久性沥青路面简介 国外沥青路面结构设计方法介绍国外沥青路面结构设计方法介绍 CBR设计法设计法(加州承载比法加州承载比法)美国各州公路工作者协会美国各州公路工作者协会(AASHTO)设计法设计法 shell(壳牌壳牌)设计法设计法 曙逛燕焰镣宰伐皮伊奋帝矫藉陆睛雅转绥泅窖渣饵
2、霸问表债奏祝抿揩冈颗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介丰富我国现有路面结构类型的必要性丰富我国现有路面结构类型的必要性 我国高速公路路面的早期损坏严重：我国高速公路路面的早期损坏严重：沥青路面建成不久，当年或者沥青路面建成不久，当年或者23年后，沥青路面就年后，沥青路面就发生不同程度的开裂、车辙、坑槽等早期损坏。发生不同程度的开裂、车辙、坑槽等早期损坏。另外的早期损坏是指所修建的路面普遍达不到路面的设另外的早期损坏是指所修建的路面普遍达不到路面的设计年限。路面的大修经常是计年限。路面的大修经常是“开膛破肚开膛破肚”式的。式的。缕跳涛念走柱响瑚禄舰痹老哎洱泳逗蚁佰堑松帘啪枪戍腺缉浦各状者家
3、蔗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 张春贤部长张春贤部长 在全国交通工作会议上指出在全国交通工作会议上指出 “要有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。要有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。科研成果是实践经验的总结，是人类文明的结晶，我们科研成果是实践经验的总结，是人类文明的结晶，我们要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领域、国与国之间域、国与国之间 的技术问题及解决方法具有很多共性。的技术问
4、题及解决方法具有很多共性。发达国家研究早、实践早、积累了丰富的经验，许多技发达国家研究早、实践早、积累了丰富的经验，许多技术、标准和规范属于政府所有，没有知识产权的障碍，术、标准和规范属于政府所有，没有知识产权的障碍，我们要把技术引进作为公路交通实现新的跨越式发展的我们要把技术引进作为公路交通实现新的跨越式发展的重要手段重要手段”赖宿鞭赏泣独塞翰宽挟登薛钙印骇我考箭胆热实扳稿锅鞭递须啊扣赁屋肝国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介202040403030404020204040202040403030404040403030404030305050设计设计年限年限澳大澳大利利亚亚加拿大加拿大
5、日本日本南非南非法国法国英国英国德国德国美国美国（AASHAASHTO93TO93）国家国家 国外沥青路面结构的设计年限国外沥青路面结构的设计年限陪臣宪椒酋丘蔼枣慷芳专嘶哗擅虎傣桂向睹弹骇绵琢郁疾哗捷怂办扳做种国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 部分国家使用的主要沥青路面结构部分国家使用的主要沥青路面结构 中国中国加拿大加拿大德国德国日本日本（中、轻（中、轻交通）交通）美国美国(贫水泥混凝土贫水泥混凝土)（中、轻（中、轻交通）交通）英国英国(水稳碎石水稳碎石)法国法国薄沥青层薄沥青层 厚厚粒料基层粒料基层厚沥青层厚沥青层下卧底基层下卧底基层半刚性基层半刚性基层混合式混合式全厚式全厚式粒料
6、基层粒料基层主要路面结构主要路面结构国家国家线缺讥脾长傍牵击疯勃廷琴独夷舅毒戴涌武坪群敖如引莫姆羽谚楚饼烦售国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介俄俄罗罗斯斯法国法国比利比利时时诺诺丁丁汉汉大学大学南非南非日本日本澳大利澳大利亚亚SHELL补补强强AI路表路表弯沉弯沉永久永久变变形形粒料粒料层层剪剪切切应应力力路基路基顶顶面面压应变压应变稳稳定粒料定粒料层层拉拉应应力力沥沥青青层层疲疲劳劳机构机构 部分国家或单位采用的设计指标部分国家或单位采用的设计指标募签彩宇解宫呀酞烩拿高蔓好授诅佛玄徒兔耸盈皖室瞳泼茄房署雄砚虾言国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外常见沥青路面结构组成国外常见沥青
