长寿命(永久性)沥青路面(银川)
道阻且长 行则将至
道阻且长行则将至作者：暂无来源：《科学中国人》 2019年第24期杜月娇交通是兴国之要、强国之基。
截止到2018年年底，全国的公路里程达485万公里，其中高速公路总里程已达14.3万公里，位列世界第一。
在这些令世人瞩目的成就背后，离不开无数交通科研工作者的默默奉献和辛勤付出，而山东省交通科学研究院道路基础研究中心团队就是他们中的杰出代表。
依托“山东省道路结构与材料重点实验室”“高速公路养护技术交通行业重点实验室”“山东省混凝土材料与桥梁结构工程技术研究中心”等省部级平台，山东省交通科学研究院道路基础研究中心着力打造创新工作室、创新团队、学术带头人“三位一体”的创新组织架构，持续聚焦交通基础设施性能、安全、智慧提升等技术热点研究，组建了“‘道可道’耐久性道路创新工作室”“‘砾青途治’新材料创新工作室”“‘砼芯同创’混凝土及结构创新工作室”以及“耐久性道路”“高性能沥青材料”“高性能混凝土”“道路质量提升技术”“大宗固废资源化路用”“智能感知与交通大数据”“路域交通安全”等创新团队，先后被授予“山东省创新型班组”“山东省工人先锋号”“全国工人先锋号”等诸多荣誉称号。
“道路基础研究中心是我院开展交通科研创新工作的中坚力量。
多年来，我们始终不忘初心，牢记使命，坚持以交通科研创新为引领，以弘扬劳模精神、‘工匠’精神为己任，不断培育、壮大交通科研创新团队，从而凝聚团队智慧，发挥团队力量，持续增强交通科研创新能力和水平，为我国的公路建设做出了积极贡献。
”山东省交通科学研究院院长王林如是说。
十五年到五十年，打造新一代绿色耐久路面延长路面使用寿命，降低成本能耗，打造新一代路面，是山东省交通科学研究院道路基础研究中心团队追求的目标。
经过十多年的持续攻关，他们解决了表面材料早期水损坏，重载交通车辙、疲劳开裂等问题，向着新一代绿色、耐久、智慧道路不懈前进。
“传统的沥青路面寿命设计为15年，而永久性沥青路面能达到50年以上。
superpave技术在宁夏中营高速公路上的应用
建塑签凰．Super paV e 技术在宁夏中营高速公路上的应用杨振宁(宁夏公路勘察设计院有限公司，宁夏银川750001)哺要]本文以宁夏中营高速公路下面层高性能沥青混合料的配比试验及混合料韵拌和、运输、摊铺、碾压等施工要点和实际工作中的经验总结，希望与大家共同探讨。
[关键词]SIl Pe rpa ve 沥青混合科的试验配比；施工拌和；运输；摊锗；-碾压Superpave 沥青混合料设计法是美国公路战略研究计划6H R 哆的研究成果之一o Su per p ave 是Sup er i o r Per f or m j ngA s pha I t Pave —m e nt s 的缩写，中文意思是“优良性能的沥青路面“。
S upe rpave 沥青混合料酾十方法是一种全新的沥青混合f 靴殳i 十方法，包含沥青胶结料的标准、沥青混合料体积设计方法、沥青混合料分析体系、计算机软件以及相关的试验设备、试验方法和标准。
S upe rpave 沥青混合料设计系统根据项目所在地的气候和设计交通爱，把材料选择与混合料设计都集中在方法中，该方法要求在设计沥青路面时，充分考虑在服务期内温度对路面的影响，要求沥青路面在高设计温度时能满足高温性能的要求，不产生过量的车辙：在路面最低设计温度时，能满足低温性能的要求，避免或减：!叫氐温开裂；在常温范围内控制疲劳开裂。
Super pa ve 沥青路面技术在江苏、湖北等地已全面推广，并取得了良好的效果。
宁夏交通运输厅为提高沥青混凝土路面的质量，更好地解决沥青路面热稳定性和抵抗永久变形的能力，提高路面使用寿命，在宁夏区内推广使用Super pa ve 沥青路面技术。
