公路沥青路面设计与分析教学平台功能简介

平台包含公路沥青路面在线设计系统、公路沥青路面一体化设计系统、路面力学计算系统三个子系统。面向设计单位
、高校与科研院所的设计与研发人员，提供适用于公路沥青路面新建与改建工程设计
、路面结构分析等服务。

公路沥青路面在线设计系统

基于《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）的设计体系与方法，采用Java语言自主开发网页端沥青路面设计系统，根据技术人员的设计习惯定制前端交互页面，系统可自动执行交通轴载换算、路面力学计算（包含层间连续-半连续-不连续状态）
、路面结构验算与设计参数敏感性分析等功能，可为用户提供完整的设计与分析报告。

适用于公路沥青路面新建、改建与养护维修工程设计
。目前
，系统已在数十项公路沥青路面设计项目中广泛应用。

公路沥青路面一体化设计系统

目前的路面设计方法是先拟定路面结构与材料组合，然后进行各项验算，采用满足所有验算指标的方案。沥青路面根据规范要求设计的结构与材料参数（如结构厚度与材料模量）以固定值的形式提供至施工方，路面施工后无法保证检测的结构层厚度与材料模量完全与设计值相同，参数的变化可能导致施工的路面不满足设计要求，设计与施工存在一定脱节，影响路面设计的可靠性
。另一方面，路面设计过程中，材料参数的取值存在经验性与随意性
，没有根据结构设计要求确定材料参数，结构与材料无法协同设计
，无法共同控制提升路面的性能，这也是目前路面结构与材料组合方案较为固定的原因之一

，不利于新型结构与新材料的推广应用
。

依据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）
，以公路沥青路面在线设计系统为基础，基于自主研究提出的公路沥青路面一体化设计方法，采用Java语言自主开发网页端设计系统。基于现行规范的各项验算公式
，充分考虑材料模量与厚度的施工变异性，进行结构厚度与材料模量随机组合与迭代计算，反算满足结构设计要求的材料指标，以此作为设计要求值指导路面施工
，经路面结构验算后完成路面设计。

该系统有利于在设计阶段推动路面结构与材料设计一体化、设计与施工一体化发展

，适用于公路沥青路面新建与改建工程设计，尤其是对于有新材料应用
、特殊标高设计

、精细化设计需求的路面设计项目具有重要实用价值。

沥青路面力学计算系统

现行《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）以弹性层状体系理论为依据计算路面结构力学响应指标
，准确的力学响应计算结果是确保路面结构设计可靠性的关键要素。目前，我国虽已有多种路面结构验算软件
，其中也包含了弹性层状体系力学计算功能
，但未开发独立的力学计算系统
。在进行路面力学分析时，高校
、科研院所、设计单位的研发与设计人员仍采用国际通用的Bisar软件进行力学计算
，或者采用建模相对复杂
，计算较为耗时的有限元软件进行分析

，在力学响应计算精度相差无几的情况下，采用Bisar软件进行路面静力学分析具有更高的效率
。该软件于上个世纪七十年代开发完成

，虽更新多个版本
，但该软件只适用于Windows XP系统
，用户在使用该软件时只能配备旧版Windows XP系统计算机
，使用极为不便。

以弹性层状体系理论为依据，采用Java语言自主开发网页端分析系统
，可完全替代国际通用的Bisar 3.0路面力学分析软件。在满足路面不同层间接触状态基本力学计算需求的基础上，以较高的计算效率提供多参数组合并行计算功能
，满足大批量结构厚度或材料参数变化的定制化计算需求
，同时可提供相应的结构层疲劳寿命与路面永久变形量计算结果辅助进行结构可靠性分析。

力学计算系统对于进行路面结构组合方案调整与优化
，新型路面结构受力体系分析具有重要指导意义。