沥青路面施工作业与养护决策方法

加铺层设计方法和新路面结构设计是一样的，唯一不同的就是加铺层设计需要考虑旧路面进行加铺时的状况和剩余寿命。目前，国内外的加铺层设计方法可以归为以下三种类型，即经验法、弯沉法和力学经验法。

1.经验法

纯经验的加铺层设计方法一般以已知路面信息为基础，如使用年限、交通量、施工状况、结构性分段和环境等因素，建立加铺层厚度性能与上述这些路面信息之间的经验关系式，然后应用此经验关系式来确定所需的加铺层厚度。目前国内外常用的经验设计方法主要包括以下两种类型。

（1）组分分析法。

此方法假设若路面已经损坏且消耗了总寿命的一部分，则其使用状况与薄一些的路面结构相似，也就是说，考虑总寿命消耗了一部分之后，有效厚度将减少。由于有效厚度同各路面结构层的类型、状况和厚度有关，因此这种方法称为组分分析法。大部分正在使用的组分分析设计方法中采用了补足厚度缺额的概念，即加铺层厚度等于新的路面结构设计厚度减去现有路面结构厚度。其中，新的路面结构设计厚度是基于过去和未来的交通量状况在目前的路基上进行设计的厚度。式（4.2）是一个典型的厚度缺损设计方程式。

式中：H——加铺层厚度；

Hreq——新的路面结构设计厚度；

Hpress——现有路面结构厚度；

c——状况修正因子。

（2）路面状况评价法。

基于路面状况评价的加铺层设计方法通常根据评估人员的知识和经验进行。路面状况、加铺层修复措施的要求以及类型主要依据评估人员的主观判断。评估人员根据对路面预期行为的个人判断，同时考虑当地的路面类型、材料、病害、交通状况、排水设施、地形、植被以及季节气候状况进行加铺层设计。(www.xing528.com)

美国地沥青协会（AI）的有效厚度法、AASHTO的结构缺损法和加利福尼亚州的组成部分分析法都是经验法。在经验法的设计过程中，不需要对路面作出弯沉测试，它主要是以旧路加铺时的状况为依据，仅凭经验作出判断。这种基于结构能力的分析方法，在理论上是可行的，但由于考虑的因素不够全面，很多参数都是靠经验来确定的，在实际操作时还存在不少问题。

2.弯沉法

弯沉法有时又称为挠度法。弯沉法中的“弯沉”有以下两层含义。①弯沉与达到“破损”时的荷载重复作用次数N或使用年末的PCI或服务性能之间的关系。弯沉值越小，在破损出现之前容许的荷载重复作用次数就越大。②随着加铺层厚度的增加，加铺层上的弯沉值是逐渐减小的，加铺层厚度增加到能承担未来交通荷载重复作用所需要的次数为止。

美国地沥青协会、加利福尼亚州和路易斯安那州所用的设计方法都是建立在弯沉法基础上的。基于弯沉的加铺层厚度设计方法仍然是经验性的，其适用性受到在建立此方法时所用资料性能的限制，当遇到了不同的材料、环境状况、路面结构、交通水平和路基状况时，就一定要建立新的经验关系式或至少要对旧的关系式进行修正。但弯沉法的一个主要优点就是能在现场对路面整体结构进行测量。同时，其测试速度快，相对成本较低，有很多种设备类型可以选用。

3.力学经验法

力学经验设计方法的主要特征是根据不同路面结构层中的应力和应变来确定路面对荷载的响应。在确定路面寿命时，采用指定破坏准则下的路面响应与荷载重复作用次数之间的疲劳关系式来进行。力学经验法与弯沉法并不是互相排斥的，大部分方法采用基于弯沉测试下的应力和应变作为与路面性能有关的响应。这种设计体系与“弯沉法”不同的是：用来建立性能关系式的弯沉值往往是以力学模型为基础的，而不是直接依据观测资料而得到的。这种方法的优点在于，只要能够计算应力或应变，那么对于任何路面结构，都可以计算其所需加铺的加铺层厚度。力学经验法同时考虑了过去和现在的疲劳破坏和永久变形，以确定足够的加铺层厚度，根据一系列加铺层厚度来计算过去和未来的疲劳破坏，选择产生可容许的“疲劳破坏”的加铺层厚度。

力学经验设计方法的主要缺点是，为了正确地描述路面结构和材料特性，需要进行下列工作：①大量的材料试验和评价；②根据弯沉测试反算材料特性。环境因素对材料特性的长期影响，常使得该方法难以准确地描述现场实际路面的特征。此外，许多力学方法依赖于计算应力或应变与破坏准则之间的经验关系式，并且这种方法一般需要计算机进行设计，计算非常复杂，工作量大。

4.性能分析法

该设计方法考虑了环境、荷载、结构、材料、经济和性能等因素，将寿命、周期、费用分析引入罩面设计，可同时得出沥青路面最佳加铺时机和最佳加铺层厚度。该方法的核心是加铺后沥青路面（复合式沥青路面）的结构行为方程。该方程可以预先估计路面在采取罩面或加铺措施后，其使用性能随时间或轴载作用次数的变化规律，从而为建立基于性能的加铺层设计方法奠定良好的基础。

上述四类常用的加铺层设计方法各有优缺点，在研究应用时，应针对具体的限制条件，选择合适的设计方法。