多指标沥青路面结构设计方法讲义 图表丰富

多指标沥青路面结构设计方法

研究成果介绍

1.技术方案2.路面结构层组合方案和损坏类型3.使用性能标准、设计寿命和设计可靠度

4.交通荷载作用5.环境因素影响6.材料性质参数7.路面结构使用性能8.各类路面结构使用性能分析9.结论、创新点、今后研究

1.技术方案（1）遵循力学-经验法（2）多个单项设计指标控制对应的路面损坏（3）损坏模型建立以室内试验为主，现场试验和性能观测数据标定（4）当量损伤法计量交通荷载的累积损伤（5）材料力学性质指标和试验方法

（6）参数确定分三个层次（7）以弹性层状体系解分析力学响应

2.路面结构层组合方案和损坏类型

2.1路面结构层

面层——表面功能为主

基层——承载为主

底基层——基层与路基间的过渡

特定功能层——排水层、应力吸收层、夹层、封层、隔离层等

2.2结构层材料

沥青结合料类无机结合料类无结合料类2.3结构层组合方案

■无机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

■

复合式沥青路面

面层磨耗层密级配沥青混凝土、SMA、OGFC、沥青表面处治联结层密级配沥青混凝土或缺失基层基层水泥或石灰-粉煤灰稳定碎石、贫混凝土底基层级配碎（砾）石、填隙（水结）碎石水泥、石灰-粉煤灰或石灰稳定碎（砾）石或土

路基路床顶面模量要求≥40MPa、60MPa或100MPa

无机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面层磨耗层密级配沥青混凝土、SMA、OGFC、沥青表面处治联结层密级配沥青混凝土或缺失基层基层密级配沥青碎石、半开级配沥青碎石、开级配沥青碎石、沥青贯入碎石底基层级配碎（砾）石水泥、石灰-粉煤灰或石灰稳定碎（砾）石或土

路基路床顶面模量要求≥40MPa、60MPa或100MPa面层磨耗层密级配沥青混凝土、SMA、OGFC、沥青表面处治联结层密级配沥青混凝土或缺失基层基层密级配沥青碎石、半开级配沥青碎石、开级配沥青碎石、沥青贯入碎石底基层级配碎（砾）石水泥、石灰-粉煤灰或石灰稳定碎（砾）石或土

路基路床顶面模量要求≥40MPa、60MPa或100MPa粒料类基层沥青路面组合方案

面层磨耗层密级配沥青混凝土、SMA、沥青表面处治联结层密级配沥青混凝土或缺失基层基层级配碎（砾）石、填隙（水结）碎石

底基层级配碎（砾）石、填隙（水结）碎石水泥、石灰-粉煤灰或石灰稳定碎（砾）石或土

路基路床顶面模量要求≥40MPa、60MPa或100MPa复合式沥青路面结构层组合方案

面层表面层密级配沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石下面层沥青碎石或应力吸收层或缺失连续配筋混凝土水泥混凝土或贫混凝土基层基层沥青碎石、级配碎石水泥或石灰粉煤灰稳定碎石贫混凝土、水泥或石灰粉煤灰稳定碎石底基层级配碎(砾)石、水泥或石灰粉煤灰稳定土路基路床顶面模量要求≥40MPa、60MPa或100MPa

2.4损坏类型

♦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

♦沥青面层的永久变形

♦粒料层和路基的永久变形

♦沥青面层的低温缩裂

♦沥青层的反射裂缝

损坏类型类型沥青结合料类和无结合料类基层无机结合料类基层面层厚度厚中厚薄厚中厚、薄主要损坏沥青层永久变形沥青层疲劳开裂基层和路基永久变形面层永久变形基层疲劳开裂次要损坏沥青层疲劳开裂沥青层永久变形-面层反射裂缝季冻地区面层低温缩裂3.使用性能标准、设计寿命和设计可靠度

3.1使用性能标准沥青层疲劳

轮迹带开裂率10%（试验路）裂缝密度1.0m/m2（加速加载试验）

无机结合料层疲劳试件断裂、裂缝向层顶扩展

路表永久变形（车辙）量：10~25mm

高速和一级公路：10~15mm

二级公路：15~20mm

三级和四级公路：20~25mm

永久变形量各层比例（非无机结合料类基层）沥青层厚（cm)<5050~100101~200>200沥青层（%）307080100粒料基层（%）1515100粒料底基层（%）451050路基（%）10550

低温缩裂

公路等级特重冻区重冻区中冻区高速3级1或2级1级一级4级2或3级1或2级二级-3或4级2或3级等级一级二级三级四级五级六级开裂间距（m）>100100~5150~3635~2625~15<15裂缝指数<11~2>2~3>3~4>4~7>7路面状况优良中及格次，中修差，大修

设计标准

分级3.2设计寿命和设计分析期设计年限

现行规范规定

不反映交通荷载繁重程度，实际使用年限偏离设计年限不明确损坏类型及结构层次未结合设计思想设计寿命

设计轴载累计轴次年平均日货车交通量

交通荷载等级极重特重

重中等轻100kN轴次沥青层疲劳、路基变形(106)>4848~2424~1212~4<4无机层疲劳(108)>3838~1212~4.64.6~1<1年平均日货车交通量（100辆/日）>5050~2525~1212~3<3

设计分析期是对各路面结构设计方案分析评价采用的时间段。设计分析期应至少包含一次或一次以上的路面改建活动。设计寿命为10年及以上的路面，分析期一般取为30～40年，长寿命路面的分析期可取为50年。

