美国地沥青学会AI沥青路面设计方法

1、第七篇 AI沥青路面设计方法MS-1 （Thick ness Desig n-Asphalt Paveme nt for Highways andStreets）是美国地沥青学会（Al）出版公路及城市道路沥青路面厚度设 计方法手册，自1955年以来，出版了九个版本的MS-I系列手册。 MS-l的第七和第八版是以AASHO道路试验、WASHO道路试验和一 些英国试验路的数据为基础，1981年出版的MS-I的第九版本与前 面的版本不同，第九版以前的MS-I手册中沥青厚度设计方法都是采 用经验方法，第九版本以力学一经验法为基础，应用弹性多层体系 理论以及经验的破坏准则确定路面的厚度 。1983年进行

2、了 MS-1修 订，提出了专门的设计程序 CP-1 DAMA，并研制了能覆盖三个不同 温度范围的系列设计图表，然而代表美国很大一部分地区的只有一张 图表。1991年又提出了 MS-I第九版的修正版本和新的 CP-1 DAMA 程序（以下简称DAMA），包括了三个不同温度区范围的路面厚度设计。图8.1是AI厚度设计法流程图。选择基层沥青混交通量预估确定路基回选择设计合料类型或集料弹模量1羊.基层厚度设计厚度组合分期修建经济比较/不分期修最终设计图8.1 AI厚度设计法流程图第一章交通分析1.1 计算设计年限内的设计 ESAL在进行路面结构设计时，必须首先对设计年限内的交通状况进 行预测。AI对交

3、通量的预测是以80KN作为当量标准轴载为基础的。为了得到设计年限内的设计车道上当量轴载的ESAL，首先必须将各种荷载组下的作用次数换算为对应的80KN的当量轴载次数。对应80kN当量标准单轴荷载的(n°) i为i荷载组每天的初始重复作用 次数，可用下式计算：(no) i =(p iFi)(ADT)°(T)(A)(8-1-1)式中:(n0)i为i荷载组每天的初始重复作用次数；pi为i荷载组占 总重复作用次数的百分数；(ADT)。为设计年限开始时的日均交通 量；T为货车在ADT中的百分数；A为每辆货车的平均轴数；Fi为i 荷载组的当量轴载系数(EALF),是根据pt=2.5、S

4、N=5时的 AASHTO当量系数。对应的当量轴载系数F计算公式：log(1/F) =log(-Wt4.79log(181) _4.79log( Lx L2)4.33log(L2) 里 竺Wt18Px 018(8-1-2 )其中：Gt=log () / (4.2-1.5 )：x=0.4+0.081(Lx+L2) 3.23/(5+1) 5.19L23.23Lx为作用在一组单轴、一组双轴、一组三轴上的荷载，单位为 kip,L2为轴的编号,单轴为1,双轴为2,三轴为3。设计车道设计年限内的当量轴载的ESAL计算公式：ESAL=(' PiFi)(ADT)o(T)(A)(G)(D)(L)(365)

5、(Y)(8-1-3)式中：G为增长系数；D为方向分布系数，通常假设为0.5，除 非两个方向的交通量不同；L为车道分布系数，它随交通量和车道数 目而变化；Y为设计年限，单位为年。其中式(8-1-3)中右边第一项 和第四项合并，称之为货车系数。Tf=C PiFi)(A)(8-1-4)式中：Tf为货车系数，或每辆货车的8OkN单轴荷载作用次 数。式(8-1-3)改写为：ESAL= (ADT) 0(T)(Tf)(G)(D)(L)(365)(Y)( 8-1-5)路面设计所需最基本的交通消息是设计年限初的货车日均 交通量ADTT，ADTT可以用ADT的百分率或实际值表示，这一 初始日均交通量，可以通过交通

