长寿命路面简介-1
重载交通长寿命半刚性路面技术(沙庆林)
横断面剖面
19cm水稳碎石 19cm水稳碎石 19cm二灰 19cm二灰
路基
纵断面剖面
19cm水稳碎石 19cm水稳碎石 19cm二灰 19cm二灰
路基
纵断面剖面
2) 两层CBG基层间用水泥浆或干水泥均
匀撒布结合。
3) 基层与沥青面层间用70号沥青结合。
4) 沥青表面层与中面层间用SBS改性沥青
• 串联使用，两次拌和，使混合料更均匀。
串联改造后的拌和机
RIOH
3.3 沥青混合料拌和机的改进
选用连续式沥青混合料拌和机。
通车5年后的生产路段
通车5年后的试验路
谢 谢！
RIOH
• 2.4 连续式密级配
以往沥青面层均用美国使用逾百年的传统密实 连续式密级配，其级配曲线的幂值为0.5。连续式
密级配中≥4.75mm的粗集料只有51.3%，抗变形能
力差。公路所研究得到的新成果是：粗集料断级 配。
• 2.5 粗集料断级配
• 矿料级配以粗集料为主，粗集料是一个幂值较 大的级配，形成骨架结构，细集料是幂值较小的 密实级配，恰好填充在粗集料的骨架中，形成一
•
这样柔性路面初期投资少，使用者的费 用少，路面使用周期的费用最少。
•
牛恩称这种路面为长寿命路面(80kN).
1. 长寿命半刚性路面的特点
1.1 修建长寿命半刚性路面的意义
修筑长寿命路面，提高路面的使用功能和耐久性 符合国家建设“资源节约、环境友好型”的理念。 1) 减少初期投资；
2) 大、中、小修费用减少；
CBG-25 强度很少变化的范围
26.5 CBG-25 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 5.0 5.0 7.0 Fuller-25 100 84.7 77.7 70.6 59.9 42.3 28.9 21.1 15.0 10.6 7.5 100 82.0 74.0 66.1 54.4 36.0 25.8 18.6 13.4 9.7
长寿命沥青路面设计探讨
基础较 差 ， 技术水平不 高 ， 高速公路 沥青 路面开始 出现各种 各样 的病害 。特别是近些年，局部 地区局部 路段 的高 速公路
沥青路面 的早期损坏 比较严重 ， 一些高速公路建成通 车后 不 久， 就 发生 了开裂 、 水 损害 、 泛油、 坑槽 、 车辙等 早期损 坏现 象， 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 和使用寿命 ，减少沥青 路面 的病
念图 １ 表示 。
爪 鞴 赫 离 嘏 质 疆 量 童 ： 酾 破 膏 伪 蕊 鼹
● 一Ｊ蠢 受力 区 域
式中 ： Ⅳ ， 一实际路面结构中的疲劳寿命 ； Ⅳ 船一沥青混合 料室内试验的的疲 劳寿命 ； ｓ 正系数 ；
嚣 蔓 育 棍 凝
曩 大 拉应 变 卜 —— 啼
■ 试 验 研 究
２ ０ １ ３生
石 的成型初期 的抗干燥 收缩 的能 力与 中长期 的抗 温度 收缩 的能力 。此外， 基层顶部设置 了防水联结层，这样不仅起 到 了防水功能， 而且实 现了混凝 土板 的“ 软着 陆” ，并能改善半 刚性基层对混凝土面板约束状况 。 （ ３ ）面层设计 ：采用 ２ ８ ｅ ｍ厚 水泥 混凝 土面板 ，比常规
和路基顶面 的竖 向压应变是长寿命路面 的设计指标 。这些指
２ ６ ｅ ｍ厚混凝土板 的极 限寿命提高 ４ ０年左右，大大提高了水 泥混凝 土路 面的极限寿命 。并且创造性地利用 了板块划分技
术， 采用 ３ ｍ×４ ｍ板块划分方 式，大大延长 了水泥混凝 土面
标 的设计标准取值影响因素很 多， 需要结合我 国的原材料性 质、 混合料类型 、 土质情况 、 气候条件 和施 工技术水平等 因素