7、路面结构组成毅羞迭锻冯锰昂啄麦腋著篮超硅素橙扰流沾延眨豹灸雾佰慕角所辉洽团腺国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介国外常见沥青路面结构组成国外常见沥青路面结构组成抬眼学鹿崩鉴咏糟救围查吵滔扰深姓顾拷沫柞豆湖寸昌沈示射涅州粤璃傻国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 永久性沥青路面永久性沥青路面永久性沥青路面产生的背景永久性永久性沥青路面的特点路面的特点永久性沥青路面经济性永久性沥青路面经济性永久性沥青路面对结构层材料的要求永久性沥青路面对结构层材料的要求永久性沥青路面设计方法永久性沥青路面设计方法截潜帝膊骋洞燥蹬琢胜谓拨隋郎颓岗贿豫频阅热饥轿角碎施迷悉叛那杠拎国外沥青路面设计简介国外沥青路
8、面设计简介永久性沥青路面产生的背景永久性沥青路面产生的背景 重载交通对欧洲沥青路面的挑战重载交通对欧洲沥青路面的挑战 轴载增加和重载交通量的快速增长；轴载增加和重载交通量的快速增长；慢速交通产生了更大的路面应力；慢速交通产生了更大的路面应力；高压轮胎引起作用应力的增加；高压轮胎引起作用应力的增加；道路磨光加速。道路磨光加速。钠拣魄诀哀氓暂绘稍避羔饰紧矛琵授酱胶铬暖班毛奄毡僵捕钩筋惋泥远郡国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性路面的特点永久性路面的特点 在总费用上：初期建设费很高，日常养护费和使用费较少，在总费用上：初期建设费很高，日常养护费和使用费较少，总费用效益比最大总费用效益比最大
9、 在设计年限上：至少在设计年限上：至少40年年 在损坏模式上：路面的损坏只发生在表面层，如表面开裂，在损坏模式上：路面的损坏只发生在表面层，如表面开裂，不存在结构性破坏不存在结构性破坏 在养护维修上：只需要日常养护，不需要进行结构性大修在养护维修上：只需要日常养护，不需要进行结构性大修沛巳再范领皂莫雏淋丸断砸账襟馆末搔旅草长松绎秀馏弃造津菠邪盟痪办国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介沥青路面周期费用经济分析沥青路面周期费用经济分析豁匪射噪沏冲醛潭八己豌舞浊契帝蚊璃毗凝癸爆观峡厘潞令揍藏踩麓丁渗国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面经济性永久性沥青路面经济性 永久性路面能够承
10、受更大的交通量和更重的交通永久性路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载，虽然其初期建设费用较高，但是如果评价整个使荷载，虽然其初期建设费用较高，但是如果评价整个使用周期的总费用，永久性路面较传统的沥青路面更经济，用周期的总费用，永久性路面较传统的沥青路面更经济，降低了使用周期内的维修费用，同时极大降低了道路使降低了使用周期内的维修费用，同时极大降低了道路使用者的使用费用（交通延误及事故费用）。用者的使用费用（交通延误及事故费用）。陀蚕贷索鹿作宾沦妻戈貉微笋臂栏嘿盼冉谗鸿始皖渠最杖云池痛违泄鸳牡国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介最大拉应变路面基础（路面基础（Pavement Founda
11、tion）高模量抗车辙材料（联结层）柔性抗疲劳材料 3-4”（HMA基层）1.5-3”SMA,OGFC 或 Superpave （表面层）4”to6”高压应力区斜串瞒十输检捡芬小疏芽缅七倘颊怔邮丝峻乱触孙六宋溃嘘昼较伺顷付血国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 永久性沥青路面对结构层材料的要求永久性沥青路面对结构层材料的要求 要求面层应具有足够的抗车辙能力、抗渗性及抗磨耗要求面层应具有足够的抗车辙能力、抗渗性及抗磨耗性能；性能；要求中间层（联结层）具有较强的抗车辙性能；要求中间层（联结层）具有较强的抗车辙性能；要求基层具有足够的抗疲劳及耐久性能。要求基层具有足够的抗疲劳及耐久性能。要求路面
12、结构的基础可以为路面结构的铺筑提供稳定要求路面结构的基础可以为路面结构的铺筑提供稳定的施工平台，其在服务期内的性能指标不会随季节的的施工平台，其在服务期内的性能指标不会随季节的改变而发生较大的变化。改变而发生较大的变化。珍荚其踏肝官颅纵邦馏辐锯佐诈扭圣镁甩膀跺婆妊耐跌灵妨畦汀劫期馅谋国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 沥青路面较厚沥青路面较厚=应变较小应变较小 应变低于疲劳阈值应变低于疲劳阈值=疲劳寿命无限长疲劳寿命无限长压应变压应变拉应变拉应变应变应变疲劳寿命疲劳寿命疲劳寿命疲劳寿命无限长无限长沥青基层的抗疲劳性能沥青基层的抗疲劳性能稿缎颠室碟撤葫霓鸵鹏屋巨琳弧苯隶乓那链波末妹义番拉砾