6、特性与设计项目相类似的道路 实际交通统计得到。确定设计ESAL应采用以下具体步骤。(1)预测拟建工程可能行驶的不同类型车辆的数量，如客车、单车厢货车（含公共汽车）以及各种类型的多车厢货车等。若可以预测 货车总数，但不知其类型，则可用表作为参考，查表得出各货 车百分数。表8.1.1美国不同等级公路的货车分布情况车辆类型货车百分数州际其它主干线次要主干线集散道路主要次要郊区路网单车箱货车2轴，4轮2轴，6轮43607173803轴或以上810111010全部单车厢23442货车573868792半拖挂牵引车4轴或以下533225轴4125111066轴或以上11<11<1全部多车厢47

7、2714138牵引车100100100100100全部货车市区路网单车厢货车2轴，4轮2轴，6轮3轴或以上全部单车 厢货车 半拖挂牵引 车4轴或以下5轴6轴或以上全部多车厢 牵引车 全部货车言豈 15厨 2 对忍671585312<11510084929523<151008611 <19712<13100(2)确定每种车辆的货车系数。对于所有货车采用相同的货车系数，也可以对不同等级的货车 采用各自的货车系数。表给出了常用的货车系数。若只知道货 车的总数，则不需要按表1将其细分为不同车型，只要将货车总数 乘以表2底部所示的全部货车系数，即可得到当量80kN(l8kip)单

8、轴 荷载作用次数。表8.1.2美国不同等级公路和车辆的货车系数分布情况车辆类型货车系数州际其它主干线次要主干线集散道路主要次要郊区路网单车箱货车2轴，4轮2轴，6轮0.0030.0030.0030.0170.0033轴或以上0.210.250.280.410.19全部单车厢0.610.861.061.260.45货车0.060.080.080.120.03半拖挂牵引车4轴或以下0.620.920.620.370.915轴1.091.251.051.671.116轴或以上1.231.541.042.211.35全部多车厢1.041.210.971.521.08牵引车0.520.380.210.3

9、00.12全部货车市区路网单车厢货车2轴，4轮2轴，6轮3轴或以上全部单车 厢货车 半拖挂牵引 车4轴或以下5轴6轴或以上全部多车厢 牵引车 全部货车0.0020.170.610.050.981.071.051.050.390.0150.130.740.060.481.171.190.960.230.0020.241.022.090.710.970.900.910.210.0060.230.760.040.460.770.640.670.070.130.720.160.400.630.530.24(3)确定车道分布系数，即设计车道总货车交通量的百分数。 对于双车道公路，设计车道可以取路面上的任

10、一车道。在缺乏具体 数据时，可以用表确定车道分布系数。表车道分布系数两个方向车道数车道分布系数250445 （3548）6或6以上40 （2548）(4) 对于给定的设计年限，按下公式计算增长系数，也可以按照 各种货车分别选用不同的增长率。增长系数=(1+)n-1/其中，为交通量增长率，一般为O 10%，n为设计年限 仁35 年，一般20年。(5) 将每种货车的车辆数乘以货车系数和增长系数，再将这些值加起来即为设计ESAL。1.2设计ESAL的简化确定方法在缺乏详细的交通数据时，AI法建议用表 预测设计ESAL。这一简化方法将交通量划分为6个等级，每一等级与公路或街道的类型相对应，表中有在设计

11、年限内预期行驶的重型货车平均数。重型货车定义为有 2轴6轮或者更大的货车，小型 货车、箱式货车和轻型4轮货车不包括在内。所示各个等级的ESAL可以用于设计。表8.1.4 交通分类交通等级街道或公路类型设计使用期 限内预期行 驶的重型货 车范围ESALI停车场、汽车道； 车型住宅区道路； 轻型农场道路。<1035H03II住宅道路；郊区农场和住宅区道路。7"OJ15"03104III市区次要支线道路；郊区主要支线道路。7"0l5x104105IV市区次要干线和轻工业道路；郊区主要支线和次要干线公路。7"05“5如05106V市区高速公路和其它主要 干