设计分析期3.3设计可靠度概念

设计使用性能满足预定使用性能标准的概率各类损坏的设计可靠度=损坏预估的均值+βs

公路等级高速一级二级三、四级设计可靠度(%)95~8595~7585~7075~50可靠指数β1.65~0.841.65~0.671.04~0.520.67~0

结构损坏设计可靠度

沥青层疲劳开裂、无机结合料层疲劳开裂、路基永久变形3.4路面结构使用性能评定交通荷载路基承载力湿度温度路面材料性质结构层组合设计公路等级使用性能分析沥青层疲劳无机类层疲劳沥青层永久变形粒料层和路基永久变形面层低温缩裂使用性能标准符合？选定路面结构是否设计可靠度4.交通荷载作用0.5~0.64.1交通参数方向系数车道分布系数

（货车交通）单向车道数123≥4高速公路-1.00.70~0.900.65~0.450.50~0.40其他等级0.50~0.75-

横向分布系数道路类型标准差（cm）50cm内分布频率（%）高速4050其他45454.2轴重参数编号说明典型车型其他主要车型12轴4轮车辆11型车22轴6轮及以上客车12客车15客车32轴6轮整体式货车12货车43轴整体式货车（非双前轴）1554轴及以上整体式货车（非双前轴）176双前轴整体式货车112，11511774轴及以下半挂货车（非双前轴）12512285轴半挂货车（非双前轴）127，15596轴及以上半挂货车（非双前轴）15710双前轴半挂式货车11271122，1125，1155，115711全挂货车1522,1222车辆分慕类公路货车千交通分类异（TTC）TTC分类货车类型分布系数

调查公路数整车比例（%）半挂车比例（%）TTC1<40>508TTC2<40<505TTC340~70>2014TTC440~70<2011TTC5>70-6轴数系吉数

轴型车辆类型345678910前轴11111112单轴1000.231.010.9901双联轴0100.770.990.0110三联轴001000.99114.3设计轴快重规范轴都重现行规范:单轴-双轮100候kN单轴修改方渠案:（1）路上准行驶的壮主要重买型车的绩轴重作狱为设计冒轴重；（2）按行喝驶车辆步的轴型纺和轴载挽谱，计饭算分析柿与其疲劳损末伤当量凉的轴重床作为设签计轴重杏；等等货。轴重当量孙换算式中：Φi、Фs——轴载Pi和设计轴镰载Ps所产生纯的应力蜜或应变雹变量，递如沥青另层底面拉应变骆、无机结围合料结构嫂层底面拉你应力、路税基顶面压诱应变等；b——各类损柄坏预估柿模型中描应力或引应变变汁量项的鼠乘幂数粪，对沥青层雄疲劳，b=3.鞋97，对水泥稳定狂碎石层疲味劳，b=1影2，对路基顶子面压应变各时，b=4优.30等；a1——轮组系数贩，与轮组应类型和结探构层厚度稿有关的参糕数；a2——轴型系苍数，与倾轴型和宰结构层惕厚度有爹关的参克数。损坏指标沥青层底拉应变路基顶压应变无机层底拉应力轮-轴型单轮双联三联单轮双联三联单轮双联三联系数α1α2α2α1α2α2α1α2α2数值4.51.62.02.32.03.98.61.32.4路基湿度叉指标饱和度采用稠度沃表征路基乘的湿度，低无法反映树非粘性土斜的湿度状灶态，单以准含水率表团征湿度，妈也无法准燃确反映它穗对回弹模终量的影响滨，因为含萝水率变化扰会同时引痛起土密实肿度发生变鸟化，而后挠者也是影临响回弹模弹量的一项缩慧主要因素姿。土的饱新和度反映然了含水率息及密实度初的影响。饱和度按下式浩确定：或式中：S——饱和度代（%）；wv——体积含滑水率（%）；w——质量含胃水率（%）；γs、γw——土的干密权度和水的将密度（g/cm3）Gs——土的相对奇密度。5.环境因元素影响5.1路基湿度馋与基质吸河力或土—水特性曲好线非饱和眼土的基序质吸力筑与含水蜓率关系争试验曲妻线(1)塑性指婚数PI大于0的塑性签土采用指贺标：0.0猴75筛通过率P0.07仙5和塑性滨指数PI乘积wPI(2)塑性指独数PI等零的非泄塑性土采用指趟标：通场过率60﹪对应蜓的土颗主粒直径D60土的基烘质吸力路基湿蚊度决定于土斩吸持水分君的能力，板归之于土共颗粒的分慢子引力作厌用和孔隙坦的毛细管珠力作用，遭即土的基质吸力。5.2路基湿度冻类型平衡湿度色状态路基湿柿度类型潮湿类：地下续水位控银制干燥类：气候因豪素控制中湿类：兼有球二者影悬响5.3潮湿类路救基行车道贷下路基赢含水率递沿深度君变化（坐例：沪热宁路）地下水位处HGWT-3m3m基质吸力期与地下水盘位路基土基质吸增力hm与地下水并位y之间关询系土-水特性曲母线Fred故lund验&X膀ing模型粤、苏冠、豫、蹈冀、渝12个路段土世样标定平衡湿度由地下水连位高度→土的基质尚吸力→土-水特性坐曲线→饱和度抹和含水副率各类土距梢地下水位说不同距离盾处的平衡嫌湿度（%）土组0.5地下水位深1.01.52.0低液限粉土S(%)100~93.789.9~80.585.8~76.183.4~73.1w(%)24.1~19.121.9~16.420.9~15.520.3~14.9低液限粘土S(%)100~93.293.1~80.389.9~75.687.8~72.7w(%)29.0~19.626.6~16.925.7~15.925.1~15.35.4干燥类路湿基湿度指数抖（TMI）—气候因素傅指标式中：Ry—y年的水旨径流量自（cm）；DFy接—y年的水不捏足量(cm料)；PEy光—y年的潜在树蒸散量(cm)。TMI计算以荷年为周葛期，逐嗓月计算冰累加得接到。各于月降水面量减去桨蒸散量急为正时想，多余牧水被土铸层存储秀。当蒸陵散量大昏于降水受量时，事缺少的险水从土会层储存船水中提总取出，趴其余量拍即为土触层的含童水率；鸣当土层殖内储水天量不能愤满足提京取数量峡要求时春，不满悟足部分野即为不画足量DF。400个气象略站降水锐量与蒸览发量资穗料计算鹅分析各公路布自然区午划的TMI值公路自然区划Ⅱ1（黑）Ⅲ1Ⅳ1Ⅴ1TMI变动范围-0.1~-0.8-21.2~-25.721.8~25.1-25.1~6.9土基质蔬吸力与栗湿度指内数TMI关系粤、苏、病豫、冀、织渝12个路段土狠样和TMI值与Per溉era抛44个数据，标定曲；衬川、渝疆12个路段早验证土基质打吸力与宰湿度指寻数TMI关系式式中：α、β、γ—模型回形归系数赵，与土罚的性质俘有关。TMI与土基纹质吸力y=x+20y=x-20干燥类葱路基的蚁平衡湿金度由TMI值和土首参数→土的基遣质吸力→土-水特性曲窄线→饱和度和诉含水率各类土在受不同TMI值时的艘平衡湿议度(%)土组TMI-30-101030低液限粉土S(%)59.3~63.475.9~76.584.1~86.291.0~91.4w(%)14.4~12.918.5~15.620.3~17.622.0~18.6低液限粘土S(%)57.2~64.175.2~75.986.291.0w(%)16.3~17.521.5~16.624.6~18.126.0~19.15.5中湿类路愉基路床顶地下水位wequ路基工作区受地下水影响受气候因素影响6.环境因素焦影响6.1沥青路保面温度路面温度银观测站结披构与数据消信息6.1.宿1沥青路面温度场及温度特征可值站点

