长寿命路面PPT课件
高速公路长寿命沥青路面设计施工技术指南
高速公路长寿命沥青路面设计施工技术指南
各位老司机，今天咱们要聊的是高速公路上那些让人又爱又恨的“老朋友”——长寿命沥青路面。这些路面可是咱们开车时的大功臣，它们不仅让高速公路变得平坦、宽敞，还保证了行车的安全和舒适。但是，你知道怎么设计和修建这样的路面吗？别急，跟着我一起，咱们轻松搞定！
首先得说说这路面选材，这可是关键中的关键。咱们得选那种既耐磨又耐候的材料，这样才能保证路面几十年如一日地保持好状态。比如说，咱们常用的改性沥青，它就像个全能战士，既能抗高温又能抗低温，还能抵抗各种车辆的压力呢！
接下来说说施工技术，这可是决定路面质量的关键。咱们得按照科学的步骤来，一步步来，不能急。比如，咱们先得铺一层碎石层，然后再铺上沥青混凝土，最后再在上面撒上一层石屑，这样就能保证路面既平整又结实了。
咱们在施工过程中还得注意保护环境。咱们得尽量减少对周边环境的影响，比如减少噪音、粉尘等污染。咱们还得做好排水工作，防止雨水对路面造成损害。
咱们还得定期对路面进行检查和维护。这样才能及时发现问题并进行处理，保证路面的正常使用。比如说，咱们可以定期检查路面是否有裂缝、坑洼等问题，发现问题后及时进行修补或更换。
设计和施工长寿命沥青路面需要综合考虑多种因素，从材料选择到施工技术再到后期维护，每一个环节都不能忽视。只有这样，咱们才能建造出既美观又实用的高速公路，让咱们的出行更加安全、舒适。
今天的分享就到这里。如果你还有其他关于高速公路长寿命沥青路面的问题或者建议，欢迎随时向我提问哦！记得关注我，下次再见！
国际长寿命路面结构研究现状与中国应有的对策(张起森)
国际长寿命路面研究现状与中国应有的对策
张起森教授
博士生导师
长沙理工大学
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博
导主要内容
一、长寿命路面设计理念
二、国际长寿命路面研究状况
三、中国路面现状与问题
四、长寿命路面在中国发展的可行性
五、长寿命路面发展对策
六、总结
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博
导一、长寿命路面设计理念
长
沙
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大学
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起森
教授
博
导现今寿命最长的路面结构
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博
导定义
perpetual pavement：指只需定期更换路
面表层（把破坏限制在路面上层），而不需进
行结构性修复或重建，且使用寿命大于50年的
沥青路面。
•full-depth asphalt pavement （全厚式路面）
•deep strength asphalt pavement （高强度路面）
•long-life asphalt pavement（长寿命路面）
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博
导设计理念
上面层：抗车辙能力和抗磨耗能力
中间层：抗车辙能力
基层：抗疲劳能力
路基：高强、稳定和坚固长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博导最大拉应变
路面基础100~180mm高模量
抗车辙材料
(根据需要定)
柔性抗疲劳材料75~100mm40~75mm高质量SMA、OGFC 或Superpave}
100~150mm高压力区设计理念
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博
导自下而上进行设计和施工
基础（高强、稳定和坚固）
稳定
将使用期间的季节性变化和体积变化降低到最小
下面层加强抗疲劳性能
上面层加强抗车辙性能设计理念
长
沙
理
工
大学
张
起森
教授
博导长寿命沥青路面在使用过程中，为保持其
良好的性能和使用寿命，必须定期检测，
当自下而上的疲劳开裂、温度开裂、车辙
等病害达到预定深度时（即达到磨耗层深
度），就必须采取罩面等措施。对于长寿
命沥青路面而言，这点非常关键，它保证
了将病害限制在表层，且尽可能减小未
来罩面的附加厚度（重铺厚度必须尽可能
采用原厚度）。长沙
理
工
大学
张
起森
教授
博导要应避免以下现象发生
重复弯曲导致疲劳开裂
长寿命路面简介-1
1. 简介
