长寿命沥青路面设计方法与实践综述
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。
重载交通长寿命沥青路面设计方法
处 治 ， 能作 为 一 个 独立 的层 次 ， 不 只能 看 作 是 面层 的一 部 分 。
１２ 基 层 ．
基层 主要 是 承受 由面 层 传 来 的车 辆荷 载 的垂
直力 ， 扩 散 到 下 面 的垫 层 和 土基 中去 。 际上 基 并 实 层 是路 面结 构 中的 承重 层 ，它 应 具 有 足够 的强 度 和 刚 度 ， 具 有 良好 的扩 散应 力 的能 力 。 并 基层 受 大
的保 护 层 以及 厚 度 不 超 过 １ｅ 的 简 易 沥 青 表 面 ｍ
辙 、 裂 、 油 、 槽 等 早 期 损 坏 现 象 ， 得 不 进 开 泛 坑 不 行 大面 积 维修 甚 至 重新 新 罩 面 。随 着 我 国公 路 建 设 的发 展 ， 别 是 近年 来 ， 民 经 济 高 速 发 展 ， 特 国 在 大 交 通量 、高 比例 重 载车 以及 高 胎 压 的 不利 作 用 下， 沥青 路 面 病 害 问题 逐 渐 凸显 出来 ， 在公 路 养 护 维 修 方 面 的投 入 不 断加 大 ， 因此重 载 交 通 作 用 下 的长 寿命 沥 青 路 面设 计 被 提 了出来 。
３ ０
道路交通
城 市道 桥 与 防 洪
２ １ 年 ｌ 月第 １ 期 ００ ２ ２
重载交通长寿 命沥青路 面设 计 方法
白子 建 ， 贺 海 ， 周骊 巍
（ 天津 市市政 工程设计 研究 院 ， 津市 ３０ ５ ） 天 ００ １
摘 要 ： 在我 国 的道 路建设 中有 ９ ％的道路 是沥青 路面结 构 。我 国公路 的建设 起步 较 晚 ， 国气 候 和交 通荷 载条 件复 杂多 ０ 我 变， 车辆超 载严 重 ， 许多公 路路 面结构 还存 在种种 问题 。该 文分析 指 出传统路 面 设计方 法在 工程实 践 中的局 限性 ， 并针 对重 载交通介 绍 了长 寿命沥 青路 面的设计 理念 ， 设计过 程 中的要求 、 注意事 项 ， 相对 于传 统设计 方法 ， 析 了其 在寿 命周期 ， 护 分 养 成本等方 面的优 势 ， 后指 出引进长 寿命沥青 路面设 计方法 的必要 性 。 最
国内外长寿命沥青路面设计方法的分析
国内外长寿命沥青路面设计方法的分析摘要：根据国内外沥青路面现有的设计体系，针对现行的设计方法和路面实践中遇到的问题，笔者结合多年经验，并分别从力学、设计思想、因素和寿命周期等方面，提出一些我国沥青路面设计的建议。
关键词：沥青路面结构层材料设计Abstract: according to the domestic and foreign existing design system of the asphalt pavement, in the current design method and pavement problems in the practice, the author combined with years experience, and separately from mechanics, design idea, factors and life cycle, etc, the paper puts forward some Suggestions of the asphalt pavement design in our country.Key words: the asphalt pavement structure layer material design随着近年来汽车量的不断增加，交通负荷也不断加重，长寿命的沥青路面设计方法在我国使用长寿路面尤为重要。
在沥青路面结构发展的过程中，新结构的出现总是对应于设计方法的发展。
纵观世界各国沥青路面设计状况，大多依据对沥青路面结构行为的认识与经济发展水平制定出了相应的设计方法。
长寿命沥青路面的概念最早起源于欧洲．随后，在美国得到了进一步的发展，借鉴国外长寿命路面实践经验，来研究分析国内高级公路长寿命沥青路面结构设计的影响因素。