由本人参建的中营高速公路路面是宁夏第一批采用该方法施工的建设者，Super pa ve 沥青路面技术也是通过本次施工监理过程中，结合相关规范、文献及现场施工过程，总结的一点经验。
1Super pave 沥青混合料的特点级配方面：Super pa ve 沥青混合料的设计级配呈。
浅谈公路沥青路面微表处预防性养护技术
在 潮 湿 的 条 件下 也 不 需 要 进 行 烘 干加 热 即 能 为 基 本原 则 ， 施 工中不 得 选 用未 经 试验 性 可 进行 拌制 ， 节约 能源 在 ５ ０ ％以上 。 能验 证 的添 加 剂 。 其次 对 于乳 化沥 青 的选 择 主要 包 括 拌 合 用的ＢＣ Ｒ和 喷 洒用 的Ｐ Ｃ Ｒ等 两种， 具 体 的技 术要求 如表 １ 所 示。 ２ 微表 处 施 工 中的 重难 点 ５ ０ ０ 最后 微 表 处 所 用的 集料 是 由卵 石 、 块 石 ２ ． １ 施工 路面 的 处理 由于微 表 处 属于 预 防性 的 养 护 技 术 ， 所 或 其 他 大 粒 径 矿 料 经 过 不同 规 格 的 多级 破 在 对 性 能 进行 研 究 的过 程 中 以 对 于 路 基 破 坏 较 为 严 重或 结 构 不 稳 定 的 碎混 合而 成的 ， 身的 路 况 并不 适用 ， 在 进行 施 工 之前 应该 对 路 基 发现 当集 料 中的 细集 料 含 量过 高 时其 自 二 档粗 集料 含 量 过高 时， 其就 质量 和现 状 进 行分 析 。 如果 路 基 强度 充 足且 拌 合难度 增大 ， 结 构稳 定 ， 则 只需 要对 路 面 车辙 和 缺 陷进行 会 对 路 面 强度 体 系的形 成 和 整体 的美 观 性 此 外 集 料 的砂 当量 通常 不应 小于 处理 即可， 具 体情 况划 分 如下： （ １ ） 原 路面 路基 造成 影 响。 ５ ％， 如 果砂 当 量过 低 不仅 会 造 成 集料 耐磨 结构 稳 定但强 度不足时 需 要对路 基 进行补 强 ６ 同时 还 会因拌 合时 间过 短 导 致无 处理； （ ２ ） 路 面 裂缝 ／ ＞５ Ｆ ｌ ｉ ｍ时 需 要 先 进 行灌 性 的 下降 ， 表２ 为微 表处 集料 技 术要求 。 缝处 理； （ ３ ） 路 面 存在 拥包 、 坑槽 等危 害时 需要 法施 工， ． ３ 配合 比的 设 计 进行 补 强或 挖 补 处 理 ， 否 则病 害 会 很快 破 坏 ２ 微 表处 配合 比的设计流 程 如下图１ 所 示： 微 表 处的质量 ； （ ４ ） 原 路面 车 辙 深度 在１ ０ ｍｍ 通 过 上图可 以看出在进 行混 合 料 配合比 以下的无需 进行 事先处 理即可 进行施 工， 深 度 添 为１ ０ － ２ ５ ｍｍ的可 以采 用微表 处 先进 行车辙 的设 计过 程 主要包括 集料 的级 配范围确 定， 乳化 沥 青、 水等 用量 的 初选 ， 样 品制备和 填 充或 直 接 进 行双 层微 表处 施 工 ， 深 度大 干 加剂 、 综 合现 场施工情况 和实验 ４ ０ ｍｍ的车 辙 需 要先 通 过 其他 处 理技 术 进 混合料 的性能 实验， 配合结 果 进 行 最 终 混 合料 配 比 的验 证 。 首 先 行 修复后， 才能 进行微 表 处 的施工 。 对于集 料 的级配 确定应 该以保证 耐 磨性 和强 ２ ． ２ 原材 料 的选 用 尽量选取品质较高的硬 质集料， 微 表 处 的 原 料 选 用 主 要 包 括 改 性 沥 度为基本要求 ， 可以选 择使 用级配 青、 集 料 和 添加 剂 等 三部 分， 首先 对于 添 加 在缺 少成功 经验 的前 提下＇ 其次在 确定集 料的 级配范 剂而言， 其是 改 善 沥 青 低 温性 能 、 提高 沥 青 与级 配范 围相接 近 。 