长寿命路面（ Long life asphalt pavement，简称LLAP ），是指路面设计寿命超过40年，相对于现有的路面其日常养护要求总费用更低的路面结构。
传统的沥青路面设计寿命为15年，适度增加路面强度及沥青混合料基层厚度的长寿命路面，可以获得50年或50年以上使用寿命。
现在欧洲正在使用的长寿命路面，已经充分证明了是具有良好的经济效益、使用寿命50年以上的良好性能路面。
2.特点
长寿命路面具有如下特点：
⑴ 在总费用上：初期修建费用很高，日常养护费用较少，总费用效益比最大；
⑵ 在设计年限上：至少40年；
⑶ 在损坏模式上：路面的损坏只发生在表面层，如表面开裂，不存在结构性破坏；
⑷ 在养护维修上：只需要日常养护，不需要进行结构性大修；
在道路使用上：能够承受更大的交通量和更重的交通荷载。
3.设计理念
欧洲长寿命路面首先在重载交通道路上提出，以期能获得40年以上的使用年限。其设计基本理念是：获得40年使用年限；结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能。道路部门将这些因素都考虑进去，并最大限度降低对环境的影响。长寿命路面不仅适用于大交通量道路，经适当的调整后也可用于中、低等级交通量道路。长寿命路面的提出为交通量急剧增长的道路，特别是重载货物交通道路，提供了较好的设计方法，其路面技术还可以用于对旧路的维修、重建或扩建。
欧洲在19世纪90年代提出了长寿命路面，最早被英国确认，根据Powell等人的理论提出了早期的沥青路面设计方法。Powell理论主张道路使用20年后，通过对原路面的补强来实现40年的设计寿命。RL对51条厚沥青路面长期性能调查，并通过对柔性道路40年周期费用经济分析，包括道路路面性能的变异性、交通延误费用、维修相关费用，表明对于重载交通费用，较经济的道路设计就是增加设计年限最少为40年，这样无需结构性维修，以降低道路维修费用，减少道路交通延误，长寿命路面是首选设计方案。 美国长寿命路面设计理念是欧洲长寿命路面设计理念的发展，其内容为：设计的沥青路面能使用50年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低了传统沥青层层底开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损坏仅限于路面顶部（25～100mm），因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复，使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建。
高模量长寿命路面设计
高模量长寿命路面设计
设计理念：
长寿命路面不能仅仅是通过增加面层的厚度来实现长寿命，它不单是路面研究范畴，更应该是需要综合考虑地区气候差异、路面设计、材料特性、施工工艺、养护技术以及项目管理的系统工程。长寿命路面更应该是一种设计理念。
我国的高等级公路和普通公路的早期破坏有多种形式，其中主要是由交通运输呈现出的“大流量、重载以及渠化交通”所引起的。我国的长寿命路面设计理念就在于无论采用何种施工工艺、何种结构类型和何种技术措施，其最终目标都是要实现路面低维修和长寿命。
就现有路面而言，如果能完成设计使用寿命，从某种意义上也可称其为长寿命路面。增加路面厚度，采用抗冲刷能力强的贫混凝土基层，改善接缝设计等都不失为铺筑长寿命道路的一种探索。
长寿命路面不仅适用于大交通量、重载交通道路，经适当的调整后也可用于中、低等级交通量道路。因此，本文设计的长寿命路面典型结构应具有普遍意义的参考价值。
设计年限：
目前，对于长寿命路面的设计寿命，国内外也没有形成统一的标准。各国对长寿命路面的寿命期望值从35年至60年不等。英国公路署、建设材料协会和沥青协会希望长寿命路面的使用寿命能达到50年以上，美国沥青路面协会关于永久性路面的定义为至少达到35年的设计寿命，而美国各州之间对于永久性路面的定义又有所不同，各州期望的永久性路面的设计寿命在30年到50年之间，近邻日本则定义长期使用路面的使用寿命在40至60年之间。
设计要求：
长寿命路面的结构设计必须保证在长达40年以上寿命周期内不发生结构性破坏，只有表面功能层发生破坏，应具备以下特点：
设计寿命达到40年以上；
在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损坏只发生在表面功能层；
只进行日常养护，不需要对主要承重层大修；
初期费用可能偏高，但维修费用低，在寿命周期内最经济。
从长寿命路面特点可以看出，其优点在于设计寿命长，养护费用较低，在寿命周期内的总费用最经济。
长寿命沥青路面概述
