沥青路面结构设计.pdf

沥青路面结构设计 力学经验法 沥青路面结构设计 力学经验法 姚 祖 康姚 祖 康 2012.12.5 沥青路面结构设计沥青路面结构设计 力学经验法力学经验法 沥青路面设计指标体系沥青路面设计指标体系 20022003 沥青路面设计指标和参数研究沥青路面设计指标和参数研究 20052007 基于多指标的沥青路面结构设计方法研究基于多指标的沥青路面结构设计方法研究 20092011 背景背景 沥青路面早期损坏与沥青碎石或 粒料基层的出场 沥青路面早期损坏与沥青碎石或 粒料基层的出场 1997版沥青路面设计规范的修订版沥青路面设计规范的修订 美国力学经验法路面设计的研制美国力学经验法路面设计的研制 aashto-2002mepdg 技术方案技术方案 结构设计方法 经验法、力学-经验法 结构设计方法 经验法、力学-经验法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 结构设计方法结构设计方法 经验法经验法 建立试验路面结构、轴载作用和 使用性能（损坏）三者的经验关系 建立试验路面结构、轴载作用和 使用性能（损坏）三者的经验关系 cbr法、法、aashto法法 力学经验法力学经验法 建立路面结构在轴载作用和环境影响 下的力学响应与使用性能的关系 建立路面结构在轴载作用和环境影响 下的力学响应与使用性能的关系 shell法、法、ai法法 mepdg法法 厚度设计与使用性能分析和预估厚度设计与使用性能分析和预估 力学经验法要点力学经验法要点 路面结构力学响应模型路面结构力学响应模型 损坏模式和使用性能（损坏）标准损坏模式和使用性能（损坏）标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 路基土和路面材料的力学性状和指标路基土和路面材料的力学性状和指标 轴载作用和环境（温度、湿度）影响轴载作用和环境（温度、湿度）影响 材料和结构的变异性及结构设计的可靠度材料和结构的变异性及结构设计的可靠度 力学经验法设计流程力学经验法设计流程 交通荷载交通荷载路基承载力路基承载力湿度 温度湿度 温度路面材料性质路面材料性质 结构层组合设计结构层组合设计 公路等级公路等级 使用性能分析使用性能分析 沥青层疲劳沥青层疲劳无机类层疲劳无机类层疲劳沥青层永久变形沥青层永久变形粒料层和路基永久变形粒料层和路基永久变形面层低温缩裂面层低温缩裂 使用性能标准使用性能标准 符合？符合？ 选定路面结构选定路面结构 是是 否否 设计可靠度设计可靠度 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 结构层组合和损坏类型结构层组合和损坏类型 多个单项设计指标分别控制对应的路面损坏多个单项设计指标分别控制对应的路面损坏 使用性能（损坏）标准使用性能（损坏）标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 路面结构层和材料类型路面结构层和材料类型 路面结构层路面结构层 面层面层表面功能为主表面功能为主 基层基层承载为主承载为主 底基层底基层基层与路基间的过渡基层与路基间的过渡 特定功能层特定功能层排水层、防冻层、应力吸收层、 夹层、封层、隔离层等 排水层、防冻层、应力吸收层、 夹层、封层、隔离层等 结构层材料结构层材料 沥青结合料类 无机结合料类 无结合料类 沥青结合料类 无机结合料类 无结合料类 结构层组合方案结构层组合方案 无机结合料类基层沥青路面无机结合料类基层沥青路面 沥青结合料类基层沥青路面沥青结合料类基层沥青路面 无结合料（粒料）类基层沥青路面无结合料（粒料）类基层沥青路面 复合式路面复合式路面 底基层底基层 无底基层、粒料底基层、 无机结合料类底基层 无底基层、粒料底基层、 无机结合料类底基层 无机结合料类基层沥青路面组合方案无机结合料类基层沥青路面组合方案 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 路床顶面回弹模量要求路床顶面回弹模量要求40mpa、60mpa或或100mpa 路基路基 级配碎（砾）石、 填隙（水结）碎石 级配碎（砾）石、 填隙（水结）碎石 底基层底基层 水泥或石灰水泥或石灰-粉煤灰稳定碎石、贫混凝土粉煤灰稳定碎石、贫混凝土基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、 