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沥青路面结构设计之1
第三章沥青路面结构设计
路面结构由路基(顶部)、垫层、基层和面层组成,是道路工程中最直接承受荷载和环境作用的部分。
对路面的最基本要求是耐久、平整和抗滑。
耐久是指路面具有足够长的使用寿命,这要求整个路面结构具有足够的强度和抗变形能力;事实上,迄今为止所有的设计方法都是围绕着耐久性这个核心而提出的。
平整性是为了保证行驶舒适性;对高等级公路,由于行车速度快,保证平整度尤为必要。
要做到路面长期平整,就必须有正确的厚度设计、正确的材料设计和正确的施工方法。
抗滑是为了保证行驶安全性的要求,传统上不属于路面结构设计的内容,主要通过表层材料的选择和材料的设计予以保证。
路面设计应遵守下列原则:
1)路面设计应认真做好现场的资料收集、掌握沿线路基特点,在查明不良地质路段的基础上,密切结合当地实践经验,采取必要的路基处理措施,进行路基路面综合设计。
2)在满足交通量和使用要求的前提下,应遵循因地制宜、合理选材、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠、方便施工的路面结构方案。
3)结合当地条件,在路面设计方案中应积极地、慎重地推广新材料、新工艺、新技术,并认真铺筑试验段,总结经验,不断完善,逐步推广。
4)路面设计方案应符合国家环境保护的有关规定,注意施工中废弃料的处理,积极推动旧沥青面层、破碎水泥砼板和旧基层材料的再生利用,以及保护施工人员的健康和安全。
沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。
沥青路面设计的任务是根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件,密切结合当地实践经验,设计确定经济合理的路面结构,使之能承受交通荷载和环境因素的作用,在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求。
路面设计应包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定,路面结构层组合与厚度计算,以及路面结构的方案比选等内容。
路面设计除行车道部分的路面外,对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计,对其它各级公路应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。
§3.1路面结构的破坏状态和设计标准
3.1.1路面结构的损坏模式
路面破坏的形式是多种多样的,常见的有沉陷、弹软、横裂(收缩破裂)、纵裂、龟裂、车辙、隆起、推移、波浪、老化开裂、磨耗、松散、泛油以及目前出现的一些新的损坏类型,过多的路面损坏意味着路面寿命的终结;限制、延迟这些损坏的发生和发展是路面设计的主要任务。
路面破坏原因也是多方面的。
从外因来说,有行车因素和自然因素两方面,前者包括车辆荷载及其重复性;后者包括水分、气温、冰冻等。
从内因来说,主要是路面材料的物理力学性质。
就路面的破坏类型来看,大致可分为两类。
第一类是早期破坏,这是指路面在尚未达到使用年限之前发生的破坏,这类破坏往往在车辆荷载作用次数很少情况下就出现,它与荷载的重复性几乎无关。
破坏的原因一是在荷载作用下,路面或土基中产生的应力超过了材料的强度;二是与荷载无关的,环境变化引起的路面应力大于材料的强度。
第二类是晚期破坏,属于此类的有疲劳破坏和车辙等。
这类破坏是在应力不超过材料极限强度(指一次荷载下的强度)的情况下发生的,因此与荷载的重复性有关;因路面基本达到了设计寿命,应该说是属于正常破坏。
而第一类破坏,是路面设计时应主要考虑的因素,必须采用相应的控制指标,采取必要的技术措施加以预防。
分析路面的破坏现象必须全面地综合考虑各项因素,透过外观现象查明破坏的主要原因及发生的部位,从而找出防止的措施。
实践证明,在形式多样的路面破坏现象中,有几种是基本的,它们各自的形成原因有性质上的区别,其他一些破坏现象则是这些基本形式的复合形态或发展了的形态。
