完整版东南大学路基路面设计原理与方法博士入学试题参考资料.docx
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完整版东南大学路基路面设计原理与方法博士入学试题参考资料
一．深入了解沥青路面结构组合设计的内容，对沥青面层、基层类型及各自的作用能进行全面的分析。
路面设计包括两方面的内容：
路面结构组合设计和厚度设计。
其中结构组合设计是最复杂的。
一个优良的路面结构组合设计方案对设计者提出了以下各方面的要求：
①了解路面材料、当地交通和气候条件以及它们之间的相互作用；②了解路面的使用性能等级以及设计年限内应该满足的使用性能。
沥青路面结构设计的主要内容就是根据当地的交通、气候条件，通过对路面材料性能的把握，设计出在设计年限内具有与道路等级相符合的路面使用性能的沥青混凝土路面。
具体的说，当地的交通要与标准轴载（BZZ-100）进行换算，并根据车辆横向分布系数、车道系数等计算出设计年限内标准累计当年轴载作用次数。
关于气候方面要根据公路气候分区表，确定当地的气候类型，以决定基层的类型，垫层的设置与否等问题。
对路面材料的把握是最为复杂的部分，放在路面的使用性能部分阐述。
路面的使用性能可参照采用现时服务指数PSI（PresentServiceabilityIndex）的概念来衡量。
它对路面做出了一下要求：
①强度和刚度；②稳定性；③耐久性；④平整度；⑤抗滑性能；⑥防噪声。
强度和刚度是路面结构设计中最基本的考虑因素。
而判断道路强度和刚度是否符合要求则需要结合材料力学中的五个强度理论：
最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论、莫尔强度理论和能量理论，在实际设计中则需要针对具体问题进行分析，以决定使用某个或
某些强度理论，它同样需要结合设计中确定的设计指标来确定。
稳定性问题则考虑的是高温、低温或者潮湿条件下路面结构的承载能力。
沥青材料在低温到高温的过程中会经历弹性－粘弹性－粘性的过程，在低温容易产生开裂，在高温和荷载作用下，会产生车辙，在潮湿条件下，路面排水不良，会造成沥青路面粘结料的剥落。
平整度一方面考虑了行车的舒适性和经济性，另外一方面也考虑了振动荷载对路面结构的影响。
抗滑性能主要从行车的安全性方面考虑。
噪声分车内噪声和车外噪声，对于高速公路和一级公路主要应该考虑车内噪声，而对于低等级公路和城市道路，车外噪声是主要的考虑因素。
一个合格的路面结构设计应该综合考虑上面每一部分。
沥青面层类型：
上面层、中面层和下面层。
上面层主要起磨耗作用，应该具有良好的表面性能（抗滑、平整、低噪声），通常采用较细的集料、较多的沥青用量，混合料密实不透水，或者做成多孔隙排水性表面层。
上面层是车辆荷载直接作用的一层，还要求有较高的强度和稳定性，以满足不同气候特征。
下面层又可称作联结层，起承重作用，可采用较粗的集料，当厚度过大时，可分层摊铺碾压，这时可分别称作中面层和下面层。
下面层较荷载传递给基层，同时也提供了一定的支撑。
但是沥青面层具体选用几层结构不是固定的，需根据实际情况而定。
因而可能出现单层、双层或者三层结构的面层。
沥青基层类型：
上基层和底基层。
基层是铺面结构中的承重部分，它主要承受车辆荷载的竖向力，并把
由面层传下来的应力扩散到垫层或土基，故基层应具有足够的强度和扩散应力的能力。
基层受自然因素的影响不如面层强烈，但是仍应有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形过大，从而导致面层损坏。
有时候基层选用两层，其下面一层就称作底基层。
底基层设置的主要目的是分担承重层作用以减薄上基层的厚度，对底基层的材料性能要求比基层低，因而可以采用当地的地方材料，因地制宜，达到资源的合理配置。
二．深入了解沥青路面、水泥混凝土路面胎压、轴载、轴数等对路面的影响。
分析超载、超限，并详细了解WIM及沥青混凝土路面、水泥混凝土路面的轴载换算方法，同时能对比国外的方法。
我国在高速公路的使用状况上，也存在着很多问题，造成了资金和资源的浪费。
究其原因，存在以下两个方面的问题：
1）超载或超限车辆的预估不足；2）轴载换算与实际状况存在偏差。
现就车辆荷载对路面的影响作一些简要的探讨。
1）胎压
轮胎的充气压力称为轮胎压力，简称胎压。