所在地路面结构与传感器位置

数据格式建模数据广

州

下图

a)路面温度分钟数据；小时气温数据、日最高气温、日最低气温；分钟太阳辐射净辐射、总辐射、日最大太阳辐射；地温、气压、空气湿度、风向风速、云量云状、能见度、降水、蒸发、日照、雪深宁

波大

同模型检验哈

密

下图

a)路面温度(10分钟数据)；辐射、气温、风速(10分钟数据)齐齐哈尔

下图

a)仅路面温度数据(10分钟数据)镇

江

下图

b)路面温度(15分钟数据)、气温、风速、太阳辐射(15分钟数据)济

南

下图

c)路面温度(30分钟数据)、气温、风速(10分钟数据)温度场码观测温度观蜡测站的况路面结茄构与温距度传感劫器埋设解示意图路面结构富的日温度息极值的理论-经验模型路表日最旁高温度路面温度雁特征值路表日粪最高温弦度实测供值与估竹算值路表日骂最低温蛾度路表日男最低温亚度实测荐值与估耗算值路表温蒜度日变授化规律路表温度富日变化采陵用二阶段毯法拟合。宵白天升温帽过程及高丢温区段采执用余弦函元数，降温困过程采用用负指数函悟数表征。路表温度染日变化拟挖合示意图多云天旷气修正修正后掠的路表济日最高连温度的计算式臭为：多云天衫气修正筝系数ξ可用日照率S来表达：式中：S为日照率需：式中：tsun为实际日层照时间，h；td为日长粗，h.与路表温谎度日变化弄规律类似凉，不同深维度处的路薪面温度日槽变化T(t,z)也可用二否阶段模型穴拟合。但下路面结构锐的日最低神温度出现后时刻tl、日最活高温度凝出现时若刻th，二阶重段分界庆时刻tc均比路表夸温度的ts.l、ts.h、ts.c延后，可虎近似表示厨为：不同深涂度处的或路面温蜓度日变直化规律式中：δt(z)为理论窄滞后时查间。路面温摩度日变架化拟合换图(宁波站世，沥青梅路面，200含9-7傲-17拒)晴天时坐沥青路膨面结构晨各深度程处的实垫测温度答与拟合河曲线沥青层友平均温样度和温繁度梯度斜分布频套谱■沥青面吐层厚度h,时刻t沿厚度方纲向的平均温遭度■沥青面层秀内的温度梯廊度详细分析98个地区的避沥青路表勾年均温与念当地众多狠气象年均俭参数之间熔关系发现态，沥青路球表年均温μTs与月平坐均气温艇的年极勇差及一管些气象碧参数之跃间具有星良好地婆相关关父系，在旬已知太寒阳辐射字量情况躺下，路疤表年均擦温μTs与温度购年标准镇差σTs可表示久为：式中：μTa—年均气温户，°C；σTa—月平均气爽温的年极街差，℃；—年平均松日太阳撑辐射量廊，kJ/m社2/d剧.依据一维旺热传导偏弱微分方程画和路表热骆流函数，滚采用有限葬差分法求喇解沥青路哭面的温度胀场，建立非沥青层表胸面日最高皮温度和日爸最低温度维估算模型常，用于估虫计沥青层强不同深度困的温度特护征值。模尤型估算值生与大同、除宁波和广值州三地温开度观测站峰的实测值攀相对比，盏二者具有嗽较好的一灶致性，其屑偏差的平乐均值和标俊准差相应遗为0.4℃和3.3园℃。对沥青层田表面和不捉同深度的仍温度日变兆化规律进感行了拟合愚。在此基榨础上，利苏用全国各透地98个有日辐际射观测资立料的气象仍站的气象荡资料，计锤算各地不微同厚度沥陵青层（6、12、18、24cm）的平姨均温度巾和温度仁梯度，碍并给出离了全国95个地区相乐应的分布昨频谱表。沥青路面机温度分布快频谱的计拐算步骤：（1）根据气锈温、太阳醉辐射、湿沿度、风速效，求路表颜日最高温汗度Ts.h，路表日阴最低温度Ts.l（2）对多飞云天气桶的路表灾日最高禁温度进签行修正呢；（3）求不同鸭深度z处的路面延日最高温吓度和日最诱低温度。（4）求任一粮时刻的路腊表温度，污及任一时待刻不同深汉度z处的路漂面温度刊；（5）求出费给定沥夺青面层艺厚度(分四档0~0倡.06，0~0昌.12，0~0龄.18，0~0.缺24m)条件下请，任一秆时刻的房诚沥青层界平均温柏度和温猜度梯度州；（6）计算给递定沥青面笑层厚度温浩度和温度标梯度分布呀频谱表。全国沥或青路表料温度年梦均值等吸值线图°C沥青混合梨料模量具贵有强烈温伶度依赖性车。沥青层朋的使用性捞能和使用象寿命也与纲温度状况随密切相关投。现行规嘴范统一腐采用20ºC（计算狐弯沉时亩）和15ºC（验算董弯拉应那力时）撑。在结构设祖计方法中蹈，对于温但度影响的柏考虑可采论用增量损伤追法，或当量损鱼伤法。增量损伤央法—美国力学则经验法路愈面设计指娱南采用，晕在其系统等软件内包块含全国近800个气象广站的有题关数据里。当量损伤间法—需要选磁择典型籍状况和哄条件事欧先进行发大量运虽算分析南，提出跪相应的偶温度当典量系数缸。该方笋法可减族轻设计责人员的携资料收偿集和运茫算工作鸟，并与准轴载当员量系数冲的考虑狭方法相锡对应。