1、沥青路面结构要求国外20世纪60年代以来修建了大量全厚式沥青混凝土路面和深层高强沥青混凝土路面，其中设计、施工良好的路面表现了很好的性能，提供了良好的长期服务性能。
沥青路面的工程实践与技术创新
沥青路面的工程实践与技术创新沥青路面一直以来被广泛应用于公路、高速公路、机场跑道等交通建设领域，随着城市化进程的加速，对路面的质量、耐久性、环保性等方面要求也越来越高。
本文将结合实际工程实践，从基础材料到施工技术等方面，介绍沥青路面工程中的技术创新和应用。
一、基础材料沥青混合料是指由沥青和粗细骨料等基材以及填料、添加剂等辅助材料按一定比例混合而成的一种复合材料。
其品质和性能影响着沥青路面的质量和使用寿命。
在现代化公路建设中，人们对沥青路面的的性能和稳定性要求越来越高，因此材料方面的提升创新显得至关重要。
沥青基材：传统意义上的沥青基材质量稳定，但是在高温环境下易于软化、龟裂，严重影响路面质量，特别是在一些炎热的南方地区，这种问题显得更加明显。
因此，目前一些新型高耐久性、高黏度、高侧向稳定性的沥青基材开始应用。
这些新型材料在高温环境下能够更好地维持路面的稳定性，提高了路面的质量和使用寿命。
骨料：骨料是构成沥青混合料的主要材料，其强度、表面性质等影响着混合料的性能。
传统上，石头、河砂等骨料是主要的原料，但是这些骨料的含水量、粉尘含量等会严重影响混合料的质量。
随着科技进步，一些新型骨料如石墨烯、陶瓷等通过改变骨料的表面和形状，提高了混合料的强度、抗裂性、可压缩性等性能。
添加剂：添加剂可以增加混合料的稳定性、增强其黏着力、降低噪音等。
目前市场上存在大量添加剂产品，这些产品具有不同的功能和性能，如漆黄腻子、改良沥青、橡胶粒子、沥青增粘剂等。
这些添加剂的发展应用，提高了混合料的性能和稳定性。
二、施工技术沥青路面施工工艺主要包括摊铺与压实两个环节。
传统的摊铺作业依靠人工操作，摊面质量受到很大限制。
近年来，随着科技的推进，人们采用机械化摊铺技术，通过机器摊铺，使得摊面质量得到了大幅度提升。
在摊铺环节中，机械化摊铺技术是最为常用的，机器对混合料进行压实和振动，使其更加紧密地连接在一起，提高混合料的稳定性和堆积密度。
长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法(1)
长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法摘要：本文论述了长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法，指出了我国传统沥青路面设计方法存在的缺陷，简要说明了路面结构动载性能分析方法。
认为我国完全可以利用国外的永久性沥青路面设计原理开发自己的长寿命半刚性基层沥青路面。
关键词：长寿命半刚性基层沥青路面路面结构动载性能。
序言：半刚性基层沥青路面是我国公路的主要结构形式，要实现我国的长寿命半刚性基层沥青路面，路面设计是第一位的。
施工不可能超出设计的范畴，要掌握长寿命半刚性基层沥青路面设计的核心技术。
我国传统的沥青路面设计方法存在缺陷，即缺少路面结构动载性能分析，把汽车荷载当作静载，运用弹性层状连续体系理论进行计算，往往造成路面结构动载性能不良，路面结构动载性能不良的半刚性基层沥青路面很难达到长寿命，容易发生结构性损坏。
因此，我们的沥青路面设计中的结构层与组合设计要把汽车荷载当作动载，增加路面结构动载性能分析这一关键环节。
一、路面结构动载性能分析那么如何进行路面结构动载性能分析呢？对路面结构的动载性能进行分析，首先要把汽车荷载看作动载，分析汽车驶过路面时，汽车荷载在路面各结构层的传递、扩散，分析路面各结构层的结合状态，是趋于连续状态还是滑动状态。
下面作者浅谈对路面结构的理解，供大家参考。
路面结构实质是一种“介质”，把汽车动载快捷、均匀地传递给路基，即扩散传递荷载的作用；另一方面路面结构自身承受汽车荷载的压力即承重层的作用。
习惯上我们以为半刚性基层是主要承重层，半刚性底基层是次承重层，而忽略了对路基承重的理解和认识，路基是最终的“承重层”。
路面结构包括基层、底基层的承重作用是与桥梁中的梁板的承重作用有着本质区别的，公路路面与铁路在结构上异曲同工。