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） 总第２０４期 黑龙江交通科技 第２期 方工程量。 在Ｋｌ０９＋４０ｏ—Ｋ１１５＋８００段，路线设隧道穿越四十里 铺西侧山体，原纵面线位大多位于土石分界；经分析研究，根 据地质资料提供的土石分界线，优化纵面，降低纵面标高，增 大隧道埋深，除袁家砭隧道位于土石分界线外，三十里寨铺 隧道和南沟隧道基本位于砂岩中。 ３．４平纵指标低碳效应分析 平面设计中，尽量拟合地形，避免采用较高的平面指标 和较大的纵坡，同时，也不过分迁就地形降低平面指标。平 曲线大小均衡、连续、无突变感，全线无小偏角曲线，无断背 曲线。ＫＩ１ ｋｍ处根据地形条件，有一处２ １２４ ｍ长直线，通 过设置安全设施标志提醒驾驶员注意。 平面线形以曲线为主以适应地形地貌变化，路线全长 １１９．０９３ ｋｍ，全线共设平曲线７３个，平均交点０．６１＋／ｋｍ， 平曲线总长８７．５０７ ｋｍ，占路线总长度的７３．５％；平曲线最 大半径６ ５００ ｍ，平曲线最小半径７１０ ｍ，曲线间最大直线长 度２ １２４ ｎｌ，反向曲线间除径向连接外，最小直线长度２３２ ｍ， 同向曲线间最小直线长度６０２ ｍ。 全线共设变坡点１３２个，平均变坡点次数１．１１次／ｋｉｎ， 竖曲线总长为７４．１２５ ｋｍ，竖曲线占路线总长的６２．２％；最 短坡长４２０ ｍ，最大纵坡为３％，竖曲线最小凸曲线半径 １６ ０００ ｍ，凹曲线半径１２ ０００瑚。 根据低碳设计理念，在设计中采取科学合理的平纵指 标，可大大减少施工中二氧化碳的排放量，取得了良好的低 碳效应。 ３．５其他低碳环保措施 （１）植被对二氧化碳具有良好的吸附能力，注重项目沿 线植被保护与植被恢复措施是本项目的低碳优化设计的关 键技术。本项目区植被稀少，生存条件恶劣，采用具有良好 的抗风沙、耐寒、耐旱、耐贫瘠的乔灌草组合的植物可有效达 到防风固沙和生态恢复的作用，提高路域植被的吸附能力。 常采用的绿化植物有樟子松、沙枣、沙柳、柽柳、沙拐枣、沙 棘、柠条、花棒、沙打旺、踏郎。 （２）对取、弃土场，石、砂砾料的料场应考虑其位置、开 采方式、数量等对坡面植被、河道等的影响。并对弃土堆和 取土场及时进行还田复耕或植被绿化，防止水土流失。对弃 土场和取土场在条件具备的情况下，优先还田复耕，并对其 边坡进行植被绿化，其主要功能是防止边坡冲刷，保持水土， 改善自然环境。 对于沙漠区弃土场水土保持采用沙柳进行绿化， １彬ｍ ，非沙漠区（黄土沟壑区）则混播沙打旺、踏郎、花棒 进行绿化，混播比例１：１：１。以此来减小雨季的冲刷和水土 流失。 （３）采用先进的滴灌技术灌溉路侧植被。滴灌技术可 有效利用水资源湿润部分土壤表面，可有效减少土壤水分的 无效蒸发。同时，可防止杂草的生长。 （４）设计中尽量采用当前低碳、节能的施工方法和工 艺，准确估算施工阶段二氧化碳排放量的减少消耗量。 ４结束语 采用低碳设计理念，结合榆林至绥德高速公路典型路段 特点，从公路建设全局出发，提出设计阶段平面、纵面优化设 计方案及一系列合理的低碳措施，可大大减缓施工阶段的二 氧化碳的排放量，使之成为低碳公路建设的亮点工程，为黑 龙江省公路建设走低碳节约道路奠定良好的基础，积累丰富 的建设经验。
旧沥青道面剩余寿命评价
旧沥青道面剩余寿命评价长寿命路面是国际沥青混凝土路面界提出的新技术。
在国外，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。
全厚式沥青混凝土路面是指沥青混凝土路面层直接建筑在处治的或未处治的土基上，深层高强沥青混凝土路面则直接铺筑在粒料基层上。
这类路面的特点是其厚度小于传统的沥青混凝土路面，基本上消除了传统上普遍存在的疲劳损坏，路面的损坏只发生在路面的表层。
以此为基础，提出了长寿命的概念。
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表层，维修时不需要进行结构性的处理，只需将表层混合料铣刨并换成等厚度的新混合料便可，维修十分方便。
国外的长寿命路面追求的寿命是40年，即40年不进行结构性维修。
即便是在轻交通路面上,长寿路面的沥青层厚度也不宜小于200mm。
薄的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。
磨耗层的作用是提供特定的表面特性,其下的沥青层主要功能是扩散荷载。
最后,只要能够保证路面的耐久性,非常有效的路面结构是由很薄的磨耗层、HMB基层和底基层组成的。