基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、sma、ogfc、沥青表面处治表面层面层、沥青表面处治表面层面层 沥青结合料类基层沥青路面组合方案沥青结合料类基层沥青路面组合方案 级配碎（砾）石级配碎（砾）石 密级配沥青碎石、半开级配沥青碎石、 开级配沥青碎石、沥青贯入碎石 密级配沥青碎石、半开级配沥青碎石、 开级配沥青碎石、沥青贯入碎石 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 路床顶面模量要求路床顶面模量要求40mpa、60mpa或或100mpa 路基 底基层 基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、 路基 底基层 基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、sma、ogfc、沥青表面处治磨耗层面层、沥青表面处治磨耗层面层 粒料类基层沥青路面组合方案粒料类基层沥青路面组合方案 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 水泥、石灰-粉煤灰或 石灰稳定碎（砾）石或土 路床顶面模量要求路床顶面模量要求40mpa、60mpa或或100mpa 路基路基 级配碎（砾）石、 填隙（水结）碎石 级配碎（砾）石、 填隙（水结）碎石 底基层底基层 级配碎（砾）石、填隙（水结）碎石级配碎（砾）石、填隙（水结）碎石基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、 基层基层 密级配沥青混凝土或缺失联结层 密级配沥青混凝土、sma、沥青表面处治磨耗层面层、沥青表面处治磨耗层面层 损坏类型损坏类型 沥青结合料类结构层的疲劳开裂沥青结合料类结构层的疲劳开裂 无机结合料类结构层的疲劳开裂无机结合料类结构层的疲劳开裂 沥青层的永久变形沥青层的永久变形 粒料层和路基的永久变形粒料层和路基的永久变形 沥青面层的低温缩裂沥青面层的低温缩裂 沥青面层的反射裂缝沥青面层的反射裂缝 损坏类型损坏类型 面层低温缩裂面层低温缩裂季冻地区季冻地区 面层反射裂缝面层反射裂缝 - 沥青层 永久变形 沥青层 疲劳开裂 沥青层 永久变形 沥青层 疲劳开裂 次要损坏次要损坏 基层 疲劳开裂 面层 永久变形 基层和路基 永久变形 沥青层 疲劳开裂 沥青层 永久变形 基层 疲劳开裂 面层 永久变形 基层和路基 永久变形 沥青层 疲劳开裂 沥青层 永久变形 主要损坏主要损坏 中厚、薄厚薄中厚厚中厚、薄厚薄中厚厚面层厚度 无机结合料类基层沥青结合料类和无结合料类基层类型 面层厚度 无机结合料类基层沥青结合料类和无结合料类基层类型 使用性能（损坏）标准使用性能（损坏）标准 沥青层疲劳开裂沥青层疲劳开裂 轮迹带开裂率轮迹带开裂率10%（试验路） 裂缝密度 （试验路） 裂缝密度1.0m/m2（加速加载试验）（加速加载试验） 无机结合料层疲劳开裂无机结合料层疲劳开裂 试件断裂、裂缝向层顶扩展试件断裂、裂缝向层顶扩展 使用性能标准使用性能标准 路表永久变形（车辙）量：路表永久变形（车辙）量：1025mm 高速和一级公路：高速和一级公路： 1015mm 二级公路：二级公路： 1520mm 三级和四级公路：三级和四级公路： 2025mm 各层分配比例（非无机结合料类基层）各层分配比例（非无机结合料类基层） 05510路基（路基（%） 051045粒料底基层（粒料底基层（%） 0101515粒料基层（粒料基层（%） 100807030沥青层（沥青层（%） 200101200501007 47 2515 五级五级 及格及格 34 3526 四级四级 中良优路面状况中良优路面状况 2312100开裂间距（开裂间距（m） 三级二级一级等级三级二级一级等级 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 分别按各类损坏的特性和条件建立分别按各类损坏的特性和条件建立 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 沥青层疲劳损坏预估模型沥青层疲劳损坏预估模型 以室内小梁试件弯曲疲劳试验为主建立模型以室内小梁试件弯曲疲劳试验为主建立模型 应用加速加载试验和长期使用性能观测数据 进行标定 应用加速加载试验和长期使用性能观测数据 进行标定 沥青层疲劳损坏预估模型沥青层疲劳损坏预估模型 室内疲劳试验（室内疲劳试验（4点弯曲，常应变，点弯曲，常应变，618组）组） 室内疲劳试验（室内疲劳试验（4点弯曲，常应力，点弯曲，常应力，108组）组） 室内综合疲劳方程室内综合疲劳方程 1 fnan fff )782. 