国外沥青路面施工与养护决策方法

从沥青路面加铺层设计方法的分类可以看出，沥青路面加铺层设计方法可以以经验为基础（经验法），也可以以理论为基础（解析法），当然也可以将理论与经验相结合（力学经验法）。目前，在上述几类加铺层设计方法中，国外常用的有以下几种。

（1）美国地沥青协会（AI）法。

1969年，AI发表了路面修复设计方法，该方法的目标是为路基提供足够的保护，主要通过对路面几何及结构的改善来提高路面的通行能力和结构承载力，从而为车辆提供更安全的行驶条件。AI法认为路面结构性能的缺陷主要是交通量增长、路面材料性能变异以及设计方法不完善所造成的。AI法总结了不同病害形式的产生原因，但是并没有给出不同修复措施的评估方案设计与修复方案设计之间的具体区别，只是根据路面组成结构分析和路面响应分析（如弯沉），提出了用于路面结构性能缺陷评估和加铺层设计的两种经验性方法。这些方法适用于所有柔性路面，并且可以用于解释病害产生的原因及力学机理。

（2）动态圆锥贯入（DCP）法。

DCP法也是一种经验性的路面修复设计方法。该方法以南非德兰士瓦省广泛使用的动态圆锥贯入试验为基础，采用与路面结构分析相同的假设条件。DCP法主要用于薄层路面以及天然碎石亚层结构，但是最近有研究表明，DCP法也适用于轻微胶结的层状结构。DCP法的目标是达到一种均衡的路面设计，并且优化路面材料的强度。设计满足预期交通量要求的路面结构，并比较设计路面与已有路面DCP性质的差异，就可以达到DCP法的设计目标。DCP法以路面结构层的组合形式提出多种能够满足一定的设计交通量要求的设计路面。因此，需要结合原有路面结构和当地的材料情况，采用试错法来确定最经济的修复措施。DCP法允许设计人员在修复设计中充分考虑个人经验。

（3）TRRL表面弯沉法。

英国运输与道路研究所（TRRL）以1956年后公路调查数据的研究和实验为基础，于1978年提出了路面评估与修复设计方法，并最早采用路面弯沉值作为设计参数，通过路面弯沉值的测量，依据路面各结构层的变形特征，确定满足设计交通量的加铺层厚度，以达到延长路面使用寿命的目的。TRRL表面弯沉法的主要设计内容如下：①路面表面弯沉值的测量；②实测弯沉值的校正；③过去、现在交通量的调查和将来交通量的预测；④在达到极端条件之前，预测路面的剩余寿命；⑤在设计交通量的条件下，设计加铺层厚度，延长路面寿命；⑥根据路面结构条件的变化比较加铺层设计。

（4）SHELL设计法。(www.xing528.com)

SHELL设计法是由阿姆斯特丹的皇家壳牌试验室根据SHELL新建路面设计手册提出的。该方法最初用于设计新建路面，后来逐步发展完善，也可用于旧沥青路面的沥青加铺层设计。SHELL设计法是一种理论设计方法，其根据线弹性理论建立由以沥青材料为主的上层（面层）、以粒料类或胶结材料为主的中间层（基层）和一个半无限空间体的底层（路基）组成的三层结构模型。该结构模型主要以各结构层的变形模量、泊松比和层厚作为材料参数，对路面结构进行分析，并建立设计图表，根据设计图表确定路面加铺层的设计厚度。

SHELL设计法开发了以线弹性理论为基础的计算程序BSAR，以计算路面结构的应力和应变。在计算过程中，采用的控制指标如下：①作用在路基表面的垂直压应变，用来控制路基材料的变形；②作用在沥青面层的水平拉应变，用来控制沥青层的开裂；③作用在基层的拉应力和拉应变，用来控制基层的开裂。

SHELL设计法采用无损检测（NDT）——落锤式弯沉仪（FWD）评估旧沥青路面的特征。与其他设计方法不同的是，SHELL设计法在设计过程中考虑了加铺层的材料特性，以及路面结构的温度梯度效应，通过加权年平均气温指标W-MAAT反映不同季节的状况，同时在设计中还考虑了对路面结构层变形情况的核查。但是SHELL设计法仅仅根据沥青层的疲劳以及路基变形建立设计图表，不能评估松散颗粒层的特性；虽然考虑了温度，但是仅仅将温度变化作为一种气候影响因素，与实际状况还存在一定差距。

（5）南非力学设计法。

南非公路和交通运输技术部根据多年重车模拟设备（HVS）进行路面加速加载试验的试验数据和线弹性理论，提出了南非力学设计法。采用该方法可得到路面行为目录。南非力学设计法在设计过程中假设路面状况是路表弯沉的函数，通过路面行为目录或者计算机模拟路面在加载条件下的响应进行路面分析，对分析计算出来的应力、应变以及变形等关键参数进行加权处理来进行路面修复设计。南非力学设计法可以为不同类型的路面结构层各种可能的材料因素提供一个综合的理论分析，是少数可以评价各种路面材料的方法之一（如基层或底基层的颗粒状材料等）。但是，南非力学设计法没有提供对路面结构层永久变形的评价或对路面的整体评价。虽然南非力学设计法承认温度和湿度等环境变化的重要性，但是由于相关研究尚不充分，目前南非力学设计法中并没有考虑环境因素的影响。

（6）AASHTO路面加铺层设计法。

AASHTO路面加铺层设计法认为加铺修复的目标是改善路面结构性能，需要加铺的厚度是满足将来交通需要的结构性能和旧路面结构性能的函数，并通过加铺层结构数确定加铺层的厚度。AASHTO路面加铺层设计法也是以弯沉为基础，但是并没有直接以弯沉作为设计指标，而是根据路面弯沉并考虑季节和温度效应，反算路基回弹模量和路面有效回弹模量。通过路基回弹模量、设计PSI损失、加铺设计可靠度以及柔性路面整体标准差等设计输入参数和无损检测法、路况调查法以及残余疲劳寿命法，分别确定未来交通所需要的结构数和旧路面有效结构数，并以此确定设计加铺层厚度。AASHTO路面加铺层设计法特别强调弯沉测量以及钻芯试验和材料试验确定路基路面结构性能的重要性，同时充分考虑了交通量的增长变化情况和路面衰减状况，以设计确定合理的加铺层厚度。