文章编号:1003-6512(2000)01-0022-03长寿命沥青路面概述Ξ 摘 要:在英国,公路交通量不断增长,这就促使研究人员对现行的道路设计方法重新进行评价。该文正是TRL的MikeNunn最近对多条试验路的性能的总结。关键词:长寿命;沥青路面;交通量 1 前言英国在20世纪50年代初期修筑了多条设计寿命为20年的试验路,在分析这些试验路的路面性能基础上,根据Powell等人的设计理论提出了目前的沥青路面设计方法。Powell的理论主张道路使用20年后,通过对原路面补强来实现40年的设计寿命。详细的40年费用效益分析(包括建设费用、结构性维修引起的交通延误费用和其他费用)表明这种设计方法非常经济。自从80年代中期采用这种设计方法以来,交通量持续增长,影响了道路上正常的交通通行。最近研究表明,在重交通道路上,设计使用寿命40年的道路,因为不需进行结构补强,减少了道路维修和因维修而带来的交通延迟,从而大大地提高了其费用效果。因此,公路署、英国建筑材料协会和沥青协会委托TRL集成最新的路面使用性能信息,对现行沥青路面设计理论加以评述,以期获得不需结构性维修而使用期至少长达40年的道路———长寿命道路。本文所述设计方法是在上述三家机构的联合研究下而建立的,但同时也吸收了公路署其他项目的研究结果以及当前总经费500万英镑的HA的研究结果,没有这些项目,上述的联合项目的结论就不会有如此说服力。2 路用性能从80年代中期开始使用的现行路面设计方法的主旨在于控制道路基层底面的疲劳裂缝和土基的结构变形。其设计标准的标定使用了作用2千万标准轴次的多条道路的性能观测数据。对于交通荷载累计作用次数等于或大于1亿次的道路,设计时必须对现行设计方法的性能作很大的外延。道路采用分期修建,道路在20年后达到一个临界状况;然后罩面以获得另外的20年使用寿命。若道路状况已经超过了其临界状态,那么就必须重修而不能采用罩面。道路临界状况与标准轴载慢速行驶下引起的路面瞬时弯沉有关。随着荷载作用次数的增加,路面结构变弱,弯沉被认为逐渐增加。本文综述了路面车辙、疲劳破坏和长期路面强度以及临界状况的标准和它们之间的相互关系,具体概述如下。2.1 车辙车辙来自于道路一层或多层的永久变形的总和。车辙的产生有两种情况,一种是车辙只发生在沥青面层,为表面车辙;另一种车辙产生于土基,为结构性变形。针对这两种类型的车辙所采取的维修措施截然不同,但从路表车辙的观测不能区分出这两种车辙。对51条道路的车辙产生速率的调查结果表22 国 外 公 路 第20卷 第1期2000年2月
长寿命路面综述
长寿命路面综述赵芳(河北省交通勘察设计研究院,石家庄050011)摘要介绍了国外长寿命沥青路面的设计理念,并对国外一些已有的长寿命路面的经济性能、使用性能、路面的损坏形式进行了分析,同时介绍了长寿命沥青路面的力学设计方法的研究状况。关键词长寿命路面;沥青路面;全厚式;交通量中图分类号:U416.216文献标识码:B文章编号:1673-6052(2008)01-0008-0220世纪末以来,长寿命沥青路面成为世界各国沥青路面最为热门的研究内容。在全世界范围内,道路荷载均在不断增加,其中重载货车交通量增幅较大,同时为了提高轮胎的服务寿命采用较高的轮胎压力,轮胎接地压力提高,从而使沥青路面出现了许多问题,如车辙、永久变形、疲劳开裂等。路面常常达不到设计年限就出现了损坏,需要进行大修。为了提高沥青路面的性能,欧美许多国家将长寿命路面设计理念试用在重交通道路上,在延长沥青路面使用寿命、降低寿命周期费用方面获得了极大的成功。1长寿命路面结构设计理念长寿命路面结构设计理念是为了提高沥青路面的使用寿命,采用较厚的沥青层柔性路面,以降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙,使路面的损坏仅限于顶部(25~100mm),因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复,在使用年限内不需要大的结构性重建。长寿命路面结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载以及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能,并最大限度降低对环境的影响。英国学者通过对厚沥青路面长期性能调查,并通过对柔性道路40年周期费用经济分析,包括道路路面性能的变异性、交通延误费用、维修相关费用,表明对于重载交通道路,较经济的设计就是增加设计年限为最少40年。这样无须进行结构性的维修,以降低道路维修费用,减少道路交通延误,长寿命路面为首选设计方案。各个国家采用主要道路的路面结构设计年限有所差异,南非、日本为20~40年,而美国为30~50年。