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1、基于有效模量瀝青路面加鋪層設計方法摘要：本文參考AASHT0設計方法中舊瀝青路面層系數的建議值，根據模量和層系數的關系，確定了半剛性基層瀝青路面結構層的有效模量建議值，并結合中國瀝青路面設計方法，提出基于結構層有效模量的半剛性基層瀝青路面加鋪層設計方法。關鍵詞：道路工程；加鋪層設計；有效模量；結構層系數；AASHTO中圖分類號：U416.217文獻標識碼：A文章編號：一、AI瀝青加鋪層設計方法AI的路面設計采用2個應變量作為設計指標：一個是瀝青混合料層底水平拉應變，以控制路面疲勞開裂；另一個是路基頂
2、面豎向壓應變，以控制永久變形。AI法將路面視為多層彈性體系，根據交通量和土基強度確定路面所需的總厚度，根據舊路面狀況確定舊路面結構層的有效厚度。舊路面各層的厚度換算系數。由公式，計算加鋪結構層厚度。、AASHT0瀝青加鋪層設計方法AASHTO加鋪層設計是基于剩余壽命的概念，滿足未來交通量所需的加鋪層厚度，可由式（1）確定。（1）式中：為加鋪層的結構數；為瀝青加鋪層的結構層系數；為加鋪層厚度；為承載將來交通所需要的結構數；為舊路面的有效結構數?？筛鶕剑?）確定（2）式中：為80kN當量荷載作用次數的
3、預測值；為給定可靠度的正態(tài)偏移；為結合交通預測和性能預測的標準離差；為初始設計服務性指數（取值為4.2?4.5）和最終路面設計服務性指數（主要公路不小于2.5,次要公路不小于2.0）的差值；為路基土的回彈模量。（3）式中：、、分別為面層、基層和底基層的結構層系數；、、分別為面層、基層和底基層的厚度；、分別為基層、底基層的排水系數。可以通過現場路面狀況調查和路面材料的結構性能測試來評價，具體可以根據路面狀況選擇瀝青路面各結構層的層系數，然后確定。三、路面結構層有效模量的確定路面結構層的模量，是路面結構
4、設計的重要參數。中國路面材料靜態(tài)參數與AASHTO設計方法動態(tài)參數有良好的對應關系。AASHTO給出了密級配瀝青混凝土模量和結構層系數的關系，結構層系數與回彈模量基本上是線性關系，如圖1所示。由圖1可知，舊路面狀況與AASHTO層系數、路面結構的有效厚度、路面各層的模量有密切關系。所以可根據舊路面狀況估計路面結構層的有效模量，以有效模量作為路面加鋪層的設計參數，進行加鋪層設計。1.瀝青路面面層有效模量的賦值瀝青面層有效模量參照AASHTO加鋪層設計方法確定。如對于舊瀝青面層的第I階段的有效模量，可根
5、據《公路瀝青路面設計規(guī)范》推薦的瀝青混凝土的中值模量（1400MPa）進行折減得到，所以舊瀝青面層第I階段的有效模量推薦值為1100?1400MPa。其他類的模量可以利用舊瀝青面層的第I階段的有效模量推薦值與AASHTO層系數和模量大致的線性關系，用插值法推導出來。1.半剛性基層材料有效模量的賦值半剛性基層材料是中國高速公路廣泛使用的材料，王旭東的研究給出了中國半剛性材料模量與AASHTO推薦模量之間的關系，認為在可靠度為50%時，動態(tài)回彈模量為靜態(tài)模量的2.2倍。按照基層的開裂狀況分階段確定基層材
6、料的有效模量，把半剛性基層在使用過程中的狀態(tài)經歷分為3個階段：疲勞開裂前階段，這個階段的模量為4000?6000MPa；疲勞開裂階段，這個階段的模量為1300?1700MPa；疲勞開裂后階段,這個階段的模量為400?600MPao半剛性基層其他階段的有效模量，可以根據插值法計算出來，四、路面結構層有效模量的判斷方法1?瀝青面層有效模量的判斷方法對瀝青路面上面層有效模量的評估，可根據舊路面狀況中的龜裂數量進行評估；對瀝青層中下層的有效模量，可以取與上面層模量相近的值，但要小于現行規(guī)范推薦的中值。2.半
7、剛性基層有效模量的判斷方法目前，半剛性基層的主要病害主要通過雷達檢測評定。半剛性基層的有效模量可以根據雷達檢測數據進行評估，算出半剛性基層龜裂的百分率。五、基于有效模量的加鋪層設計步驟根據中國《公路瀝青路面設計規(guī)范》，確定設計交通量ESALo(2)確定土基回彈模量。(3)估計舊路面的有效模量，舊路面結構層的有效模量。(4)根據交通量計算設計彎沉。(5)用HPDS2006公路路面設計程序系統(tǒng)，計算加鋪后的計算彎沉，使W。六、加鋪層厚度設計示例與對比分析為進一步說明基于結構層有效模量的瀝青路面加鋪層設計
8、過程，以某高速公路的檢測資料為基礎給出設計案例，并與現行規(guī)范的設計方法、AASHT0和AI設計方法進行對比分析。1?交通量現狀和原路面狀況路段的交通量數據：路面竣工后第一年日平均當量軸次為10339；設計年限內一個車道上累計當量軸次為2.558783o運用AASHT0.AI設計方法，需要把中國的100kN的當量軸載換算成80kN的當量軸載，對于2種設計方法的不同標準軸載，可采用四次幕定律公式進行換算，即(4)式中:為軸載等效系數；為任意標準軸載；為待換算軸載。將一個車