6.1沸.2温度当量株换算系数温度当量任系数参照温什度主要厅用作沥青混合宋料性质羊测试时枝的标准桐试验温宇度，或押者在结若构分析章时用于特选取与喷该温度柴相对应炎的沥青顷混合料丝式性质参枕数值。谁对于我厅国情况闸，疲劳分析时可选用20ºC，永久变抹形分析时可选用35ºC。按照沥青粮路面结构付设计指标慌，分别有荡相应当量母损伤的温粒度当量系丘数。TEFi=Ns/Ni温度当量屯系数的定义府，某时纠刻i温度Ti的设计者轴载作随用次数Ni，按损尿伤相当浇的原则皱转换成队某参照共温度Ts的设计轴筝载作用次棉数Ns的乘数淡，即为:温度当量尖系数的具置体分析步牌骤（以沥废青结合鹊料类结隐构层疲泥劳开裂胆指标为飘例）：（1）分析唐时，假件设轴载铸随时间猜为均匀嫩分布。（2）按所在革地区和沥焦青层厚度吊，选取相谷应的沥青峰层平均温捎度和温度身梯度分布君频谱表。赔将沥青层判分为若干主个亚层。戚由频谱表电确定各个办频段每个傲亚层的温杆度。（3）利用引沥青混蒙合料动守态模量慨与温度柱的经验倾关系式链，由不移同时段涌各亚层薯的温度酿值得到平相应的钻动态模扯量值。楼然后应蔬用弹性避层状体慢系程序竹，依据洒动态模责量值计员算得到舰沥青层兴底面的以拉应变冶值。再积利用沥慌青层疲贱劳寿命研预估模倒型，由奇层底拉睡应变和寺动态模亡量值计侧算得到绒各个频体段的疲宽劳寿命Nti，并算易出对应纤的疲劳成损伤率Dti=1斜/Nti。（4）累计捞各个频示段的疲计劳损伤阅率得到妄平均损堡伤率Dt，并进而齐得到平均紫疲劳作用腰次数Nt=1户/Dt。（5）计算沥捕青层平均荐温度（参丝式照温度）20˚C时，相应接的沥青混搞合料动态状模量、层滥底拉应变枣和疲劳寿堡命，得到按参照温度厚下的总疲沫劳作用次立数Nts。（6）二者相提比，即得喊到温度当泪量系数kt=Nts/Nt。（7）按参茄照温度20˚C计算得散到的疲棍劳寿命诊，乘以永与设计金路面所睁在地相稼应的温滨度当量西系数，它即可得鉴到该地满设计路耻面结构蓄的疲劳众寿命Nf。对于其它厉几项设计悟指标，也痒采用相似奏的分析步宇骤，只是注将沥青层汁层底拉应案变改为其可他设计指尽标。依据损毅伤等效导原则，躁推演出最三种情王况下的铁沥青层牺等效温疤度计算烛式，并冰按全国95个地区的顶沥青层温蚁度分布频订谱提出相牛应的沥青起层等效温救度。后图赛为标准工浑作状态下喇沥青层疲楼劳、永久舞变形及无镜机结合料旷稳定层疲攀劳等效温院度全国等备值线图。路面等效胳温度——沥青层良疲劳等担效温度——无机结都合料稳仇定层疲型劳等效借温度——沥青层永委久变形等福效温度等效温碧度等值潜线图标准状掏态下沥征青路面捡各种损致坏标准冬等效温垂度全国众等值线饰图标准状炮态路面道结构及快材料参迹数：面层厚辩度h取0.18查m20℃的面层粘与地基既的模量兽比λ20取40沥青混合玻料的热敏吸系数α取0.02沥青面筹层疲劳德（应变娃控制）括等效温嫁度全国围等值线穷图沥青面愈层疲劳末（应力士控制）归等效温貌度全国干等值线妥图无机结纳合料稳双定层疲绿劳等效挪温度全插国等值虽线图沥青层永呢久变形等任效温度全庄国等值线掠图TCF=∑（TEFi×pi）沥青层厚(mm)大连西安北京济南郑州安阳长沙合肥上海武汉杭州福州韶关南宁广州成都腾冲昆明拉萨1000.750.72~0.740.70~0.740.71~0.740.69~0.700.80~0.870.852000.84~0.860.94~1.011.06~1.151.29~1.321.42~1.461.02~1.080.62沥青层疲蚁劳损坏温仁度当量系豪数TCF沥青路面苗损坏温度尚当量系数昼可表示为次温度当量口系数TEFi与温度频洞率pi的乘积或：沥青路面薄疲劳温度廉当量系数当已知兄面层疲但劳等效驼温度Tpef时，可头通过参屈数来综种合考虑铲设计年撇限内路瓶面温度膨分布对闭面层疲舟劳寿命洽的影响崭。通过腿计算分蒜析得到局路面不弹同损坏共的温度电当量系漫数等值房诚线图，丘如后图残。沥青路面令损坏温度集当量系数桥等值线标准状颈态沥青伏路面各折种损坏禾的温度稼当量系淋数等值穿线如后卖图。非标准状有标准状态廊路面结构伞及材料应沟进行修正沥青层疲闭劳温度当陈量系数全艘国等值线无机结合版料稳定层忆疲劳温度妄当量系数泳全国等值报线沥青层蔬永久变细形温度约当量系需数全国竹等值线沥青层疲将劳（应变馆控制）温遣度当量系害数全国等然值线图沥青层舍疲劳（呢应力控良制）温裹度当量似系数全俗国等值污线图无机结扇合料稳锡定层疲裙劳温度蚀当量系扯数全国弄等值线匠图沥青层永赛久变形温锻度当量系理数全国等似值线图6.2材料性质失参数6.2.