13、系险拘沧巨灭国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 有效沥青含量较高的混合料有效沥青含量较高的混合料=混合料具有较高的应变能力混合料具有较高的应变能力 改性沥青改性沥青=混合料具有较高的应变能力混合料具有较高的应变能力疲劳寿命疲劳寿命应应变变高沥青含量高沥青含量低沥青含量低沥青含量疲劳寿命疲劳寿命无限长无限长沥青基层的抗疲劳性能沥青基层的抗疲劳性能膜嚏廓寡率窟谍香景酋有航望摈低甜绒翌笆炭增昧循琅搪赋池帧掀八步君国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 影响永久性路面抗车辙性能的因素影响永久性路面抗车辙性能的因素 集料级配；集料级配；沥青等级及改性剂的添加；沥青等级及改性剂的添加；施工过程中混
14、合料的密度（空隙率）；施工过程中混合料的密度（空隙率）；选择适宜的表面层材料。选择适宜的表面层材料。裳签眷满斑贪履诫郑涸瘁兰崔轰哦济顷叫粥扯君稻绊偏馁侗伙葫醇肘喷灵国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 沥青层厚度沥青层厚度(mm)车车辙辙率率(mm/msa)01002003004000.11101001000车辙率与沥青层厚度的关系车辙率与沥青层厚度的关系纠凄别鸦栅翻浓唤朝辐抄宠呐窟棠粟泼诌辊侧悟垢森浚斑扰畔硕喉掇炉侵国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性沥青路面设计永久性沥青路面设计方法方法路面力学模型路面力学模型材料性能指标材料性能指标(模量值模量值)路面反应路面反应(应力、应
15、变等）应力、应变等）转换函数转换函数路面寿命是路面寿命是否满足要求？否满足要求？最终设计最终设计面层底部大于面层底部大于70 meme的的拉应拉应变出现的可能性最小；变出现的可能性最小；路基顶部大于路基顶部大于 200 meme的的压压应变出现的可能性最小；应变出现的可能性最小；下泽扼俄努伸赊慧椎盎委篆创牲泪剪肛博表家隐癸匆窑贷悬刚桔鹃晰共筐国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介永久性路面设计永久性路面设计标准标准标准当量轴载标准当量轴载限制弯拉应变限制弯拉应变 70meme限制竖向压应变限制竖向压应变 8”)基层基层基层基层(按要求确定按要求确定按要求确定按要求确定)路基路基戌扦浅前韵犁园
16、必劫宜恿兽故坦裁会瞧懊疹瘤据插地坛桶容践痔缠袭驴丛国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 永久性路面设计目标永久性路面设计目标 反复弯曲反复弯曲产生疲劳开裂产生疲劳开裂反复反复变形变形产生车辙产生车辙HMA基层基层基层基层路基路基酌劣话跑渴贷嚣菱颖恕津涅吻牛逮奄涎谐攀情雍综描李全挎肯噎有象刃牌国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 国外沥青路面设计方法介绍国外沥青路面设计方法介绍CBR 设计法设计法 AASHTO 设计法设计法 SHELL设计法设计法 切泛炊凳泅川荫漫奏俐全讣赦激输赌唾昌钱膛柱滴倦海碴遇从衔惑缮垣误国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 CBRCBR设计法设计法 该方法是
17、上世纪二十年代美国加州使用的一种方法。该方法是上世纪二十年代美国加州使用的一种方法。该法根据多年实测结果得到一条土基承载值与路面总厚该法根据多年实测结果得到一条土基承载值与路面总厚度的关系曲线。而土基的承载值用标准碎石承载能力的度的关系曲线。而土基的承载值用标准碎石承载能力的百分比（称为加州承载比，记为百分比（称为加州承载比，记为CBR值）表示。所以这值）表示。所以这种方法也称为种方法也称为CBR法。提出的法。提出的CBR指标指标已被作为路面已被作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。材料的一种参数指标得到了广泛应用。午胶型鲤阿斑宙振阑罪迅捍兄算暮民逗哇隆棺兢萤默旁珠败呆毙矛路香芥国外沥青路
18、面设计简介国外沥青路面设计简介 AASHTOAASHTO方法方法 AASHTO法提出了路面现时服务能力指数法提出了路面现时服务能力指数PSI的概念，的概念，以反映路面状况与质量的指标。通过对相同路段的主观以反映路面状况与质量的指标。通过对相同路段的主观评价与客观评价，建立了评价与客观评价，建立了PSI与路面状况的关系。与路面状况的关系。AASHTO设计方法提出以使用年限末的路面现时服务设计方法提出以使用年限末的路面现时服务能力指数能力指数Pt作为设计控制标准，使路面结构设计和路面作为设计控制标准，使路面结构设计和路面使用期末的性能联系起来。使用期末的性能联系起来。虐冕敖咳睬碾颈提碑捂吼突沟盗毗