在有很强抗变形能力的HMB 层上加铺20～30 mm 的磨耗表层可以构成一种抗车辙性能良好的路面结构。
这预示着,在将来可以每隔一段时间更新一次磨耗层而保持磨耗层之下各层的永久性。
这样的大修不仅进行得更加快速,而且其费用也只限于磨耗层,同时又实现了用户的安全性和舒适性。
施工良好且在某一强度阈值之上的道路,即使在长时间内承受繁重的商业车辆作用,也不会出现结构性破坏。
而且这些道路的整体结构强度随时间增长。
道路不会出现沥青基层的疲劳开裂或来自于路面结构深层的变形,这符合长寿路面的设计标准。
已观测到的路面破坏表层车辙和表层裂缝是非结构性破坏。
对于这些破坏,应在其对道路结构整体性产生严重影响之前予以处理。
修建长寿命沥青路面的经济效益是非常好的。
重载交通长寿命沥青路面结构设计
重载交通长寿命沥青路面结构设计摘要：长寿命沥青路面具有使用年限长、维修方便等优点，在公路建设中逐渐被广泛应用。
在重载交通作用下沥青路面如何实现长寿命是路面结构研究的一种发展方向。
本文对长寿命沥青路面的设计理念进行了介绍，阐述了长寿命沥青路面的理念及模型结构，并结合工程案例，对重载交通长寿命沥青路面结构设计进行了介绍。
关键词：重载交通；长寿命沥青路面；设计理念；结构设计随着我国交通运输的快速发展，沥青路面早期破坏现象愈来愈严重，重载已成为影响路面使用性能和缩短路面使用寿命的重要因素之一。
但在我国公路建设中，沥青路面的早期破坏现象及使用年限低等问题愈来愈突出，成为了制约我国交通事业发展的重要因素。
对此，引进长寿命沥青路面设计理念已成为必然的趋势。
长寿命沥青路面具有使用年限长，在使用期间路面的损坏仅发生在表层，不会发生结构性破坏，维修方便等优点。
基于此，笔者进行了相关介绍。
1 沥青路面设计理念1.1 长寿命沥青路面理念长寿命沥青路面在美国被称为长效性或永久性路面。
美国沥青路面协会（APA）对于长寿命沥青路面的定义为：路面使用年限达40年的沥青路面，并且在设计周期内确保路面不发生结构性破坏，破坏只发生在路面表面，仅需根据表面破损情况进行日常养护，平均罩面时间不小于12年。
加拿大、欧洲、日本与南非亦对长寿命沥青路面进行了广泛研究，其主体设计思想与美国基本一致。
根据定义可知，长寿命沥青路面不是一直不损坏，而是不存在结构性损坏，发生在路面表层的功能性破坏可以通过预防性养护进行修复。
维修时无需进行结构性大修，只需将沥青面层铣刨，然后铺设新的沥青面层即可，维修方便快捷，可大大减少对道路交通的影响。
同时，与普通沥青路面相比，长寿命沥青路面能够承受更大的交通量和更重的交通荷载，初期投资偏高，但运营期的养护费用较低，在全寿命周期内总费用效益比最大。
1.2 长寿命沥青路面模型结构长寿命沥青路面基本模型结构如图1所示。
1）轮载下100～150mm区域是高受力区域，也是各种损坏（主要为轮辙）的发生区域。
长寿沥青路面的结构设计理念内涵
长寿沥青路面的结构设计理念内涵摘要：文章介绍了长寿路面沥青路面的定义和特点，长寿命沥青路面的主要设计特点，长寿命沥青路面结构与设计方法，以及长寿命路面的设计要求等。
关键词：长寿命路面；路用性能；设计理念长寿命路面是指使用年限达到40年的沥青路面，在设计使用年限内无结构性的修复和重建，仅需要根据路面表面层损坏状况进行周期性修复，长寿命路面的优点很多，近十年国内相关行业进行了科研和实施，取得了一定的经验，值得推广。
长寿路面的概念及特点长寿路面沥青路面的概念。
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50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，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的抗疲劳性能，推茬长寿命路面采用全厚式结构。
长寿命路面的特点——（1）在总费用上，初期建设费很高，日常养护费很少，总费用效益比最大。
（2）在设计年限上，至少40年，减少了重建的几率。
（3）在损坏模式上，路面的损坏只发生在表层，如表面开裂，不存在结构性破坏。