0( 10465. 5 2980. 1023. 1 0 287. 415 rvfasn f )710. 0( 10509. 1 2720. 2589. 1 0 973. 316 rvfasn f )408. 5542. 0( )408. 5542. 0(846. 0436. 0 0 720. 2 589. 1 0 973. 3 16 exp1 exp362. 0111 10509. 1 ac ac h h f vfas vfa s a 沥青层疲劳损坏预估模型沥青层疲劳损坏预估模型 标定与验证标定与验证 北京，北京，alf试验试验3个路段个路段 加州大学路面研究中心加州大学路面研究中心ucprc，hvs试验试验6个路段个路段 内华达州西部环道内华达州西部环道westrack, 8个路段个路段 密尼苏达州环道密尼苏达州环道mnroad, 10个路段个路段 阿拉巴马州沥青技术全国研究中心阿拉巴马州沥青技术全国研究中心ncat，3个路段个路段 验证后疲劳方程验证后疲劳方程 平均偏差平均偏差0.191，优于，优于ai（0.275）、）、mepdg（0.273） 333. 3 )408. 5237. 0( )408. 5237. 0(846. 0436. 0 0720. 2589. 1 0 973. 316 exp1 exp362. 01 10654. 1 h h f vfas vfasn 无机结合料层疲劳开裂模型无机结合料层疲劳开裂模型 室内小梁试件疲劳试验室内小梁试件疲劳试验（3分点弯曲，分点弯曲，148根试件）根试件） 室内疲劳开裂模型室内疲劳开裂模型 220.770.57二灰稳定碎石二灰稳定碎石 19骨架密实骨架密实 200.85,0.8,0.7悬浮密实二灰稳 定碎石 悬浮密实二灰稳 定碎石 200.7,0.6,0.55水泥稳定土水泥稳定土 140.7,0.55骨架空隙骨架空隙 19骨架密实骨架密实 19悬浮密实水泥稳 定碎石 悬浮密实水泥稳 定碎石 150.7,0.6,0.55水泥稳定砂砾 疲劳关系式样本数应力比混合料类型 水泥稳定砂砾 疲劳关系式样本数应力比混合料类型 )/( 227.13363.13lg rr fn )/( 687.13269.13lg rr fn )/( 421.10618.11lg rr fn )/( 346. 8439.10lg rr fn )/( 903.13091.13lg rr fn )/( 642.12274.14lg rr fn )/( 980.11048.14lg rr fn )/( 231.12775.13log rr fn 无机结合料层疲劳开裂模型无机结合料层疲劳开裂模型 水泥稳定类疲劳方程水泥稳定类疲劳方程 二灰稳定类疲劳方程二灰稳定类疲劳方程 无机结合料类综合疲劳方程无机结合料类综合疲劳方程 )/( 570.12409.12lg rrf fn )/(480.12064.14lg rrf fn )/(525.12237.13lg rrf fn 无机结合料层疲劳开裂模型无机结合料层疲劳开裂模型 裂缝扩展裂缝扩展 h结构层厚度（结构层厚度（mm） )293. 000285. 0( 10 h sf 沥青层低温缩裂沥青层低温缩裂 沥青低温性能指标沥青低温性能指标 低温蠕变劲度（弯曲梁流变低温蠕变劲度（弯曲梁流变bbr） （路面最低温度+（路面最低温度+10c） s0.35 断裂应变（直接拉伸断裂应变（直接拉伸dt） （路面最低温度+（路面最低温度+10c）1% 临界开裂温度低于路面最低温度临界开裂温度低于路面最低温度 沥青层低温缩裂沥青层低温缩裂 沥青层低温开裂量预估沥青层低温开裂量预估 i裂缝指数（全路幅横裂数加半路幅横裂数之半），裂缝指数（全路幅横裂数加半路幅横裂数之半）， ha层厚（层厚（cm），），a路龄（年），路龄（年），s劲度（劲度（mpa），）， j路基类型（砂路基类型（砂=5，亚粘土，亚粘土=3，粘土，粘土=2），）， t设计温度，取绝对值（设计温度，取绝对值（）。）