火车的载重量要比汽车大，速度也快，铁路表现出了良好的使用性能，这说明铁路结构设计是很成功的。
铁路结构很简单，从下至上依次是路基、道碴、枕木、铁轨。
半刚性材料优缺点再认识，要扬长避短。
《长寿命沥青路面》课件
减缓沥青老化的技术
介绍减缓沥青老化的意义和 方法，详细讲解高温稳定剂 的加入和作用。
长寿命沥青面层
介绍长寿命沥青面层的特点 和作用，详细讲解长寿命沥 青面层的施工工艺。
长寿命沥青路面的应用效果
应用案例展示
介绍长寿命沥青路面的成功应用案例和效果展示。
优点和不足
分析长寿命沥青路面的优点和不足，以及可能的改 进方向。
《长寿命沥青路面》PPT 课件
欢迎来到《长寿命沥青路面》的PPT课件！这个课件将为您介绍长寿命沥青路 面的背景、技术和应用效果，以及展望其未来发展趋势。
概述
长寿命沥青路面的背景和意义，以及对其定义和特点的阐述。
长寿命沥青路面技术
强化桥式抗裂沥青基层
介绍强化桥式抗裂沥青基层 的作沥青路面的应用价值和意义，展望其未来发展趋势，以及对环境 和交通的积极影响。
长寿命沥青路面报告申爱琴(非常重要
国内相关研究与实践
-- 西部交通科技建设项目——“重载交通长寿命沥青路面关键 技术研究项目”
-- 河南尉许高速公路是一种“ 刚柔并济、优势互补”的水泥混 凝土与沥青混凝土（PCC+AC）复合式路面结构，结构如图1-1。开封 至郑州高速公路、厦门环岛高速公路、合肥至全椒高速公路、天津市 道路、国道323宜州-都街段都修建有复合式路面结构。
1 长寿命沥青路面发展及研究现状
1.1 前言
- 近年来我国高速公路里程增长迅速。
2000年底，高速公路通车 总里程已达到1.6万公里， 我国高速公路总里程跃居 世界第三位； 2002年底，我国高速公路 通车总里程已达到2.52万 公里,跃居世界第二位； 截止到2004年底，我国高 速公路通车里程已超过3.4 万公里，保持世界第二。
- 采用半刚性基层结构(结构单一) ; - 面层厚度比国外的薄(总厚度相当); - 路面的破坏形式与设计指标不一致 - 易出现结构性破坏，修复困难.
（2）长寿命路面的特点
- 沥青面层厚度大; - 服务周期长(超过50年); - 维修方便且费用低
（3）长寿命沥青路面设计理 念
按功能合理设计结构层 基本前提:
交通诱发的破坏。
（7）材料选择
- 英国硬质沥青的使用是与长寿命路面结构的使用相结合； - 采用刚度更大的基层材料，如HMB15、HMB25、HMB35三种高模量沥 青混合料。
1.3.2 美国永久性路面
（1）欧洲设计理念的延续和发展 （2）使用寿命>50年，罩面层15~20年以后进行修复 （3）结构形式
- 全厚式沥青混凝土路面和高强度厚沥青路面的发展。
1.3.2 美国永久性路面
长寿命沥青路面报告申爱琴(非常重要幻灯片
公里里程
（Km）
35000
我国各年公路里程增长
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0 1990 1995 1999 2000 2002 2004 年份
长寿命沥青路面
1.1 前言
- 我国所建高速公路中90%以上为半刚性沥青路面构造。 - 存在一系列问题： -
长寿命沥青路面
1.2 长寿命路面的设计理念
〔4〕 疲劳裂缝 实例：新泽西州建于1968年的州际公路I-287,面层厚 度是10in.(25.4cm)。1993 年的路面调查发现,路表出 现很多裂缝,但现场取芯说明裂缝深度大都在3英寸(7. 62 cm)之内,没有由下向上开展的疲劳裂缝。
〔5〕提出疲劳极限的概念 - 沥青面层或沥青碎石基层在层底拉应变很小时,可以 承受相当多数量的荷载作用而不发生疲劳破坏, - 沥青混合料的疲劳应变小于“应变下限〞时,材料内 部将不发生疲劳损坏的累积。
按功能合理设计构造层 根本前提: - HMA 路面足够厚,以消除自下而上的路面破坏。 构造 - 路面必须有适宜的厚度和刚度以抵抗变形, - 具有足够厚度和良好性能以抵抗自基层底的疲劳开裂。 功能 - 上面层设计主要考虑抗车辙能力和抗磨耗能力; - 中间层设计主要考虑抗车辙能力; - 基层设计主要考虑抗疲劳能力.