在相同荷载作用下，路面所需厚度随胎压增大而增加，随主轮轴轮数增多而减小。
2）轴载
轴载大小对路面影响巨大。
以柔性路面设计为例，我国JTJ014—97公路沥青路面设计规范标准轴载当量作用次数的换算中，N随各级轴载P1呈指数增长。
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，P1的指数为4.35；当进行半刚性基层层底拉应力验算时，P1的指数为8。
可见，小荷载对路面结构的影响微乎其微，而重型荷载的作用可以大大地缩短路面使用年限。
3）轴数
车辆总重一定的情况下，轴数多，单位轴重小，整辆车造成的路面的累计疲劳损坏得到一定的缓和。
但是，轴数过多，造成轴间距过小，会在路面内部造成应力叠加。
4）超载超限
超载运输是指车辆所装载的货物超过车辆额定载货质量。
越限运输是指运输车辆超过路面结构规定的限值。
超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响，超载超限的车辆对路面的使用寿命有很大的影响，有的甚至超过路面结构的极限承载力，使路面结构出现结构性破坏，产生严重的安全事故。
对超载条件下路面结构的设计问题。
公路设计技术人员十分重视，日前我国交通部已经颁布并实施了公路超限运输管理条理。
5）WIM系统原理
WIM系统是对行驶中的车辆进行动态称重的系统。
在我国，WIM系统俗称动态汽车衡。
此技术主要用在路面管理系统中的数据采集，根据轴载和交通量的数据来进行路面设计和路面养护措施的选取，大大节约了交通调查的资金，同时数据也更加符合车辆对路面作用的真实状态。
WIM系统是公路计重收费系统中的重要组成部分，是进行公路运输贸易结算、制止超限运输现象发生并在智能交通管理中引入信息化管理技术的重要计量器具。
6）我国沥青混凝土路面、水泥混凝土路面轴载换算方法
沥青混凝土路面
按JTJ014—97公路沥青路面设计规范第3.0.3条规定：
路面设计以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示；其轮胎接地压强采用0.7MPa，单轮传压面当量直径d采用21.3cm，两轮中心距为1.5d。
当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于25kN的各级轴载P1的作用次数n1，均应按以下公式换算成标准轴载P的当量作用次数N：
。
其中：
Cl为轴数系数；C2为轮组系数。
当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50kN各级轴载P的作用次数，均应按如下公式换算成标准轴载的当量作用次数N1：
。
其中：
为轴数系数；
为轮组系数，单轮组为18.5，双组为1.0，四轮组为0.09。
之后按双圆均布荷载作用下的弹性半空间体上的多层弹体系理论来计算结构层厚度或进行层底弯拉应力验算。
其中主要公式为：
设计年限内一个车道上累计当量轴次：
。
路面设计弯沉值
。
路表弯沉值
。
层底最大拉应力
。
水泥混凝土路面
按JTGD40—2002公路水泥混凝土路面设计规范第条规定：
路面设计以100kN的单轴—双轮组荷载为标准轴载，不同轴—轮型和轴载的作用次数，换算为标准轴载的作用次数。
。
其中：
为轴—轮型系数。
之后按温克勒地基上的薄板理论以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳弯拉应力进行验算。
其中主要公式为：
其中：
为行车荷载疲劳应力；
为温度梯度疲劳应力。
7）国外相应问题研究现状
沥青混凝土路面
国外的沥青路面设计方法，可分为经验法和力学一经验法两大类。
经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测，建立路面结构、荷载和路面性能三者间的经验关系。
最为著名的经验设计方法有美国加州承载比（CBR）法和美国各州公路和运输工作者协会（AASHTO）柔性路面设计法。
力学一经验法首先分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应（应力、应变、位移），利用在力学响应与路面性能（各种损坏模式）之间建立的性能模型，按设计要求设计路面结构。
最著名的是美国沥青协会（AI）法和壳牌石油公司柔性路面设计（Shell）法。