可 以根据 《 路 面稀 浆封 层施工 规程 》 中 软 化 点和 增加 沥 青 延度 的 关键 ， 目前 较 为常 围之后 ＇ 并对 混合 料进 用的 添加 剂 包 括羧 甲基 纤维 素 、 聚 乙烯 醇等 的推荐 范围进行 油石比的选 择， 其中前 者主 有 机 类增 稠剂 和氯 化钙 、 消 石灰 、 普 通 硅 酸盐 行车 轮 载 荷 和 湿 轮 磨 耗 等试 验， 而后 者则针 水 泥 等无 机 盐 与无机 结 合 料 等。 添 加 剂 的剂 要针 对的是 沥青 最高用量的确 定， 此外 根 据 试 验结 果 还 可以 量 和 种 类选 择 应 该 以 不影 响 整 体 混 合 料 性 对 的是 最 低 用量 。 表 １ 乳化 沥青 的技 术要 求
沥青路面再生技术的方法与应用
沥青路面再生技术的方法与应用
沥青路面再生技术是一种成本有效且可持续实现的方式，可以将旧路面材料再次利用，将其回收、重排和重新绑定，以形成一个新的路面层。
以下是沥青路面再生技术的方法和
应用。
方法：
1.再生翻新：再生翻新通常使用的是机械分离法，将路面表层的沥青混凝土（AC）剥离，以获得再利用的旧材料，随后将其在原位置进行重铺，从而形成一个新的路面层。
2.全深再生：全深再生是通过机械化处理，将路面表层、基层和下土全部取走，然后
进行再处理。
这种处理通常将旧沥青材料还原成热液态沥青将其再次利用。
3.修复加固：修复加固是为那些受损较小的道路提供了一个再生的选择。
这种方法通
常是在现有路面上进行，需要较少的材料和更短的时间来完成。
应用：
1.超长寿命路面：沥青路面再生技术可以延长路面的使用寿命，有效地减少了维护和
替换道路材料的费用和时间。
2.减少废弃物：再生沥青材料可以减少不必要的资源浪费，例如采矿和制造新材料所
需的能源。
3.绿色环保：沥青路面再生技术可以减少轻质沥青材料的生产和废弃，从而降低了温
室气体排放并更加环保。
总之，沥青路面再生技术的方法和应用可以为现有的或未来的道路建设提供可持续性
的解决方案。
采用这些技术可以延长路面的使用寿命，减少浪费，从而降低了维修和建造
费用，同时保护我们的环境。
22.沥青路面设计规范条文解读
沥青混合料动态压缩模量：按5.1.4条规定，依相应水平定。
泊松比
材料泊松比：按下表5.6.1取值。
4 路面结构验算
一般规定 设计指标 交通、材料和环境参数 路面结构验算流程
一般规定
弹性层状体系理论：
路面结构方案选定：
设计指标
路面结构方案验算设计指标选择：
不同设计指标的力学响应点位置：
面层材料类型选用：参照表4.5.2。
对抗滑、排水或降噪有特殊要求的表面层：可采用开级配的沥 青混合料。表面层下应设防水层。防水层：可采用改性乳化沥 青或改性沥青。
不同粒径沥青混合料层厚：符合表4.5.4规定。
密级配沥青混合料和SMA的结构层厚度不小于集料公称最大粒 径的2.5倍。开级配沥青混合料的结构层厚度不小于集料公称最 大粒径的2.0倍。
一般规定
路面材料：依据公路等级、交通荷载等级、气候条件、各结构 层功能要求和当地材料特性等，经技术经济论证后设计并确定 材料设计参数。 原材料性质要求和混合料组成及性质要求：符合《公路沥青路 面施工技术规范》（JTG F40），和《公路路面基层施工技术 细则》（JTG/T F20）的规定，结合工程特点和当地经验确定。
交通、材料和环境参数
累计当量设计轴载作用次数计算：
结构验算时结构层模量取值：
温度调整系数及等效温度：
路面结构验算流程