1.4.1 研究现状
- 处于长寿命沥青路面构造研究的初级探索阶段。
国内相关研究与实践
-- 西部交通科技建立工程——“重载交通长 寿命沥青路面关键技术研究工程〞
-- 河南尉许高速公路是一种“ 刚柔并济、优势
互补〞的水泥混凝土与沥青混凝土〔PCC+AC〕
复合式路面构造，构造如图1-1。开封至郑州高
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长寿命沥青路面设计方法与实践综述
摘要：长寿命沥青路面是国内现阶段使用的一种新式地面结构形式，参考了
国外长寿命沥青路面的设计观念，明确提出了长寿命沥青路面构造组成设计构思，并对长寿命沥青路面构造实现了科学研究。
关键词：长寿沥青路面；理念；要求；结构层厚度
引言：
近年来，伴随着车辆载荷和道路交通的增加，很多高速路常常无法做到或远
低于设计方案使用寿命，必须开展规模性的维护保养乃至重建。
当今，我国高速
路设计方案期限通常在20~30年上下，而具体使用期限仅8~10年。
有一些高速
路仅运作2~3年，就逐渐发生十分严重的灾害。
就城市的重要路面来讲，高速路，道路的维护保养势必给众多人民的交通出行造成不便，使人们开车时间增加，在
对能源耗费持续提升，导致很多用户服务费，维修费用浪费等现象的同时，从使
用寿命周期费用分析的视角，对社会发展造成了很大的财产损失。
一、长寿命沥青路面的设计原理
（一）长寿命沥青路面设计的理论依据
一是疲劳极限。
常规沥青路面结构设计中的输入参数为累计交通量，与传统
沥青路面结构设计方法有较大的差别，这与传统的沥青路面结构设计方法不同。
与之相比，长寿命沥青路面参数以设计交通出行轴载为理论基础，其理论基础是
沥青混凝土强度极限基础理论，说白了强度极限即沥青混凝土有一个弯拉应变力
临界点，在小于这一值的情形下，地面构造的弯拉应变力小于这一值，不会使沥
青混凝土层底产生损耗毁坏，这一拉应变力临界点相匹配的强度极限。
控制沥青
混合料底板的弯曲应变不超过60με。
许多科研人员觉得，改性沥青混凝土的强
度极限可提升到100με。
一位日本研究者表示，沥青混凝土的强度极限应当低
于200με。
二是顶压应变力。
国外对高速路上很多的车辙调研表明，当层薄厚在18cm
以下时，车辙率较高，当层厚超出18cm时，车辙率会快速降低。
对沥青层比较
厚的地面，车辙主要产生在砂浆层表层，属表层车辙。
此为表层工作层毁坏，可
根据进一步的弹性涂料设计保证构造优良。
然而，因为固层永久性形变所造成的
结构型车辙毁坏，可以利用控制永久性形变来完成对结构型车辙的车辙深层控制。
针对固层设计方案，公路学者提议以低压应变力作为地面总形变量控制的设计指
标值。
在美国，长期性应用的地面推荐路基工程土的竖直压应变力应当低于
200με，假如容许压应变力超出固层基顶压应变力，那么可以表示地面构造在
设计方案期限内不容易产生结构型车辙毁坏，可以达到长寿命要求。
（二）沥青路面设计使用寿命长
世界各国对长寿命沥青路面的使用期限在30~50a间。
英国道路署，沥青协
会和建筑材料协会期待长寿命沥青路面可以应用50a之上；美国沥青路面协会对
长寿命地面的理解是，需要做到35a之上。
针对长寿命地面，美国各州有不一样
的界定，美国各州对长寿命地面的设计方案使用寿命规定为30~50a，而日本则将
使用寿命长的地面界定为40~60a。
中国有专家学者依据我国的具体情况，表示长
寿命沥青路面应在30a之上。
对于此，假设40a为长寿命地面的使用年限，可将主承层和结构层的设计方
案使用寿命作为长寿命路面设计规范的关键控制指标值。
再依据长寿命沥青路面
各固层的具体种类，挑选相对应的规范标准对其进行检算，并控制其设计寿命。
依据国外设计相关要求，可定义长寿命地面的设计规范如下所示：一是表面功能
层的设计寿命应超过8年。
二是主承重层的设计寿命应在40a左右。
二、长寿命沥青路面结构组合设计要求
（一）沥青路面的结构组合设计要求。
一是融入行驶载荷规定。
通常作用于路面的驾驶载荷包含水平力和垂直力，