12、线公路；郊区州际和其它主要干线 公路。4.5。063汉106VI市区州际公路；一些工业用路。7汉106“5汉106107注：只要可能，应对IV和IV级以上的道路作精确的交通分析第二章各结构层材料控制及基本试验内容2.1 路基土表821路基土基本试验试验内容应用AASHTOASTM试验频率备注1、一般试验T27C136筛分析1000材T89D423液限m3或料用于路基T90D424塑限1500m生土分类T90D424塑性指数3做一产T208D2216含水量次阶T100D854密度段M145D2487土壤分类2、强度试确定路基施工前验土强度，T193D1883一次或CBR作为厚度T190D2844

13、材料发或设生变化R-value计参数AASHTO T274 或 AI时或回弹模MS-10量Mr3、重型击得出密实度实试验-含水量关系曲线，得T180D1557出最大干密度和最佳含水量。4、现场密1000度m2或现场现场施工T191D1556灌砂法1500m施工碾压控制T238、D2922 、或核子仪2做一阶段T239D3017法次路基土现场压实控制：(1)塑性土壤路基顶面至深度30cm内压实度，最少要压实度要求达到AASHTO T180 D法所求得最大干密度的95%以上，30cm以下为不小于 90%。如果是膨胀土 ，含水量宜控制在较最佳含水量大1-2%范围内，非塑性土的含水量宜控制在较最佳含水

14、量小1 2%范围内。（2）非粘性土壤路基顶面至深度 30cm内压实度，最少要压实度要求达到 AASHTO T180 D法所求得最大干密度的100%以上，30cm以下为不小于95%。2.2 粒料基层、底基层当采用末处治的集料基层和底基层时，其材料技术要求需满足 ASTM2940 。1）ASTM2940 材料技术要求粗集料：即4.75mm以上的集料，可以采用轧制碎石、轧制砾石甚至 可以采用较好质量的矿渣 。大于9.5mm集料至少有75%以上颗 粒具有两个或两个以上的破裂面 。细集料：即4.75mm 以下的集料。最终级配中0.075mm 筛通过率不 能超过0.6mm通过率的60%以上。对于基层，通过

15、0.425mm以下的集料液限不大于25，塑性指数不大于4。砂当量不小于 35。对于底基层，而且深度大于冰冻深度，塑性指数不大于 6, 砂当量不小于 30。表 级配范围和允许偏差50mm37.5mm19mm9.5mm4.75mm0.6mm0.075mm基层100（-2 ）95-100（土 5）70-92（土 8）50-70（土 8）35-55（土 8）12-25（土 5）0-8（土 3）底基层100（-3 ）90-100（土 5）-30-50（土 10）-0-12（士 5）注：1、允许偏差指现场混合料级配可以超出本规范的范围2、0.075mm 采用水筛。如果当地冰冻害较严重，0.075mm 通过

16、率可以取较低的值，同时注意 0.02mm通过率不要大于3%。2）末处治的集料基层和底基层混合料性能要求表8.2.3（1991版）末处治的集料基层和底基层质量要求试验底基层基层试验底基层基层CBR （最小）2080塑性指数（最大）6无塑性R值（最小）5578砂当量（最小）2535液限（最大）25250. 075mm 通过率（最大）1273）现场压实控制现场压实度要求达到AASHTO T180 D法、再以T224修正所求得最大干密度的100%以上。含水量应控制在最佳含水量的 1.5%范围内。4）试验内容表8.2.4 粒料底、基层 基本试验比试验内容AASHTOASTM试验频率备注1、一般试600

17、m 3验T27C136筛分析T96C131磨耗值T104C88安定性T176D24195000m 3材料砂当量T89D423做一次生液限T90D424产阶塑限T90D424段塑性指数2、强度试 验T193D1883施工前一次或材料CBRT190D2844发生变化或R-value或回弹模量MrAASHTO T274 或 AIMS-10时3、重型击实试验T180D15574、现场密度灌砂法或核子仪法T191T238、T239D1556D2922 、D30171000 m2做一次现场施工阶段2.3 沥青混凝土1）集料技术要求沥青混凝土集料必须符合AI SS-1规定，级配可以参考ASTM 3515。沥