19、限摊屏绅泡孔其靖督篱份重箩来玛钉应国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路面现时服务能力指数PSI（路面耐用性指数）PSI=5.03-1.91lg式中：式中：两边轮迹带上的平均坡度变化 C已发展成网裂者m2/92.9m2 P修补面积m2/92.9m2 车辙深度cm AASHTO1972AASHTO1972版版荚苑炸验禄亮驻筒傀忘铜寸因扭滔饵踪剃譬泌挣纱此蔽暇暗油毡涟睛烹阐国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 结构数结构数表示路面结构强弱的指标，反映了路面表示路面结构强弱的指标，反映了路面各结构层层位、材料及厚度与路面结构强度之间对应关各结构层层位、材料及厚度与路面结构强度之间对应关系系
20、D1沥青面层厚度；1热拌沥青混凝土0.44 D2基层厚度；2级配碎石0.14 D3底基层厚度；3天然沙砾0.11 车辆的当量换算车辆的当量换算按耐用性指数按耐用性指数P=2.5P=2.5等效原则，提等效原则，提出了各种单轴和双轴换算为出了各种单轴和双轴换算为1818千磅（千磅（80KN80KN）单轴荷载的换）单轴荷载的换算系数（标准轴载）算系数（标准轴载）此久践染沫别闽扇绚浩铭承逃厩倘箔堰尺赤讹蒜绥哩搜披剐呸掳抉赎堑仟国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 1 1基本设计条件基本设计条件 最终耐用性指数，主要干线公路最终耐用性指数，主要干线公路p=2.5p=2.5 轻交通公路轻交通公路 p=
21、2.0 p=2.0 设计交通量设计交通量 设计期（设计期（2020年）换算为年）换算为1818千磅轴载累计作用千磅轴载累计作用次数次数AASHTO1972AASHTO1972版设计法版设计法初帮悬蒋尤屉豪驰绎溢吩遣辐欢澳雇迟室拆讨扫涩蔗裕悉早金砸碱审湿敌国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介2路面结构数确定路面结构数确定 路面设计方程路面设计方程 C0道路试验中平均起始耐用性指数，4.2 C1道路试验中最终耐用性指数，1.5 P设计的最终耐用性指数，主干道2.5 次要公路2.0抖宿试脾到椽酝寡昂慢孪蹈睡父割佑窄帚赘径悯趣天秋乾移莎编呈盅浇薪国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介3 3路面结
22、构厚度确定路面结构厚度确定 由由 根据得到几种路面结构组根据得到几种路面结构组合，最后根据地区条件、施工条件及经济分析确定路面结构合，最后根据地区条件、施工条件及经济分析确定路面结构镭峨挠盆缘闹要朋婆栓中雨郴扔拣员晨森伸渐仟萌侍小渊柱儒仅棠痰札篓国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路面设计方程路面设计方程+2.32lgM+2.32lgMR R-8.7-8.7 式中：式中：ZR保证率系数 S0估计交通量的标准差，一般为0.40.5 最初耐用性指数4.2 最终耐用性指数2.0（低交通）、2.5（主干道）AASHTOAASHTO19861986版版伎迷缕圭曹皿疤帝泌鹊欲坡奏拦椽蹿善纯追叛训誉顾臃
23、龚途痉仿维喷作生国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 MR有效路基土回弹模量有效路基土回弹模量 按下列方法加权处理按下列方法加权处理 1 1划分季节段（一般按月划分）划分季节段（一般按月划分）2 2计算每月模量的损坏值计算每月模量的损坏值34根据平均损坏值根据平均损坏值 反算反算M Mr r。尿观卷啥搏具仓丛巡埃卷浩告岂剃朋迄媚腹由裂垢矣怀啊噪折氢蕊累龟募国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介考虑路面排水的结构数考虑路面排水的结构数SN=AASHT086AASHT086版给出了未处治的材料的版给出了未处治的材料的m m值（值（m m值为值为0.4-1.40.4-1.4，排水质量越好，浸水
24、时间越短，排水质量越好，浸水时间越短，m m值越大）值越大）AASHT086 AASHT086版的路面设计过程中，还增加了路面膨胀版的路面设计过程中，还增加了路面膨胀与冻胀和分期修建的考虑。与冻胀和分期修建的考虑。葡抄虫贾钾邱啤胚旅雁溢怔娟闻压忿柞四炉椿肆寐变第艰遏侦令飘谓佐亭国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介路基膨胀或冻胀考虑路基膨胀或冻胀考虑路基膨胀或冻胀造成路基膨胀或冻胀造成PSI的损失。的损失。每一个特定地区给出了膨胀或冻胀造成的每一个特定地区给出了膨胀或冻胀造成的PSI损失随时间的变化曲损失随时间的变化曲线（线（PSISVt PSIFH t）设计方法：设计方法：估计路面使用年限
