环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应分析

杨吉龙， 张林艳*， 李先延， 徐默楠， 刘维娟

(1. 云南大学建筑与规划学院， 昆明 650550; 2. 云南宾南高速公路有限责任公司， 大理 671000;3.云南省交通规划设计研究院有限公司， 昆明 650000)

随着公路建设从平原向丘陵山区的推进，截至2019年底[1]，公路隧道总长约1 896.66×104m，近十年来，以每年1 100 km速度快速增长，公路隧道占比从0.133%增长到0.378%[2]。而隧道路面属于一种特殊半封闭的管状空间结构；长隧道的路面使用性能指标PQI与一般路面和短隧道路面有完全不同的性能衰减趋势[3]。行车过程中，由于洞内光线弱、可视距离短，且受到刹车、淋水、油烟等因素的影响，导致易出现抗滑性能衰减快、寿命短、噪音大等问题[4-5]。

目前，隧道路面以水泥砼路面或复合式沥青砼路面为主。而复合式沥青砼路面具备水泥砼路面度高、阻燃和寿命长，沥青路面其行车舒适性好、噪音小、抗滑性能衰减慢等优点；但受自身材料的影响，在频繁制动、超载及淋水等因素下性能衰减过快。而相关研究表明，复合式结构破坏主要出现于路表，并把面层作为路表磨耗层，并认为进行定期更换磨耗层可实现长寿命要求[6]。国外发达国家对磨耗层的耐久性研究的主要思路是通过增加沥青层厚度的方法[7]。中国常采用加铺沥青混凝土薄层罩面的形式来修复路表性能的衰减，但易出现层间剪切滑移等破坏[8]。

传统隧道路表铺装层材料以密级配沥青混凝土(AC)、沥青玛碲脂碎石混合料(SMA)、开级配沥青磨耗层(OGFC)为主。Cai等[9]通过对比AC-13、SMA-13和OGFC-13进行功能性测试，表明OGFC-13具有优异的抗滑、降噪性能，能够满足隧道路表功能需求。而因传统胶结料高粘改性沥青、SBS(苯乙烯—丁二烯—苯乙烯)等热塑性改性沥青，在特殊行车荷载、温度与水的作用下容易导致耐久性、抗疲劳性差等问题，严重制约隧道路表结构的耐久性[10]。环氧沥青具有优异的物理力学性质，具备强度高、抗疲劳性能、耐久性好和阻燃等优点[11]；环氧沥青相较于传统改性沥青，在提高开级配混合料耐久性方面具备显著潜力[12-13]。旧金山的海湾大桥于1976—1977年铺设了环氧沥青，直到目前仍在运营[14]。新西兰交通局对环氧改性开级配多孔沥青(EMOGPA)的性能进行研究，寿命预测可达144年，表明环氧沥青是一种理想的潜在解决方案。

中国对隧道复合式路面疲劳寿命和抗开裂性能也有大量的研究。但多集中在标准轴载下的研究；而现行的规范以弹性层状体系为力学模型，假设各层间界面为完全连续接触，与实际不符；此外，将水泥混凝土层作为无裂缝的连续整体处理，忽略了横向缩缝对路表结构的影响。李英涛[15]通过控制基层裂缝的思路对隧道复合式路面的沥青层厚度进行了研究。Nunez等[16]认为将假定各层间处于完全连续状态进行复合式路面的设计。黄优等[17]研究了标准轴载下不同层间接触状况对刚柔复合式路面剪应力的影响。为此，以环氧沥青材料为基础，研究环氧沥青复合式隧道路表结构的力学响应，以期为中国隧道路面结构设计提供参考及依据。

1 有限元模型与材料力学参数的确定

利用有限元软件ABAQUS进行计算分析。将面层与基层结构假定为多层层状弹性体系，而围岩地基假设为弹性半空间体地基(E地基)进行研究。

1.1 复合式隧道路面结构有限元模型

利用ABAQUS有限元软件建立三维隧道路面结构有限元模型，取相邻两块水泥砼板为研究对象；研究砼板块间横缝对沥青层的影响，假设横缝宽度为10 mm，取板块尺寸为长×宽=4 m×5 m，路面结构尺寸为长×宽=4 m×10.01 m。围岩地基尺寸水平方向各扩展2 m和竖向扩展4 m时，围岩尺寸对结构变异性较小[18]，表明模型正确，尺寸长×宽×高为8 m×14.01 m×4 m；有限元计算模型如图1所示。