18、青混凝土的材料可以采用碎石、碎矿渣、碎砾石以及自然、人工砂，对于轧碎砾石一般要求4.75mm 筛上不少于 40%，具有至少一个破碎面，对于高速公路不小于90% ；对于OGFC混合料，4.75mm筛上不少于90%具有至少一个破碎面 、 不少于70%具有两个或以上的破碎面。粗集料的磨耗值，对于面层40%，沥青混凝土基层 50%。 采用硫酸钠作试验时不大于12%、采用硫酸镁作试验时不大于细集料要求不含有害物质,0.425mm筛下料的塑性指数不大于4。基质沥青可以按照表的推荐情况采用。表8.2.5密级配沥青混凝土混合料级配要求筛孔密级配D-1D-2D-3D-4D-5D-6D-7D-8D-95037.5

19、251912.59.54.752.36111000037.90-11005002560-890-11000001956-890-110000012.35-656-890-1100550009.556-890-11000004.717-423-529-535-644-755-880-11005739545002.310-315-419-423-428-532-665-195-1661598700001.140-885-180000.625-670-9550.33-154-165-175-195-217-237-4045-750.13-2020-4500.00-50-61

20、-72-82-102-102-109-2075沥青用量2-73-83-94-104-115-126-127-128-12注：0.075mm以下塑性指数不大于4%。同时矿粉规格必须符合AI SS-1 1992年版要求，即ASTMD242要求。表8.2.6 AI SS-1 1992 年版矿粉要求筛孔通过率0.61000.395-1000.07570-1002）沥青混合料配合比设计及技术要求沥青混合料的设计按照MS-2中规定的马歇尔方法进行设计配合比设计。表8.2.7 AI MS-2 （ 1995年第6版）沥青混合料马歇尔方法设计指标交诵量等级重交通中交通轻交通适合结构层面层、基层击实次数75503

21、5稳定度（N）800653383336流值8T48F68T8（0.01英寸）空隙率3“5353“ 5VMA见表VFA6575%6578%7080%交诵量大于10610410 6小于104表8.2.8 VMA规定值VMA规定值筛孔空隙率空隙率空隙率3%4%5%1.1821.522.523.52.361920214.751617189.514151612.5131415191213142511121337.5101112509.510.511.56391011注：不同的空隙率下的VMA可以采取插值获得同时，提出对于大粒径的沥青混合料采用大Marshall的标准：为了获得与标准Marshall相同的

22、压实效果，大Marshall的双面击实次数由以前的50、75次相应提高为75、112次，其体积参数不变，依然要求符合上表的要求。但是稳定度和流值的标准由以前的数值分别相应提高2.25、1.5倍，同时对于非标准高度的试件的要求按下表829调整为标准高度95.2mm下的标准值。表8.2.9大马歇尔校正系数（单位：mm）试验高度试验体积校正系数88.91608-16261.1290.51637-16651.0992.11666-16941.0693.71695-17231.0395.21724-17521.0096.81753-17810.9798.41782-18100.951001811-183

23、90.92101.61840-18680.903）沥青混合料现场控制表8210 现场混合料配合比允许偏差12.5mm以上±89.5 “4.75mm±7mm2.36 T.18mm±60.6 “0.3mm±50.075mm±3沥青用量±0.5流值±3（1/100in）空隙率，%±1稳定度±1KN 或土20%注：VMA、VFA可以自行控制现场压实度要求：每天生产的沥青混凝土为一批，每一批试验室必须击实 6个试件，现场钻芯5个试件。现场5个试件的 平均密度应该达到室内 6个试件密度的 96%以上，而任何一个 试件