路面结构验算流程： 1.调查分析交通参数（附录A），确定交通荷载等级。 2.根据路基土类、地下水位高度确定路基干湿类型和湿度状况， 按规范要求，并结合现行《公路路基设计规范》（JTG D30） 的规定，确定路基顶面回弹模量及必要的路基改善措施。 3.根据设计要求，收集所在地区的常用路面结构组合和材料性 质要求，分析影响路面结构设计的其他因素，初拟路面结构组 合和厚度方案，选取设计指标。
提高沥青路面压实度的合格率
提高沥青路面压实度的合格率摘要：对公路工程沥青路面施工技术进行深入分析，可以在很大程度上提高公路工程的整体施工质量。
而公路工程的施工质量不仅在一定程度上影响社会经济的发展情况，并且会对人们的出行安全产生一定影响。
在新形势下，社会经济的快速发展导致我国交通里程不断增加。
因此，必须重视公路工程施工质量控制工作，尽可能延长公路的使用寿命，降低公路在后期使用过程中出现问题的可能性，减少公路路面维护成本，提高我国公路的整体建设水平，保证公路的经济效益。
关键词：沥青路面；公路工程；压实度；措施分析1工程概况银川市沈阳西路（满城北街－新小线）快速通道工程（EPC）总承包项目位于银川市西夏区北部，项目东起满城北街，道路走向东西贯穿，下穿西绕城高速后向南接入新小公路外匝道，是衔接西夏区西部地区与西夏区中心城区的交通干道，道路全长11.2km，红线宽度60m。
道路沿线主要相交道路包括：兴州北街、丽子园北街、文萃北街、文昌北街、宏图街、西环高速，全线共设5处立体交叉和一处下穿隧道。
本工程工期紧、任务急、质量标准高，道路等级主线为城市快速路，辅道为城市主干道，工程的建设将对于整个西夏区西部片区的建设提供有力的交通基础设施保障，支撑西夏区实现建设成为综合产业服务中心成为银川市三个市级中心的规划目标。
2目标设定2.1目标制定根据周边类似项目现状调查结果，小组成员经过反复研究讨论，一致决定此次活动的目标值为：将沥青混凝土路面的压实度指标（≥98%）一次性合格率从现在的63.3%提高到84%。
2.2目标可行性分析（1）现状：沥青混凝土路面压实度低（<98%）的主要因素是机械碾压控制不到位，占63.6%。
（2）主要问题解决程度计算：主要问题造成的损失率为：（1-63.3%）*63.6%=23.3%经过小组成员得仔细分析讨论，如在施工中采取一些有效的方法措施，可以解决该主要问题的93%，此时合格率为：63.3%+23.3%*92%=85%。
沥青路面早期损坏类型与力学机理研究
【 关键词 】 沥青路面 ； 破坏机理 ； 平整度 ； 应力； 温度 耐久性 ； 裂性 能； 力响应 ； 抗 动 刚度
０ 引 言
目 我国沥青路 面早期损坏产生 的原 因是 多方面的 ，是环境 、 前 荷 载 、 工工艺 、 和路 面结构等共 同作用下 ． 施 材料 随着 时间的推移慢慢产 生 的。 文主要从路 面结构 的力学响应角度对路面早期损坏机理进行 本 分析 。
１ 永 久 变 形
１１ 表 现 形 式 ．
永久变形是沥青路面一种主要 的损 坏现象 这些沉陷 、车辙 、 拥 包、 搓板等变形 极大地降低 了路面平整度 和道路服务水平 ． 严重时甚 至直接影响交通安全。从 沥青路 面病 害调查结果 来看 ， 各类变形损坏 中属车辙问题尤为突出。 车辙是指轮迹带上出现的辙槽 从外观看 ． 车 辙表现为在行车荷 载的反 复作用下 ． 车轮行迹处 比旁边明显凹陷或沥 青面层压缩 变形 的现象 。半 刚性基层沥青路 面车辙 主要 有三种类型 ： 失稳 性车辙 、 结构性车辙 和磨耗性车辙 在这几种车辙破坏类型中 ． 失 稳型 车辙是最 常见也最严重 的． 对于半刚性基层沥青路 面基本上 都属 于沥青混合料 的失稳性车辙ｆ 或称流动性车辙１ 车辙直接影响行车安全 ． 