图1 复合式隧道路面结构有限元计算模型Fig.1 Finite element calculation model of composite tunnel pavement structure

利用ABAQUS建立C3D8R实体单元的三维有限元结构模型，3个自由度为：x方向为行车方向，y方向为横缝方向，z方向为路面结构层的厚度方向。此外，假定模型底部为固定约束，侧面仅约束垂直于侧面的水平位移；面层与基层层间接触状态以Goodman假定引入层间接触状态系数，来表征其层间的实际工作状态。水泥混凝土面板不同的处置方式，其摩擦系数为0.412～0.483[19]。取摩擦系数分别0、0.2、0.4及绑定(tie)命令进行分析层间接触状态对结构力学响应的影响，此外假设为完全连续接触。

1.2 有限元模型力学参数

以环氧沥青材料为基础，并结合室内试验和试验路段的环境特征，材料参数如表1所示。

表1 复合式隧道路面结构材料力学参数Table 1 Mechanical parameters of structural materials of composite tunnel pavement

1.3 行车荷载简化及布置

在实际行车过程中，车轮与路面的接触形状并非为圆形，而是更接近于矩形或方形；李浩等[20]研究发现，采用方形尺寸来进行拟合实际路面受力状况。将单轮荷载简化为20.4 cm×20.4 cm，双轮间距为11.6 cm，轴距为1.82 m[21]。有限元模拟车轮轮载布置及尺寸简化如图2所示。

图2 行车荷载位置及尺寸简图 Fig.2 Schematic diagram of position and size of driving load

行车荷载是影响隧道路面结构损伤或性能衰减的重要影响因素，按照《公路沥青路面设计规范》(JTGD50—2017)，行车荷载采用标准轴载BZZ-100，轮胎接地压强p为0.7 MPa。加载位置的定义：荷位01：行车荷载恰到横缝边缘位置；荷位02：荷载作用正处横缝上部位置；荷位03：荷载作用恰好通过了横缝位置。荷载工况：工况一：标准轴载(0.7 MPa)；工况二：超载80%(1.26 MPa)；工况三:特殊荷载工况，即超载80%+紧急制动(水平力系数取0.5,即0.35 MPa)。

2 单层环氧沥青结构的力学响应分析

环氧沥青作为一种高性能的长寿命材料，同时路表磨耗层因受层位功能的影响，直接受外部条件的作用，因此面层厚度不宜过厚或薄，因此取3cm单层环氧沥青作为面层进行力学分析，保证其足够厚度进而避免厚度过小引起的结果变异性。

2.1 荷载工况、位置及层间接触状况对最不利荷位的影响

取3 cm厚的环氧路表磨耗层结构在标准轴载下的力学响应变化规律如图3所示。可以看出，随着面层与基层层间接触状态的提升，层间接触对结构力学响应结果影响甚微；若将层间接触提升至绑定约束时，力学指标相较于摩擦接触状态下弯拉应力、应变偏小，剪应力略有提升，这与刘鹏程等[22]通过层间接触状态改变对环氧沥青复合式路面结构研究结论相一致。结构力学特征值随着荷载位置的改变，随着层间接触状态的提升呈非线性递减，拉应力和拉应变的排序依次为：荷位03>荷位01>荷位02，剪应力排序依次为：荷位01>荷位03>荷位02。层间接触状态在摩擦接触时，结构力学响应变化包络图表明，层底弯拉应力、应变的最不利荷位是荷位03，剪应力最不利荷位为荷位01，同时其剪应力值仅为0.077 MPa，结果表明该结构标准轴载下最不利荷位为荷位03。

图3 标准轴载下力学结果随荷位及层间接触状态的变化关系Fig.3 The relationship of mechanical results under standard axle load with load position and interlayer contact state

取3 cm厚的环氧路表磨耗层结构在超载80%作用下的力学响应变化规律如图4所示。

图4 超载工况下力学结果随荷位及层间接触状态的变化关系Fig.4 Relationship of mechanical results with load position and interlayer contact state under overload conditions

由图4可知：随着层间接触状态的提升，超载情况下力学特征值变化规律与标准轴载工况下相类似，表明仅竖向荷载作用下对结构具有相同的影响规律，力学响应规律与荷载大小无关。以实际层间接触状态(摩擦系数为0.4)时，取荷位03的力学结果，相较于标准轴载力学响应结果，拉应力增幅达81.3%，拉应变增幅达83.7%，剪应力增幅达79.4%，表明超载对结构的受力特性极为不利。取3 cm厚的环氧路表磨耗层结构在超载80%和紧急制动同时作用下的力学响应变化规律如图5所示。

