美國(guó)AASHTO瀝青路面設(shè)計(jì)方法高坤201321606015道路與鐵道工程Contents

1AASHTO設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介2設(shè)計(jì)指標(biāo)和基本方程3簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)流程4AASHO試驗(yàn)路目錄AASHTO路面設(shè)計(jì)方法是美國(guó)各州公路工作者協(xié)會(huì)AASHO所推薦的設(shè)計(jì)法，是根據(jù)20世紀(jì)50年代末60年代初在渥太華和伊利諾斯州的大規(guī)模試驗(yàn)路成果得到的。AASHO設(shè)計(jì)委員會(huì)于1961年先提出暫行設(shè)計(jì)指南，現(xiàn)已有1972年修訂、1986年版和1993年版。AASHTO設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介1累計(jì)當(dāng)量軸載ESAL

設(shè)計(jì)指標(biāo)和基本方程2現(xiàn)有耐用性能指數(shù)PSIAASHTO設(shè)計(jì)方法采用現(xiàn)有耐用性指數(shù)(PSI)作為衡量路面使用性能的指標(biāo)，并將使用性能期內(nèi)路面耐用性指數(shù)的變化量(?PSI)作為路面設(shè)計(jì)的使用性能標(biāo)準(zhǔn)，并以AASHO試驗(yàn)路的觀測(cè)資料為基礎(chǔ)，建立了路面現(xiàn)有耐用性指數(shù)的變化量(?PSI)在路面使用性能期內(nèi)同路面結(jié)構(gòu)數(shù)SN及標(biāo)準(zhǔn)軸載ESAL(80kN)作用次數(shù)N18的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式路面結(jié)構(gòu)數(shù)SN主要方程式現(xiàn)有耐用性能指數(shù)PSI單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容單擊此處輸入內(nèi)容現(xiàn)有路面耐用性指PSI(PresentServiceabilityIndex)是根據(jù)路面使用性能，對(duì)路面作出定量評(píng)價(jià)的方法。該法分兩步著手：一是路面狀況觀測(cè)評(píng)級(jí)。二是路面質(zhì)量評(píng)定。設(shè)計(jì)期經(jīng)過車輛行駛，最終PSI=2.5作為主要公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，PSI=2.0作為次要公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

SV為輪跡帶縱斷面的平均坡度方差,是運(yùn)用CHLOE斷面儀量測(cè)的結(jié)果;C為已發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫的裂縫面積,以m2／92.9m2路面計(jì);f為修補(bǔ)的面積，包括表面修補(bǔ)和補(bǔ)坑,以m2／92.9m2路面計(jì);RD為平均車轍深度，這是用1.2m長(zhǎng)的直尺從車轍最深處的點(diǎn)量出的，每隔7.62in測(cè)一點(diǎn),然后取其平均值。設(shè)計(jì)的主要方程式β為與目標(biāo)可靠度Ps

相應(yīng)的可靠指標(biāo);Sz

為交通預(yù)估和使用性能預(yù)估的總標(biāo)準(zhǔn)差;SN為路面結(jié)構(gòu)SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3+a4D4m4，D1，D2，D3，D4

分別為面層基層墊層及capping層的厚度(in，1in=2.54cm)；a1，a2，a3，a4

為與各結(jié)構(gòu)層材料類型和性質(zhì)有關(guān)的層位系數(shù)；m2，m3，m4

分別為基層墊層capping層的排水系數(shù);Ese為路基土的有效回彈模量(psi，1psi=6.895kN/m2)

AASHO試驗(yàn)路的基本方程：1.根據(jù)道路等級(jí)交通量及氣候水文土質(zhì)等自然條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定出相應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)組合2.進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，計(jì)算時(shí)選擇結(jié)構(gòu)層的某一層作為目標(biāo)計(jì)算層3.根據(jù)交通量情況計(jì)算出累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)，再根據(jù)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計(jì)算出設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)數(shù)SN4.根據(jù)路面結(jié)構(gòu)數(shù)函數(shù)(路面結(jié)構(gòu)層厚度層位系數(shù)和排水系數(shù)的函數(shù))計(jì)算出目標(biāo)結(jié)構(gòu)層厚度基本設(shè)計(jì)思路3簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)流程3編制列線圖1土基條件修訂2地區(qū)系數(shù)修訂4結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)流程1在AASHTO設(shè)計(jì)法中，土基支承值S并沒有測(cè)定方法，因此只好依靠當(dāng)時(shí)比較成熟的土基強(qiáng)度測(cè)定方法。有了土基CBR值，即可確定S值，求得不同Pt時(shí)Ns與SN的關(guān)系；2找到適用于不同地區(qū)、不同土基支承值的實(shí)際軸載通過次數(shù)累計(jì)數(shù)N與結(jié)構(gòu)數(shù)SN的關(guān)系式；3繪制列線圖，得出路面結(jié)構(gòu)數(shù)SN‘；4合理安排各個(gè)結(jié)構(gòu)層的具體厚度。簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)流程車輛試驗(yàn)：1958年10月至1960年11月專門研究：1961年春季和初夏施工：1956年8月至1958年9月目標(biāo):路面性能中的數(shù)量、種類和荷載大小車軸、車輛總載對(duì)橋梁的影響有關(guān)專項(xiàng)研究:路肩鋪裝路基類型輪胎尺寸和壓力重型軍用車輛路面養(yǎng)護(hù)效果試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)程序、圖表、配比等試驗(yàn)段特征美國(guó)AASHO試驗(yàn)路AASHO試驗(yàn)路4試驗(yàn)地點(diǎn)環(huán)境條件

平均氣溫(七月) 24.5℃(華氏76度)平均氣溫(一月) -2.8℃(華氏27度)年平均雨量 837毫米(34英寸)平均霜凍深度 711毫米(28英寸)(水溫條件良好)設(shè)計(jì)要點(diǎn)(柔性路面):

面層厚度(3級(jí))基層厚度(3級(jí))墊層厚度(3級(jí))3×3×3(3-6環(huán)道)柔性路面結(jié)構(gòu)總數(shù):468柔性路面材料及結(jié)構(gòu)組合

面層材料面層：HMA，密級(jí)配瀝青混凝土，85-100pen瀝青基層:石灰石，200mm篩孔通過率10%，平均CBR=107.7底基層:砂石混合料，200mm篩孔通過率6.5%，CBR=28~51路基:A-6土(粉性土/粘性土)，200mm篩孔通過率82%，平均CBR=2.9，最佳含水量=13%結(jié)構(gòu)組合基層：0~9英寸厚底基層：0~16英寸厚最厚結(jié)構(gòu)：6英寸HMA+9英寸基層+16英寸底用于重載交通，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)2.6-3.6PSI最薄結(jié)構(gòu)：1英寸HMA，用于輕交通柔性路面最終試驗(yàn)結(jié)果：

大多數(shù)結(jié)構(gòu)均有不同程度的損壞，包括最厚結(jié)構(gòu)部分也連續(xù)損壞；大部分損壞出現(xiàn)在春融期，可見冰凍是主要的破壞原因；試驗(yàn)結(jié)果表明，較厚的基層及底基層有助于減輕冰凍的損害程度。AASHO試驗(yàn)路的意義加速路面研究的發(fā)展荷載和層厚呈線性關(guān)系，施工變異可以量化；提出承受大交通量的重荷