磨耗层设计寿命低于结构层的设计寿命,一般情况下,10~15年就要做一次路面罩面。2长寿命路面经济性能分析由于长寿命路面设计寿命较长,有良好的经济效益。其寿命周期费用包括在路面寿命期内的所有建设费用和养护费用,以及车辆的保养费用。其他的费用包括在重建过程中客运和货运的运输费;由于建设活动造成的道路堵塞和低速;以及由道路使用者和工作区的道路建设人员引发的较高的交通事故率而引起的费用。经济效益分析中,道路费用仅是其中一个因素。政府部门还要平衡较重荷载、高压轮胎的获益及对道路日益增加的损坏。永久路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载,虽然初期建设费用较高,但是如果评价整个使用周期的总费用,其路面较传统的沥青路面更经济。降低了使用周期内的维修费用,同时极大降低了道路使用者的使用费用(交通延误和事故费用)。3路面损坏形式长寿命沥青路面的损坏形式以开裂为主,既有横向裂缝又有纵向裂缝,其中表面开裂占主导地位。裂缝一般出现在磨耗层,很少波及到联结层、基层。研究表明当沥青层厚度超过180mm时,一般是路表先开裂,且裂缝不会贯穿整个沥青层,而较薄的沥青层的路面,会产生自上而下的贯穿裂缝,但不会产生自下而上的裂缝。观测到的这种表面裂缝有几种不同方式,有些是就一条开裂出现在一个轮迹带下,有的是两个轮迹带下都出现了裂缝,还有的是出现了多条开裂带。形成表面裂缝的原因复杂,一般分析认为:(1)在轮胎边缘路表或靠近路表产生了较高的水平拉应力,使得路表首先产生开裂,并向下传播,特别对于宽轮胎;(2)路表存在较大的模量梯度,特别是高温时,这样在较高的轮胎压力及温度应力下,首先使路表开裂,并向下传播;8北方交通2008(3)磨耗层沥青老化,降低了磨耗层抵抗温度、荷载应力能力,从而产生表面裂缝,横向开裂也与沥青老化有关。国外对表面裂缝的调查明确了较厚沥青层且精心施工的沥青路面的损坏仅发生在表面层。但并不意味着沥青层厚度薄就不产生表面裂缝或者面层厚度越厚表面裂缝越严重。其重要一点在于:表面损坏是较厚沥青层、精心施工的沥青路面最主要损坏类型;而对于较薄沥青层也会产生表面裂缝,但是更容易产生由底层向上发展的破坏整个结构的开裂。4长寿命路面结构组合研究认为,薄沥青路面容易产生结构变形和完全贯穿沥青层的表面裂缝。因此,即便是在轻交通路面上,长寿命路面的沥青层厚度也不宜太小,长寿命路面沥青层厚度一般大于180mm。同时当前各国的沥青路面结构设计方法大多都没有考虑路面结构各层在抵抗疲劳、车辙和温缩裂缝中各自所起的作用。在道路的服务期内,各结构层有其各自的特性。根据大量调查与力学分析,研究认为长寿命路面应根据路面受力特性,对各结构层分层设计。表面层为车辆提供良好的行驶界面,设计时采用高性能沥青混凝土,应具有足够的抗车辙性能、抗表面开裂性能、抗滑性能、缓解水雾的影响并能减小噪声,可以选择骨架型密实结构的沥青混合料,并采用优质沥青或改性沥青,也可采用开级配抗滑磨耗层(OGFC)以利于水从路表面迅速排除。路基不仅为面层提供良好的铺筑界面,而且对于整个路面稳定具有重要意义,因此,设计和修筑高强、稳定和均匀的路基对长寿命路面极为重要。设计时需考虑排水问题,因此可采用排水良好的碎石垫层。5力学设计法众所周知,获得长寿命路面的一个基本前提是HMA路面足够厚,以消除自下而上的路面破坏。从结构上看,路面必须有合适的厚度和刚度以抵抗变形,并具有足够厚度和良好性能以抵抗来自结构层底的疲劳开裂。而过去经验法路面设计无法考虑各结构层对抵抗疲劳、车辙和温度开裂的作用。因此,必须采用能考虑各层功效的力学设计法。目前,如美国的华盛顿、伊利诺伊州、明尼苏达州、肯塔基州和英国等地都采用力学设计法。华盛顿州际运输部门(WSDOT)从20世纪80年代开始就使用力学经验法设计HMA罩面,该法是利用一个疲劳转换公式实现调整室内外试验的疲劳关系。该公式是基于Monismith室内试验所得的拉应变、沥青混合料模量和疲劳寿命关系。英国使用的力学设计是1984年POWELL提出的,计算在结构中临界位置的路面响应,这个早期程序是假定荷载反复作用下路面结构将出现阶段性破坏。这样,不管厚度是多少,路面都会出现开裂或车辙。实际上,1997年Nunn和他的同事发现,厚沥青路面存在一个厚度上限,超过这个限值自下而上的疲劳开裂和结构性车辙都不会发生。这是路面设计的一个进步:增加交通等级而不必相应增加柔性路面厚度。因为弯曲应变水平在HMA具有一定厚度时就不会出现疲劳破坏。由于路面结构分析方法和评价交通及材料变化的方法都得到了改善,力学法路面设计已被广泛采用,如2002年AASHTO的路面结构设计指南也是采用力学设计法。