图5 特殊工况下力学结果随荷位及层间接触状态的变化关系Fig.5 Relationship of mechanical results with load position and interlayer contact state under special working conditions

由图3～图5可知：仅竖向荷载作用时，随着面层与刚性基层的层间接触状态的提升，对力学响应结果影响甚微，偏载作用下力学特征值随层间摩擦系数增大呈非线性递减，力学响应结果整体排序依为荷位03、荷位02和荷位01。特殊荷载工况作用时，以荷位03为例，力学响应值随着层间接触的提升层底弯拉应力、拉应变及剪应力减幅分别高达93.7%、91.6%和77.1%，表明水平荷载作用下层间接触状态对结构力学响应值影响显著。参考文献资料及室内试验确定环氧沥青混合料抗拉强度为3.721 MPa、抗剪强度1.5 MPa[23]；并按照《城镇道路路面设计规范》(CJJ 169—2012)及试验获得的抗拉强度结构系数为2.24，计算进行容许抗剪强度和抗拉强度为1.19 MPa和1.66 MPa,且最大应力均小于容许强度值。通过分析其力学特征值随层间接触状态的包络图，仅竖向荷载作用时最不利荷载位置为荷位03，在水平荷载作用下最不利荷载位置为荷位01。取荷位03层间摩擦系数0.4时的力学结果进行对比研究，随着荷载工况的提高，拉应力增幅分别为81.3%和18.8；拉应变增幅分别为83.7%和16.5%；剪应力增幅分别为79.4%和81.6%；表明超载及水平荷载作用是结构力学性能的关键影响因素，超载对结构疲劳性能较为敏感，水平荷载对结构的抗剪切滑移破坏能力敏感度更高。而结构力学响应最值所映射的区域；在仅竖向荷载作用时，弯拉拉应力、拉应变及剪应力最值在均出现于层底，拉应力应变均为纵向，剪应力为竖向剪应力τxz；当水平荷载作用时，最大剪应力则出现于路表，与孙立军教授基于柔性基层和半刚性基层路面结构材料一体化设计提出的力学设计指标出现的位置相一致，同时剪应力为横向剪应力τxy。

2.2 单层环氧沥青厚度对结构力学响应的影响

环氧沥青层的厚度直接关系复合式隧道路面结构的强度、刚度和受力特性，同时也影响其工程造价。因此采用标准轴载作用下单层环氧沥青厚度的影响分析，其厚度的敏感性分析结果如表2、图6所示。

表2 单层环氧厚度对力学响应结果的影响Table 2 Influence of the thickness of epoxy layer on the mechanical response results

图6 力学响应结果随单层环氧厚度的变化Fig.6 The result of mechanical response varies with the thickness of single layer epoxy

由图6可知：随着厚度的增加，沥青层层底拉应变逐渐减小，变化幅度较小，减幅为19%；剪应力呈先快速下降后缓慢减小的趋势，减幅达67.6%；而拉应力则呈先减小后上升出现峰值之后缓慢减小的趋势，峰值为0.155 MPa；究其原因是随疲劳厚度的增加，结构强度、刚度及整体性的提高，致使拉应变和剪应力随厚度增加而减小，拉应力则随厚度增大而增大的趋势，表明厚度的增加不利于结构的抗疲劳开裂性能。通过综合分析其力学响应值、施工难度及经济性考虑，单层环氧沥青复合式隧道路表结构推荐厚度为2～5 cm。

3 应力吸收层对结构的敏感性分析

反射裂缝是复合式路面的常见病害，是当前面临亟待解决的难题，通常采用增加沥青层厚度、设置应力吸收层及铺设级配碎石等方法处置；而应力吸收层是一种最为有效的处置措施。因此选用两种应力吸收层AC-10和级配碎石S-5进行对比研究。

结构层沥青面层和应力吸收层厚度的选择充分考虑温度应力、力学模拟结果合经济性的因素。同时保证有足够的路表厚度4 cm，满足隧道进出口位置温度梯度变化引起温度应力对结构的影响[24]。进而确保结构能满足功能性要求和抗车辙等结构性能，控制其结构层厚度。最终取3 cmEOGFC-13作为路表磨耗层，同时研究应力吸收层类型和厚度对结构力学响应的影响规律，根据力学分析结果进行结构的比选。