。 jssahti a log026. 0log)5 . 07 . 0(075. 0 沥青层永久变形沥青层永久变形 机理机理 固结变形、剪切变形固结变形、剪切变形 抗剪切变形性能评定（沥青混合料）抗剪切变形性能评定（沥青混合料） 马歇尔试验（稳定度，流值）马歇尔试验（稳定度，流值） 三轴压缩试验（三轴压缩试验（，） 三轴静蠕变试验（流动时间）三轴静蠕变试验（流动时间） 三轴反复加载蠕变试验（流动数）三轴反复加载蠕变试验（流动数） 定高度反复加载单剪试验（定高度反复加载单剪试验（g*，） 轮辙仪试验（动稳定度）轮辙仪试验（动稳定度） 车辙量控制（路面）车辙量控制（路面） 永久变形量预估永久变形量预估 混合料控制指标混合料控制指标 材料性能与路面性能要求的结合材料性能与路面性能要求的结合 沥青层永久变形沥青层永久变形 轮辙变形预估模型轮辙变形预估模型 轮辙深度模型轮辙深度模型 rd-辙深，辙深，t-温度，温度，p-压力，压力，n-次数，次数，v-空隙率，空隙率，k1-修正系数修正系数 标定参数试验标定参数试验 3种普通混合料，种普通混合料，4种改性混合料，种改性混合料， 3种轮压，种轮压， 24c70c，空隙率，空隙率3.8%7.5%，596个样本个样本 596 304 292 样本数样本数 149 76 73 试件数试件数 0.83 0.71 0.86 r2 0.888 0.961 0.784 d 0.3731.3552.766沥青混合料综合沥青混合料综合 0.3001.0882.239改性沥青混合料改性沥青混合料 0.4681.4803.132普通沥青混合料普通沥青混合料 cba系数系数 dcba v v n n p p t t k rd rd 0000 1 0 沥青层永久变形沥青层永久变形 轮辙量模型向车辙量模型转换轮辙量模型向车辙量模型转换 mepdg永久变形模型（永久变形模型（3476个试件， 经 个试件， 经28个州个州88ltpp路段路段387组数据验证）组数据验证） ac-16、ac-20普通，普通，ac-13、ac-20改性，改性， 5、10、18cm厚沥青层，厚沥青层，22种路面结构，种路面结构， 15、20 、 、25 、 、30 、 35 ， 100kn：200万、万、500万、万、1000万、万、1200万轴次， 共 万轴次， 共200个工况的沥青层永久变形量个工况的沥青层永久变形量 4种相同混合料的轮辙仪试验，得到相应的轮辙量种相同混合料的轮辙仪试验，得到相应的轮辙量 沥青层永久变形沥青层永久变形 车辙量模型车辙量模型 标定轮辙量模型的系数标定轮辙量模型的系数 1.2848 3 0.93201.32841.05890.1179拟合结果 拟合结果 421k1参数参数 dcba h v v n n p p t t kk rd rd 4321 0000 1 0 沥青层永久变形沥青层永久变形 车辙量模型车辙量模型 0 828. 0 0 479. 0 0 800. 1 0 929. 2 0 118. 0rd v v n n p p t t krd h z h zcck761. 0 21 342.17979. 00161. 0 2 1 aa hhc 798.102686. 000105. 0 2 2 aa hhc 沥青层永久变形沥青层永久变形 车辙量模型验证车辙量模型验证 北京北京alf试验段（预估值略低于实测， 误差 试验段（预估值略低于实测， 误差10%左右）左右） 江苏省江苏省0204年通车的年通车的10条高速公路条高速公路92 个路段个路段5年以上的车辙量数据（年以上的车辙量数据（598个），个）， n项的指数（项的指数（0.479）取值较为合理）取值较为合理 05年东南大学环道试验年东南大学环道试验6种不同材料路面 结构的车辙量数据 种不同材料路面 结构的车辙量数据 沥青层永久变形沥青层永久变形 沥青混合料蠕变率控制标准沥青混合料蠕变率控制标准 沥青层容许永久变形量沥青层容许永久变形量 不同地区（沥青层有效温度）、不同交通 荷载等级（设计轴载作用次数）和不同沥 青层厚度条件下，沥青混合料在标准轮辙 试验条件下的轮辙量要求 不同地区（沥青层有效温度）、不同交通 荷载等级（设计轴载作用次数）和不同沥 青层厚度条件下，沥青混合料在标准轮辙 试验条件下的轮辙量要求 