如果从结构设计上能防止这些基本破坏现象,则其它破坏就不会发生,这样就能保证路面的正常使用寿命。
根据目前国内外的调查和分析,可将柔性路面的基本破坏分为五种,即收缩破裂、纵向裂缝、剪切、沉陷及车辙。
只有了解路面的这些损坏现象、类型和极限状态,弄清路面损坏的原因和机理,为路面设计理论与方法提供科学的依据,设计时才能正确地选定路面设计的极限标准,合理的确定路面结构和厚度。
下面着重介绍主要的沥青路面损坏模式
1.横向裂缝
目前,我国沥青路面中90%以上采用半刚性基层沥青路面,产生横向裂缝的现象较为普遍,横向裂缝多数为干缩或温缩引起的收缩裂缝(照片3.1.1)、基层引起的反射裂缝(照片3.1.2)。
横向裂缝具有以下列特点:
照片3.1.1收缩裂缝照片3.1.2基层引起的反射裂缝
1)隔一定距离一条,视材料情况而异,一般开始时缝距为20~30m,以后逐年缩短,较有规则,且与基层材料类型关系密切,如半刚性基层,缝距较之松散材料要短。
2)与交通量大小关系不大,无论是主干道还是一般次要道路均能出现,裂缝往往较多从路边开始(当然也有例外情况)。
3)与气温关系密切,特别是与温度骤降程度有关。
一般当气温在正负交替的初冬季节及初春解冻季节更明显。
其原因分析有两种观点:
一种观点认为当负温降至一定绝对值时(如-10℃,-15℃或-18℃——其值与路面材料及结构组合状况有关)沥青混合料的变形及其相应温度应力已超出该混合料所能承受能力而造成破坏;另一种观点则认为该期间温度反复变化,使沥青面层疲劳破坏。
4)裂缝的出现位置:
首先发生路面薄弱断面处,如雨水井处广场的环岛四周、交叉口转角处、施工接缝处及材料离析处。
2.纵向裂缝
沥青路面纵向裂缝,如照片3.1.3所示,形成原因是多方面的。
首先是面层或基层底面由于荷载重复作用而产生的拉应变(或拉应力)超过材料的疲劳限度或由于荷载过大而引起并扩展到表面;由水泥、石灰等稳定材料修建的基层也会出现因底面疲劳开裂而反射到表面的裂缝,使面层损坏;其次是路基冻胀及沉陷所造成;第三是摊铺机摊铺时工作缝过长,不按热接缝规定施工,达不到密实度,行车后形成纵向裂缝;第四是由于路基稳定性不足引起路面纵向开裂。
照片3.1.3纵向裂缝照片3.1.4纵向平行裂缝
(照片3.1.4)所示纵向平行裂缝是近年高等级公路路面破坏的一种新现象,与上述的纵向裂缝不同,多是由面层向下发展,且发生在基层刚度较大、整体性较好,路面结构强度较高的路段。
由于路面结构强度高,面层底部所产生的拉应力较小,不会超过材料的抗拉强度,但由于车轮荷载较重,在路表面产生的剪应力大于面层材料的抗剪强度,致使面层产生平行纵向裂缝,并且随着车轮荷载的重复作用,裂缝也不断地向下延伸,最终导致路面破坏。
3.网裂及龟裂
网裂及龟裂,如(照片3.1.5)所示。
网裂和龟裂的发生,涉及因素较多,主要有下列原因:
1)上述纵横裂缝逐渐扩展,尤其是北方寒冷地区和南方多雨地区,经冰冻水浸更促进其发展。
2)交通量成倍增长,轴重越来越大,路面强度不相适应,路面破坏后较少彻底翻修,仅采用覆盖补强的方法表面应付。
3)施工管理不善,不按操作规程办事。
具体表现在:
土基压实度不够;半刚性基层混合料的材料不合规格,拌和不匀,缺水甚至无水辗压,致使半刚性材料长期松散不成板体;有的城市采用辗压中再加水或养生时加水,往往只形成表面不足10cm厚的硬层;半刚性基层在未达一定强度前就铺筑面层开放交通,造成早期破坏或隐患;沥青混合料不合格等。
4)结构组合不合理,例如,半刚性基层上直接铺筑小于4cm厚的沥青混合料,这种结构往往难于压实,在重交通量作用下即出现推挤、裂缝;在手摆基石上铺筑干压碎石然后再铺沥青混凝土,由于碎石不易压实,在荷载反复作用下,碎石位置重新调整也会造成面层裂缝;在半刚性基层上设置干压碎石联结层时也有类似现象;采用沥青稳定碎石情况较好但在长期行车作用下还是不够稳定。
5)国产沥青路用性能差,尤其是低温变形能力低。
照片3.1.5网裂及龟裂(照片3.1.6)凹陷变形
4.沉陷与坑槽