目前的路面设计方法实际上就是设计路面厚度，一般考虑以下两个内容：
1）路面总厚度的控制，所采用的控制指标是路基顶面的压应变；2）面层厚度的控制，在基于力学的设计方法中采用面层底面的弯拉疲劳应变作为控制指标。
实际上面层厚度的确定一般是按照经验进行的。
上述方法均未能做到按照使用性能设计路面结构，更不能控制路面性能衰变的全过程。
AASHTO法以PSI为设计指标，控制了路面使用末期的PSI值，但未控制路面PSI的变化过程。
AI法、Shell法以多项指标分别控制设计，未考虑各指标的叠加效应，即没有一个综合的评价指标。
我国沥青路面设计采用的是力学一经验法。
其路面模型借鉴了SHELL的理论设计法，把路面作为一种多层弹性体系。
对比国内外现有设计方法，我国的设计理论还有待改进，如：
（1）材料的回弹模量。
我国采用的都是静态的模量值，如路基土的回弹模量、沥青混合料的回弹模量。
由于路面受到车辆动荷载作用，所以动态模量能更切合实际。
（2）我国的专用设计程序计算的是多层弹性层状连续体系的精确解，但实际上，层间接触并不一定是完全连续的，可以考虑从完全连续到完全光滑的层间接触条件。
（3）我国设计理念是假定沥青层厚度，以基层作为承重层设计其厚度，认为路面破坏就意味着基层破坏。
但实际上也未尽然，也存在基层完整、面层破坏现象，因此应该以沥青层作为承受拉应力的主要承重层考虑，计算沥青层厚度。
（4）我国采用的弯沉作为设计指标，它反映了材料和结构的弹性部分，在力学概念上较为明确。
但力学计算表明，土基顶面的弯沉和路表弯沉的关系比较复杂，对于不同的路面结构路表弯沉不能明确反映土基顶面的工作状态。
另外，对于高等级公路，随着交通量的日益加大也会引起路面车辙，而车辙是材料的塑性变形累积，显然仅用设计回弹弯沉不能有效地控制路表车辙，故可以将路基顶面垂直压应变作为一项设计控制指标。
（5）不少研究表明我国沥青面层底面拉应力验算指标在设计中不起控制作用，因此可以采用面层底部的最大拉应变作为设计指标来控制疲劳开裂。
（6）虽然我国规定了以不利季节的土基模量作为设计值，沥青面层材料参数的取值也规定了温度条件，但对于土基干湿变化和路面温度变化大的地区，就显得无能为力了，因此，对于环境因素可更加明确、细化，诸如用AI和SHELL等设计法来处理。
（7）目前的这些设计方法都没有详细考虑经济因素。
基于使用性能和寿命周期费用分析的、包括新建和改建沥青路面结构设计在内的全寿命路面结构厚度优化设计方法，将是以后路面设计方法发展的重要方向。
水泥混凝土路面
迄今为止，世界各国研究发展了多种混凝土路面设计方法。
按照力学分析与经验推断的主辅情况，路面结构设计方法可以分为两大类型：
经验一力学法和力学一经验法。
1）经验一力学法，通过修筑试验路，进行行车荷载试验和观测，采集路面结构、轴载和作用次数以及路面使用性能指标的数据，并经过统计分析整理，建立使用性能指标同路面结构和荷载参数的经验关系式。
同时，进行试验路面结构的力学分析，建立力学指标同路面结构和荷载参数间的经验关系式。
综合两方面关系式来建立设计模型，用以预估性能参数，推求路面的使用寿命及确定路面结构尺寸。
AASHTO水泥混凝土路面设计方法就是该种方法的一个典型。
2）力学一经验法，将路面结构模型化为理想的结构图式，并将行车荷载和环境因素作用典型化，采用弹性层状体系或弹性地基板等结构分析理论和解析法或有限元法等计算方法，建立荷载作用和环境作用与路面结构的应力和位移反应之间的计算模型和公式，来分析各结构层设计变量对使用性能指标影响程度的手段，并检验路面是否达到或超过预定使用性能指标。
美国波特兰水泥协会（PCA）设计方法、美国陆军的机场刚性道面设计方法及我国的水泥混凝土路面设计方法，都采用此类方法。
此外，按照设计参数和指标为确定型或概率型，路面结构设计方法也可分为：
确定型设计法和概率型设计法。
1）确定型设计法，是一种传统的水泥混凝土路面设计方法，即输入定值的材料参数、结构参数、交通参数及环境参数等，通过结构计算得到在设计使用期内满足要求的面层厚度。
我国旧规范采用这种方法。
2）概率型设计法，引入可靠度的概念，将材料和结构参数的变异性及交通荷载参数的变异性引入结构设计方法，可以估计设计方法的总方差及各项变量的不确定性所占的比重，并使设计结果同施工质量管理和控制水平相关联，从而可以更确切地选定路面结构的相关参数，有针对性地提出改善主要设计参数变异性的设计或施工措施。
