01 力學-經驗設計法應用推廣
我國的新版公路瀝青路面設計規范，自2017年9月起正式實施。這本規范的發布標志著我國的瀝青路面設計方法正式進入多指標體系的力學-經驗法設計實踐階段。
與2006年版設計規范相比，2017版規范帶來了這些變化：
02 路面設計的流程
03 路面材料設計參數的變化
瀝青面層的設計參數：
靜態單軸抗壓回彈模量→單軸壓縮動態模量
無機結合料穩定類基層的設計參數：
單軸壓縮彈性模量（頂面位移→中段位移）
粒料類材料底基層/路基的設計參數：
查表→三軸壓縮回彈模量
01 瀝青混合料動態模量
加載波形：半正弦波軸向加載
試驗頻率：0.1-25Hz
試驗溫度：-10℃, 5℃, 20℃, 35℃, 50℃
位移測量：3個LVDT測量中段變形
試驗規范：JTG E20 T0738/AASHTO T378
02 無機結合料彈性模量
加載波形：1mm/min軸向加載至破壞
試驗頻率：/
試驗溫度：正常室溫/未特殊要求
位移測量：3個LVDT測量中段變形
試驗儀器：600kN壓力試驗機
試驗規范：JTG D50-2017 附錄E
03 粒料類材料回彈模量
加載波形：半正弦波軸向加載，徑向階梯圍壓
試驗頻率：0.1s加載，0.9s卸載
試驗溫度：正常室溫/未特殊要求
位移測量：2個LVDT測量頂面變形/側面變形
試驗規范：JTG D50-2017 附錄D
04 瀝青混合料試驗的配套輔助工具
完成瀝青混合料的動態模量試驗的一個重要前提條件是制備形狀規則，密度分布均勻的試件，從而在加載過程中可以使得試件可以均勻受力，得到理想的試驗結果。
01 馬歇爾試件與旋轉壓實試件對比
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試件類型 |
馬歇爾試件 |
旋轉壓實試件 |
|
級配類型 |
AC-13C |
AC-13C |
|
面空隙率最大值% |
12.60 |
12.19 |
|
面空隙率最小值% |
1.98 |
2.85 |
|
面空隙率平均值% |
4.53 |
4.42 |
|
標準差% |
1.72 |
1.46 |
|
變異系數 |
0.38 |
0.33 |
02 核心應用：從旋轉壓實成型試件中鉆取標準動態模量芯樣
擴展應用：從路面芯樣中鉆取小直徑（直徑38/50mm）動態模量和疲勞試件
03
|
AASHTO TP131間接拉伸動態模量 EN 12697-24E IDT 間接拉伸疲勞 EN 12697-26C IDT 間接拉伸模量 |
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ASTM D8044 SCB路易斯安那 AASHTO TP105 SCB明尼蘇達 AASHTO TP124 SCB伊利諾伊 EN 12697-44 SCB |
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AASHTO T342 AASHTO T378 JTG E20 T0738-2011 EN 12697-25A&B 公路瀝青路面設計規范附錄F 單軸貫入 |
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EN 12697-24D/ASTM D7460 AASHTO T321/EN 12697-26B JTG E20 T0739-2011 4PT JTG E20 T0715-2011 3PT JTG E20 T0728-2011 Bending Creep |
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Tex-248-F Overlay ASTM WK26816 Overlay |
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EN 12697-24A & 26A 2PT 法國標準 |
05 瀝青面層疲勞驗算
在眾多的疲勞試驗方法中，我國的規范選擇的是棱柱體四點小梁彎曲的試驗方法，試驗方法為JTG E20-T0739。
疲勞方程：
試驗結果示例（模量下降50%）
方案：四點小梁彎曲疲勞試驗
方案一
外接空壓機動力
5kN-底部加載
方案二
四點彎曲夾具+ASTQube
電動作動器加載
15kN-底部加載
方案三
四點彎曲夾具+UTM30 | UTM130
液壓作動器加載
30kN/100kN-頂部加載
06 無機結合料穩定層疲勞驗算
無機結合料穩定層的疲勞試驗與瀝青混合料層的方法類似，都是使用三分點加載的四點梁彎曲疲勞試驗方法，參考的規范是JTG E51-T0856標準。
疲勞方程：
實驗方案
通用四點彎曲夾具+UTM30 | UTM130
液壓作動器加載
30kN/100kN-頂部動態加載
07 永久變形驗算
考慮到試驗需要簡單易用，與現場長期觀測指標相關性好以及設備易于推廣的前提，新規范仍然選用車轍試驗動穩定度指標作為標準試驗方法。
瀝青混合料層永久變形量驗算公式：
|
基層類型 |
瀝青混合料層容許永久變形量 |
|
|
高速 一級公路 |
二級 三級公路 |
|
|
無機結合料穩定類基層 水泥混凝土基層 底基層為無機結合料穩定類材料的瀝青混合料基層 |
15mm |
20mm |
|
其他基層 |
10mm |
15mm |
08 瀝青面層低溫開裂指數驗算
采用經驗法，對瀝青混合料層的開裂狀況調查，并對瀝青的性質（勁度模量），路面結構（瀝青混合料層厚度）和路基土類型進行了測試。
瀝青面層低溫開裂指數：
St為在路面低溫設計溫度加10℃試驗溫度條件下，表面層瀝青彎曲梁流變試驗加載180秒時的蠕變勁度（MPa），因此為了進行瀝青面層的低溫開裂指數驗算，我們必須要增加低溫彎曲梁流變試驗，依據標準JTG E20-T0627。
BBR彎曲梁流變儀測量低溫時瀝青的彎曲蠕變勁度用于開裂指數計算
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公路等級 |
高速 一級公路 |
二級公路 |
三級 四級公路 |
|
低溫開裂指數CI，不大于 |
3 |
5 |
7 |
09 瀝青混合料性能
除了以上的驗算要求外，還需要對瀝青混合料的性能進行一些性能檢測。
高溫性能
單軸壓縮貫入強度試驗
初始荷載：0.05kN
加載速率：1mm/min，至應力值降為應力極值點90%時停止
試驗溫度：+60℃（標準）
試驗儀器：UTM | 各種材料試驗機
計算指標：貫入強度
試驗規范：JTG D50-2017 附錄F
低溫性能
三點彎曲試驗
加載速率：50mm/min，直至試件破壞
試驗溫度：-10℃±0.5℃
試驗儀器：UTM | 各種材料試驗機
計算指標：抗彎拉強度，破壞時的梁底最大彎拉應變和破壞時的彎曲勁度模量
試驗規范：JTG E20-2011 T0715
抗水損害
劈裂試驗
加載速率：50mm/min，直至試件破壞
試驗溫度：25℃
試驗儀器：馬歇爾試驗機 | 各種材料試驗機
計算指標：凍融劈裂抗拉強度比TSR
試驗規范：JTG E20-2011 T0729
10 瀝青性能
當BBR試驗結果不通過時，通過DT直接拉伸試驗共同確定低溫臨界開裂溫度。
測量剪切模量用于動態模量計算：
對瀝青進行高溫高壓老化，模擬幾年的路用老化。
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