（4）在养护维修上，只需要日常养护，不需要进行结构性大修。
（5）低养护路面的主要优点在于路面寿命期内的养护期间费用较低，由于不需要结构性的大修。
实现寿命沥青路面的意义。
（1）虽然初期修复费用很高，但日常养护费较少，总费用效益比量大。
（2）路面的破坏只发生在表怖层，如表面开裂，不存在结构性破坏，所以只需日常养护，不需要进行结构性大修。
（3）适应重轴载交通和大交通量的需要。
（4）路面在修建，维建，日常养护过程中均具有环境友好型的特质。
（5）提供更为安全，平整的行驶路面，有较高的抗滑性能，并减少轮胎与地面摩擦所产生的噪音，确保驾驶者拥有舒适，便捷的行车环境。
长寿沥青路面的主要设计特点（1）沥青面层厚度大（2）服务周期长（3）维修方便且费用低。
在设计思路上，必须按功能合理设计结构层，其基本前提为（1）路面必须有合适的厚度和刚度以抵抗变形功能（2）具有足够厚度和良好黏结性能以抵抗自基层底的疲劳开裂（3）上面层设计主要考虑抗车辙能力和抗磨耗能力（4）中间层设计主要考虑抗车辙能力（5）基层设计主要考虑抗疲劳能力。
长寿命沥青路面设计
选择典型结构 （半刚性基层）
确定集料级配 （规定的机配范围）
确定材料参数 （规范推荐值）
确定沥青用量 （标准马歇尔试验）
计算结构层厚度 （计算机＋软件）
统一的简单性能评价
完成设计
路面结构设计 是道路设计中 最简单、 最简单、最容 易的部分？ 易的部分？
适宜的公路沥青路面结构
全厚式 半刚性 组合式 三层或四层式沥 两层或三层式沥 两层或三层式沥 青混合料 青混合料 青混合料 半刚性基层 碎石基层 （可选） 可选） 半刚性底基层 土基 柔性基层 半刚性底基层
为什么没有给出结构层的厚度？
强调输入变量的质量可以有效提高路面设计的 可靠度， 可靠度，进而延长路面的使用寿命。 进而延长路面的使用寿命。为此， 为此， 美国AASHTO将路面设计参数分为三个水平：
输入 水平 1 2 3 确定输入值 研究型（指定的测量和先进的试 验过程） 统计型（通用的试验过程和相关 分析得到的回归方程） 经验型（默认、推测、推荐） 输入参数对设计可 靠度的影响 好 一般 差
0.0010
0.0001 1,000
10,000
100,000
1,000,000
10,000,000
Load Applications
半刚性基层的疲劳裂缝
半刚性基层沥青路面结构的最大拉应变通 常发生在半刚性基层底面（临界层位） 半刚性基层破坏的三个阶段 相关判据见有关文献
限制层间模量比是防止路面发生疲劳 裂缝的有效措施
Temp. Gradient; Cooler @ Surface E* Gradient High @ Surface Contact Pressure High E @ Surface
从表面开始的裂缝， 从表面开始的裂缝，目前还没有破 坏预测模型
刍议高等级公路长寿命路面的设计理念与方法
刍议高等级公路长寿命路面的设计理念与方法内容摘要：刍议高等级公路长寿命路面的设计理念与方法,摘要：文中介绍了长寿路面的概念与国内外长寿路面的研究状况。
关键词：长寿命路面；路用性能；设计理念1长寿路面沥青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。
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结构。
2长寿命沥青路面设计的基本情况2．1长寿命路面设计理念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，一般定为。
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铣刨，并加铺等厚度的新拌混合料。
2．2长寿命路面结构组合技术要求研究认为，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（OGFG）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，如较低针入度的硬沥青，设计采用高模量沥青混凝土。
美国长寿命路面(4)