我国新规范采用该种方法。
我国规范在总结我国已有研究成果和借鉴AASHTO可靠度设计方法的基础上形成了“概率型极限状态设计法”，引入可靠度的概念，考虑不确定因素的影响，并对调查显示的路面设计方法与路面实际情况不相符的偏差做了部分修正，从而使路面结构设计
更加符合实际，并使设计同施工质量管理和控制水平紧密结合起来，进而提高我国混凝土路面施工及管理水平，改善混凝土路面的使用性能。
尽管规范的设计方法取得了很大改进，但仍然存在不足，诸如设计方法的逐步改进和结构可靠度分析的逐步完善等。
因此在今后发展中期望能够实现理论方法与实际相结合，形成更为完善的设计方法，使混凝土路面的技术水平提高到新的层次。
三．能分析沥青混凝土路面、水泥混凝土路面的主要病害及其原因，分析沥青混凝土路面、水泥混凝土路面设计指标与标准与路面主要病害的关系
沥青路面各种病害的成因比较复杂，由于环境、地点、气候条件的不同，病害的情况不一。
现将沥青路面的几种病害与防治方法介绍如下：
1.泛油
它大多是由于混合料中沥青用量偏多，沥青稠度太低等原因引起，但有时也可能由于低温季节施工，表面嵌缝料散失过多，待气温变暖之后，在行车作用下矿料下挤，沥青上泛，表面形成油层而引起泛油。
沥青表面处治和沥青贯入式路面最容易产生此类病害。
可以根据泛油的轻重程度，采取铺撒较粗粒径的矿料予以处治。
2.波浪
它是路面上形成有规则的低洼和凸起变形。
波浪的产生，主要是由于沥青洒布不均形成油垄，沥青多处矿料厚，沥青少处矿料薄，再经过行车不断撞击而造成高低不平。
交叉口，停车站，陡坡路段行车水平丽作用较大的地方，最容易产生波浪变形。
波浪变形处治较为困难，轻微的波浪可以在热季采用强制压平的处理方法，严重的波浪则需用热拌沥青混合料填平
3.拥包
在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。
这类病害大多是由于所用的沥青稠度偏低，用量偏多，或因混合料中矿料级配不好，细料偏多而产生。
此外，面层较薄，以及面层和基层的粘结较差，也易产生推挤，拥包。
这种病害一般只能采取铲平的方法来处治。
4.滑溜
沥青路面滑溜主要是由于行车作用造成，矿料磨光，沥青面层中多余的沥青在行车荷载重复作用下泛油，也易形成表面滑溜。
这类病害通常多采用加铺防滑封面来处治。
5.裂缝
沥青路面裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。
沥青路面沿路线纵向产生开裂的原因，一种是因填土未压实，路基产生不均匀沉降或冻胀作用造成的；另一种是沥青混合料摊铺事件过长，或接缝处理不当，接缝处压实未达到要求，在形成作用下形成纵向裂缝。
冬季气温下降，沥青路面或基层收缩而产生的裂缝，一般为与道路中线垂直的横缝。
土基敢缩或冻胀产生的裂缝，亦以横缝居多。
路面整体强度不足，沥青面层老化，往往形成闭合图形的龟裂、网裂。
对较小的横缝和纵缝，一般用灌入热沥青材料加以封闭处理。
对较大的裂缝，则用填塞沥青石屑混合料的方法处理。
对于大面积的龟裂、网裂，通常采用加铺封层或沥青表面处治。
网裂，龟裂严重的路段，则应进行补强或彻底翻修。
6.坑槽
沥青路面产生坑槽的原因是面层的龟裂、网裂未及时养护逐渐形成坑槽。
基层局部强度不足，在行车作用下也易形成坑槽。
坑槽的处治方法是将坑槽范围挖成矩形，槽壁应垂直，在四周涂刷热沥青后，从基层到面层用与原结构相同的材料填补，并予夯实。
7.松散
松散大多发生在沥青路面使用的初期。
松散的原因是采用的沥青稠度偏低，粘结力差，用量偏少；或所用的矿料过湿、铺撒不匀；或所有嵌缝材料不合规格而未能被沥青粘牢。
基层湿软，则应清除松散的沥青面层后，重新压实，待基层干燥后再铺面层。
8.啃边
在行车作用和自然因素影响下，沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度减少，这种现象称为啃边。
产生的原因是路面过窄，行车压到边缘而造成缺损，边缘强度不足，路肩太高或太低，雨水冲刷路面边缘都会造成啃边。
对啃边病害的处治方法是设置路缘石、加宽路面、加固路肩。
有条件时设法加宽路面基层到面层宽度外20-30cm。
