2)PSI的确定 ①路面不平整度SV（平均斜率方差）的测定： SV用平均斜率方差表示，（每隔1ft测一次）用每9in 长 度的高差y除以距离 （图9· 25）
2 ( s s ) SV n 1 PSR与 log(1 sv ) 关系。测定结果见图
(9· 1)
②车辙深度
2 1000 ft 用4ft直尺在轮迹带上测量，每20ft测两条轮迹的平均值（每 测40－50断面）
性 指 数
PSI
路面B
3 2
0 1 0
2
4
6
8
10 12 使用年限
14
16
18
20
PSI随作用次数W的增大而逐渐损失，整理W与PSI损失值的关系为：
CO Pt W ( t ) CO 1.5
上式中：CO－试验路测得的初始PSI平均值； Pt－行驶Wt次后测得的PSI值 ρ－路面从修建起行车至PSI为1.5时的次数 β－斜率
三、AI设计法 从1954至1969，AI每2年出版一次，共八个版本。 这前八版均为经验法。1977开始到1981年出版了 力学一经验法的第九版。91年又提出了第九版的 修正版。 路面模型：
三层连续体系—全厚式沥青路面
四层连续体系—双层沥青层下设粒料底基层。
荷载：双圆、垂直均布，标准轴80kN p=0.49MPa δ=11.5cm，圆心距3δ 控制指标：沥青层底εt和土基顶面εc 。设计程序：n层DAMA程序 设计流程：见图。
A1
[ r ] N 0.25
4．设计步骤 1)拟定土基，路材的模量及各层厚度，用BISAR程序验算εr，εzσr-2。
2h1 处的εr、εθ，取其大者。 若E1=1000MPa，应计算 h1 、 3 3 h1及 h 2 2)用[εz]代入BISAR程序，计算 ∵E2与h2有关，故应试算 3)用[εr]代入BISAR程序，计算h1及h2
二、shell设计法 1、路面模型及计算程序 多层（一般三层）弹性体系，E1～ En-1 =0.25 n =0.35 荷载：单园，双园，多园图式 垂直及水平均布荷载 标准轴载：80KN 即标准轮载20KN p=0.6MPa =10.5cm 计算程序——BISAR(Bitumcn Stress Analysis in Road)
2 2 2 2
2
(9.14)
3．不同道路等级的设计标准：（设计年限20 年 P389） 对主要道路PSI≧2.5为正常 对次要道路PSI≧2.0为正常 损坏标准 PSI≦1.5， 当1.5≦PSI﹤2.5(2.0)时应该罩面和维修
2、AASHO试验路基本方程 1）基本方程
路 面
5 4
路面A
耐 用
0.304 M
E
* 0.259
N 0.304
2)土基表面容许压应变： Nd=1.365×10 -9(εc) -4.447 (11.22) [εc]=(1.365×10 -9) 0.223N−0.223 =1.05×10 −2N−0.223 ____ 满足11.22公式，则 RD ≯0.5in (12.7mm)
不同沥青类面层容许拉应变[εr]（N=10 6）
[εr]=A1N -0.25 A1——与沥青混合料类型及劲度模量Sm有关。Sm越大， [εr]越小，混合料越好 A1越大。 A1称路面结构使用年限内的校正系数。 沥青砼＞贫沥青砂＞密沥碎＞沥青砂砾＞贫沥碎。(见上图) 3）整体性基层的容许拉应力[σr2]——与材料类型、组成、剂量及龄期相关。 90天龄期时，[σr]=σr-1（1-0.075lgN） σr-1——一次荷载下的极限弯拉强度。 ____ 4）路面容许车辙 [ RD ] ____ ____ [ RD高速 ] =10mm [ RD一般 ] =30mm 5）粒料材料最小模量E2 0.45 E2=K2E3 E2 0.56h2 当h2=15,20,50… 则 K2=1.89,2.15，3.26… K2≈2～4之间 6）沥青路面低温缩裂——与荷载无关，靠材料组成设计解决。
26，9· 28 RD ——图9·
RD的单位为in， RD2 与PSR的关系见图9.28
3）开裂与补丁面积－图9.29 开裂面积：龟裂、碎裂按面积计，单裂纹则用长度×1ft计算面 积 补丁面积：包括已修补和待修补的面积，裂缝度c与修补度f均 以ft2/1000 ft2计。 c f 与PSR的关系见图9.29。（刚性路面log(1 SV )及 c f 与 PSR的关系9.30,9.31） 4）PSI回归公式（74个柔性段）
AASHO以实际行车的使用性能为标准，制定计算公式，提出路 面设计法。
284段柔性，264段刚性 N 111.4万次 2700万美元
一方面，根据使用者的要求对现有路况评级（主观的，定性 的），称现时服务能力评定（PSR），另一方面，对路面的 质量（SV，RD等）进行（客观的，定量的）评定，用统计方 法将二者结合得出现时服务能力指数PSI。 1)PSR的确定 5分制评分