抹1沥青混合牌料动态模猴量周期加载鸡单轴压缩凯动态模量司标准试验摘方法——试件为直鸡径100m叛m、高150辈mm的圆柱隆体，由稍旋转压齿实仪成寄型直径150尚mm、高170m塔m试件中钻爆取芯样得嘱到——频率25、10、5、1、0.5、0.1彼Hz——温度–10、5、20、35、50˚偶C——简化方法:频率10、5、1、0.1桂Hz,温度5、20、35˚C——通过沿吧圆周等导间距安饺放在试陶件中部摧的3个位移传紫感器，量厨测荷载作拒用下的轴旦向变形。——计算轴杨向应力叙幅值和奥可恢复他轴向应迁变幅值圾，由二熄者之比准计算得厚到压缩厘动态模壁量，并春按最后5次加载循庄环中变形况峰值与荷逐载峰值的伯平均滞后夫时间和平效均加载时陪间之比计摧算相位角穷。——试验结粪果首先明整理成男等温度弊动态模愉量曲线禽，随后月以参照史温度为20°血C将各条等禁温度曲线即平移后得构到主曲线娃。动态模量语建模试验——3种沥青、3种沥青默混合料炸、3种沥青含饰量、3种集料公滚称最大抓粒径、3种空隙率穿、3种温度、3种频率、3种应变技水平，冠共168次试验——验证试博验188次——8个影响骂变量，6个模量模蝴型和2个相位皱角模型动态模协量预估串模型（叉共6个）常用沥津青混合翁料动态化模量参千考值——标准条件选（20˚C，10Hz）——AC、AK、SMA沥青混驰合料（-10、-16、-25）——A苦H-7慎0、-90、-11零0——沥青含量4%、5%、6%——空隙率3%、4%、5%、6%、7%AC-笋16动态模量巷参考值(MP槽a)沥青用量AH-70AH-1104%5%6%4%5%6%空隙率(%)313074~1423310027~109167690~837111032~120108461~92116489~7064412100~131729280~101027117~774710210~111157830~85246005~6537511198~121908588~93496586~71709449~102867246~78895557~6050610363~112827948~86526095~66358745~95206706~73015143~559979591~104417355~80076541~61418093~88106206~67564760~5182沥青碎杜石动态毯模量参舅考值混合料类型加载频率（Hz）动态模量（MPa）标准差（MPa）最小最大ATB-251500070001500101100013000LSPM-251400060001400109000110006.2.医2无机结悬合料类准材料弹愧性模量魄和强度特点——数值变气化范围猎很大，环由接近娘于水泥缴混凝土杂到接近劈燕于粒料——集料粒锅径较大印的混合倘料，试邻件成型祥较困难斩，试件叮的均质性较差，价使其试验作测定值的斥变异性很简大；——现场材料沙来源和质胶量以及施谎工工艺和惰控制水平境的差异很大，使结竭构层混合末料性质的器变异性很辫大，并且笔与室内测定结果的豆差别也很碎大；——环境因素竭（温度和东湿度）的裙影响（收淘缩裂隙或伐裂缝），使结构昏层与试中件的力侦学性质工和参数萍值有较押大的差旺异。测试方法——压缩、弯高拉、直接多拉伸、间喉接拉伸——单调、反瓦复、周期揪加载——顶底面肚法和中攻间段法恰应变量腿测由测试结贿果得到：（1）周期邻加载压损缩弹性厕模量与近单调加纹载压缩柿弹性模辱量测定导值相近仔。（2）弯拉滨弹性模寇量值与宇压缩弹箩性模量环值相近淹。可以采子用操作盲较简便气且精度祥较有保核证的单调加载概压缩试验测定无争机结合之料类材板料的弹竿性模量散。各种方荐法比较顶底面锈法与侧房诚面法比移较采用顶斜底面法撒量测试浮件压缩西变形，共两端管端面有席摩阻约扫束影响体，国怀外的试匪验规程隆中已摒异弃这种伸方法。掠顶底辽面法和限中间段辆法的对京比测试这结果相忍差一个夫数量级慨。采用薄直径与棕高度比吨为1：2的试件，奴在其中间段量必测压缩应容变，消除端故面摩阻的盛影响，得药到真实应尝力-应变关系锤的压缩弹睛性模量。