水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏，以至出现各种类型的损坏现象，大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面，损坏性质也可以分为功能性损坏与结构性损坏两个范畴。
接缝的破坏
（1）挤碎出现于横向裂缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内。
这是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确，或滑动端的滑动功能失效，或施工时胀缝内局部有混凝土搭连，或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因，阻碍的板的伸长，使混凝土在膨胀时收到较高的挤压赢利，当其超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。
（2）拱起混凝土面板在受膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。
这是由于板收缩时裂缝张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的热压应力，从而出现纵向压曲失稳。
（3）错台横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。
当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上下错开而形成错台。
地面水通过接缝渗入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台的产生。
当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉陷不一致时，纵缝也会产生错台现象。
（4）唧泥汽车行经接缝时，由缝内溅出稀泥浆的现象。
在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形累积而同面层板脱空，地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内；在轮载的作用下积水变成压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆，并沿接缝缝隙喷溅出来。
唧泥的出现，使面板边缘部分失去支撑，因而往往在离接缝1.5-1.8m以内导致横向裂缝。
此外，纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽、填缝料丧失和脱落的功能也都属于接缝的破坏。
混凝土板本身的破坏
混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。
面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横向或纵向以及板角的断裂和裂缝，其原因是多方面的：
板太薄或轮载太重；行车荷载的渠化作用（荷载次数超过允许值）；板的平面尺寸太大，使温度翘曲应力过大；地基过量塑性变形使板底脱空失去支撑；养生期间收缩应力过大；又有材料或施工质量不良，混凝土未能达到设计要求等等。
断裂裂缝破坏了板的结构整体性，使板丧失应有的承载能力。
因而，断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。
我国新建公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状了连续体系理论，高速公路、一级公路、二级公路的路面结构，以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标，三级公路、四级公路的路面机构以路表面设计弯沉值为设计指标。
弯沉指标应用存在的问题
⑴设计弯沉值的计数公式
—设计弯沉值（0.01mm）
—设计年限内一个车道累计当量轴次（次/车道）Ac—公路等级系数，高速公路、一
级公路为1.0，二级公路为1.1，三、四级公路为1.2。
As—面层类型系数，沥青混凝土为1.0，热拌合沥青碎石、沥青灌入式路面（含上拌下贯式路面）、沥青表面处治为1.1。