由轮辙量与蠕变率关系得到蠕变率要求由轮辙量与蠕变率关系得到蠕变率要求 沥青层永久变形沥青层永久变形 沥青层容许永久变形量（沥青层容许永久变形量（mm） 72314181013沥青层容许值 非无机类无机类非无机类无机类非无机类无机类基层类型 沥青层容许值 非无机类无机类非无机类无机类非无机类无机类基层类型 5012060200130沥青层厚度沥青层厚度 231813路表容许车辙量 三级和四级二级高速和一级公路等级 路表容许车辙量 三级和四级二级高速和一级公路等级 沥青层永久变形沥青层永久变形 沥青混合料蠕变率技术要求建议值（部分）沥青混合料蠕变率技术要求建议值（部分）（次（次/mm） 3500次次/mm以下，可用普通沥青；以下，可用普通沥青；35006200次次/mm，需用改性沥 青； ，需用改性沥 青；6200次次/mm以上，需用以上，需用sma；高限；高限9000次次/mm 30258226901547784823540 1716012868877748103035 88976672455124942530 40673050208011402025 154711607916001520 12cm以上 （高速公路） 以上 （高速公路） 120018007001200300700小于小于300 设计轴载作用次数（万） 当量温度 设计轴载作用次数（万） 当量温度 () 沥青层厚度沥青层厚度 路基永久变形路基永久变形 路基顶面压应变控制模型路基顶面压应变控制模型 安定理论概念安定理论概念 aasho试验路试验路195个路面结构断面个路面结构断面 psi=2.5 反算路基顶面压应变，统计累计轴次反算路基顶面压应变，统计累计轴次 207. 02 z 100.62n 路面结构使用性能分析路面结构使用性能分析 使用性能分析模型使用性能分析模型 沥青层疲劳分析沥青层疲劳分析 无机结合料层疲劳分析无机结合料层疲劳分析 333. 3 )408. 5237. 0( )408. 5237. 0(846. 0 433. 0 720. 2 579. 1 973. 31 1 15 exp1 exp302. 01 10316. 6 h h trf vfae vfaekkn 122 lg)lg(525.12237.13lgkkk f k n tr r re 路面结构使用性能分析路面结构使用性能分析 使用性能分析模型使用性能分析模型 路基顶面压应变路基顶面压应变 面层低温开裂量面层低温开裂量 沥青层永久变形 由容许车辙量、沥青层厚度、设计轴载作用次数 和当量温度 沥青混合料要求蠕变率 沥青层永久变形 由容许车辙量、沥青层厚度、设计轴载作用次数 和当量温度 沥青混合料要求蠕变率 207. 0 3 2 z )(100.62nkk tr jssahti a log026. 0log)5 . 07 . 0(075. 0 路面结构使用性能分析路面结构使用性能分析 各类损坏可靠度系数各类损坏可靠度系数 0.9410.8170.7790.673路基永久变形路基永久变形 kr 0.1540.5100.6280.997无机结合料层（土）疲劳损坏无机结合料层（土）疲劳损坏 kr 0.2940.9781.2051.912 无机结合料层（粒料）疲劳损坏无机结合料层（粒料）疲劳损坏 kr 0.8070.4900.4160.248沥青层疲劳损坏沥青层疲劳损坏 kr 60808595设计可靠度（设计可靠度（%） 三、四级二级一级高速公路等级 ） 三、四级二级一级高速公路等级 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 增量损伤与当量损伤增量损伤与当量损伤 设计轴重与轴重换算设计轴重与轴重换算 设计寿命与分析期设计寿命与分析期 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 设计轴重与轴重换算设计轴重与轴重换算 设计轴重设计轴重 100kn单轴单轴 主导车辆的轴重主导车辆的轴重 轴重换算系数轴重换算系数 b s i b s i fi fs pi p p aa n n k 21 3.82.6138.74.253.22.14数值数值 b - 无机层底拉应力 无机层底拉应力 2 双联 双联 2 三联 三联 2 三联 三联 2 双联双联 b22b系数系数 -三联双联三联双联-轮轮-轴型 路基顶压应变沥青层底拉应变损坏指标 