土基 (∞)
62
0.35 0.35 0.45 0.45
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
二、长寿命路面结构设计
5、设计软件（1）—FPS 软件
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
二、长寿命路面结构设计
5、设计软件（2）-Perroad
➢ APA资助开发 ➢ Auburn University / NCAT开发 ➢ 基于力学—经验设计方法
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
汇报内容
1 长寿命沥青路面概念 22 长寿命路面结构设计 3 长寿命路面材料设计 4 长寿命路面实验室测试方法 5 施工质量监控 6 主要存在的问题 7 总结
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
三、长寿命路面材料设计
1、SH114 长寿命沥青路面级配设计
一、长寿命沥青路面概念
4、美国长寿命沥青路面使用现状 ➢美国APA授予69项长寿命路面奖项(2001-2009) ➢Байду номын сангаас克萨斯州修筑了8条(2001-2007)
阿肯色州
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
肯塔基州
一、长寿命沥青路面概念
5、美国长寿命沥青路面M-E设计方法
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
一、长寿命沥青路面概念
6、美国长寿命沥青路面提高疲劳寿命概念
增加沥青含量以提高基层疲劳寿命
增加基层厚度以提高基层疲劳寿命
黄土地区公路建设与养护技术 交通行业重点实验室
一、长寿命沥青路面概念
7、长寿命沥青路面的结构设计理念
服
强基厚面
务
水
平
弱基厚面
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、总结长沙理工大学一、长寿命路面设计理念张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重复变形导致车辙HMA基层路基长沙理工大学张起森教授博导长寿命路面优点⏹沥青路面寿命可达50年以上⏹路面平整，噪音低，摩擦系数高⏹成本效益高⏹路面的养护维修仅限于面层⏹沥青面层可再循环⏹减少疲劳开裂和车辙损坏⏹最大限度地减少自然资源的使用⏹采用力学方法进行路面设计，综合考虑疲劳开裂、车辙和温度开裂长沙理工大学张起森教授博导使用时间总费用传统路面永久性路面经济性能经济差长沙理工大学张起森教授博导二、国际长寿命路面研究现状长沙理工大学张起森教授博导传统的沥青路面设计寿命为20年。
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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。
4.基本模型结构长寿命路面基本模型结构分层如下：长寿命路面结构示意1) 轮载下100～150mm区域是高受力区域，也是各种损坏（主要为轮载）的发生区域。
2) 面层40～75mm高质量沥青混凝土为车辆提供良好的行驶界面，应具有足够的表面构造深度、抗车辙、水稳定性好。
3) 中间层100～175mm高模量抗车辙沥青混凝土起到连接和扩散荷载的作用，应具有高模量（刚度）、抗车辙。
4) HMA基层75～100mm高柔性抗疲劳沥青混凝土起到消除疲劳破坏的作用，应具备高柔性、抗疲劳、水稳定性好。
5) 最大的拉应变产生在HMA基层底部，该区域最易发生疲劳破坏。
该区域弯拉应变，对于控制沥青层自下而上的疲劳开裂，防止路面过早出现结构性损坏具有特别重要的意义。
5.研究应用现状5.1 欧洲研究应用现状（1）德国：1977年德国A5高速公路 Frankfurter Kreuz采用的结构是37mm浇注沥青砼面层+200mm沥青砼基层+150mm稳定底基层。