25、（年）估计路面使用年限（年）查图得出相应查图得出相应 PSI SV、FH 从设从设计总服务能力损失计总服务能力损失(PSI）中扣除）中扣除 PSISV、FH，得到完全由，得到完全由交通荷载引起的交通荷载引起的 PSITR PSIIR查查AASHTO路面设计图得到路面设计图得到累计交通量（累计交通量（ESAL）根据交通量随时间变化图得到允许的使根据交通量随时间变化图得到允许的使用年限用年限,与初始估计的使用年限相比，两者相差与初始估计的使用年限相比，两者相差1年则可，否年则可，否则重新计算，直至收敛。则重新计算，直至收敛。励役集讣褐毖褐攒十敞辰坛鸟芯快兼人知倚划膨擅西啤腑娠艳摘高赐觉运国外沥青路
26、面设计简介国外沥青路面设计简介 分期修建：分期修建：关键是根据总可靠度的要求，分别计算分期修建的可靠度。关键是根据总可靠度的要求，分别计算分期修建的可靠度。例如：总可靠度为例如：总可靠度为95%，则每一期的可靠度为，则每一期的可靠度为杭屿褥席样诺事镭混掣短欲鸟映款陷直澄伴咳鞠遵村榴寡吩羞混盔昏宰微国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 AASHTOAASHTO设计指南存在问题设计指南存在问题 AASHTOAASHTO试验路没有包括路面的维修改造内容。试验路没有包括路面的维修改造内容。AASHTOAASHTO试验路是在特定的一个地点铺筑的，预测气候试验路是在特定的一个地点铺筑的，预测气候条件对
27、路面使用性能的影响是困难的。条件对路面使用性能的影响是困难的。AASHTOAASHTO试验路是在一种相同的路基条件下铺筑的，很试验路是在一种相同的路基条件下铺筑的，很难预测路基情况对路面使用性能的影响。难预测路基情况对路面使用性能的影响。AASHTOAASHTO试验路的基层材料基本上都是粒料基层，所以试验路的基层材料基本上都是粒料基层，所以指南没有包括其他基层。指南没有包括其他基层。铰勤盟令歧蜂沂咋尾誓遣泥顿邀遁琅栅城棚洛嘲妇魔疲藏杯呢钳仰麦赏树国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 AASHTO设计指南存在问题设计指南存在问题 AASHTO试验路试验用的车辆是试验路试验用的车辆是20世纪世
28、纪50年代后年代后期的车辆，与现在情况相比，在轴重、轴的形式、轮期的车辆，与现在情况相比，在轴重、轴的形式、轮胎尺寸和花纹等方面都显得太陈旧了。胎尺寸和花纹等方面都显得太陈旧了。路面结构设计方法、路面材料、施工方法都代表当时路面结构设计方法、路面材料、施工方法都代表当时的水平，已经显得落后了。例如试验路没有完善的排的水平，已经显得落后了。例如试验路没有完善的排水设施。水设施。AASHTO试验路只进行了两年，设计指南关于设计试验路只进行了两年，设计指南关于设计寿命的计算也是推算得到的，没有考虑路面受气候影寿命的计算也是推算得到的，没有考虑路面受气候影响发生老化的情况。响发生老化的情况。疥巷居镍往
29、蝗殖订办宰群恿馒戚孔驰慕皱绘室超雷及份蚊翌僻姬运可烛女国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 AASHTO设计指南存在问题设计指南存在问题 当时试验路使用的车辆轴载与现在的车辆有很大不同，当时试验路使用的车辆轴载与现在的车辆有很大不同，道路试验时使用这种汽车行驶了一百万次，仅相当于现道路试验时使用这种汽车行驶了一百万次，仅相当于现在一年左右交通量的作用。现在使用的设计方法的基础在一年左右交通量的作用。现在使用的设计方法的基础是由当时试验数据回归分析得到的计算式，利用这些公是由当时试验数据回归分析得到的计算式，利用这些公式预测现在的交通量的作用，只能是对回归分析的结果式预测现在的交通量的作用，
30、只能是对回归分析的结果外延，其结果很可能是设计不足或者设计过分外延，其结果很可能是设计不足或者设计过分。堰赃干屑的梦医奔枉英袒彩遵酗痉频枪蛙河量浦瞬起纲扩衰紫乐忍司赛挣国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 AASHTO设计指南存在问题设计指南存在问题 当时的设计方法是把路面的使用性能建立在与路面厚度当时的设计方法是把路面的使用性能建立在与路面厚度的关系上。可是有许多路面损坏并不能简单地归结为厚的关系上。可是有许多路面损坏并不能简单地归结为厚度问题，例如车辙、低温开裂等，经常是需要维修的原度问题，例如车辙、低温开裂等，经常是需要维修的原因。因。AASHTO试验路设计方法的核心是以路面使用性试
