Ο σχεδιασμός και ο σχεδιασμός των ασφαλτικών οδοστρωμάτων είναι ένα βασικό προκαταρκτικό βήμα στην οδική μηχανική, που καθορίζει άμεσα τη φέρουσα ικανότητα-του δρόμου, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια της κυκλοφορίας. Ένα σχέδιο επιστημονικού σχεδιασμού απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση πολλών παραγόντων, όπως η ζήτηση κυκλοφορίας, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και οι ιδιότητες των υλικών. Μέσω συστηματικών υπολογισμών παραμέτρων και βελτιστοποίησης σχήματος, παρέχει μια ακριβή βάση για επακόλουθη κατασκευή. Η βασική σχεδιαστική λογική του περιστρέφεται γύρω από την «προσαρμογή στις ανάγκες, τη διασφάλιση της ανθεκτικότητας και τη συμμόρφωση με το περιβάλλον», η οποία μπορεί να προωθηθεί από τις ακόλουθες βασικές διαστάσεις:
Η ζήτηση κυκλοφορίας είναι η βασική βάση για το σχεδιασμό, που απαιτεί ακριβή αντιστοίχιση των παραμέτρων απόδοσης του οδοστρώματος. Πρώτον, η παρακολούθηση και η πρόβλεψη ροής κυκλοφορίας χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του μέσου ημερήσιου όγκου κυκλοφορίας και της ροής της κυκλοφορίας στις ώρες αιχμής για διαφορετικά τμήματα του δρόμου. Αυτά τα δεδομένα χρησιμεύουν ως ο βασικός δείκτης για το σχεδιασμό του πάχους του οδοστρώματος-όσο μεγαλύτερος είναι ο κυκλοφοριακός όγκος και όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία βαρέων-οχημάτων, τόσο πιο παχιά πρέπει να είναι τα δομικά στρώματα του οδοστρώματος, διασφαλίζοντας ότι τα στρώματα βάσης και επιφανείας έχουν επαρκή αντοχή στην κόπωση. Ταυτόχρονα, τα κατάλληλα υλικά πρέπει να επιλέγονται με βάση τον κυρίαρχο τύπο οχήματος. Για παράδειγμα, οι εμπορευματικοί διάδρομοι βαρέως τύπου απαιτούν άσφαλτο υψηλού-ιξώδους και υψηλής-αντοχής αδρανή για να βελτιωθεί η αντοχή του οδοστρώματος σε αυλακώσεις και ώθηση. Οι αστικοί δευτερεύοντες δρόμοι μπορούν να βελτιστοποιήσουν τις αναλογίες υλικών ενώ πληρούν τα πρότυπα, εξισορροπώντας την οικονομία και την πρακτικότητα.
Η προσαρμοστικότητα του κλίματος και του περιβάλλοντος είναι κρίσιμα ζητήματα σχεδιασμού, επηρεάζοντας άμεσα την ανθεκτικότητα του οδοστρώματος. Σε περιοχές με υψηλές-θερμοκρασίες, η σταθερότητα των ασφαλτικών μειγμάτων σε υψηλές-θερμοκρασίες πρέπει να βελτιωθεί σημαντικά για να αποφευχθεί η μαλάκυνση και η αυλάκωση το καλοκαίρι. Σε ψυχρές περιοχές, η αντίσταση των υλικών σε χαμηλές-θερμοκρασίες ρωγμών πρέπει να ενισχυθεί για να μειωθεί η ρηγμάτωση του οδοστρώματος που προκαλείται από τους κύκλους παγώματος-απόψυξης το χειμώνα. Σε βροχερές ή υγρές περιοχές, ο σχεδιασμός της δομής αποστράγγισης του οδοστρώματος πρέπει να βελτιστοποιηθεί και θα πρέπει να επιλέγονται ασφαλτικά υλικά με ισχυρή αντοχή στη φθορά του νερού για να αποτρέπεται η διείσδυση του βρόχινου νερού που οδηγεί σε μαλάκυνση του βασικού στρώματος και θρυμματισμό του οδοστρώματος.
Η δομή του οδοστρώματος και οι απαιτήσεις απόδοσης είναι οι βασικές-αρχές σχεδιασμού. Ο σχεδιασμός πρέπει να καθορίζει με σαφήνεια τα τεχνικά πρότυπα κάθε δομικής στρώσης οδοστρώματος (επιφανειακή στρώση, στρώμα βάσης, στρώμα υποβάσεως) ώστε να διασφαλίζεται η σφιχτή συγκόλληση των ενδιάμεσων στρωμάτων και η συνολική σταθερότητα του συστήματος που φέρει-το φορτίο. Όσον αφορά τη φέρουσα ικανότητα-του οδοστρώματος, η τιμή εκτροπής του σχεδιασμού του οδοστρώματος πρέπει να υπολογιστεί μέσω δοκιμών φορτίου για να διασφαλιστεί ότι το οδόστρωμα μπορεί να αντέξει τα φορτία του οχήματος για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς μόνιμη παραμόρφωση. Ταυτόχρονα, οι απαιτήσεις αντοχής και διάρκειας ζωής πρέπει να καθορίζονται με σαφήνεια με βάση τον βαθμό του δρόμου. Οι βασικοί δρόμοι, όπως οι δημοτικοί αρτηριακοί δρόμοι και οι αυτοκινητόδρομοι απαιτούν συνήθως διάρκεια ζωής 15-20 ετών. Ο σχεδιασμός θα πρέπει να βελτιώσει την αντιγήρανση και την αντοχή στη φθορά μέσω αναβαθμίσεων υλικών και δομικής ενίσχυσης για μείωση του κόστους συντήρησης αργότερα.
Συνοπτικά, ο σχεδιασμός και ο σχεδιασμός των ασφαλτικών οδοστρωμάτων πρέπει να επιτυγχάνουν ακριβή αντιστοίχιση μεταξύ της ζήτησης κυκλοφορίας, των περιβαλλοντικών συνθηκών και της δομικής απόδοσης. Μέσω πολυδιάστατων-περιεκτικών και επιστημονικών υπολογισμών, μπορεί να δημιουργηθεί ένα θεμέλιο οδικής μηχανικής που συνδυάζει ασφάλεια, ανθεκτικότητα και οικονομία.