沉陷是路面在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形(照片3.1.6),有时凹陷两侧伴有隆起现象出现,如照片3.1.7所示,当沉陷严重时,超过了结构的变形能力,在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂,并有可能逐渐发展成网裂。
造成路面沉陷的主要原因是路基土的压缩。
当路基土的承载能力较低,不能承受从路面传至路基表面的车轮压力,便产生较大的垂直变形即沉陷。
路基土体积的压缩则可能由多种原因引起,例如,压实不充分就是一个常见的原因。
所谓压实充分与否是相对而言的,这里有一个大致的标准:
如果设计荷载通过路面传至土基表面的垂直应力不超过土基施工时承受的碾压应力,则可说是压实充分的,否则就是不充分的。
当然,在压实充分的条件下,如果竣工后路基土遇水软化也可能造成沉陷。
此外,路上有特重车通行也可能造成沉陷。
如果从不同类型的土的压缩性来分析,其影响因素就更为复杂了。
例如,粗砂填筑的路基如果不是用振动压实法施工的,那么竣工后受到行车振动影响会很快地发生沉实。
细砂受振动也会沉实,但需要较长的时间。
细粒非粘性土形成峰窝结构,如果含水量发生了变化,在重荷载作用下遭到崩坍也会发生较显著的沉陷。
粘性土的压缩性由气体的压缩、颗粒变形、颗粒重新排列或颗粒相互接触处水膜的减薄等原因引起。
在一定压实条件下,粘性土的进一步压缩需要相当长的时间。
坑槽是路面局部骨料松散脱落(照片3.1.8)一般是由于路面或基层材料局部强度不足;面层龟裂松散又未及时养护(尤其当材料的含水量较多时);覆盖罩面的沥青混合料质量不好或温度太低;面层沥青老化;管道沟回填不实处理不当等原因引起的。
照片3.1.7凹陷两侧伴有隆起照片3.1.8局部骨料松散脱落
5.车辙、波浪与拥包
高温时车辆经常起动和制动所引起的垂直荷载和水平荷载综合作用下产生的剪应力或拉应力大于材料的抗剪或抗拉强度而产生的。
此外,沥青混合料级配不合理、空隙率较小、用油量过多或使用沥青太软或软化点偏低;基层强度高,但面层材料强度不足;基层表面不平整及强度不足等都会造成车辙、波浪与拥包。
这类道路病害一般多发生在停车站、交叉路口、下坡路段等处。
车辙是路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实,以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。
这种变形出现在行车带处,即形成路面的纵向带状凹陷。
车辙是高级沥青路面的主要破坏型式。
例如对重载车辆多的道路,接地压力高达0.8~1.2MPa,如果坡道长而陡、车行速度很慢、温度又高,将导致路面产生10~40mm甚至更高的车辙。
因为这类路面的使用寿命较长,即使每一次行车荷载作用产生的残余变形量很小,而多次重复作用累积起来的残余变形总和也将会较大,足以影响车辆的正常行使。
6.其他病害
松散、脱皮、露骨等。
这些病害多发生于路面表面,一般是由于骨料风化,自身强度底,或骨料与沥青的粘结力不够,在车轮荷载和自然因素长期作用下而产生。
3.1.2设计的控制标准
沥青路面由于环境因素的不断影响和行车荷载的反复作用,经过一段时间的使用,便会产生破坏而失去原有的使用能力。
路面设计的主要任务就是确保其寿命期间不发生不可接受的损坏,这是不同设计方法的共同目标。
本节在上述归纳路面损坏模式及分析原因的基础上,对路面提出具体要求,并根据国内外现有研究成果,提出控制路面损坏标准,供设计时使用。
这里要说明的是,对性质不同的破坏,不可能用一个设计标准来控制,而只能对不同的破坏用不同的设计标准。
设计时为防止路面的早期破坏,计算应力应不超过材料的强度,为保证路面达到设计使用年限,计算应力应控制在低于材料强度的某一数值范围内。
1.对路面的要求
由上述分析可以看出,要使路面具有良好的使用性能、满足行车使用要求减少损坏,路面各结构层必须达到下列要求:
1)强度和刚度。
组成路面各结构层的材料和路基必须具有足够的强度和刚度,在行车荷载作用下不产生过大的应力和位移,从而防止出现开裂、坑槽、滑移、沉陷等破坏现象。
2)稳定性。
各结构层材料和路基必须具有一定的稳定性,能经受温度、水份、冰冻等各项自然因素的影响,高温时不出现车辙、推移,低温时不产生缩裂及其他破坏现象。