31、验路设计方法的核心是以路面使用性能作为基础，而路面使用性能将舒适性列为首要因素。能作为基础，而路面使用性能将舒适性列为首要因素。实际上路面维修并不都是行车舒适性不足引起的，还有实际上路面维修并不都是行车舒适性不足引起的，还有其他诸多路面损坏情况。其他诸多路面损坏情况。鸦再魄背谜炉求噎痰篮判攻寻半耀套呻炯肇薄毕迫埠宙窃扰七娇瘪纹糠矫国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介AASHTO（200 x修订版）的修订要点修订版）的修订要点 对沥青路面、水泥混凝土路面、复合路面提供一个通对沥青路面、水泥混凝土路面、复合路面提供一个通用的设计方法；反映了交通、气候环境、路基、可靠性用的设计方法；反映了交通、
32、气候环境、路基、可靠性的共同的设计要求。的共同的设计要求。适用于新建和重建路面的结构设计，设计项目包括计适用于新建和重建路面的结构设计，设计项目包括计算路面结构各层的厚度、重建的方法、地下排水设施、算路面结构各层的厚度、重建的方法、地下排水设施、路基改善等等。路基改善等等。将使用周期效益成本分析的方法作为该设计方法的一将使用周期效益成本分析的方法作为该设计方法的一个子程序个子程序。阳撵淖斧啡弗枕子坊附睦胞沥龚衍褥冻前桶浮较腑良慷页俯堡倚艺疚浆辉国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介AASHTO（2002修订版）的内容修订版）的内容 以力学以力学-经验设计为基础，提供能够模拟各地不同设计经验设
33、计为基础，提供能够模拟各地不同设计条件的路面结构设计方法；条件的路面结构设计方法；提供给设计人员一系列方便实用的计算机软件及相关提供给设计人员一系列方便实用的计算机软件及相关的资料；的资料；提供为掌握设计指南及计算机软件的培训计划和教材；提供为掌握设计指南及计算机软件的培训计划和教材；提供新设计指南推广应用的战略措施。提供新设计指南推广应用的战略措施。先渔诡校渤症掉女散港烈潍建徊墟识高舰枯驻勘憋绸君贝芽赃春赎蜡跑咐国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 交通量交通量分析分析路基路基气候气候材料性能材料性能更改设计更改设计初步设计初步设计否否满足性满足性能标准能标准？累计损伤累计损伤损伤预估模
34、型损伤预估模型输入输入分析分析施工可行性研究施工可行性研究方案比选方案比选寿命周期内寿命周期内经济分析经济分析确定方案确定方案方案选择方案选择是是路面力学响应模型路面力学响应模型AASHTOAASHTO力学力学经验设计方法流程图经验设计方法流程图逆咸判威安构螟蔽叹顿勇荚僻沮癸逆肘剂馋烈嘛间鲤箱网恋蜜帘栏晕淡伪国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介1 1输入参数输入参数 交通量：考虑了各类货车的轴载类型和出现频交通量：考虑了各类货车的轴载类型和出现频率及其交通量的增长率。率及其交通量的增长率。材料：实测或按经验公式得到沥青混合料的动材料：实测或按经验公式得到沥青混合料的动弹模及无结合料基层与路
35、基的弹性模量。弹模及无结合料基层与路基的弹性模量。气候：路面处于不同气候条件（温度、湿度）气候：路面处于不同气候条件（温度、湿度），荷载对路面造成的损伤是不相同的，其破坏程度按，荷载对路面造成的损伤是不相同的，其破坏程度按MinerMiner累计损伤原理计算。累计损伤原理计算。AASHT0200XAASHT0200X版设计方法版设计方法掉合葫蒲类舆谬殃坤阵筛鸭蛹畅萝年忘畏蛮冉锗诞宪角逞津甚旷阐塞椅遍国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介例如疲劳损伤例如疲劳损伤式中：式中：k不同水平的荷载 i时间（季节）ni第k级荷载在i季节段作用的累计次数 在i季节段，按疲劳公式计算所得结构层所能承受的最大
36、疲劳 作用次数 路基：Mr有效路基土回弹模量丢招纲嘉凛整瘁母轴柞卉碉球废驾滤赡纵隧废格窿秩厦撩庄茅乱肢粤李鹅国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介2 2损坏预估模型损坏预估模型 损坏类型：永久变形（车辙）、疲劳开裂、温度开裂、损坏类型：永久变形（车辙）、疲劳开裂、温度开裂、平整度平整度(1)(1)永久变形（车辙）预测模型永久变形（车辙）预测模型 路面总车辙量路面总车辙量PD=PDAC+PDGB+PDSG沥青层车辙计算模型沥青层车辙计算模型 式中：式中：回弹应变 T温度（F）累计塑性应变 N荷载作用次数吠藉田漂孟褪腐冶稠产始钟允特语材誊形厂授酗漱剑届圭黑纬吊碾泻贷哼国外沥青路面设计简介国外沥青
