美国地沥青学会AI沥青路面设计方法.doc

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1、第七篇AI沥青路面设计方法选择基层沥青混合料类型或集料基层厚度MS-l（ThicknessDesign-AsphaltPavementforHighwaysandStreets）是美国地沥青学会(AI)出版公路及城市道路沥青路面厚度设计方法手册，自1955年以来，出版了九个版本的MS-l系列手册。MS-l的第七和第八版是以AASHO道路试验、WASHO道路试验和一些英国试验路的数据为基础，1981年出版的MS-l的第九版本与前面的版本不同，第九版以前的MS-l手册中沥青厚度设计方法都是采用经验方法，第

2、九版本以力学一经验法为基础，应用弹性多层体系理论以及经验的破坏准则确定路面的厚度。1983年进行了MS-1修订，提出了专门的设计程序CP-1DAMA，并研制了能覆盖三个不同温度范围的系列设计图表,然而代表美国很大一部分地区的只有一张图表。1991年又提出了MS-l第九版的修正版本和新的CP-1DAMA程序（以下简称DAMA），包括了三个不同温度区范围的路面厚度设计。图8.1是AI厚度设计法流程图。确定路基回弹模量交通量预估选择设计温度设计厚度组合分期修建不分期修建经济比较最终设计图8.1AI厚度设计法

3、流程图第一章交通分析1.1计算设计年限内的设计ESAL在进行路面结构设计时，必须首先对设计年限内的交通状况进行预测。AI对交通量的预测是以80KN作为当量标准轴载为基础的。为了得到设计年限内的设计车道上当量轴载的ESAL，首先必须将各种荷载组下的作用次数换算为对应的80KN的当量轴载次数。对应80kN当量标准单轴荷载的(n0)i为i荷载组每天的初始重复作用次数，可用下式计算:(n0)i=(piFi)(ADT)0(T)(A)(8-1-1)式中:(n0)i为i荷载组每天的初始重复作用次数；pi为i荷载组占

4、总重复作用次数的百分数；(ADT)0为设计年限开始时的日均交通量；T为货车在ADT中的百分数；A为每辆货车的平均轴数；Fi为i荷载组的当量轴载系数（EALF）,是根据pt=2.5、SN=5时的AASHTO当量系数。对应的当量轴载系数F计算公式：（8-1-2）其中：Gt=log[（4.2-2.5）/（4.2-1.5）]bx=0.4+0.081(Lx+L2)3.23/[(5+1)5.19L23.23]Lx为作用在一组单轴、一组双轴、一组三轴上的荷载,单位为kip,L2为轴的编号,单轴为1,双轴为2,三轴为

5、3。设计车道设计年限内的当量轴载的ESAL计算公式：ESAL=(åpiFi)(ADT)0(T)(A)(G)(D)(L)(365)(Y)（8-1-3）式中：G为增长系数；D为方向分布系数，通常假设为0.5，除非两个方向的交通量不同；L为车道分布系数，它随交通量和车道数目而变化；Y为设计年限，单位为年。其中式（8-1-3)中右边第一项和第四项合并，称之为货车系数。Tf=(åpiFi)(A)（8-1-4）式中：Tf为货车系数，或每辆货车的8OkN单轴荷载作用次数。式（8-1-3）改写为：ESAL=(ADT)

6、0(T)(Tf)(G)(D)(L)(365)(Y)（8-1-5）路面设计所需最基本的交通消息是设计年限初的货车日均交通量ADTT，ADTT可以用ADT的百分率或实际值表示，这一初始日均交通量，可以通过交通特性与设计项目相类似的道路实际交通统计得到。确定设计ESAL应采用以下具体步骤。（1）预测拟建工程可能行驶的不同类型车辆的数量，如客车、单车厢货车(含公共汽车)以及各种类型的多车厢货车等。若可以预测货车总数，但不知其类型，则可用表8.1.1作为参考，查表得出各货车百分数。表8.1.1美国不同等级公路的

7、货车分布情况车辆类型货车百分数州际其它主干线次要主干线集散道路主要次要郊区路网单车箱货车2轴，4轮 2轴，6轮 3轴或以上 全部单车厢货车 半拖挂牵引车 4轴或以下 5轴 6轴或以上 全部多车厢牵引车 全部货车4382554114710060103733251271007111486311<1141007310487210113100801029226<18100市区路网单车厢货车2轴，4轮 2轴，6轮 3轴或以上 全部单车厢货车半拖挂牵引车4轴或以下 5轴 6轴或以上 全部多车厢牵引车 全部货车52

8、122665281341006612482513<118100671585312<11510084929523<151008611<19712<13100（2）确定每种车辆的货车系数。对于所有货车采用相同的货车系数，也可以对不同等级的货车采用各自的货车系数。表8.1.2给出了常用的货车系数。若只知道货车的总数，则不需要按表1将其细分为不同车型，只要将货车总数乘以表2底部所示的全部货车系数，即可得到当量8OkN(l8kip)单轴荷载作用次数。表8.1.2美