3.1 应力吸收层AC-10对结构力学响应的影响

应力吸收层AC-10作为一种细粒式密集配沥青混合料，能够同时兼备应力吸收层、封水层和下面层的作用，既能起到阻隔水分的作用，又能够减少环氧沥青结构层的厚度，进而有效降低初期建设费用；同时因模量相对较低，需保证其适宜厚度。不同厚度的对结构的影响结果如表3、图7所示。

表3 应力吸收层AC-10厚度复合式路面结构的影响Table 3 Influence of stress absorption layer AC-10 thickness composite pavement structure

图7 力学响应结果随应力吸收层AC-10厚度的变化Fig.7 Mechanical response results change with the thickness of the stress absorbing layer AC-10

由图7可知：随着厚度的增加，力学响应结果总体呈先增长后缓慢降低并趋于稳定的趋势，增幅达29.4%，减幅为16.8%；而应力则总体呈上升的趋势，拉应力增幅达1.5倍，剪应力增幅达1.6倍，究其原因是路表磨耗层和基层均为高模量材料，而应力吸收层在结构中起到软夹层作用，导致随着厚度增加出现上述变化趋势，表明应力吸收层厚度的增加能够提升其结构疲劳寿命，但也需兼顾厚度增加对结构的竖向位移的影响。随着厚度的增长，磨耗层应变减幅远小于其应力的增幅，表明应力吸收层AC-10厚度的增大对结构应力增长呈正相关关系，且拉应力对结构的影响更大；同时最大拉应力及剪应力分别为0.274 MPa、0.176 MPa，均小于材料容许值，此外随应力吸收层厚度增加不利于控制其路表弯沉值指标，因此应力吸收层的厚度不宜过厚，应力吸收层AC-10的推荐厚度为1～3 cm，控制指标为层底弯拉应变。根据上述结论与分析，并从路面结构功能性能及结构性能进行综合分析；最终确定拟推荐结构一：为3 cmEOGFC-13+1 cmAC-10的环氧沥青复合式隧道路表结构。

3.2 应力吸收层S-5对结构力学响应的影响

应力吸收层S-5级配碎石则因其低模量特性，能够有效缓解其反射裂缝对结构的影响，同时其易获取和低成本特性，因而被广泛应用于工程建设中；同时，还能够降低路表磨耗层的厚度，进而使复合式隧道路表结构初期建设成本得到有效的控制；除上述因素之外，仍需严格控制其厚度，使而确保应力吸收层过厚而对结构性能及结构功能性的影响。因此，进一步深入研究应力吸收层厚度对环氧沥青路表磨耗层结果结构的影响，以期能够为环氧沥青复合式隧道路表结构的推广应用提供理论依据和新的结构组合形式参考。

环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应结果随着应力吸收层S-5厚度增加的变化，其影响规律如表4、图8所示。由图8可知：路表磨耗层拉应变随应力吸收层厚度的增加总体呈先增长后缓慢变小的趋势，增幅为15.3%，减幅达28.5%；拉应力则呈现先快速增长然后趋于平缓的趋势，其增长程度为1.1倍，衰减程度为1倍，而剪应力呈上升的趋势，增长程度达2.2倍，其原因是应力吸收层的模量较低，而环氧沥青和水泥砼基层模量相较于S-5可类似于双层刚性薄板，因此行车荷载作用下应力应变能够很好扩散到S-5整体，应力集中影响较小，从而形成上述规律，但随厚度的增加会导致路表弯沉值增加，正亦如此需控制应力吸收层的厚度。结构力学响应值，最大拉应力为0.236 8 MPa,出现于应力吸收层厚度为4 cm的结构中，最大剪应力0.22 MPa，出现于6 cm应力吸收层厚时的结构中，均小于材料的容许值表明该结构的控制指标为层底弯拉应变。根据上述分析、经济性和对照分析的综合考虑，最终拟推荐结构二：为3 cmEOGFC-13+1 cmS-5环氧沥青复合式隧道路表结构；且应力吸收层S-5推荐厚度范围为1～3 cm。

表4 应力吸收层S-5厚度复合式路面结构的影响Table 4 Influence of stress absorption layer S-5 thickness composite pavement structure

图8 力学响应结果随应力吸收层S-5厚度的变化Fig.8 Mechanical response results vary with the thickness of the stress absorbing layer S-5