3)平整度。
路面的平整度不仅与各结构层材料和路基的强度、稳定性有关,还与施工质量和养护状况有关。
路面不平整不仅影响行车速度和舒适程度,还会提前或加速路面的破坏。
4)抗滑性。
路面不仅要平整且要具有一定的粗糙度,以保证车辆在雨、雪天行驶时的安全。
粗糙的表面可以通过改善面层或磨耗层材料的组成来达到。
2.损坏的控制标准
针对上述要求,在路面设计中,为了防止上述损坏现象的发生,对不同的结构层提出相应的控制标准。
(1)控制路基路面沉陷指标
为了避免路基发生剪切破坏或沉陷,路基的永久变形应控制在一定的范围内,以防止面层产生沉陷甚至整体性损坏,保证面层具有良好的使用性能,考虑到行车荷载的重复性,用路基表面的垂直压应变或垂直压应力作为设计标准,如:
或
上式两中
和
分别为路基表面由车轮荷载作用产生的垂直压应变和垂直压应力,可用弹性层状体系理论求得。
和
分别为路基土的容许垂直压应变和容许垂直应力,其数值同土基的特性(弹性模量)和车轮荷载作用次数有关。
(2)控制疲劳开裂指标
这里讲的开裂是路面在正常使用情况下,由行车荷载的多次反复作用引起的。
疲劳开裂的特点是,路面无显著的永久变形,开裂开始大都是形成细而短的横向开裂,继而逐渐扩展成网状,开裂的宽度和范围不断扩大。
以疲劳开裂作为设计标准时,用结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值控制设计,即:
或
其中
或
分别为按弹性层状体系理论计算的结构层底面的最大拉应变和拉应力,
和
分别为由疲劳方程确定的该结构层容许拉应变和容许拉应力。
(3)控制车辙指标
路面的车辙同荷载应力大小,重复作用次数以及结构层和土基的性质有关。
根据观测试验结果,国外已提出了表征上述关系的经验公式和设计指标。
有代表性的控制车辙深度的指标有两种:
一种是路面各结构层包括土基的残余变形总和;另一种是路基表面的垂直变形。
对于前一种,可表示为:
上式中lre为路面的计算总残余变形,可由各结构层残余变形经验公式确定(各层应力由弹性层状体系理论计算)。
[lre]为容许总残余变形,由使用要求确定。
路基表面的垂直应变标准,可表示为:
其中
为路基表面的垂直应变,可由弹性层状体系理论求得。
为路基表面容许垂直应变,可由路基残余变形和荷载应力、应力重复次数及路基土弹性模量之间的经验关系确定。
(4)控制低温缩裂指标
路面结构中某些整体性结构层在低温(通常为负温度)时由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力,当它超过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。
由于路面的纵向尺度远大于横向,低温收缩时侧向约束不大,故这种开裂一般为横向间隔性的裂缝,严重时才发展为纵向裂缝。
在冰冻地区,沥青面层和用无机结合料稳定的整体性基层,冬季可能出现这种开裂。
控制低温缩裂指标是一项同荷载因素无关而与面层材料性能直接有关的指标,即低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力
应不大于该温度时材料的容许拉应力
,即:
(5)控制面层的剪切推移指标
在交叉路口、停车站等汽车经常起动、制动的地方,由于垂直荷载和水平荷载共同作用,加上车轮的冲击、振动,而在沥青面层表面引起推移、拥包现象。
为防止沥青面层表面产生推移和拥起,可采用面层表面轮载边缘处的剪应力为控制标准,以保证外力作用下产生的剪应力小于面层材料的抗剪强度。
也就是在车轮的垂直力和水平力的共同作用下,面层破裂面可能产生的剪应力
(由弹性层状体系理论计算的各应力分量求得),应不超过材料的容许剪应力
即:
这项设计标准通常用于停车站、交叉口等车辆频繁制动地段及紧急制动路段高温情况下的沥青路面设计。
对于同沥青混合料的粘聚力和内摩阻角有关的容许剪应力
,其取值应考虑路面的温度状况。
(6)路面设计综合标准——路面弯沉
路面弯沉是路面在垂直荷载作用下,产生的垂直变形。
这项指标表征路面各层抵抗垂直变形的综合能力。