雨天时会使路表排水不 畅而 降低路 面的 抗滑 能力 ． 甚至会 由于辙槽 内积水而致使 车辆行使时 发生飘滑 ． 季 冬 更会 由于积水而导致路面结冰。 此外 ． 车辙还会影响路面的平 整度 ， 并 且在辙槽处 由于沥青层减薄 ．削弱了面层及 路面结构的整体强度 ． 从 而引发其他病害。因此 ． 车辙严 重影 响了沥青路面的服务质量和使用 寿命 。 １ 力学机理 ＿ ２ 车辙是随着渠 化交通程 度的提 高和车辆荷 载作用次数的增加 ． 行 车道轮迹带上 由于沥青层 的再 压密或剪切变 形而逐渐形成 不同程度 ３ 水 损 害 的车辙变形。 ３１ 表 现 形 式 ． 失稳性车辙ｆ 称流动性车辙１是指 由于 沥青路面结构 面层 在车 或 ． 在早期损坏的各种现象中 ． 害也有非 常具有危害 的一种 通 水损 轮荷载作用下 ．沥青面层 内部 的剪应力大于 沥青混凝土 的抗剪 强度 过调查研究 ． 以将水损害分 为 自上 而下 的表 面层水损害和 自下而上 可 时． 轮迹带范 围内的沥青混凝土产 生侧向剪切流 动变形 ． 轮迹处 产生 的水损 害两类 自上而下 的水 损害是一个水使 沥青 膜从集料表面脱 下凹 ． 同时两侧沥青混凝土鼓起形成的车辙 表现 为一方 面车轮作用 落． 失去附着力的过程。 其主要表现为表 面型坑槽 ． 它的形成条件是水 部位 下凹 ． 另一方 面车轮作用甚少 的车道两侧反 而向上隆起 ， 弯道 在 能够渗入表面层 ， 但继续往下 渗比较 困难 ， 同时表面有大的孔 隙。 上 自 处 明显 向外推挤 ． 远看标线可能发生变形 横断面呈 ｗ 形。 而下 的水损 害是 由于水通过各种 途径进入路 面并 到达基层后不能从 结构性车辙是指 由于路面结构 自身变形 ． 作用于路面 的车辆 荷载 基层迅速排走 ． 只能沿 沥青层 和基层 的界面扩散 ， 积聚。 当半 刚性基层 经 面层 传递扩散 ．使 面层 以下包括基层 在的各结构 层发生永久性 变 沥青路 面的沥青层较薄时 ． 沥青 路面的水损害经 常是 自下而上发展 形． 故又称为压密型车辙 结构性车辙与施工质量 ． 特别是路基处 理情 的． 其主要表现为唧浆然后松散成坑槽 况有很大关 系 ． 以只要严格 控制路基施 工质量 ． 所 结构 型车辙基本 上 ３２ 力 学 机 理 ． 可以根治 这类车辙发生的情况已经越来越 少见 了． 并不是 目 前我 国 所谓水损害 ． 是指沥青路 面在存 在水 分的条件下 ， 经受 交通荷载 沥青路面车辙形成的主要原 因 和温度胀缩 的反复作用 ．一方面水分 逐步浸入到沥青 与集 料的界面 磨耗性车辙是 指在一些寒 冷地区 ． 由于路面结冰 ． 汽车司机会在 上． 同时由于水 动力 的作用 ． 沥青膜渐渐地从集料表面剥落 ． 并导致集 车轮上会加挂 防滑链或采用 埋钉式防滑 轮胎 ．以至在路 面上产生磨 料之 间的粘结力丧失而使混合料整体力学强度降低 的过程 而单独将 损． 在轮迹带上形成 的变形 磨耗性车辙 主要 与沥青混合料 的耐磨性 水损坏作为一种损坏形式 ， 实际上掩盖了产生水损坏的根本原因。在 有关 ． 因此要 尽量用 强度 高、 耐磨性好 的石料 。 路面结构设计 与材料设计阶段 ． 均已考虑了结构层与路面材料的抗 水 损坏性 能 ． 因此单纯 的水 损害从理论上看 ． 在路面使用 的早期 阶段并 ２ 开裂 不会产生 通过调查发现水损坏通常都在其 他早 期损坏 同时发 生， 且 ２１ 表 现形 式 ． 大部分水损坏均是在其他形式的早期损坏产生后 而发生的 ， 如路面产 沥青路 面开裂是各 国沥青路面最普遍 的早期损 坏现象之一 ． 