4 两种拟定结构的力学响应分析

4.1 EOGFC-13+AC-10路表结构学响应分析

结构一实质属于一种超薄的排水路面结构，为能够更清楚了解该结构的受力状态以及病损控制指标及确定其设计指标，进而为长期性能监测和传感器的布设提供依据。分析不同层间接触状态和荷载工况参数下的力学响应规律，结果如图9所示。

图9 力学响应结果随荷载工况、层间接触状态的变化关系Fig.9 Relationship between mechanical response and load condition and interlayer contact state

由图9可知：力学指标的宏观变化趋势相类似，仅竖向荷载作用时，层间摩擦接触对结构力学结果影响甚微；而水平荷载作用时，力学结果随层间接触状态的提高而减小，减幅分别为75.1%、56.6%和65.3%，影响较为显著；表明了水平荷载作用下层间接触状态是影响其结构服役性能的关键影响因素。取层间摩擦系数为0.4时，3种荷载工况下力学指标随着荷载标准轴载、超载及同时作用下变化规律为，拉应变增幅分别为75.5%和17.2%，拉应力为76.5%和3.4%，剪应力为81.24%和54.3%，表明超载是影响结构疲劳寿命的关键因素，而水平荷载不利于结构的抗剪切推移性能。结构最大拉应力和剪应力的极值为0.894 MPa和0.547 MPa,应力均小于环氧沥青材料容许强度值，证明其环氧沥青材料的优异性能。

采用桥渡原理以研究其结构的长期性能，假定在达到路面寿命时其损坏标准是相同的，以沥青路面弯拉应变与为指标，并采用环氧沥青幂函数疲劳方程来表征结构寿命；同时以材料疲劳寿命按假设40年达10亿次进行验证[25]。取摩擦系数为0.4的实际层间接触状态进行验算，而不同荷载工况下的疲劳寿命如表5所示。

表5 环氧沥青路表磨耗层不同荷载工况下的疲劳寿命Table 5 Fatigue life of epoxy asphalt surface wear layer under different load conditions

采用幂函数疲劳方程验算环氧沥青疲劳寿命，其计算公式为

lgN=27.01-7.141lgε

(1)

式(1)中：N为环氧沥青路表磨耗层疲劳寿命；ε为环氧沥青磨耗层层底弯拉应变。

由表5可知：结构无论何种荷载工况作用下，结构疲劳寿命均满足40年109次的假定；究其原因是环氧沥青为一种高模量、高性能的长寿命材料，已在南京长江二桥应用并得到很好的验证；且环氧沥青混合料目前最长使用寿命在国外已超49年，新西兰对环氧沥青排水研究寿命预估结果表明，其寿命可达144年。

4.2 EOGFC-13+S-5路表结构力学响应分析

研究3 cmEOGFC-13+1 cmS-5+基层隧道路面结构在层间接触状态和荷载工况参数对结构下的力学响应规律，目的是能够更深入了解结构的受力状态以及病损控制指标，其计算结果如图10所示。

图10 力学响应结果随荷载工况、层间接触状态的变化关系Fig.10 Relationship between the mechanical response results and the load conditions and the contact state between layers

由图10可知：随着层间接触状态的提升，荷载工况对结构性能影响效果与结构一相类似，竖向荷载作用时，对结构力学响应结果影响不显著；特殊荷载工况下，力学特征指标应力应变随着接触状态的提升而逐步减小，减幅分别为70.3%、55%和62.6%，即表明提高层间的黏结性能或基层增糙处置，可有效抑制由水平荷载造成的推移、拥包等剪切滑移破坏。结构最大拉应力、应变和剪应力最值分别为0.919 6 MPa、263 με和0.550 9 MPa，应力均小于材料容许值，原因是环氧沥青的高模量等优异性能决定。 取层间摩擦系数0.4时，力学指标随着荷载标准轴载、超载及超载紧急制动下变化规律为，拉应变的增幅分别为74.51%和20%，拉应力增幅分别为75.2%和8.06%，剪应力增幅为81.5%和58.8%；表明仅竖向荷载作用时超载是影响结构服役性能的关键因素，控制其结构疲劳开裂；水平荷载作用下影响结构层间剪切滑移破坏。结构力学特征指标所映射的最不利位置与单层环氧沥青复合式路面结构相一致，显然其控制指标为层底弯拉应变、弯拉应、横向剪应力和竖向剪应力。