轴型 路基顶压应变沥青层底拉应变损坏指标 设计寿命设计寿命 现行规范设计年限现行规范设计年限 15（高速、一级），12（二级）， 8（三级），6（四级） 问题问题 不反映交通荷载繁重程度不反映交通荷载繁重程度 不明确哪种损坏、哪个结构层次不明确哪种损坏、哪个结构层次 未结合设计思想未结合设计思想 设计轴重累计轴次设计轴重累计轴次 设计寿命设计寿命 按设计公路的性质和任务以及交通荷载的组成特 性，选择交通荷载等级 按设计公路的性质和任务以及交通荷载的组成特 性，选择交通荷载等级 轻、中等、重、特重、极重轻、中等、重、特重、极重 交通荷载分等交通荷载分等 设计轴载累计轴次设计轴载累计轴次 日货车交通量和公路货车交通分级日货车交通量和公路货车交通分级 40年平均日货车交通量（年平均日货车交通量（100辆辆/日）日） 无机层疲劳无机层疲劳(108) 沥青层疲劳、路基变形沥青层疲劳、路基变形(106) 3812 4824 特重特重 38 48 100kn 轴次轴次 轻中等重极重交通荷载等级轻中等重极重交通荷载等级 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 应力依赖性、温度依赖性、湿度依赖性应力依赖性、温度依赖性、湿度依赖性 采集要求分为三个层次采集要求分为三个层次 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 沥青混合料动态模量沥青混合料动态模量 温度和加载时间（频率）依赖性温度和加载时间（频率）依赖性 圆柱体试件直径圆柱体试件直径100mm高高150mm 不同温度和加载频率下，反复加载 单轴压缩动态模量 不同温度和加载频率下，反复加载 单轴压缩动态模量 沥青混合料动态模量沥青混合料动态模量 动态模量预估模型（共动态模量预估模型（共6个）个） bg vgfte1426. 0*5758. 20199. 00320. 02316. 5*lg 0627. 0lg0334. 00478. 0 *0604. 30296. 00412. 0 fgtvcav f drca abgdrc f tvfvfvcat00012. 00031. 00325. 0 2147. 0lg1436. 01536. 0 沥青混合料动态模量沥青混合料动态模量 常用沥青混合料动态压缩模量参考值常用沥青混合料动态压缩模量参考值（mpa） 标准条件（标准条件（20c，10hz） ac、ak、sma 沥青混合料（沥青混合料（-10、-16、-25） ah-70、-90、-110 沥青含量沥青含量4%、5%、6% 空隙率空隙率3%、4%、5%、6%、7% ac-16在标准条件下的动态压缩模量参考值(在标准条件下的动态压缩模量参考值(mpa) ah-110ah-70 47605182 51435599 55576050 60056537 64897064 6% 62066756 67067301 72467889 78308524 84619211 5% 80938810 87459520 944910286 1021011115 1103212010 4% 65416141735580079591104417 609566357948865210363112826 658671708588934911198121905 7117774792801010212100131724 76908371100271091613074142333 空 隙 率 空 隙 率 (%) 6%5%4% 沥青 用量 沥青 用量 无机结合料类材料弹性模量无机结合料类材料弹性模量 线弹性（低应力水平时）线弹性（低应力水平时） 圆柱体试件圆柱体试件 直径：高度，直径：高度，1：2 单调加载压缩弹性模量单调加载压缩弹性模量 中间段应变、中间段应变、0.3pmax 结构层模量与试件模量结构层模量与试件模量 约约0.580.71 无机结合料类材料弹性模量无机结合料类材料弹性模量 弹性模量（弹性模量（mpa）参考值）参考值 石灰土 水泥土、二灰土 水泥碎石、 二灰碎石 材料 石灰土 水泥土、二灰土 水泥碎石、 二灰碎石 材料 1500300030005000-0.51.0 250050005000100000.31.01.55.0 5000680010000135001.01.65.08.0弱弱 6800850013500170001.62.48.012.0强 结构层模量试件模量弯拉强度抗压强度 强 结构层模量试件模量弯拉强度抗压强度 路基土和粒料的回弹模量路基土和粒料的回弹模量 应力依赖性、湿度影响应力依赖性、湿度影响 圆柱体试件圆柱体试件 直径：高度，直径：高度，1：2 反复加载三轴压缩试验反复加载三轴压缩试验 三参数本构模型确定压缩回弹模量三参数本构模型确定压缩回弹模量 32 1 oct 1 k a k a ar pp pkm 路基土和粒料的回弹模量路基土和粒料的回弹模量 土和粒料物性参数经验模型土和粒料物性参数经验模型 土 粒料 土 粒料 8353. 