单调加炕载压缩南试验（违中间段献应变、0.3P桃max）试件模量坏与结构层挣模量比较结构层模泼量为试件顺模量的0.58（稳定众碎石）否和0.7径1倍（稳雁定土）抗压强柱度与弯污拉强度茂关系弯拉强兵度约为委抗压强崭度的20%弯拉强脚度与弯巾拉模量摔关系无机结恰合料类念材料弹裳性模量仓参考值弹性模量居参考值叙（MPa）材料抗压强度弯拉强度试件模量结构层模量水泥碎石、二灰碎石强8.0~12.01.6~2.413500~170006800~8500弱5.0~8.01.0~1.610000~135005000~6800水泥土、二灰土1.5~5.00.3~1.05000~100002500~5000石灰土0.5~1.0-3000~50001500~30006.3路基和粒侧料层回弹穿模量试验测沫试反复加载疲三轴压缩崖标准试验府方法——试件尺鹅寸、试练件制备站和预加江载条件——应力水异平（各纺种路面摇结构应状力状况躲分析）——加载序列回弹模量药本构模型鸭（三参数绸）回弹模量完标定测试——1亦2种土、3种含水疑量、2种压实度——补充国嫂外各类塘土的测炒试数据参数（均值）粗粒土细粒土k10.3130~2.13290.2249~3.5914k20.2119~1.33590.0580~1.0376k3-3.9967~0.1101-4.8083~0.1183样本数50103物性参数笼经验模型土粒料当量回著弹模量——弯沉等窜效原则——模量当量托的应力水绩平当量应盾力水平粒料类基辅层和底基氏层——按层位和僚交通荷载坊等级取用沥青和无挪机类基层锣下底基层——体应力72kP轨a，八面体性剪应力12k隆Pa路基——体应力70k杂Pa，八面体附剪应力13k链Pa回弹模续量参考伏值——标准条仔件（最妥佳含水膛率、95%压实度）粒料层回像弹模量（MPa）材料类型取值范围代表值级配碎石（基层）200~400300级配碎石（底基层）180~250220路基回老弹模量（MPa）土类取值范围代表值低液限粉土（ML）70~11090低液限粘土（CL）50~10070路基回弹固模量湿度美调整系数a=lo组g（MR/MRopt）最小值，b=lo骆g（MR/MRopt）最大值12个路段土其样，不同如含水量和恐压实度的锁模量测试单，标定参数a=–0变.65疏63，b=0.需2548，km=6.亚4604干燥类疼路基回日弹模量驶湿度调态整系数潮湿类各路基回响弹模量虏湿度调拳整系数TMI-30-101030低液限粉土1.97~1.821.43~1.341.13~1.010.89~0.85低液限粘土2.04~1.811.48~1.391.08~1.020.91~0.86路床顶距地下水位（m）1.01.52.02.5低液限粉土0.79~1.010.94~1.221.07~1.401.16~1.51低液限粘土0.71~0.990.84~1.200.94~1.381.01~1.507路面结洒构使用姻性能7.1沥青层疲赤劳开裂室内疲伏劳试验常应变储疲劳试社验（薄摩，618组）常应力轿疲劳试末验（厚鼓，108组）综合疲劳浸方程标定与验互证——北京，ALF加速加贩载试验3个路段——加州大学港路面研究太中心UCP唐RC，HVS重车模拟6个路段——内华达州允西部环道Wes表tra贤ck,8个路段——密尼苏歉达州环糟道MnR狸oad稍,10个路段——阿拉巴马捞州沥青技闻术全国研偷究中心NCA旷T，3个路段验证后肚疲劳方堡程平均偏差0.1亲91，优于AI（0.2米75）、MEPD改G（0.2宝73）北京ALF验证试验压缩动醒态模量籍疲劳方柜程模量转换疲劳方程室内疲提劳试验碰与开裂弄模型混合料类型应力比样本数疲劳关系式水泥稳定砂砾0.7,0.6,0.5515水泥稳定碎石悬浮密实19骨架密实19骨架空隙0.7,0.5514水泥稳定土0.7,0.6,0.5520二灰稳定碎石悬浮密实0.85,0.8,0.720骨架密实19二灰稳定碎石0.77~0.57227.2无机结缠合料层仇疲劳开绸裂水泥稳定室类疲劳方恭程二灰稳悄定类疲何劳方程无机结合把料类综合君疲劳方程无机结悠合料层束疲劳曲鹊线二灰碎石无机结合悼料综合结构层修价正室内试验冶以试件断删裂作为疲巡寿劳寿命的押标准，结披构层在层单底出现疲跨劳开裂后住还能经受隙住一定数高量的荷载搞反复作用渗。结构层帝的疲劳寿多命要比试束件的大。亡修正系数改如下式：式中：h为结构淘层厚度衔（mm）沥青低倚温性能吹评价指脚标——低温延拥度、低汁温针入猛度、当聋量脆点——低温蠕栋变劲度翻（弯曲惊梁流变BBR）（路面最馅低温度+10˚闹C）S<3锁00M衫Pa——蠕变曲线阴斜率（弯齐曲梁流变BBR）（路面抬最低温强度+10˚哗C）m>0态.35——断裂应变楚（直接拉糖伸DT）（路面免最低温晴度+10˚司C）ε>1%——临界开裂续温度低于裹路面最低灵温度7.3沥青层脆低温缩杆裂基质沥青培低温性能愿指标验证驴路段调查牺和测试路段平均缝距路龄BBR(-12˚C)BBR(-18˚C)DT(-12˚C)DT(-18˚C)临界开裂温度(˚C)S(MPa)mS(MPa)m应变(%)应变(%)T110m6年4530.378450.242.530.46-18.2T23660.346640.252.450.31-17.9T33920.357600.242.140.45-30.1T44170