高速公路永久性沥青路面的发展与实践

吴晓光

(承德市地方道路管理处)

1 永久性沥青路面的概念

永久性沥青路面或长寿命沥青路面，尽管名称不一样，其实内涵基本相同。欧洲习惯于称为长寿命沥青路面(Long-Life Asphalt Pavements)，美国称之为永久性路面(Perpetual Asphalt Pavement)。20世纪末以来，永久性路面成为世界各国沥青路面研究的热门内容，特别是用于高速公路、重载交通道路中。典型的永久性沥青路面特点如图1所示。

图1 永久性路面结构设计特点

2 永久性沥青路面在国外的发展

(1)欧洲永久性路面使用情况

英国在20世纪50年代初期修筑了多条设计寿命为20a的试验路，该国在分析这些试验路路用性能的基础上，根据Powell等人的设计理论提出了目前沥青路面的设计方法。Powell的理论是主张道路使用20a后，通过对原路面补强来实现40a的设计寿命。

英国的研究得出，耐久性路面设计的关键是保证路面强度满足某一强度与阈值。一种有效的长寿命路面结构是由很薄的磨耗层、HMB基层和底基层组成的，在有很强的抗变形能力的HMB层上加铺20～30mm的磨耗层可以构成一种抗车辙性能良好的路面结构。

德国:1977年德国AS高速公路Frankfurter Kreuz采用的结构是37mm浇注沥青混凝土面层+200mm沥青混凝土基层+150mm稳定底基层。该高速公路双向日交通量152000辆/d，重载货车比例为10％～20％，使用17a后标准轴载次数为125百万次，现在仍然使用良好。

意大利:意大利的Del Sole高速，结构为30mm中粒式沥青混凝土+70mm粗粒式沥青混凝土+150mm沥青碎石+360mm级配砂砾+300～400mm砂层。

(2)美国长效性路面研究概述

美国沥青路面协会(APA)关于永久性路面的定义为路面使用年限至少为35a，并且在使用年限内路面不发生结构性破坏，只需进行周期性养护，平均罩面时间不小于12a。

美国各州关于永久性路面的使用年限也并不统一，表1是美国部分州关于永久性路面使用期的基本情况。

表1 美国部分州关于永久性路面的使用年限

美国长效路面常见结构类型见表2。

表2 美国部分州使用的永久性路面结构

从表2中可以看出，其长效性路面通常采用柔性结构，路基强度较高时，可以采用全厚式;路基强度不足时，加铺粒料基层或沥青碎石基层。

面层结构组合是长寿命路面设计的关键，面层结构必须结合各部分功能特点进行组合。

美国沥青路面协会提出面层分为3层:

①上面层:厚40～75mm，要求具有良好的抗车辙能力、抗老化性能、低温性能和良好的表面特性;

②中面层:厚100～175mm，要求具有较高的模量和抗车辙性能;

③下面层:厚75～100mm，要求具有抗疲劳和抗水损坏能力。

J.Harvey和Carl Monismith等人提出另外一种面层组合:25～37mm的磨耗层，75～100mm上面层，中面层(设计层，厚度需要计算)和50～75mm下面层。

3 耐久性沥青路面国内的发展

国内的长寿命沥青路面研究还处于起步阶段，由近些年我国高速公路大规模建设中出现的问题，认为增厚沥青面层是一种比较有效的防止早期破坏的方法，但由于资源的紧缺造成投资的大幅增加，且现行规范的思路仍未跳出传统设计思路，而国外的全厚式沥青路面是否能直接用于我国的路面设计也未有定论。

2002年交通部公路工程检测中心和长沙理工大学公路工程试验检测中心对其检测，通过8年大交通量的使用，检测情况如下:路面弯沉平均21(0.1mm)，满足使用要求;路面车辙平均7.77mm，满足使用要求;全线基本无裂缝;在雨量充沛地段，有麻面和坑槽;表面功能有所衰减，需采取修复措施。

江苏省交通厅在沿江高速公路修筑了采用5种路面结构的4.8km长久性沥青路面试验路，同时在通启高速公路修筑了3.8km试验段，此试验段采用了3种路面结构形式。路面结构形式分别见表3、表4。

图2 山东滨州至大高段高速公路永久性路面试验段路面结构

表3 沿江高速公路长久性路面结构方案

表4 通启高速公路长久性路面结构方案

目前，关于永久性路面结构的研究已经在我国各省市如火如荼地开展，各省市交通厅在交通规划中也先后提出对长寿命路面结构展开研究。例如福建省交通厅以提高福建省高速公路沥青路面长期性能和耐久性为目标，开展福建省高速公路沥青路面长寿命路面结构研究。江苏省交通厅也就长寿命沥青路面的研究立项，项目由东南大学黄晓明教授负责。

由沙庆林院士主持、长沙理工大学承担的西部交通建设科技项目“重载交通长寿命沥青路面关键技术研究”项目根据我国公路交通建设和发展需求，研究重载交通永久性沥青路面结构设计、材料技术、施工控制措施，并提出设计与施工技术指南。目的是延长路面使用寿命30～40a。

4 结论

永久性路面虽然一次性投资大，但使用寿命和维修周期延长，养护成本大大降低，年之后其投资造价即可与传统路面的养护投入基本持平，如果按其年的使用寿命计算，可节约近倍的投资，为建设节约型社会做出贡献。三是提高运营效益。采用永久性路面技术，路面平整，车辙、坑槽维修量小，提高了通行能力和行车舒适性，运输效率和运营效益显著提高，对地方经济的发展将起到积极的推动作用。

[1] 长安大学长寿命路面结构研究课题组.高速公路长寿命路面典型结构成套技术研究[R].西安:长安大学，2005.

[2] 曾国梁，郑鑫，李娜.长寿命沥青路面设计及结构分析[J].交通标准化，2007，(11):171-173.

[3] 胡建荣.长寿命路面的发展现状及趋势[J].交通科技，2007，(5):46-47.

[4] 石宁.长寿命沥青路面概述[J].国外公路，2000，(2):22-24.