Ab—路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为1.0，柔性基层沥青路面为1.6。
⑵弯沉指标的非唯一性
由设计弯沉值的计数公式可知，对于相同的结构层组合和材料类型的同一种
路面结构，路表弯沉值的大小可以反映出路面结构的抗变形能力,路表弯沉值小的路面结构具有较大的承载能力和较长的使用寿命。
因而，可依据相同的破坏标准判断其承载能力（标准轴载重复作用次数）。
但对于不同种类的路面结构，路表弯沉的大小就不存在可比性即路表弯沉值大的路面结构其承载能力或使用寿命不一定会比路表弯沉值小的路面结构差；反之亦然。
因而不能仅依据弯沉指标值来判断出路面结构的承载能力，或者比较出不同路面结构的承载能力的高低。
⑶路表弯沉指标与路面破坏类型不一致
路面结构的损坏，可能是由于某一组成结构或整个结构的过量塑性变形，也可能起因于结构层内某处的应力或应变量超出了该处材料的疲劳强度或疲劳应变值。
重复荷载和环境因素的继续作用，使塑性变形不断积累，或者使破坏点不断延伸、扩展，路面结构便随之出现了
不同形态的破坏，继而反映到路表，表现出较大的变形。
而路表弯沉值（总变形量）仅是路面结构对作用荷载的一个综合的或表观的响应量。
由不同结构层组合和材料类型组成的路面结构，在荷载和环境因素的作用下，具有不同的应力和应变场。
破坏点可能出现在不同的位置，其延伸和扩展可能采用不同的方式，路面结构的破坏可能表现出不同的形态，破坏时的路表弯沉可能具有不同的量值。
对于沥青路面，破坏点可能出现在沥青面层的底面（由于该处的弯拉应变超出了材料的疲劳应变），而后裂缝不断扩展并反映到路表;破坏点也可能出现在沥青面层内部，由于剪切变形的发展和积累,路表出现影响行车安全的车辙变形。
这两种不同损坏形态，都可以定义为路面结构破坏的临界状态，但它们具有不同的路表弯沉量。
由此可以看出，路表弯沉值与路面的损坏状态并无很好的对应关系。
四．分析国内外主要设计方法，如Shell、AI、AASHTO2002、PCA。
具体了解经验设计方法、力学－经验设计方法、优化设计方法的特点。
能进行设计指标、设计理论、设计标准来源等的对比分析
经验法主要通过对试验路或使用道路的实验观测,建立路面结构、荷载和路面性能三者间的经验关系。
最为著名的经验设计方法有美国加州承载比（CBR）法和美国各州公路和运输工作者协会（AASHTO）柔性路面设计法。
CBR法是以CBR值作为路基土和路面材料（主要是粒料）的性质指标,通过对已损坏或使用良好的路面的调查和CBR测定,建立起路基土CBR-轮载-路面结构层厚度3者之间的经验关系。
利用此关系曲线,可以按设计轮载和路基土CBR值确定所需的路面层总厚度。
路面各结构层的厚度,按各层材料的CBR值进行当量厚度换算。
不同轮载的作用按等弯沉的原则换算为设计轮载的当量作用。
此方法设计过程简单、概念明确,适用于重载、低等级的路面设计,所提出的CBR指标已作为路面材料的一种参数指标得到了广泛应用。
如日本的路面设计经验法（TA法）就是以CBR法为基础制定的。
AASHTO法是在1958—1962年间AASHO试验路的基础上建立的。
整理试验路的试验观测数据得到了路面结构-轴载-使用性能三者间的经验关系式。
路面结构中的路基土采用回弹模量表征其性质,路面结构层按各层材料性质的不同转换为用一个结构数（SN）表征。
AASHTO方法提出了现时服务能力指数（PSI）的概念,以反映路面的服务质量。
PSI是一个由评分小组进行主观评定后得到的指标,它与路面实际状况（坡度变化、裂缝面积、车辙深度、修补面积）之间建立经验关系式,提出了轴载换算的概念和公式,考虑了结构的可靠度和排水条件的影响,这些思想对后来世界各国的设计思想产生了很大的影响。
力学-经验法首先分析路面结构在荷载和环境作用下的力学响应（应力、应变、位移）,利用在力学响应与与路面性能（各种损坏模式）之间建立的性能模型,按设计要求设计路面结构。
最著名的是美国沥青协会（AI）法和壳牌石油公司柔性路面设计（Shell）法。
Shell设计方法是由英、荷壳牌石油公司研究所研究、发展和完善起来的设计方法。
在该设计方法中,路面结构分为3层,即路基、基层和沥青层,各层材料以动态模量P劲度表征,以厚度、模量和泊松比表示路面特征。
混合料的粘弹性性质以其劲度模量体现,其值取
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