.419310.272.210.64-18.7T520m2660.395500.283.210.64-27.1T62450.395460.283.420.74-25.0Y15年2940.355260.292.670.55-25.7Y22780.355220.302.750.59-26.8Y32880.355400.292.660.52-28.9T750m6年2380.435230.333.780.93-28.0D70m4年1410.403460.303.291.04-29.6X3年1310.393140.325.371.33-验证路兼段沥青旗面层低弓温开裂护量观测毙与预估路段路龄a路基J设计温度T（˚C）沥青层厚h（cm）沥青劲度S（MPa）预估I值观测I值哈尔滨西环1年亚黏土-3-4017852.92.8辽源椅山-14年砂土-5-3510507.85.2辽源椅山-2165.54.4辽源椅山-3107.89.9辽源椅山-4107.87.7辽源外环-12年200.961.17辽源外环-2200.961.33辽源外环-3240.571.0辽源外环-4104.82.2通化-13年202.53.3通化-2106.33.5通化-3106.36.4通化-4106.34.5沥青层低充温开裂量形预估式中：I—裂缝指数绑，ha—层厚，a—路龄，S—劲度，J—路基类型感，T—温度7.4沥青层永野久变形机理——固结变形看、剪切变生形抗剪切射变形性绿能（沥惨青混合窝料）——马歇尔链试验（申稳定度累，流值拖）——三轴压另缩试验视（ｃ，φ）——三轴静挨蠕变试浸验（流矛动时间辽）——三轴反复洞加载蠕变架试验（流伐动数）——定高度渗反复加谋载单剪竹试验（G*，γ）——轮辙仪汉试验（抢动稳定南度）车辙控拐制（路苏面）——永久变街形量预阅估——混合料危控制指且标轮辙试验哭方法指标——相对辙售深（轮屈辙深/试件厚）百，%——蠕变率司（蠕变茅速率的若倒数）麻，次/mm试验时填间——1小时，45~凶60m逼in时段的相曲线斜号率试验温膛度——60˚渴C轮载接挪触压力——0.7M妈Pa空隙率——7%±秤1%（密级蜓配），5.5牛%±0惕.5%（SMA）——设计空贷隙率±1%轮辙变形索预估模型轮辙深掏度模型式中：rd-辙深，T-温度，p-压力，N-次数，v-空隙率，k1-修正系起数参数标称定试验——3种普通混养合料，4种改性拼混合料杏，3种轮压，24˚絮C~7威0˚C，空隙趁率3.8秃%~7掏.5%，596个样本系数abcdR2试件数样本数普通沥青混合料3.1321.4800.4680.7840.8673292改性沥青混合料2.2391.0880.3000.9610.7176304沥青混合料综合2.7661.3550.3730.8880.83149596轮辙深度骨实测值与岗预估值ALF验证试辱验ALF验证试份验轮辙量模累型向车辙惠量模型转浸换——M门EPD戴G永久变形泰模型（347咐6个试件，经28个州88LT严PP路段387组数据验苍证）——AC浩-16、AC-窑20普通，AC-男13、AC-2睡0改性，5、10、18c锯m厚沥青哑层，22种路面书结构，15℃、20℃、25痛℃、30艘℃、35什℃，100k办N：200万、500万、1000万、1200万轴次扇，共200个工况样的沥青兆层永久围变形量——4种相同腥混合料赶的轮辙梅仪试验守，得到课相应的毅轮辙量车辙量模语型——标定模谢型的系岔数参数k1β1β2β3β4拟合结果0.11791.05891.32841.28480.9320车辙量喝模型车辙量洪模型验尺证——北京ALF试验段盖（预估表值略低俘于实测赖，误差10%左右）——江苏省02~杜04年通车的10条高速公唇路92个路段5年以上酒的车辙量紫数据（598个），N项的指数年（0.4锦79）取值较依为合理——05年东南大攀学环道试茄验6种不同枝材料路据面结构呼的车辙优量数据沥青层容警许永久变焰形量（mm）公路等级高速和一级二级三级和四级路表容许车辙量131823沥青层厚度200~130120~60≤50基层类型无机类非无机类无机类非无机类无机类非无机类沥青层容许青混合侧料蠕变率傲控制标准——沥青层容汗许永久变宁形量——不同地区特（沥青层乱有效温度汤）、不同茂交通荷载绝等级（设计共轴载作繁用次数劣）和不欲同沥青忠层厚度涛条件下肺，沥青混月合料在焰标准轮仅辙试验择条件下急的轮辙桑量要求——由轮辙讽量与蠕徐变率关央系得到岭蠕变率令要求轮辙深魄度与蠕随变率沥青混贷合料蠕毙变率技皆术要求源（次/mm）——低限600次/mm，高限900粮0次/mm沥青层厚度等效温度(℃)设计轴载作用次数（万）小于300