6总结长寿命沥青路面是指只需定期更换路面表层(能将病害限制在表层),而不需进行结构性修复或重建,使用寿命超过50年的沥青路面,能减小修复费用并方便通行,且洗刨掉的面层材料可以回收利用,保护自然资源。目前许多国家都对该类路面进行了广泛研究,并取得了一定成果。但到目前为止,长寿命路面设计方法在设计参数、设计标准上还没有一个统一的标准,仍处在发展完善阶段。参考文献1尹如军,吕西方.公路路面设计与施工[M].黄河水利出版杜,20052李峰.长寿命沥青路面设计的中结构组合分析[D].上海:同济大学,20053沈金安.国外沥青路面设计方法总汇[M].人民交通社出版杜,2004ASummaryofLongLifePavementAbstractThepaperintroducesthedesignideasoflong-lifeasphaltpavementabroad,andanalysestheeco-nomicperformance,theservicebehaviorandtheinjuryformofsomehavingalreadylong-lifepavementabroad,eywordsLong-lifepavemen;tAsphaltpavemen;tAllthick;Trafficvolume9第1期赵芳:长寿命路面综述
长寿命沥青路面结构的探讨
长寿命沥青路面结构的探讨
近年来，随着公路上的交通量以及汽车荷载的不断增加，有些公路通常达不到甚至远低于设计寿命就出现了损坏，需要进行大规模的养护维修或重建。对于高速公路、城市间的重要道路，公路的维修必然造成用户的出行不便，延长用户的驾车时间，增加燃油消耗，造成大量的维修费用、用户费用的浪费等问题，同时对社会也带来巨大的经济损失，从寿命周期费用分析的角度看，这无疑是不经济的。如何延长公路的使用年限，这已成为目前我国公路建设者最为关心的问题之一。
1 长寿命路面结构设计理念
长寿命路面结构设计理念是为了提高沥青路面的使用寿命，采用较厚的沥青层柔性路面，以降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙，使路面的损坏仅限于顶部（25～100mm），因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复，在使用年限内不需要大的结构性重建。长寿命路面结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载以及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能，并最大限度降低对环境的影响。长寿命路面是指路面设计寿命超过40年的路面结构。
2 长寿命路面设计要求
2.1较高的路基稳定性
对于长寿命路面结构来讲，在设计时应尽可能地提高路基的承载能力，以便在环境和荷载作用下产生尽可能小的不均匀变形，从而为其上结构层提供稳定均匀的支承。
2.2良好的材料性能
对于长寿命路面结构而言，其面层材料首先应具有较高的强度和温度、水稳定性，以抵抗大规模车辆荷载的重复作用引起的车辙，同时避免水损坏，确保行车安全性。除此之外，长寿命路面结构对主要承重层材料的要求也很高，以确保结构层在使用寿命期内不发生疲劳破坏。
2.3合理的路面结构组成设计
长寿命路面结构设计时要考虑路面各结构层的功能，充分发挥其整体性能，避免在长的寿命期内发生早期性损坏。对于表面层，因其承受荷载、温度应力最大，又直接暴露在空气中，所以必须选择抗车辙、抗裂缝、抗磨耗、稳定、耐久、密水、粗糙抗滑的混合料和结构。在表面层不能满足使用性能后，只需要铣刨表面层重新加铺。下面的结构层主要是抵抗疲劳，同时考虑抗裂性能，这样整个结构层就可以长期使用。
长寿命路面研究综述
２０１１年第２期 （总第２０４期） 黑龙江交通科技 ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ Ｎｏ．２，：２０１１ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２ｏ４）