24、的压实度不得低于 94%。如果采用最大理论密度，则平均 压实度达到92%以上，单个压实度达到 90%。4）基本试验内容表8211沥青混合料基本试验试验内容试验方法试验频率AASHTOASTM1、沥青混凝土材料检验粗、细集料的坚固T104C88性T96C1311 次 /5000m 3粗集料的磨耗值T146D241细集料的砂当量9粗细集料的密度、吸水率沥青检验开工前一次2、沥青混凝土配合比设计级配密度试验VFAVMA稳定度流值空隙率VMA矿分残留马歇尔稳定度T245D1559或材料发生变化时3、施工质量控制（室内试验）抽提试验确定沥青用量材料级配马歇尔试验稳定度流值试件密度空隙率VFA、VMA冷料

25、筛分、热料仓筛分T164D412 5或D217212次/天4、施工质量控制（现场试验）现场压实度钻芯核子仪T230D118 8或D2726D2950平整度按 AI SS-1厚度D3549第三章结构设计的力学图式对于沥青混凝土面层、沥青混凝土或乳化沥青基层采用三层弹 性层状连续体系；当其下还有粒料基层时，采用四层弹性层状连续 体系。荷载图式为双圆垂直荷载，不考虑水平荷载，以80KN单轴 荷载为标准轴载，单圆当量圆半径 411.43cm ,两轮中心间距为 3 3,力学计算须计算各层沥青层底、路基土顶面以下单圆中心点1、 单圆内侧边缘2、双圆间隙中心点3三个点的位置最大应力、应变 值。20KN20K

26、N34.3cm0.587Mpa I_沥青层泊松比0.35E1逐月变化学习帮手.学习帮手.粒料层123泊松比0.35E2逐月变化*图8.2 AI力学图式第四章设计标准Al设计方法采用两种应变作为破坏准则。因此有两个设计标 准：一个是沥青层底部的水平拉应变：，控制疲劳开裂；另一个是土基表面的竖向压应变；z,控制永久变形，即车辙。4.1 疲劳准则AI法建立了标准混合料（沥青体积为11%，空隙率为5%）的疲 劳方程见式（4-1 ），该方程考虑了实验室与野外条件的差异。Nf=0.00115（ ；» -3.291 |E*0.854（8-4-1）式中：Nf为控制疲劳开裂的允许荷载重复作用次数，旧|

27、为沥青混合料的动模量（Mpa ）。AASHO道路试验所选路段的观察表明，应用式（8-4-1）所得到的疲劳开裂占总面积的20%。对于非标准混合料，根据实验室的疲劳试验结果，式（8-4-1） 可表示为:Nf=0.00115 （ y） -3.291 |E*0.854 .C（8-4-2）式中：C为空隙率Va和沥青Vb的函数。C=10M（8-4-3）式中：M=4.84Vb/ （Va+Vb）-0.68754.2永久变形准则根据AASHO试验数据整理结果得出，控制永久变形的允许荷 载重复作用次数可用下式表示：Nd=1.36510-9 （ ；z） -4.477（ 8-4-4）认为只要路面压实良好，且沥青混合料

28、设计得当，式（8-4-4） 计算的设计交通荷载作用下的车辙不会大于12.7mm。第五章各结构层材料特性及材料强度的确定材料特性主要包括土基 、粒料基层和沥青层的回弹模量和 泊松比。路基土的泊松比假设为 0.45，其他材料的泊松比假设 为 0.35。5.1 路基土自从1981版开始采用路基土的回弹模量，即标准回弹模量Mr作为路基土强度指标，不包括土基冻融时的模量值。路基土 Mr试验值的确定方法： 路基土模量的确定可以通过 AASHTO T274或AI MS-10 中规定试验直接确定，试验时的轴向压力为6psi，径向压力 2psi，在确定Mr时还需考虑材料的饱和度和干密度 。如果不能 实测，也可以