只不 生辙槽或开裂后 ． 路面在辙槽 、 裂缝与水渗透的循 环作用下 ， 一方面加 过是裂缝 的类 型、 程度及产生时 间有所不 同。路 面裂缝 的危害在于从 速了裂缝扩展 ． 另一方面则形成了水损坏 可见对于水损坏的防治是 裂缝 中不断进入水分使基层甚至路基软化 ．导致路 面承载力下降 ． 产 以其他早期损坏的防治为前提的 ． 了辙槽 和裂缝 等损坏 就能从 根 解决 生 唧浆 、 网裂 、 加速路面破坏 。按照裂缝的方 向和成 因． 可分 为纵向裂 本上杜绝水损坏的产生。 （ 下转第 ３ ８页 ） ６
沥青路面耐久绿色工程技术的发展(每日一练)
沥青路面耐久绿色工程技术的发展（每日一练）单项选择题（共10 题)1、我国第一条采用FIDIC条款修建的省际高速公路是( )。
(D)•A、广佛高速公路•B、沪嘉高速公路•C、沈大高速公路•D、京津塘高速公路答题结果：正确答案：D2、20世纪80年代开始，我国结合实际情况，发展了具有中国特色的( )的建造体系，在世界上独树一帜。
(C)•A、刚性基层路面结构•B、柔性基层路面结构•C、半刚性基层路面结构•D、组合式基层路面结构答题结果：正确答案：C3、我国现行《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)规定高速公路沥青路面结构设计使用年限不应低于( )年。
(B)•A、12•B、15•C、30•D、50答题结果：正确答案：B4、现代沥青路面设计体系主要采用的方法为( )。
(C)•A、力学法•B、经验法•C、力学—经验法•D、数值模拟法答题结果：正确答案：C5、2021年10月，习近平总书记在第二届联合国全球可持续交通大会上指出:“要加快形成绿色低碳交通运输方式，加强( )基础设施建设。
” (B)•A、安全•B、绿色•C、智慧•D、数字答题结果：正确答案：B6、我国橡胶沥青的研究和应用已有近40年历史，其生产工艺主要分为干法工艺和湿法工艺两种，两者的本质区别在于( )。
(D)•A、沥青品质不同•B、矿料级配不同•C、废胎胶粉含量不同•D、生产流程不同答题结果：正确答案：D7、我国第一条重载交通半刚性基层结构的长寿命沥青路面试验路是( )。
(A)•A、河北沿海高速秦皇岛试验路•B、山东滨州试验路•C、河南尉许高速公路•D、江苏沿江高速试验路答题结果：正确答案：A8、足尺结构的加速加载试验主要研究的科学问题是在( )耦合作用下，路面结构与材料多元化的服役性能演化规律和衰变机理。
(C)•A、车辆与路面•B、结构与材料•C、荷载与环境•D、温度与路面答题结果：正确答案：C9、我国( )沥青路面设计规范的发布，标志着我国高等级公路半刚性基层路面设计方法的形成。
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足尺试验道试验
›
Mn/ROAD WesTrack NCAT
›
›
›
Accelerated Pavement Testing
›
CalAPT FHWA
›
车辙率与沥青层厚度的关系 （英国TRL）
1000
100
车辙率 (mm/msa)
10
1
0.1
0
100
200
300
400
沥青层厚度 (mm)
非结构性车辙（英国TRL）
抗车辙的中间层（粘结层）
使用破碎集料，提高内摩擦力； HMA中的粗集料形成嵌挤 （stone-on- stone contact）； 使用集料公称最大尺寸较大的级 配； 使用Superpave混合料设计方法； 现场平均空隙率：4%～6%； 使用高温性能等级较高的沥青结 合料； 使用改性沥青； 掺加纤维。
转移函数
最终设 计结果
路面寿命是 否符合要求 ?