37、路面设计简介K K1 1考虑沥青层总厚度考虑沥青层总厚度haha与计算点深度与计算点深度z z的系数的系数粒料层或路基车辙模型粒料层或路基车辙模型 式中：式中：粒料层或路基在标准轴载作用下，N次后的塑性变形(in)N荷载重复作用次数 z撩椭灸场妒淀塞肤戴蒋铺认悯只耗灭恰泣昏榴使量怖辉萨冻泉滁畏乘漓侮国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介 实验室的回弹应变 h h层厚（in）由力学模型得到的平均竖向回弹应变 材料属性参数 UB 修正系数，粒料层2.0，路基8（2 2）疲劳开裂预测模型疲劳开裂预测模型 沥青混合料疲劳方程沥青混合料疲劳方程旨岗看锹孟媒盎廉热司够刮载袱数吗霓捐脆镀诫同入滞轩妖凳七叉
38、遂滓宋国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介式中：C沥青体积率Vb和空隙率Va的系数，C=10C=10M MM=4.84 E 沥青混合料的动弹模（MPA）沥青层底的弯拉应变 K1开裂形式的修正系数 自下而上开裂而上开裂（Buttou-Up CrackButtou-Up Crack）沥青层厚度鞭厦脏冰夯浊偏荧涉瑰低苔淬棠桌狸捶锄渍片怎恬卢代易陡见街真捍洲主国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介自上而下开裂（自上而下开裂（Top-Down Crack）(3)温度开裂预测模型温度开裂预测模型 温度开裂预估模型建立分五步进行温度开裂预估模型建立分五步进行:沥青混合料性能试验（蠕变柔度通用曲线及沥青
39、混合料性能试验（蠕变柔度通用曲线及1010间接拉伸强度）间接拉伸强度）计算降温过程中沥青层内不同时刻、不同位置的温度应力计算降温过程中沥青层内不同时刻、不同位置的温度应力 计算裂缝尖端应力强度因子计算裂缝尖端应力强度因子 应用断裂力学应用断裂力学ParisParis定律建立裂缝定律建立裂缝 扩度模型扩度模型 开裂量预估模型开裂量预估模型 通过野外标定得到温度裂缝数量与开通过野外标定得到温度裂缝数量与开裂量之间的关系裂量之间的关系掖伎镑触番懈务屈氰钠矾炉匝肮铰陡针追嘘赠芦渤旦楔祷却嫡弯桶佬择晚国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介（4）平整度（）平整度（IRI）预测模型）预测模型 路面平整度很
40、大程度上受车辙、车辙深度和疲劳开裂的影响，其它一些破坏，例如坑洞、网裂、纵向裂缝等对平整度也都有影响。预测平整度（IRI）的模型按不同类型基层而不一样。例如：沥青稳定基层例如：沥青稳定基层 IRI=IRI0+0.0099947(Age)+0.00051(FI)+0.00235(FC)T+18.36+0.9694(p)H种键永俄阎炸彻绊贴搐往茨补能救辟抗棺巷缝挫咀赊晌囤销歪并馒在延寥国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介式中：式中：IRI0初始IRI（m/km）Age使用年限（年）FI年冰冻指数平均值（day）(FC)T轮迹处的疲劳裂缝数量（占整个车道的百分数）(TCs)H高严重度的横向裂缝的
41、平均间距（m）(P)H高严重度的坑洞的面积（占整个车道的百分数）爬祟吧濒途争埔纹桑络扫意返答宰自菌奔朱洛泅溉苇馒芬诅册纤漫身疾直国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法 Shell Shell石油公司提出的一套沥青路面的设计方法石油公司提出的一套沥青路面的设计方法 路面结构分三层：路基、基层和沥青层路面结构分三层：路基、基层和沥青层 设计寿命：标准轴载（设计寿命：标准轴载（、单轴双轮、压应力、单轴双轮、压应力 接地半径接地
42、半径 ）在设计年限内的累计使用次数）在设计年限内的累计使用次数 设计标准：沥青层底面的容许拉应变（控制路面开裂）、路设计标准：沥青层底面的容许拉应变（控制路面开裂）、路 基顶面的容许压应变（控制路面的车辙）应满足路面设计寿命的基顶面的容许压应变（控制路面的车辙）应满足路面设计寿命的要求要求 市混柔领臆郸操点惠揖考毫寒侦柞靠超馋泣处幂金媚挫创废核夏国盼污绪国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法 ShellShell方法设计
43、步骤：方法设计步骤：1 1、初拟沥青层厚度、初拟沥青层厚度 2 2、由月平均气温（、由月平均气温（MMATMMAT）计算加权年平均气温（）计算加权年平均气温（W-W-MAATMAAT）3 3、确定路面的设计寿命、确定路面的设计寿命 4 4、确定沥青的劲度、确定沥青的劲度 5 5、确定沥青混合料的劲度、确定沥青混合料的劲度 鬼左贫毒澎墟秩音碍岁昔曹洁素鳞俭讶冗砍后搀滞丧理齿萝寓读瘟求耪吟国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方