29、通过换算得到： CBR 换算得到，Mr=10.3CBR （ CBR 10%）； R-value 换算 得到：Mr=8+3.8R（ R-value 的水压力为240psi）； Plate bearing(K)换算。第九版 MS-1中主要采用前三种方法确定路基强度的试验 值，已经取消了 Plate bearin( K)换算为回弹模量的方法。为了确定回弹模量试验值具有代表性，必须确定路基土取样位置：路堤：取土区取样路堑：在挖方后断面上取土原有地面：在地面下50100cm内取样。假若试验值变异性很大，应随机取样，确定控制作用的土 的类别，和不同土类的边界。若土的类别相差很远，且每一种土覆盖的面积很大，

30、应考虑将工程项目分开，单独设计。一般至少有 68个试验值，采用累积曲线来确定土基的设 计回弹模量。首先确定交通量的大小，确定土基设计回弹模量保证率。然后按从大到小的顺序排列土基模量，计算各值与各测量值 总和，在图中作出试验值的累积曲线。最后从图中读出保证率百分数对应的路基土设计回弹模量值。表按交通量大小选定的土基设计回弹模量保证率交通水平ESAL(80kN )兰10410410 6纠06设计回弹模量保证率60%75%87. 5 %实例：设计交通量1百万次。路基强度试验值44.8、58.6、67.6、68.3、68.3、80、106.9Mpa。累计百分率计算结果见表。绘制试验值与累计百分率曲线图

31、见图8.3。根据表得出路基土设计回弹模量百分率为87.5%，查图8.3，得出该交通量下的路基土设计回弹模量为56.9 Mpa。试验值试验数量百分率106.91(1/7)100=14802(2/7)100=2968.368.34(4/7)100=5767.65(5/7)100=7158.66(6/7)10表8.5.2累计百分率计算0=8644.87(7/7)100=1005.2 未处治的粒状材料粒料材料的模量是与应力水平相关，应力对回弹模量的影响为：E=K广K2（ 8-5-1 ）式中：，为第一应力不变量，一般取19.5psi。Ki、心为实 验得到的系数；系数Ki选用的范围为5.2至82.8 Mp

32、a ;幕指数K 2等于0.5。在DAMA设计程序中，将土基和所有沥青稳定层作为线弹性，将未经处治的粒料基层作为非线性弹性。因为由土基应力变化产生的模量变化通常很小，假设土基线弹性是合理的。粒料基层的模量根据多变量回归的预测方程计算：E2 = 10.44h 1- °.47i h2-0.041 Ei0.139 Es0.287 Ki0.868（8-5-2）式中：Ei、E2和E3分别为沥青层、粒料基层和土基的模 量；h1、h2分别为沥青层和粒料基层的厚度；K1同式（8-5-1）。5.3 热拌沥青混合料沥青混合料的动模量由一个计算公式确定，该公式由室内 60种不同的沥青混合料试验得到，方程也被

33、 DAMA程序所应用。热拌沥青的动模量|E*|用下式确定：| E*|= 105 10 1(8-5-3-1)1= 3+0.0000052-0.00189 2 1.1(8-5-3-2)2=冷0.553=0.553833+0.028829(loo心703 )-0.03476Va+0.070377+0.9315757 '0.02774(8-5-3-3)4=0.483Vb(8-5-3-4)：5=1.3+0.49825log(8-5-3-5)式中：M与1 5为中间常数；为荷载频率(Hz) ; T为沥青混 合料温度(F); m200为集料通过200号筛的重量百分率；Va为空 隙体积(%);，为沥青在

34、21.1 C的粘度(106泊),若无足够的 粘度 数据,可以按=29508.2 P25严1939计算,P25 c为25 C的针入 度；Vb为沥青体积()。制作图表时式(8-5-3)米用如下参数值 :- 200 = 5% ;=10Hz ;对于面层 Va=4%、Vb = 11 %,基层为 7%、11 %。以 纽约州、南卡罗来州和亚利桑那州为代表的三个地区温度，分别用年平均气温(MAAT )为7、15.5、24 C来考虑。用于研制设计图表的沥青结合料种类及其粘度见下表。在寒冷地区，月平均温度低于 7 C,为了防止因温度应力而产生路面横向 开裂，采用较软的沥青。在炎热地区，月平均温度大于24 C,采用