力学性能标准
ESAL作用下
限制弯拉应变< 65me
(Monismith, Von Quintus, Nunn, Thompson)
厚的 HMA (> 8”) 基层 (要求时)
路基 限制垂直压应变< 200me (Monismith, Nunn)
对基础的要求——
柔性的抗疲劳材料 3 - 4”
路面基础
要求
›
从下向上的设计与施工
基础
» »
›
稳定的铺筑平台
尽量减少服务中的季节性的可变性和体积变化
›
较低的沥青层抗疲劳 较上面的沥青层抗车辙
›
基于力学的设计
材料特性 (模量值) 路面模型
路面响应
(应变、应力等)
尽可能减小可能性： 拉伸应变> 65 me 压应变> 200 me
FHWA – 来自长期路面性能 （LTPP）研究的数据
数据来自 GPS-6 (FHWA-RD-00-165) 结论
大多数 AC 罩面层修复前的使用期 > 15 年 许多 AC 罩面层产生明显破坏的使用期 > 20年
较厚的罩面层意味着如下现象较少：
疲劳开裂 横向开裂 纵向开裂
表面开裂 （英国TRL）
柔性 路面 水稳 基层 水泥 路面
西区 东区 西区 东区 西区 东区
长寿命沥青路面结构
三层式沥青路面结构：
抗车辙、耐磨耗的表面层； 抗车辙的中间层； 抗疲劳的基层。
结构与受力情况
}
最大拉伸应变
1.5 - 3” SMA, OGFC o 压 6” 力
区
高模量抗车辙材料 (根据需要变化)
对基础的要求—— 伊利诺斯州
要求路基以上的厚度（英寸） 25 20 15
10
5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
CBR
对基础的要求
排水
需要时设置 考虑养护需要
季节性变化 特殊条件
冻升/融软 膨胀土
对HMA的考虑
HMA 基层
中间层 磨耗层
抗疲劳的沥青基层
›
›
›
› 碾磨与充填 › 薄层罩面
{
高质量的 SMA, OGFC or Superpave
结构保持完整
20年甚至更长
长寿命（永久性）路面
●
结构维持50年以上
● ●
从底向上的设计与施工 无限期的疲劳寿命
●
路表面可更新
● ●
高的抗车辙能力 适应特殊应用
● ● ●
坚实、平整、安全的行驶表面 有利于环境保护 避免昂贵的重建
英国TRL设计图表
500
DBM
400
DBM50
HDM
沥青层厚度 300 (mm) 200
100
HDM—重交通马克当路 DBM50—硬沥青常规密级配混合料 DBM—常规密级配混合料
10 100 设计寿命 (msa)
0
美国德州永久性路面项目
——35号州际公路典型断面
加州710号州际高速公路设计方法
剪应力 , e
沥青混凝土
拉伸应变 et
基层 路基
垂直压应变 ev
加州710号州际高速公路路段
全厚式路段
3", 3",PBA-6A PBA-6A 1" OGFC
罩面路段
3" PBA-6A 5" AR-8000 8.0"
12.0"
6", AR-8000
3", AR-8000,RB
纤维织物
8“ 8“ 破裂并密封的 破裂并密封的 PCC PCC 6" 6"CTB CTB
疲劳试验夹具
梁弯曲疲劳试验力学原理
伊利诺伊大学的试验数据
控制应变为70με时的实验数据
——破坏判据为初始劲度降到一半（3600MPa）
典型的800με的疲劳试验
典型的400με的疲劳试验
加载到破坏的应变与疲劳寿命的关系
延长疲劳寿命的措施
使基础（路基）变得更硬（模量更高） 增加HMA的总厚度 增加混合料劲度 增加HMA抗弯强度 采用改性沥青
现在的磨 耗层的年 期 （年）
现在的路 面国际平 整度指数 （IRI） （m/km ）
1.0 0.8 0.9