44、法 6 6、确定路基及基层动态模量、确定路基及基层动态模量 7 7、确定路面结构模型、确定路面结构模型 8 8、BISARBISAR程序计算路面应变及寿命程序计算路面应变及寿命 9 9、根据设计寿命确定路面结构层厚度、根据设计寿命确定路面结构层厚度 10 10、沥青层车辙深度的预测、沥青层车辙深度的预测 镍右谐妙禹腕兆谆候碾多诸焊豫饶较挨帚吊遵盾为换辣炯舍波物拽褐皇感国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法 一、初拟沥青层
45、的厚度一、初拟沥青层的厚度 通常初拟沥青层厚度为通常初拟沥青层厚度为0.05-0.6m0.05-0.6m 二、确定月平均气温二、确定月平均气温(MMAT(MMAT）、加权年平均气温（）、加权年平均气温（W-MAATW-MAAT）及沥青混合料的有效温度及沥青混合料的有效温度（T Tmixmix）。）。MMATMMAT很容易从气象资料很容易从气象资料中找到。中找到。根据每个月的根据每个月的MMATMMAT查温度加权系数曲线得到加权系查温度加权系数曲线得到加权系数数 根据根据1212个月的平均加权系数再查温度加权系数曲个月的平均加权系数再查温度加权系数曲线得加权年平均气温（线得加权年平均气温（W-M
46、AATW-MAAT）梅阴燃德屹梢责琵彦叹娃柳画抬扇蠕栏圈佬痞岛兴炼原呕驼王物哮任屁退国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法 根据加权年平均气温（根据加权年平均气温（W-MAATW-MAAT）及沥青层厚度查）及沥青层厚度查W-W-MAATMAAT同沥青混合料有效温度（同沥青混合料有效温度（T Tmixmix）诺模图）诺模图得到沥青混合得到沥青混合料的有效温度料的有效温度T Tmixmix。三、确定路面的设计寿命三、确定路面
47、的设计寿命 每天每车道各轴载组的轴次换算为标准轴载的换算系每天每车道各轴载组的轴次换算为标准轴载的换算系数按下式计算：数按下式计算：继而计算每个车道在设计年限内标准轴载的累计使用继而计算每个车道在设计年限内标准轴载的累计使用次数次数路面的设计寿命路面的设计寿命 昨催刮抢遁锻妖忙肛怕衰孜藐和莹莽琶卵捶驭唐开图阻琳狐泼矽召肥釜俩国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法四、沥青劲度模量四、沥青劲度模量S Sbitbit 按照按照
48、Van der PoelVan der Poel诺模图诺模图确定沥青的劲度模量确定沥青的劲度模量S Sbitbit 查阅参数查阅参数 1 1、沥青的温度，即沥青混合料的有效温度、沥青的温度，即沥青混合料的有效温度T Tmixmix 2 2、软化点温度、软化点温度T TR&BR&B 3 3、针入度指数、针入度指数PIPI 4 4、加载时间、加载时间t t（一般取（一般取0.020.02秒秒;反映车辆的行驶速度）反映车辆的行驶速度）氮酝凝正颂式属洗纤笨醒谋纫茄蔡奄纸周狙凰群哗趟沪悬书搏很晴引郎远国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿
49、其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法五、沥青混合料的劲度模量五、沥青混合料的劲度模量SmixSmix 沥青混合料的劲度模量沥青混合料的劲度模量SmixSmix与沥青的劲度模量与沥青的劲度模量SbitSbit及混合料的体积组成（结合料的体积比及混合料的体积组成（结合料的体积比VbitVbit与矿料体积与矿料体积比比VaggVagg）有关。）有关。根据沥青劲度模量根据沥青劲度模量SbitSbit、结合料的体积比、结合料的体积比VbitVbit 及矿料体积比及矿料体积比VaggVagg查沥青混合料劲度模量查沥青混合料劲度模量S
50、mixSmix诺诺 得到沥青混合料的劲度模量得到沥青混合料的劲度模量SmixSmix庞繁蛛步坤稚搂量蒸晋票劣慎蹲裳砌午振诺废墒骡引呈除舜余幻侈钮晌属国外沥青路面设计简介国外沥青路面设计简介经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 Shell（壳牌）设计方法（壳牌）设计方法六、确定路基、基层的动态模量六、确定路基、基层的动态模量 路基的动态模量路基的动态模量E E3 3可通过现场动态弯沉（可通过现场动态弯沉（FWDFWD）测定。也）测定。也可以根据可以根据CBRCBR、承载板试验的回弹模量查路基及无机结、承