35、较硬的沥青。表8.5.3不同温度地区沥青的等级和粘度州MAAT沥青等级21.1 £粘度&(106 泊)纽约州7AC-50.6南卡罗来州15.5AC-10、AC-201.6亚利桑那州24 °CAC-405.0表所示为三个温度代表地区的月均气温，式(8-5-3)温度T为中路面平均温度 Mp，按下式计算：Mp=Ma1 + 1/( Z+4)卜34/(Z+4)+6(8-5-4)其中Mp为路面平均温度，Z为表面下深度(in)，Ma为月平均温度。5.4 乳化沥青混合料基层允许采用乳化沥青混合料 。根据集料的种类，规定了 三种混合料：I型：用经过加工、混合料厂拌拌和密级配混合料，具

36、有与HMA类似的性质。II型：用部分加工过的轧制碎石、料场或河岸的天然集料拌制的混合物。III型：含有砂或粉砂的混合料。在23 C、38 C温度下对32种不同混合料进行了试验，得出每一种混合料在铺设期间和养护完成以后的劲度模量代表值，其它温度时的模量可用线性插入得到。养护时间对劲度模量得影响可用下式表示：Et=Ef- （Ef-EJ （RF）（ 8-5-5）式中：Et为养护时间t的模量；日为养护完成后的模量，E为 未养护、初始时的模量；而RF为养护时间t时的折减系数。时 间图8.4六个月养护期的折减系数制备设计图表采用6个月的养护期，因为更长的养护期直至30个月对于图表所得的厚度的影响不大。表给

37、出了各类乳化沥青混合料的劲度。表8.5.5乳化沥青混合料劲度（kPa）类型初始模量（73 °F）最终模量（73 °F）最终模量（100 °F）VaVbI10345171172489II793275886289III414103434589第六章环境影响设计图表除了考虑一年中月温度变化对HMA和乳化沥青混合料劲度模量的影响外，还应考虑冻融对土基和粒料材料回弹模量的影响。设计时在冰冻时期用高一些的模量，在冻融时期用低一些的模量，对于MAAT为7 C或15 C的地区进行修正， 而对于 MAAT为24 C的地区不作修正 。6.1 土基图8.5所示为一年中土基模量的变化情况

38、。该图显示了一年中土基强度的变化的 4个时期，即冰冻、融化、恢复和正常四个 时期，每个时期路基土回弹模量不同。土基模量在融化时期可能会降低为正常模量的几分之一。用于两个温度地区的融化模量值和每个时期的持续时间见表861。若已经知道每个时期开始和终了时的回弹模量 ，该时期中任意月份的模量值可由图8.4插值得到。表8.6.1DAMA程序所用路基土模量（103psi）MAAT正常模量各月路基土模量1212345678910114.54.515.927.338.7500.91.622.343.063.784.54.521.40.9.610.7 °C121253155067.28.408121

39、22222.29.36.43.5015.17.18.19.21.22.22.5543181582554.4.4.527.501.32.12.93.74.4.4.4.5535431555515°12121231507.28.49.610.12121212C82222.38.501819.20.21.22.22.22.22.22.55313455555图8.5土基回弹模量的季节变化6.2 未处置的粒料基层可以采用同样的方法，来修正未处治的粒料模量。式9中系数K1在冰冻状态为正常模量的300%，春融时降至正常模量的25%。下表为所用的月K1值变化情况。K2保持不变，为0.5。表8.6.2