路表深层方位的切应力和压地应力会慢慢衰减。
所以，最先要求地面面层具备充
分的抗形变能力和抗压强度，别的固层应按弯曲刚度，抗压强度由上而下递减的
标准进行组合，使固层能充分运用其作用。
依照这一基本原理，伴随着叠加层数
的提升，地面构造弯曲刚度和抗压强度沿深层降低的规律慢慢呈现。
可是针对路
面施工技术和整体承受力而言，叠加层数不适合过大，即固层薄厚不能过小。
有
效的固层薄厚必须整体考虑到施工技术，抗压强度规定，工程预算，原材料供货等，从上向下，由薄到厚。
对沥青门面薄厚与沥青类型，品质，车流量，公路等
级等相关，应结合考虑到，沥青层薄厚的确认应达到交通载荷的规定。
在采用基
层时，基层的壁厚要考虑到原料的力学性能，运送特点，扩散地应力的影响，使
压实机的作用发挥其作用，有益于工程施工。
铺面构造承受力遍布受邻近固层数的干扰比较大，所以，挑选适宜的固层材，有效明确固层数，将十分关键。
依照JTGD50-2006“道路沥青道路设计标
准”(JTGD50-2006)，沥青面层与基层的应变速率比率不适合低于3，基层与底面
的应变速率比率不宜低于2.5；基层与底面应变速率比不适合低于10。
二是稳定性较好。
地面设计应具备不错的可靠性，受多种因素的影响。
路面
结构层间组成设计应确保沥青道路的水稳定性。
在中国湿地公园段或湿冷道路铺
装沥青道路时，因沥青层透气性能差，断开基层及路基工程内水分蒸发通道，进
而向底层集聚。
当板材含土量较高时，尤其是土塑性指数比较大时，遇水后变松，其弯曲刚度和抗压强度骤降，导致地面裂开毁坏。
因而，沥青道路基层一般都应
用水稳层性不错的原材料，尤其是在中国湿路和湿冷道路，尤其应当这样。
季节冻土区路基工程土质为易冻胀土，冻结深度比较大时，常产生翻浆，冻
胀状况。
此类地面构造中应设定防翻，防寒胀垫。
在明确地面总薄厚时，应同时
达到抗压强度和防寒薄厚的规定，以防路基工程中发生偏厚的冰块，进而避免了
地面产生不匀称冻胀现象。
抗冻融厚度与路基土质、路基湿湿类型、路面层热物
性及路面冻深有关。
对于干冰地区的干旱区，稳定粉料型无机结合料基层经常发生收拢缝隙。
若
沥青道路直接摊铺沥青层，会导致整体面层发生混凝土裂缝，为处理这个问题，
可加宽品质沥青材料层或层粒，也可适度提升整体面层薄厚。
（二）长寿命沥青路面设计的组合规定
在达到一般沥青道路构造组合原理的基础上，长寿命沥青路面构造组成应考
虑到三个标准：
1符合长寿命路面设计方案指标值和标准
参考国外长寿命沥青道路设计规范，沥青层底的弯拉应变力应不超过70με，压应变力应低于200με。
为达到长寿命沥青道路设计方案规定，沥青层的薄厚
和固层的总体薄厚都是有相应的规定。
2结构组合与路面结构的形式匹配
长寿命路面按基层分，可分为半刚性基层和长寿命弹性基层两类。
不同的构
造形式、不同的受力方式和特征，对结构层的融合要求也不一样。
对长寿命沥青
道路半刚性基层，因为半刚性基层的硬度较高，其应变速率远远地超过沥青层，
各固层的应力应变广泛能达到长寿命路面的制定要求，因而控制半刚性基层的裂
开变成至关重要的问题。
为了更好地提升沥青道路的易损特性，在加强沥青道路
抗裁切形变功能的同时，还必须设定高韧性的沥青层，以增强其抗剪形变能力，
减少基础顶压应变力。
除此之外，还应提升地基承载工作能力，减少对沥青层的
规定。
三、尽量连续层融合
为提升沥青道路的整体承载力，应提升寿命长沥青道路的固层融合，避免载
荷和高温造成固层滑动，这也是长寿命路面结构设计的关键内容。
依据构造组成
状况，底层应铺有吸水性沥青，半刚性基层应该有下透层，沥青固层应该有黏结层。
四、结束语
长期使用沥青路面是我国高速路发展的趋势，在进行地面设计方案时，需从
路基工程，基层，面层等众多层面着手，选用科学合理的结构形式和原材料，增
加其使用期限，使之符合长寿命沥青路面结构的设计构思。
参考文献：
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大学,2017.。