长寿命路面研究综述 刘 炜 （广东省基础工程公司） 摘要：中国的高速公路沥青路面绝大多数采用半刚性基层沥青路面，为发展高速公路建设起到重要作用， 但采用一种沥青路面结构存在许多不足，不少高速公路沥青路面产生了耐久性差、使用寿命短的现象。通过 分析世界各国长寿命路面研究成果，从长寿命路面设计理念、路面结构组合、施工工艺、路用性能维护及经济 分析等方面进行了探讨，揭示了长寿命路面具有的区别于传统路面的结构特性，及具有优良的路用性能。 关键词：沥青路面；长寿命路面；设计方法 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１１）０２—０００４—０１ １长寿命路面 １．１长寿命路面的定义 根据美国沥青路面协会定义，长寿命路面是指设计使用 年限达５Ｏ年的沥青路面，在设计使用年限内无结构性的修 复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行周期性的修复。因 此，长寿命路面并不是一直不损坏，而是指路面的损坏仅发 生在路面的上表层，维修时只需将表面层混合料铣刨、并加 铺等厚度的新拌混合料，维修十分方便、快捷，且能使用再生 沥青混合料，经济有效。 国外调查研究发现，自２０世纪６０年代修建的沥青路面 无结构性损坏的原因在于基本上消除了传统的面层底部产 生的疲劳损坏，路面的损坏只发生在路面的上部，因此，研究 人员以此为基础提出长寿命路面的概念。对于典型长寿命 结构采用全厚式沥青路面还是采用深层高强路面，美国各州 不同组织的研究人员都有不同看法。深层高强路面能够用 铺筑级配碎石层来代替沥青混合料基层承受部分荷载，达到 减薄沥青层厚度的目的。但有研究认为，地下水因毛细管作 用到达级配碎石基层中，在潮湿环境中级配碎石将容易发生 滑动，因此导致沥青层弯沉较大而承受较大拉应力。而采用 全厚式沥青路面时，在沥青基层采用低空隙率混合料可以 有效地阻挡地下水的毛细管作用，其强度不因季节而变化。 同时，由于沥青的粘结作用，其结构也可以承受更多的累计 轴载。因此部分研究人员认为采用全厚式沥青路面具有更 好抗疲劳性能，推荐长寿命路面采用全厚式结构。 １．２长寿命路面的设计理念 传统设计认为在车载重复荷载作用下，不管面层多厚， 路面将不可避免出现疲劳开裂和结构性车辙。近年来研究 发现，在沥青层层底存在一个极限弯拉应变水平，当路面在 荷载作用下应变低于这个水平时，不会发生疲劳损坏，这一 应变水平即为疲劳极限。因此，研究认为沥青路面存在一个 面层厚度极限，当沥青厚度超过此限值后，路面结构将不会 出现由下到上的疲劳开裂和结构性的车辙。长寿命路面设 计理念就是基于此，设计面层较厚的路面结构，控制住面层 底部拉应变水平，从而使路面使用年限大为提高。 １．３长寿命路面结构组合 研究认为，薄沥青路面容易产生结构变形和完全贯穿 沥青层的表面裂缝。因此，即便是在轻交通路面上，长寿路 面的沥青层厚度也不宜太小，长寿命路面沥青层厚度一般大 于１８ ｏｍ。同时当前各国的沥青路面结构设计方法大多都 没有考虑路面结构各层在抵抗疲劳、车辙和温缩裂缝中所起 的作用。在道路的服务期内，各结构层有其各自的特性。根 据大量调查与力学分析，研究认为长寿命路面应根据路面受 力特性，对各结构层分层设计。 表面层为车辆提供良好的行驶界面，设计时采用高性能 沥青混凝土，应具有足够的抗车辙性能、抗表面开裂性能、抗 滑性能、缓解水雾的影响并能减小噪声，可以选择骨架型密 实结构的沥青混合料，并采用优质沥青或改性沥青，也可采 收稿日期：２０１０—１１—１０ 作者简介：刘炜（１９８１一），男，湖北石首人，路桥工程师。 ・４・ 用开级配抗滑磨耗层（ＯＣＦＣ）以利于水从路表面迅速排除。 中间层起扩散荷载的作用，必须同时具有耐久性和稳定 性，因为此层是承受车轮荷载作用的高应力区，极易产生剪 切损坏，因此结构层须采用粗骨料的骨架结构，同时采用流 动性较小的沥青，如较低针人度的硬沥青，设计采用高模量 沥青混凝土。 基层起抵抗疲劳的作用，应具备高柔性、抗疲劳、密水性 能好，设计采用高柔性沥青混凝土。沥青基层需要抵抗由于 行车荷载反复作用造成的弯拉应力引起的疲劳开裂。加利 弗尼亚州和伊利诺斯州的研究认为，增加沥青含量并减小孔 隙率，这对增加基层的耐久性和柔性是非常有用的。另一种 增加疲劳寿命的方法就是为路面结构设计一个适当的厚度， 从而减小底部的拉应变。 沥青混合料基层设计必须使底面的弯拉应变低于材料 的疲劳极限，即当使应变小于该临界应变水平时，基层不会 出现疲劳破坏。当考虑水的影响时，采用高含量沥青混合料 能保证其水密性，有利于路面结构的受力。 １．４长寿命路面设计指标 （１）设计寿命 伊利诺斯州的设计寿命４ＪＤ年，铣刨并加铺３次；爱荷华 州的设计寿命４０年，铣刨并加铺１次；明尼苏达州的设计寿 命５Ｏ年，铣刨并加铺３次；威斯康星州的设计寿命５Ｏ年，铣 刨并加铺３次。 （２）根据加州的结构设计指标，单轴载为８０ ｋＮ时沥青 混合料层的弯拉应变小于７０ ８；路基顶面垂直应变小于 ２００ ８。伊利诺斯州交通厅的设计中要求沥青混合料基层的 弯拉应变小于６Ｏ 。加州研究认为，需观测表面层的剪切 应变，以确保路面不发生车辙，但未提出指标；伊利诺斯州认 为可根据表面层剪应力分析决定磨耗层厚度，但目前并无相 关研究。