40、DAMA程序所用粒料材料基层K1（ 103psi）MAA正常各月粒料基层K1值111TK12123456789018812162024234.45.66.8887 °C1211824303634.86.68.410.112222888162423.556.5888815 °C12112243635.27.59.711112552222第七章结构厚度设计DAMA程序是AI专门开发用于多层弹性路面结构分析的，它采用了累积损伤技术 。AI法采用DAMA计算机程序可以同时 计算满足疲劳开裂和车辙准则要求的最小厚度。对于任何给定的材料和环境条件，根据每个准则，可以得到两个厚度，将其中

41、较大的值用于设计图表，由于这个原因，AI许多设计曲线的形态反映了这两个不同的准则。7.1 Al法MS-I手册的设计用图Al法MS-I手册的设计用图可以见图8.68.15。这些设计图采用的年均气温为15 C(60 F),该气温可以覆盖 美国大陆的大部分地区。假设选用的沥青结合料符合表的要求，即使温度略有不同，但是HMA模量不会有很大变化而明显影响厚度设 计。1982年MS-1手册得研究报告还提供了年平均气温为7.0 C和24 C的设计图。这些图也列入了 1991年版的手册中。1) 全厚式HMA图8.6为全厚式沥青路面设计用图。已知土基回弹模量 Mr和当量单轴荷载ESAL,可以从图中直接获得包括面

42、层和基层两者在内的HMA总厚度。2) 乳化沥青基层上的HMA图8.78.10分别为I、II和III型乳化沥青混合料的设计用图。图中给出了 HMA面层和乳化沥青基层的总厚度。乳化沥青基层上HMA的最小厚度随交通水平而变化。见表。表8.7.1乳化沥青基层上HMA的最小厚度 (单位：in )I型II 、 III 型I型ESAII 、 III 型HMA厚HMA厚ESALHMA厚LHMA厚度度度度10412107241051.52>10725106233）未处治的集料基层上的HMA图 8.11 8.15 分别为 102、152、203、254、305 和 475mm末处治的集料基层上HMA面层的设

43、计用图。应用这些图时，设计者首先必须确定采用多少厚度的集料基层，然后选用合适的设计用图，由该图可求得 HMA的厚度。同时，规定了粒料基层上要求最小的沥青层厚度。表8.7.2粒料基层上要求最小的沥青层厚度交诵量交通状况要求的最小沥青层厚度v 104轻交通7.5cm10410 6中交通10 cm> 106重交通12.5 cm7.2 利用DAMA程序计算步骤下面给出DAMA的程序计算示例1 ）、拟定计算结构、荷载图式表8.7.3计算结构层数材料类型结构层厚度泊松比1沥青混合料100.352沥青混合料150.353级配碎石250.354路基土0.45荷载图式见图8.2。2 ）、路面温度利用气温来

44、考虑温度对沥青混合料模量的影响。每个月的温度变化，以北京市的季平均温度表示如下（C）,根据式（8-5-4）计算 出各沥青层的温度。表8.7.4各沥青结构层温度月份12、1、3、4、56、7、89、10、2月月月11月月平均气温-413.125.812.8第一层混合料温度-1.518.433.318.1第二层混合料温度-1.117.531.417.23 ）、确定各结构层的模量a、按公式（8-5-3）计算沥青混合料动模量，基本参数：层位1：采用70#沥青（对应针入度70）'=2.642 ， P200=5.0 %,=10.0HZ , Va=4.0%, Vb=11 %层位2:采用90#沥青（对应针入度88）=1.60, P2oo=5.O %,=10.0HZ , Va=5.0%, Vb=11 %b、路基土强度取值可以按照表中取值，本示例对各月的路基土模量统一采用30Mpa。c、级配碎石模量根据（8-5-2）式，计算级配碎石模量，K1可以按照表取 值，本示例对各月的K1值统一取83Mpa。表8.7.5各结构层模量月份温度°C路基土Mr（Mpa）级配碎石K1（Mpa）各沥青层，级配碎石模量（Mpa）沥青混凝土 1沥青混凝土 2级配碎石12、1、2-4308318926145321123、4、513.13083629252261306、7、