高速公路永久性瀝青路面的發展與實踐

吳曉光

(承德市地方道路管理處)

1 永久性瀝青路面的概念

永久性瀝青路面或長壽命瀝青路面，盡管名稱不一樣，其實內涵基本相同。歐洲習慣于稱為長壽命瀝青路面(Long-Life Asphalt Pavements)，美國稱之為永久性路面(Perpetual Asphalt Pavement)。20世紀末以來，永久性路面成為世界各國瀝青路面研究的熱門內容，特別是用于高速公路、重載交通道路中。典型的永久性瀝青路面特點如圖1所示。

圖1 永久性路面結構設計特點

2 永久性瀝青路面在國外的發展

(1)歐洲永久性路面使用情況

英國在20世紀50年代初期修筑了多條設計壽命為20a的試驗路，該國在分析這些試驗路路用性能的基礎上，根據Powell等人的設計理論提出了目前瀝青路面的設計方法。Powell的理論是主張道路使用20a后，通過對原路面補強來實現40a的設計壽命。

英國的研究得出，耐久性路面設計的關鍵是保證路面強度滿足某一強度與閾值。一種有效的長壽命路面結構是由很薄的磨耗層、HMB基層和底基層組成的，在有很強的抗變形能力的HMB層上加鋪20～30mm的磨耗層可以構成一種抗車轍性能良好的路面結構。

德國:1977年德國AS高速公路Frankfurter Kreuz采用的結構是37mm澆注瀝青混凝土面層+200mm瀝青混凝土基層+150mm穩定底基層。該高速公路雙向日交通量152000輛/d，重載貨車比例為10％～20％，使用17a后標準軸載次數為125百萬次，現在仍然使用良好。

意大利:意大利的Del Sole高速，結構為30mm中粒式瀝青混凝土+70mm粗粒式瀝青混凝土+150mm瀝青碎石+360mm級配砂礫+300～400mm砂層。

(2)美國長效性路面研究概述

美國瀝青路面協會(APA)關于永久性路面的定義為路面使用年限至少為35a，并且在使用年限內路面不發生結構性破壞，只需進行周期性養護，平均罩面時間不小于12a。

美國各州關于永久性路面的使用年限也并不統一，表1是美國部分州關于永久性路面使用期的基本情況。

表1 美國部分州關于永久性路面的使用年限

美國長效路面常見結構類型見表2。

表2 美國部分州使用的永久性路面結構

從表2中可以看出，其長效性路面通常采用柔性結構，路基強度較高時，可以采用全厚式;路基強度不足時，加鋪粒料基層或瀝青碎石基層。

面層結構組合是長壽命路面設計的關鍵，面層結構必須結合各部分功能特點進行組合。

美國瀝青路面協會提出面層分為3層:

①上面層:厚40～75mm，要求具有良好的抗車轍能力、抗老化性能、低溫性能和良好的表面特性;

②中面層:厚100～175mm，要求具有較高的模量和抗車轍性能;

③下面層:厚75～100mm，要求具有抗疲勞和抗水損壞能力。

J.Harvey和Carl Monismith等人提出另外一種面層組合:25～37mm的磨耗層，75～100mm上面層，中面層(設計層，厚度需要計算)和50～75mm下面層。

3 耐久性瀝青路面國內的發展

國內的長壽命瀝青路面研究還處于起步階段，由近些年我國高速公路大規模建設中出現的問題，認為增厚瀝青面層是一種比較有效的防止早期破壞的方法，但由于資源的緊缺造成投資的大幅增加，且現行規范的思路仍未跳出傳統設計思路，而國外的全厚式瀝青路面是否能直接用于我國的路面設計也未有定論。

2002年交通部公路工程檢測中心和長沙理工大學公路工程試驗檢測中心對其檢測，通過8年大交通量的使用，檢測情況如下:路面彎沉平均21(0.1mm)，滿足使用要求;路面車轍平均7.77mm，滿足使用要求;全線基本無裂縫;在雨量充沛地段，有麻面和坑槽;表面功能有所衰減，需采取修復措施。

江蘇省交通廳在沿江高速公路修筑了采用5種路面結構的4.8km長久性瀝青路面試驗路，同時在通啟高速公路修筑了3.8km試驗段，此試驗段采用了3種路面結構形式。路面結構形式分別見表3、表4。

圖2 山東濱州至大高段高速公路永久性路面試驗段路面結構

表3 沿江高速公路長久性路面結構方案

表4 通啟高速公路長久性路面結構方案

目前，關于永久性路面結構的研究已經在我國各省市如火如荼地開展，各省市交通廳在交通規劃中也先后提出對長壽命路面結構展開研究。例如福建省交通廳以提高福建省高速公路瀝青路面長期性能和耐久性為目標，開展福建省高速公路瀝青路面長壽命路面結構研究。江蘇省交通廳也就長壽命瀝青路面的研究立項，項目由東南大學黃曉明教授負責。

由沙慶林院士主持、長沙理工大學承擔的西部交通建設科技項目“重載交通長壽命瀝青路面關鍵技術研究”項目根據我國公路交通建設和發展需求，研究重載交通永久性瀝青路面結構設計、材料技術、施工控制措施，并提出設計與施工技術指南。目的是延長路面使用壽命30～40a。

4 結論

永久性路面雖然一次性投資大，但使用壽命和維修周期延長，養護成本大大降低，年之后其投資造價即可與傳統路面的養護投入基本持平，如果按其年的使用壽命計算，可節約近倍的投資，為建設節約型社會做出貢獻。三是提高運營效益。采用永久性路面技術，路面平整，車轍、坑槽維修量小，提高了通行能力和行車舒適性，運輸效率和運營效益顯著提高，對地方經濟的發展將起到積極的推動作用。

[1] 長安大學長壽命路面結構研究課題組.高速公路長壽命路面典型結構成套技術研究[R].西安:長安大學，2005.

[2] 曾國梁，鄭鑫，李娜.長壽命瀝青路面設計及結構分析[J].交通標準化，2007，(11):171-173.

[3] 胡建榮.長壽命路面的發展現狀及趨勢[J].交通科技，2007，(5):46-47.

[4] 石寧.長壽命瀝青路面概述[J].國外公路，2000，(2):22-24.