按环氧沥青幂函数疲劳方程[式(1)]，取层间摩擦系数为0.4进行结构疲劳寿命预估，其计算结果如表6所示。

表6 环氧沥青路表磨耗层不同荷载工况下的疲劳寿命Table 6 Fatigue life of epoxy asphalt surface wear layer under different load conditions

由表6可知：设应力吸收层S-5的路表结构疲劳寿命无论何种荷载工况下其疲劳寿命均能达40年10亿次的假定，证明该结构是一种超薄的长寿命隧道路表结构。

4.3 两种环氧沥青复合式隧道路表结构对比分析

通过对比分析起两种拟推荐结构的力学性能及结构疲劳寿命预估，并结合经济性进行综合结构优选；其具体结果如表7所示,其中结构一试验段铺筑效果如图11所示。

由表7可知：学响应结果其结构一力均大于结构二，表明其低模量的应力吸收层起到了软夹层的作用，能够有效抑制反射裂缝的向上反射，能够很好

表7 两种拟推荐结构的性能对比分析Table 7 Performance co MParison analysis of two proposed structures

图11 环氧沥青复合式隧道路表结构一的施工效果图Fig.11 Construction effect diagram of epoxy asphalt composite tunnel surface structure 1

阻隔横向缩缝位置处传力杆失效造成的不利荷载状况。通过疲劳寿命对比分析表明低模量应力吸收层、层间接触状态的提升及严格控制行车荷载作用能够有效提升结构服役寿命。同时按层间摩擦系数为0.4为例，特殊荷载工况下结构二力学结果更接近于无水平荷载作用的情况，表明结构二更适用于弯道或者坡度较大紧急制动频繁的路段。OGFC-13属于开级配路表磨耗层；路面结构上部早设防水层，下部早设调平层深防水能够有效避免动水压力、地下水及路表水对路面结构的影响[26]。而应力吸收层AC-10作为一种密集配沥青混合料，能够起到防止雨水下渗的作用，而应力吸收层S-5不具阻隔雨水作用。因此，EOGFC-13+AC-10的路表结构更适应于隧道路面，而在隧道内部水损较少且紧急制动相对频繁的位置可铺设EOGFC-13+S-5的隧道路表结构。

5 结论

通过研究环氧沥青复合式隧道路表结构力学响应结果随不同荷载位置、荷载工况、层间接触状态的影响分析，得到如下结论。

(1)复合式隧道路表铺装结构其最不利荷载位置为偏载；仅竖向荷载作用时为恰好通过横向缩缝边缘位置，水平荷载作用下时为恰好到达横向缩缝位置。而水平荷载作用时，层间接触状态的提升能够有效降低结构力学响应值，对两种结构影响次序为拉应力>剪应力>拉应变；能有效阻止水平荷载作用下的推移、拥包剪切滑移破坏等病害的出现。

(2)结构病害位置与水平荷载有关；仅竖向荷载作用下，力学响应最值均出现于沥青层层底，剪应力为竖向剪应力τxz；而在水平荷载作用下，剪应力则上移到路表，而剪应力为横向剪应力τxy。以层底弯拉应力、弯拉应变、竖向剪应力和横向剪应力指标作为复合式路面结构的力学设计指标能够较好表征结构实际受力状态。

(3)结构疲劳寿命影响因素包括结构层厚度、层间接触状态和超载工况，影响次序依次为超载>层间接触状态>结构层厚度；水平荷载作用下随着层间接触状态的提升而增大，仅竖向荷载作用下随着超载工况的出现而衰减。因此设计施工过程中需充分重视层间黏结性能，路面养维过程中严格控制超载现象，保证其结构服役年限。而路表结构层厚度从经济性、结构性能和功能性能综合考虑；环氧沥青层推荐厚度为2～5 cm;应力吸收层AC-10及S-5的推荐厚度均为1～3 cm。同时，低模量的应力吸收层S-5对应的结构组合其预测性能相较于结构一更优。

(4)基于桥渡原理对两种结构的疲劳性能预估，表明均能满足40年疲劳寿命109次的假定。3 cmEOGFC-13+1 cmAC-10+PCC隧道路表结构常规荷载工况下疲劳寿命为2.43×1013次，适宜应用于富水公路隧道或隧道进出口位置。而3 cmEOGFC-13+1 cmS-5+PCC隧道路表结构疲劳寿命为4.47×1013次，更适宜应用于雨水影响较小、隧道中部弯道或坡度较大的位置。综上所述，宜推荐采用结构一的环氧沥青复合式隧道路表结构形式。