同济大学研究认为，应增加抗剪指标以控制表面层 局部损坏过早发生。 （３）材料设计指标 ①沥青层 在长寿命路面实践中，表面层要求采用高性能沥青混合 料。沥青应具有较好的高温等级和低温等级，一般其ＰＧ等 级的高温部分应比所在地常用沥青高一个等级，低温部分应 具有９５％一９９％的可靠度，可采用聚合物改性沥青，同时须 进行各项性能试验来评价其性能。中间层沥青应与表面层 具有相同高温等级，低温等级可低一级，按最佳沥青用量拌 和混合料，并须进行车辙、水敏感性评级。基层应具有与中 间层相同的低温等级，沥青用量可比最佳沥青用量大Ｏ．５％， 如基层在施工期间开放交通则需进行材料的车辙性能评价。 ②土基 英国ＴＲＬ规定，荷载为４０ ｋＮ的落锤式弯沉仪试验测得 的路基顶面的模量不小于４ｏ ＭＰａ，基层顶面的模量不小于 ６５ＭＰａ；德国交通部要求采用３００ｒａｍ静力承载板试验得到 （下转第６页）
浅谈长寿命沥青混凝土路面
浅谈长寿命沥青混凝土路面
徐德，梁佑华
（安徽省路网交通建设集团有限公司，安徽合肥２３００５１）
摘要：长寿命沥青路面是在当前国际上受到普遍重视的一种全新的路面设计理念，从长寿命路面的结构设计、路面结构组合、路 面设计方法、施工工艺、路用性能维护及经济效益等方面进行了简单分析，揭示了长寿命路面区别于传统路面的结构特性及具有 优良的路用性能。 关键词：长寿命路面；路面结构设计；施工工艺 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码ＩＡ 文章编号：１６７３—５７８ｔ（２０１１）０４ ０４８２—０４
１ 长寿命沥青混凝土路面的概念
根据美国沥青路面协会（ＡＰＡ）定义，长寿命路
面是指设计使用年限达５０年的沥青路面，在设计使
用年限内没有结构性的修复重建，仅需根据表面层损
坏状况进行周期性的修复Ｉ】 ］。由此可见，长寿命路
面并不是一直不损坏，而是指其损坏仅发生在路面的
表层，要求基层的沥青混合料层不产生疲劳破坏或者 是很微小的疲劳损伤，这样才能保证不发生从下而上
的疲劳裂缝，保证道路真正的长寿命，维修时也只需
将表面层混合料铣刨、加铺等厚度的新拌混合料，维 修方便、快捷，且能使用再生沥青混合料，经济有效。
长寿命沥青路面是近年提出的发展趋势，研究人员认
为采用全厚式沥青路面具有更好抗疲劳性能，推荐长 寿命路面采用全厚式沥青路面结构。
典型的长寿命沥青混凝土路面概念图如图１ 所示ｌ｛。
／Ｉ＼ ｌ ８０～１５０ｍｍ 莹质量沥青混凝土面层 ／Ｉ＼ Ｉ高受力区域 或ＯＧＦＣ ，Ｖ －＿ｊ 商模量抗车辙 沥青混凝土 中间层
高柔性抗疲劳 最大拉席变 沥青混凝土 ＨＭＡ基层 Ｉ 路基
图】 长寿命路面的基本概念 从图１中可以看出：在轮载作用下８Ｏ～Ｊ５０ ｍｍ
范 为高受力区域，只有足够厚度高品质的沥青混凝 土才能为其提供一定的承载力；中间层应具备一定扩
散荷载的能力；ＨＭＡ基层起到抵抗疲劳破坏的作 用，因为最大拉应变一般产生在ＨＭＡ基层底部。长 寿命沥青路面的各个结构层在整个路面结构中起着
高速公路长寿命路面结构设计与应用
・１４６・ 第４０卷第２期 ２ ０ １ ４年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２ Ｊａｎ． ２０１４ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）０２—０１４６—０３ 高速公路长寿命路面结构设计与应用
贺 慧 （山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中０３０６００） 摘要：以尉许高速公路路面结构设计为例，概述了我国常用高速公路结构存在的问题，详细介绍了长寿命路面结构设计及施工 工艺，说明了在我国研究和推广长寿命路面的重要经济效益和社会效益。 关键词：长寿命路面，结构设计，施工 中图分类号：Ｕ４１６．２ 文献标识码：Ａ 近年来，我国高速公路建设取得了巨大成就。截止２０１２年， 高速公路通车总里程９．５６万ｋｍ，总里程居世界第一。在我国高 速公路路面设计中，半刚性基层沥青路面占９０％以上，水泥混凝 土路面及复合式路面约为１０％。在我国，高速公路设计年限一般 为１５年～３０年，但令人震惊的是，部分高速公路存在使用３年一 ５年后即需大修的情况。在高速公路建设中，设计和施工是保证 公路使用寿命的两大关键因素。为解决我国高速公路的问题，我 国从国外引进了长寿命路面并进行了实验性修筑，均取得了很好 的效果。研究和推广长寿命高速公路路面，对于解决重、超载车 辆对路面使用寿命的影响，延长道路使用寿命，具有特别重大的 社会效益和经济效益。 １ 长寿命路面概述 长寿命沥青路面的概念出现在２Ｏ世纪６０年代，其理念是要 建造一个不会发生结构性破坏且表面层材料根据需要很容易进 行修复的路面结构。 在美国，长寿命路面称作长效性或永久性路面，其定义为：路 面使用年限至少为３５年，并且在使用年限内路面不会发生结构 性破坏，只需进行周期性养护，平均罩面时间不少于ｌ２年。 在日本，长期使用路面简称ＬＳＰ，它的设计目标是拥有２倍于 现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的周期在ｌ５年以上，结 构性寿命在４０年一６０年。 在国外许多国家，如加拿大、澳大利亚、南非等国家都对长寿 命路面进行了研究，并取得了一定成果。目前，长寿命路面在设 计参数、标准上还没有统一的标准，仍处在发展完善阶段。 在我国，长安大学、交通部公路科学研究所、江苏交通科学研 究院等单位对长寿命路面进行了研究，取得了不少成就。２００３年， 河南瑞贝卡实业有限公司与长安大学合作进行了《高速公路长寿 命路面典型结构成套技术研究》，并在尉许高速上（２０ｏ５年通车）进 ）‘】 一 ｏｌ】…，…，…】Ｈ…，…】 】 …】…】…，…ｌ…】…’…】…，…】＿，ｔ＇‘ 方式不尽相同，总结起来有三种形式：政府负责、委托养护公司实４ 结语 施、政府负责及委托养护公司实施两种方式并存。结合我国情 况，对于日常性质的养护作业及公路应急处置等，现阶段还是视 各地情况采取政府负责及委托养护公司实施两种方式并存更为 可行。 ３）关于综合路网养护承包的借鉴。综合路网养护承包对于 我国这样路网跨度长，地区发展差异大，难以使用一种模式进行 统一管理的国家有较强适用性。灵活的合同约定模式有利于管 理者和承包商根据地区差异、路网差异进行有针对性的约定和管 理。清晰的政府管理职责、简洁的管理关系，使政府投入到监测 路况水平、考核养护结果、优化养护投资、管理承包商等公路养护 核心和源头环节，有效提高我国公路养护管理水平。 ４）关于合同管理的借鉴。国外养护合同管理形式较为多样， 有结合日常养护等日常性、长期性工作特点的长期合同管理形 式，有结合公路养护各个关联环节综合打包的综合合同形式。下 一步在我国公路养护合同管理中可以作一些借鉴及尝试。 １）建议充分考虑普通公路与高速公路的差异，结合东中西部 区域发展情况，根据各类养护作业的不同特点，采取“分类推、渐 进推”的方式推进公路养护管理。２）建议采取综合路网多年合同 管理形式，将相关联的各类养护作业整合到一个多年合同中，可 提高我国公路的养护管理效率，促进作业环节的连续，以实现公 路的寿命周期内养护的最大化效益。 参考文献： ［１］ 李萍．国外公路养护与管理现状简介［Ｊ］．吉林交通科技， ２０１１（２）：６８－７０． ［２］ 黎凯．关于我国高速公路养护市场化的思考［Ｊ］．交通发 展研究，２０ｌ１（５）：１３８－１４０． ［３］ 刘剑锋．高速公路养护管理的探讨［Ｊ］．黑龙江交通科技， ２０１０，３３（５）：１３８． ［４］穆新华．高速公路养护运行机制改革研究［Ｄ］．西安：长安 大学，２０１０． Ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｏ Ｃｈｉｎａ ＹＡＮＧ Ｚｈｅｎ－ｌｏｎｇ’’ （１．Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００５５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｒｕｉｔｏｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ ７ １００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ＵＳＡ，Ｃａｎａｄａ，Ｓｗｅｄｅｎ，ＵＫ，Ｊａｐａｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ，ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｔ ａｂｒｏａｄ，ｆｉｎａｌｌｙ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｈｉｇｈ— ｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ，ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｂｒｏａｄ，ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ 收稿日期：２０１３－１１一Ｏ１ 作者简介：贺慧（１９７８一），