摘 要：当前沥青路面设计方法主要有两类：一是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论；一是以经验或试验为依据的经验方法。我国的沥青路面设计以弹性层状体系为基础。严格说来，沥青路面在力学性质上属于非线性的弹-粘-塑性体；以美国AASHTO为代表的经验法是人们通过大量的测试，修筑试验路对实际车辆行驶效果进行系统的观察，形成了以车辆荷载作用下确保路面结构承载能力为核心的设计法。
　　关键词：沥青路面；路面设计；设计方法；方法比较
　　一、我国沥青路面设计方法
　　我国沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系，这种沥青路面设计方法的路面的破坏状态准则主要包括沉陷、弯沉、车辙、疲劳开裂、低温开裂、推移。这种方法主要是以弯沉值表征路面结构的整体强度和刚度，通过设计弯沉值和路面结构各层材料的抗压回弹模量推算出路面的厚度，然后检验相应的层底拉应力或者剪应力是否满足要求。这种路面厚度设计的许多标准形成时间较早，对高速重载条件作用下的适用性及改进方法仍值得深思。我国路面设计方法虽然采取了多个指标，但由于材料参数选取比较宽泛，导致实际起作用的指标仅为一个，对路面结构组合设计的指导性较差。
　　我国对路面材料参数的“相容性”较差：材料试验条件不能反映实际路面的复杂条件；材料的强度没有反应结构的强度，以至于虽然材料强度能够满足规范的要求，但路面的非正常损坏依然非常普遍；许多材料参数指标与路面使用性能的对应关系不明确，设计阶段采用的参数各施工阶段的检测指标不一致；检测条件不够严格，导致试验检测结果的可比性较差。用于计算路面的设计弯沉值和路面结构的应力应变采用的累计轴载作用荷载次数不一致，存在表面逻辑矛盾。
　　目前，我国在路面实践中遇到的主要问题是路面的实际使用寿命低于设计寿命，造成很大的浪费，大量出现“早期破坏”现象，甚至是“初期破坏”。虽然我们的设计方法是基于力学的，但我们分析的范围和所考虑的主要受力方式相对于目前复杂的荷载状况而言可能过于简单，很多东西缺少定量的研究。初步考虑了环境因素对路面力学参数的影响，但忽略了环境因素对路面性能的影响，而这一点是更为重要。
　　我国的目前沥青路面设计的路面结构中的基层几乎都采用半刚性材料，虽然半刚性基层有很多优点，但也有不少缺点，有些是无法克服的。如半刚性基层会收缩开裂并由此引起沥青路面的反射裂缝不同程度的存在各高速公路上，这种裂缝的封闭很困难，带来的危害也很多。半刚性基层非常致密，倘若水到达基层后不能迅速地排走，将会在形成很大的水损坏。许多这种形式的路面结构基层常常先于面层破坏，不得不进行“开膛破肚”式的维修，这是设计上的失败，也是目前面临的一大难题。
　　二、AASHTO沥青路面方法
　　AASHTO法提出了路面现时服务能力指数PSI的概念，以反应路面的服务质量。通过对相同路段的主观评价和客观评价，建立了PSI与路面状况的关系。主观评价指组成平分小组，由评分成员对路面分别进行评分，所得到的评分值即PSI值；客观评价指量测路面的坡度变化、平均车辙、裂缝面积等状况。
　　AASHTO设计第一次提出了路面现时服务能力指数PSI的概念，提出了轴载换算的概念和公式，考虑了路面结构的可靠度。它以使用年末的路面服务能力指数Pt 作为设计控制标准，使路面结构设计和路面使用末期的性能联系起来。这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。但该设计方法是依据短期的实验结果得出来，试验时选用的路面材料十分有限，路基土类型少，环境因素单一。
　　新的AASHTO路面设计方法引入力学后，可使以下的比较设计成为可能：可模拟荷载条件的变化对路面的影响，可计算荷载大小、轴载大小、轮轴数的增加等各条件对路面损坏的；可对现实中存在和使用的材料与将来的使用性能；在预测路面使用性能时能够考虑材料的老化影响；能够预计由于冰冻使强度衰减，季节因素对使用性能的影响；能够评价排水设施的效果
　　三、两种路面设计方法的比较
　　AASHTO路面设计方法是AASHTO实验路的研究成果，投资巨大，其研究成果对后来的路面设计理念起了很重要的作用。中国的沥青路面设计方法是借鉴外国的设计方法、结合本国的实际环境的不断发展起来的，中国现行的沥青路面设计方法大概是70～80年代才发展起来的，它没有像AASHTO路面设计方法那样。
　　基于经验或试验为依据的经验方法可能会比较容易随着环境的变化而落后，但基于力学的方法也有不足之处。这些方法的基本框架存在一些共同的不足：（1）现有的设计方法不能指导路面结构组合的定量设计，很难优化设计路面的结构组合；（2）未曾考虑材料性能对疲劳和长期抵抗变形能力的影响，对不同沥青路面采用的疲劳或永久变形方程是相同的；（3）未曾考虑经济因素。路面的设计在今天道路投资多元化的条件下，考虑技术-经济问题越来越重要，特别是随着交通量增加而增加的用户费用；（4）路面力学特性与使用性能之间缺乏明确的定量关系，无法根据力学分析结果推知设计的组合结构和力学强度所能提供的路面使用性能，使得采用力学参数控制路面存在着一定的盲目性；（5）环境因素的考虑较弱。大部分设计只考虑了温度的影响而忽略湿度或者水。因为温度的影响在试验室环境下比较容易控制，而湿度较难，但路面实际使用状况却表明：有时候湿度对使用性能的影响要比温度大。
　　四、结语
　　近年来，由于交通量的迅速增长和轴载的变化、公路建筑材料和施工方法的不断更新换代，过去单独的基于经验的或基于力学的路面设计方法在某些方面已经不能适应形式的发展，需要进一步的研究和改进。无论是中国的沥青路面设计还是新的AASHTO沥青路面设计方法，虽然成功地解决了很多工程问题，但也有很多需要改进，进而提出更完善的理论。
　　参考文献
　　[1] 胡雷鸣.沥青路面设计方法探讨[J].江西建材，2013（02）.
　　[2] 梁勇.公路沥青路面设计有关问题探讨[J].工程建设与设计，2013（07）.
　　[3] 刘纪锋.长寿命沥青路面设计指标分析[J].交通标准化，2013（08）.
　　作者简介：胡鹏展，大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司。