300~700700~12001200~180012cm以上（高速公路）15~204347911160154720~25114020803050406725~30249445516672889730~3548108777128681716035~408482154772269030258沥青混粉合料的士蠕变率怕分布范隆围——普通（<33华00）、改性跌（330粘0~6医200）、SMA（>62纷00）不同反复勇偏应力作愈用下的永抓久应变累暗积不同主应响力比永久贼应变累积2种级配碎粱石，围压扩应力（30、50和70k藏Pa）永久应变刘速率-次数曲线塑性安定袄区——以1×10-8/次为标暗准，判参断粒料夜处于A区时的悲应力水加平上限开值依据安路定理论木概念，端控制住包传到粒伶料层或粒路基的辰应力或将应变水牛平，使夜它产生示的永久产变形累奴积可以搁最终趋培近于平非衡（稳当定）状岸态，便碑可以相喘应地控横制住粒袜料层或溜路基的构永久变伐形量，吴使路面扑结构不决会产生兽由于粒俩料层或粮路基的巾过量永缘瑞久变形僻而引起芳的损坏包。粒料层清应力水淹平与设哭计轴次席关系式——粒料层烂容许永缺久变形6mm（应变0.03）路基顶面炭压应变控弯制——依据安定理论——AASH旗O试验路195个路面券结构PSI摇=2.亩57.5路基永久弱变形路基顶面溉容许压应敢变模型路基顶踩面压应股变与累岛计轴次8各类路尾面结构玻使用性搬能分析性能分析粗模型♦沥青层派疲劳分遇析♦无机结斤合料层寺疲劳分区析♦路基永久唤变形各类损敞坏可靠犯度系数公路等级高速一级二级三、四级设计可靠度（%）95858060沥青层疲劳损坏kR0.2480.4160.4900.807无机结合料层（粒料）疲劳损坏kR1.9121.2050.9780.294无机结合料层（土）疲劳损坏kR0.9970.6280.5100.154路基永久变形kR0.6730.7790.8170.941沥青层厚度（mm）沥青层疲劳无机层疲劳路基永久变形1000.72~0.742.00~2.051.102000.94~1.012.08~2.112.69温度当量津系数（北京常）面层厚度(cm)1212884模量(MPa)10100沥青基层厚度(cm)22181814~1010~8模量(MPa)10000~8000粒料底基层厚度(cm)60~5050~4040~30模量(MPa)400~200路基模量(MPa)1008060沥青基层寿命可靠度/系数85%/0.41680%/0.49060%/0.807温度当量系数1.150.95~0.75寿命(106)13.4~4.97.7~2.85.2~1.93.6~0.71.7~0.4路基寿命可靠度系数0.7790.8170.941温度当量系数3.02.1~1.2寿命(106)510~214148~5124~6.89.4~0.71.2~0.14沥青层要求蠕变率5800~23002500~15001300沥青碎擦石基层飞粒料底稻基层面层厚度(cm)12121284模量(MPa)10100沥青基层厚度(cm)22~8181414~1010模量(MPa)10000~8000

底基层厚度(cm)40~3535~30303030强度/模量(MPa)2000~3000/0.8~0.62000/0.6路基模量(MPa)100~808060沥青基层寿命可靠度系数95/0.24885/0.41680/0.49060/0.807温度当量系数1.150.95寿命(106)135~4557~1193741~3660

底基层寿命可靠度系数0.9970.6280.5100.154温度当量系数2.402.30寿命(106)29560~57114340~252526187~359.56路基寿命可靠度系数0.6730.7790.8170.941温度当量系数3.02.1寿命(106)725~149117~1253117~7.48.3沥青碎石窑基层无机箩稳定土底庆基层面层厚度(cm)2218151284模量(MPa)10100粒料基层厚度(cm)302520模量(MPa)600~400底基层厚度(cm)30~2525~20模量(MPa)300~200路基模量(MPa)10060面层寿命可靠度系数90/0.41685/0.49060/0.807温度当量系数1.150.950.75寿命(106)7~44~23~1.52~0.91.1~0.40.7~0.2路基寿命可靠度系数0.7790.8170.941温度当量系数3.02.11.2寿命(106)49~2620~2.63.6~1.31.8~0.60.6~0.10.2~0.04粒料基层口粒料底基保