PSI 5.03 1.91 log(1 SV ) 1.38 RD 0.01 c f 若将单位改为公制 PSI 5.03 1.91 log(1 SV ) 0.21RD 0.032 c f 改公制单位 c f 的单位是m / 100m ， RD 单位为cm
∵[εr]与Smη (S与T、T与h)有关，只能用迭代法。 并检查E2是否等于0.56h20.45E3。 据[εr]，[εz]二者计算出的h1，h2 ，取其大者。 4)对整体性基层，用[σr]=σr-1（1-0.075lgN）代入程序求h1，h2。
∵控制h1厚度的不是[εr]、[εz]，而是防止反射裂缝的最小沥面厚度，因 此，h1一般取15～25cm
1)当h1≤20cm εr max 在h1内的下半部； 2)当h1＞20cm , εr max 在h1内的上半部。
2）次要标准 ①基层水平拉应变ε r 2 或拉应力σr 2 ②路表总变形 RD
____
3）再次要标准
①沥青层低温缩裂—与荷载无关，靠材料组成设计解决。 ②粒料基层最小模量
3、容许值的确定 1）土基容许压应变[εz]——据AASHO试验，取Pt=2.5 μ=0.35的结果整 理。 [ ] [εz]=2.8×10-2N-0.25 (保证率R=50%) A 1 2.1×10-2 N -0.25 (R=85%) N 0.25 1.8×10 -2N -0.25 (R=0.95) 2）沥青面层容许水平拉应变[εr]——由下图查得。
交 通 量 预 估
确回 定弹 路模 基量
选温 择度 设 计
选沥类基 择青型层 基混或厚 层合集度 料料
设计厚度组合
分期修建
不分期修建
经济比较
最终设计划
1.设计标准 1)沥青基层底面容许拉应变[εt] 对标准混合料（Vb=11% Va=5%）: N=0.0796(εt) -3.291 ︱E*︱-0.854 （英制） (7.38) 对一般混合料 N=0.0796C(εt) -3.291 ︱E*︱ -0.854 （英制） Vb 式中C=10M；M=4.84( -0.69)
可计算垂直、水平、或综合荷载下n层连续、光滑、部分连续 体系内的应力、应变与位移。沥青材料的模量取劲度模量。
2、设计标准（6个） 1）主要标准
r z
E1
E2
En
r1
h1
r
2
z
h2
临界点位臵： 荷载轴线 对 r ，当 2 较大，且
1
2 1

h1=A0﹥13.3cm时，ε r max 在沥青层内
例：每月1万次，夏秋共8月， K2＝1，冬季3个月， K1＝0.6，春融一个月K3＝4.5 则：W＝3×0.6＋8×1＋1×4.5＝14.3>12万次
2） ρβ与路面结构及轴载的关系 根据试验路资料，当W与ρ用加权轴数表示，ρ、β与路面结构数SN及轴载L 有以下关系
Va Vb
82年AI报告，按7.38式所得的疲劳开裂面积占总面积的20%。 上式改为公制： Nf=18.4×10M [(εt) -3.291 · 6.25×10 -5︱E*︱ -0.854 ] =1.15×10 -310M︱E*︱ -0.854 (εt) -3.291 ∴[εt]=
0.128 10
第三代
AASHO法－以使用性能为基础的经验设计法 －据足尺试验提出的设计方法 WASHO试验
1955年
1962年 AASHO法提出 ①PSI与路面工作状态的关系；提出了路面设计标准 ②建立了路面设计的基本方程 ③提出了轴载与数量间的等效关系 第三代方法的缺点： ①理论基础薄弱 ②公式只适用于道路试验的地点 ③不能适用新材料与新结构
对上式取对数即得AASHO的基本方程
Gt (log Wt log )
log Wt log Gt为 log G
（11.29）

CO Pt (任意时刻t时的PSI损失) CO 1.5(达到损坏时的 PSI损失)
当CO＝4.2，P＝2.5， 2.0， 1.5时 Gt＝-0.2009， -0.0889， 0 β－为双对数直线的斜率，与路面结构的强弱、荷载的大小有关。 β大，PSI损失快；反之，损失慢（见上图）。W和ρ为加权轴次，是不同季 节的轴载作用次数乘以季节加权数的总和。若不同季节的加权系数为K1、 K2、K3。而相应的交通量为W1、W2、W3，则有： W＝K1W1＋K2W2＋K3W3 季节加权系数：冬季K1＝0.2～1,夏秋季K2＝0.3～1.5, 春融时K3＝4～5
第四代 力学－经验法 1855年 Boussinesq 半无限体应力公式 1940年 Goldbeck 将其用于路面设计 1943年 Burmister双层弹性体系 1945年 三层弹性体系 1948年 Fox和Hank得到应力的数值解 1962年 Jones· Peattie发表设计图表，使理论值 进入实用阶段 1963年 Shell石油公司提出力学－经验法 1968年 BISAR程序 1977年 力学－经验法成为各国设计法的主流 1981年 AI第九版改为力学－经验法 2005年 AASHO－2002全面改为力学－经验法