现在的路 面车辙深 度 （mm）
7.4 4.7 7.1
5 5 7
水稳 西区 基层 东区
水泥 西区 路面 东区
24
23
20.0
30.6
19.0
29.5
18.3
11.6
1.5
1.6
2
3
华盛顿州90号州际高速公路
表面层（磨耗层）
依赖于交通、环境、地区经验和经济条件 表面层沥青混合料类型：SMA、SUP、OGFC 性能要求包括：
抗车辙 抗裂 抗滑 减少溅水与水雾 抗磨耗 降噪 不渗水
确保表面层质量的关键因素
提高一个高温性能等级； 采用改性沥青； 选择较高的确定沥青性能等级的可靠度； 进行析漏试验（SMA、OGFC）； 控制级配（关键筛孔，如4.75、 0.075mm等）； 车辙试验； SHRP的SST试验等。
影响抗疲劳性能的因素
• • • •
高有效沥青用量的混合料 =较大的抗变形能力 改性沥青胶结料 = 较大的抗变形能力 HMA的空隙率高于最佳沥青用量时的空隙率，疲劳寿命降低； 细级配HMA的疲劳寿命较长；
高沥青用量
应变
无限的疲劳寿命
低沥青用量
疲劳寿命
疲劳试验方法
AASHTO TP8
确定承受重复弯曲的压实HMA疲劳寿命 的标准试验方法 弯曲梁疲劳试验
随路面厚度增加，拉伸应变减小； 薄的沥青路面 = 高应变； 较高的应变 = 较短的疲劳寿命。
压应变
应变
疲劳寿命 拉伸应变
无限的 疲劳寿命
抗疲劳的沥青基层
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随路面厚度增加，拉伸应变减小； 较厚的沥青路面 = 低应变； 应变低于疲劳极限 = 无限的疲劳寿命。
压应变
无限的 疲劳寿命
应变
疲劳寿命 拉伸应变
轮荷载
裂缝 （从表面开始）
新泽西州： 287州际公路表面开裂
华盛顿州：沥青路面厚度 > 150 mm，从顶向下 发展的裂缝深仅 50～75mm
50 mm 150 mm
英国TRL在M32高速公路上发现的 从上向下的裂缝
M32 CORE
M3 2
英国M1高速公路上的纵向裂缝
较上层抗车辙
›
车辙产生于较上面的沥青层
重修路表面的路段百分率（%）
路面 类型 所处 地区 第一次 100 93 100 16 57 第二次 0 85 100 5 0 第三次 0 11 71 0 0 第四次 0 0 10 0 0
磨耗层寿命（年）
原路面 18.5 12.4 10.8 19.0 29.5 第一次 修复 12.2 11.9 第二次 修复 11.5 -
这些获奖路段被认为是“卓越设计与高质量施 工相结合”的典范
华盛顿州90号州际高速公路
路面 所处 初期路 自原路面 类型 地区 面厚度 铺筑以来 （cm） 的使用年 期 （年）
柔性 西区 路面 东区 37 24 23 25.8 29.3 38.2
从原路面 到首次修 复路表面 时的年期 （年）
18.5 12.4 10.8
平均
范围
31.6
23～39
230/9.2
100～345 2～25
华盛顿州际高速公路柔性路面的 性能（284km）
统计
现有磨耗 层的龄期 (年)
现在的 IRI (m/km)
现在的车 辙深度 (mm)
范围
0 to 27
0.4 to 1.3
1 to 7
俄亥俄州的柔性路面研究
对4条州际高速公路的调查： HMA 路面长达34年没有进行过修复或重建 对于进行结构修补或维持柔性路面的排水没 有投入显著的工作量 对于HMA路面，现在成本仅有少量增加
路基
路基 路基
加州I-710的重型车辆模拟器（HVS） 研究
加州HVS研究结果
试验了4种不同的表面混合料； 一种3/4”密级配混合料选择了聚合物改 性结合料 (PBA-6A)； PBA-6A 混合料的车辙低于常规材料一半。
修复
可能发生的破坏