10288. 00416. 0 6836. 0 6710. 11088. 0 5603 2 1 pdk k wk 10.075 20.075 3 0.09600.39290.01420.01091.0100 0.00050.00690.00260.6984 0.21803.02530.03237.1474 dp p dp kwip kwip kwi 路基和粒料层回弹模量路基和粒料层回弹模量 路基和粒料层当量回弹模量路基和粒料层当量回弹模量 弯沉等效原则弯沉等效原则 模量当量的应力水平模量当量的应力水平 当量应力水平当量应力水平 粒料类基层和底基层粒料类基层和底基层按层位和交通荷载等级取用 沥青和无机类基层下底基层 按层位和交通荷载等级取用 沥青和无机类基层下底基层体应力体应力72kpa， 八面体剪应力 ， 八面体剪应力12kpa 路基路基体应力体应力70kpa，八面体剪应力，八面体剪应力13kpa 路基和粒料层回弹模量路基和粒料层回弹模量 回弹模量参考值回弹模量参考值 标准条件（最佳含水率、标准条件（最佳含水率、95%压实度）压实度） 粒料层（部分）粒料层（部分） 220180250级配碎石（底基层）级配碎石（底基层） 300200400级配碎石（基层） 代表值（ 级配碎石（基层） 代表值（mpa）取值范围（）取值范围（mpa）材料类型）材料类型 路基和粒料层回弹模量路基和粒料层回弹模量 回弹模量参考值回弹模量参考值 标准条件（最佳含水率、标准条件（最佳含水率、95%压实度）压实度） 路基（部分）路基（部分） 7050100低液限粘土（低液限粘土（cl） 9070110低液限粉土（低液限粉土（ml） 代表值（代表值（mpa）取值范围（）取值范围（mpa）土类）土类 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 温度当量系数（损伤当量）温度当量系数（损伤当量） 湿度调整系数湿度调整系数 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 温度当量系数温度当量系数 等效疲劳损伤或等效永久变形量等效疲劳损伤或等效永久变形量 kti= ns/ ni ns参照温度参照温度20c时的使用寿命时的使用寿命 ni温度温度ic时的使用寿命时的使用寿命 全国不同地区全国不同地区4种当量损伤（沥青层 和无机结合料层疲劳开裂、沥青层 永久变形和路基顶面压应变）的 温度当量系数 种当量损伤（沥青层 和无机结合料层疲劳开裂、沥青层 永久变形和路基顶面压应变）的 温度当量系数 路基湿度路基湿度 路基湿度类型路基湿度类型 潮湿类潮湿类：地下水位控制：地下水位控制 干燥类干燥类：气候因素（：气候因素（tmi）控制）控制 中湿类中湿类：兼有二者影响：兼有二者影响 各类路基的平衡湿度各类路基的平衡湿度 各类路基回弹模量湿度调整系数各类路基回弹模量湿度调整系数 技术方案技术方案 结构设计方法结构设计方法 损坏类型和损坏标准损坏类型和损坏标准 使用性能（损坏）预估模型使用性能（损坏）预估模型 损伤累积损伤累积 土和材料力学性状的表征指标和测试方法土和材料力学性状的表征指标和测试方法 环境（温度和湿度）因素的影响环境（温度和湿度）因素的影响 设计（或现有）路面结构的评定设计（或现有）路面结构的评定 设计结构的路表弯沉设计结构的路表弯沉 现有结构的评定现有结构的评定 设计结构的路表弯沉设计结构的路表弯沉 弯沉修正系数弯沉修正系数 fwd测定（沥青层中点温度）测定（沥青层中点温度） 弯沉测定的温度修正弯沉测定的温度修正 设计结构的路表弯沉设计结构的路表弯沉 弯沉修正系数弯沉修正系数 规范修正公式规范修正公式 新修正公式新修正公式 38. 0 0 2 4