一般认为,路面弯沉不仅能够反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内在联系,同时弯沉值的测定也比较方便。
所以我国现行的沥青路面设计方法采用设计弯沉作为路面整体刚度的设计指标,用于控制沉陷和变形。
高速公路、一级公路和二级公路的沥青路面除了按弯沉设计路面结构之外,还须对沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层进行层底拉应力的验算。
城市道路路面设计尚须进行沥青混合料面层的剪应力验算。
路面设计弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标,它是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值,是路面厚度计算的主要依据。
路面设计弯沉值可以作为路面竣工后第一年不利季节、路面温度为20℃时在标准轴载l00kN作用下,竣工验收的最大回弹弯沉值,它与交通量、公路等级、面层和基层类型有关。
3.1.3设计方法
路面设计的主要任务就是确保其寿命期间不发生不可接受的损坏,这是不同设计方法的共同目标。
要达到这一目标,就要考虑路面的“结构、材料、荷载、环境和经济”这五个方面的因素,而最终的判据则是路面的使用性能。
所以,根据使用性能设计路面是一种合理的选择,这不仅是发展的趋势,也是发展的必然。
当前世界各国众多的沥青路面设计方法,可概括分为两类:
一类是以经验或试验为依据的经验法;一类是以力学分析为基础,考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。
多年来,有关理论法的研究取得了很大进展,许多国家相继提出较完整的设计体系。
目前理论法对沥青路面的应力、形变和位移的分析,大多应用弹性层状体系理论,并采用电算的方法。
下面介绍一下几个有代表性的设计方法,看其如何满足路面的设计要求。
1.基于经验的设计方法
(1)CBR设计法
CBR是美国加州交通部于1928~1929年提出的表征道路材料抗力的指标,以材料的贯入抗力与标准碎石贯入抗力的百分比值表示。
根据当时的调查,路面破坏的主要类型是:
路面因吸水而导致路基材料的侧向位移;路面下的材料不均匀沉降;路面下材料的过大弯沉。
根据这些调查结果,提出了CBR设计法,给出了适用于美国加州交通状况的设计曲线,以控制路基的剪切破坏。
第二次世界大战初,美国陆军工程师兵团对各种柔性路面设计方法进行了广泛的调研,并决定采用CBR方法。
由于荷载差别很大,所以按照“等剪切”的原则,将设计标准外延到各类飞机荷载的范围。
通过多年研究和经验的积累,1956年提出了路面厚度与轮载、轮胎压力的关系式,之后又根据荷载的重复作用和重载的作用,对该路面厚度公式进行了多次修正。
1972年,美国全国碎石协会根据美国工程师兵团的CBR法制定了适用于公路的路面CBR设计方法。
该方法的设计思想是,路面应提供足够的厚度和质量,以防止任一路面层内产生重复剪切变形;冰冻是一个重要影响因素,应设法减小到可以接受的程度。
CBR设计法是一种经验性的方法,设计过程简单,概念明确,适用于重载、低等级的路面设计;所提出的CBR指标已被作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。
(2)AASHTO方法
AASHTO设计方法产生于1958~1962年间的AASHTO道路试验,是一个产生了重大影响的设计方法。
试验工作于1961年底完成,1962年5月做出总结,并发表了7本研究报告,提供了大量关于路面设计、施工的宝贵资料。
AASHTO法提出了路面现时服务能力指数PSI的概念,以反应路面的服务质量。
通过对相同路段的主观评价与客观评价,建立了PSI与路面状况的关系,如式(3.1-1)所示。
主观评价指组成评分小组,由评分小组成员对路面分别进行评分((0~5),所得到的评分值即表示PSI值;客观评价指量测路面的坡度变化、车辙深度、裂缝面积等路面状况指标,应用回归分析方法,建立PSI与各项指标之间的关系:
(3.1-1)
式中:
——路面现时服务能力指数(PresentServiceabilityIndex),无量纲量,反映了道路使用者对路面服务质量的平均评价,其数值在1~5之间;
——平均坡度变化;
——车辙深度平均值(cm);
C——已发展成网状的裂缝面积;
P——裂缝成松散碎块或修补的面积。
1986年,AASHTO出版了新的路面设计指南,设计中引入了结构可靠度和路面排水条件的影响,设计方程如式(3.1-2)所示。
(3.1-2)
式中:
W18——累计标准单轴荷载(ESAL)作用次数;
ΔPSI——PSI从路面新建至使用年限末的差值,依道路等级确定;
SN——路面结构数,表征路面结构的等效厚度,用式(3.1-3)计算;
ZR——路面的可靠度系数;
S0——该方程的综合标准差,S0的大小与路面的变异性有关,在通常情况下,沥青路
面的S0值可取0.4~0.5;
MR——基础回弹模量(psi)(lpsi=6894.76Pa),受冰冻等气候因素的影响很大,在设
计时应予仔细考虑。
在结构数SN的计算中,则考虑了结构层的排水条件:
SN=a1D1十a2D2m2+a3D3m3(3.1-3)
式中:
ai——第i层的材料系数,由试验确定;
Di——第i层的厚度;
mi——为路面结构第i层的排水系数,其数值和范围随季节变化而变化。
如果路面不透水,且具有良好的路边排水设施,这将使路面内的水位保持在垫层以下,此时的m值在1.0~1.4之间。
而当水位的变化使粒料垫层处于饱和状态时,其相应的排水系数只有0.4左右。
路面结构数是AASHTO方法中特别定义的,用以反映路面各层(除路基外)的等效厚度。
式(3.1-3)中的ai与材料的类型和强度有关,可根据该材料的弹性模量、马歇尔稳定度、CBR值、三轴试验结果或无侧限压缩试验结果换算而得。
根据预测的设计年限内的累计等效单轴荷载作用次,利用式(3.1-2)可以计算出需要的最小路面结构数SN,再根据所采用的路面各结构层材料,利用式(3.1-3)可以确定路面各层的厚度。
式(3.1-2)中的△PSI是路面初始PSI与使用年限末PSI的差值。
在AASHTO设计方法中,假定新路面的PSI=4.2,使用期末的PSI=1.5。
AASHTO的设计方程表明,同的路面结构,不管其结构组合如何,只要其结构数相同,则其使用寿命和使用性能是相同的。
可靠度系数,可以提高设计方程的可靠性;同时,方程中考虑了结构的变异性,对不同的道路可以采用不同的保证率系数。
另一方面,考虑环境(排水)因素的影响,使设计结果的针对性和可靠性更高。
经过多年的研究和补充,1993年出版的AASHTO指南进行了多方面的改进,包括改进了可靠度的考虑、推荐采用T274作为确定土的承载值的标准试验方法、推荐采用回弹模量值确定结构层系数、进一步考虑排水和冻融等环境因素的影响、给出了路面临界使用性能值高达PSI=3.0时的荷载等效值以及低流量道路设计等等。
实际上,1993版的AASHTO的主要工作是增补了旧路面重建的设计方法,而对新路面,其核心设计方程并无实质性变化。
AASHTO设计法提出了路面现时服务能力指数PSI的概念,提出了轴载换算的概念和公式,考虑了路面的可靠度。
它以使用年限末的路面服务能力指数P,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。
这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。
但该设计方法是依据短期试验结果得出的,试验时选用的路面材料十分有限,路基土类型少,环境因素单一。
研究结果由试验时两年的加速试验外延至10~20年,未考虑环境和荷载综合作用导致的PSI损失。
试验时选用的试验车队车型及轴型固定,和实际情况中的混合交通情况不一致。
由于仅以SN表示路面结构,确定厚度时在考虑施工时的最小压实度和最小经济厚度的同时,还需要大量的经验,导致了结构设计结果不唯一,各层次之间存在可替换关系,难以真正保证路面的使用寿命。
鉴于该设计方法的诸多不足,AASHTO正在研究制定新的设计指南AASHTO2000和AASHTO200
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