该高速公路双向日交通量152000辆/d，重载货车比例为10％～20％，使用17年后标准轴载次数为125百万次，到现在仍然使用良好。
（2）德国汉堡高速公路都承受着非常重的交通量，结构为35mm浇注沥青砼面层+265mm沥青砼基层+150mm级配砂砾+防冻层。
（3）法国：法国巴黎Peripherique道路双向交通量200000辆/d，重载货车占10％，年标准轴次1千万。
1993年进行了大修，结构为40mm 排水面层+220mm高模量沥青砼基层。
再如法国Stered高速，结构为70mm 沥青砼+60mm沥青稳定砂砾+100～350mm水泥稳定砂砾+150mm砂层。
（4）意大利：意大利的Del Sole高速，结构为30mm中粒式沥青砼+70mm粗粒式沥青砼+150mm沥青碎石+360mm级配砂砾+300～400mm砂层。
（5）奥地利：奥地利Brenner高速，结构为27mm细粒式沥青砼+30mm 中粒式沥青砼+45mm粗粒式沥青砼+140mm沥青碎石（密级配）+160mm沥青碎石（开级配）+300mm防冻层。
5.2 美国研究应用现状（1）New Jersey：New Jersey运输部对I-287州际道路的路面损害情况进行调查。
该道路1993年年平均日交通量为11.1019万次，货车占22％，重货车占9％。
20年累计当量荷载5 000万次。
由于是重载交通，因此经常出现停车、慢速行车。
1963年修建，原结构为3inHMA面层+7in基层+8in 密级配的级配碎石+10in级配砂砾底基层，路基为粉质砂土。
使用多年来除了局部进行了小面积的补坑外，没有经过其他维修。
调查发现路面维修很少，路表行车道处产生了纵向疲劳开裂，且车辙深度达到25mm以上。
但是进一步研究表明这些病害深度都没有发展到路表75mm 以下，因此决定冼刨掉表面75mm沥青面层，重新加铺100mmHMA。
该工程1994年完工，2001年调查时没有发现任何开裂、车辙，预计结构能够使用40年以上。
（2）Iowa：20世纪60年代修建的州际道路I-80上的两段道路，被APA授予2002年永久性路面奖，一条在Cedar，另一条在Johnson。
该奖授予美国州际高速公路系统上的6个不同路段。
Cedar路段修建于1962年，结构为4.5inHMA面层+16inATB，直接放到细粒土上。
使用到现在为止分别在1967年、1990年进行了表面修补。
与Cedar不同的是，Johnson路段路基土是罕有的潮湿，1964年采用了6in土石底基层，结构为3inHMA面层+14inATB，1964年面层进行2in罩面，1968年工程结束，到现在只进行过一些面层修复（与刚通车时相比，现在I-80道路上的交通量已经增长了5倍多）。
实践表明，正确的路面结构设计、严格的施工质量控制和适当的维修，沥青路面一定能够使用很长时间。
（3）Washington：1999年该州交通运输部（WSDOT）对480km全路段进行了详细调查。
该路中有三种路面结构：柔性结构、CTB基层（水泥稳定基层）沥青路面和PCC路面，依次占里程百分比为47％、33％和20％。
而且全段被Cascade山脉分成两个不同的气候区，西部为温和海洋性气候，交通量较高；而东部夏热冬寒，部分路段交通量较小（标准轴次37.5万次/年/车道），而有些路段交通量又很高（标准轴次2 500万次/年/车道）。
（4）马里兰州：马里兰州的巴尔的摩环形公路也是一个很好的例子，日交通量（ADT）是175 000 辆/日，货车占19％。
结构为2inSMA19+2.5inHMA 基层（大粒径石料）。
总厚度为16in（40.6cm），没有发现自下而上的疲劳开裂，4年的观测表明，路面车辙正常，为1/8in。
俄亥俄州：4条州际公路性能调查结果：HMA路面没有修复或重建而使用超过34年；“没有大量结构性维修的柔性路面”；仅略多于目前HMA路期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆摘要：针对如何延长公路的使用年限问题探讨了长寿命沥青路面的结构及设计理念。
关键词：长寿命沥青路面；结构；设计理念；要求引言近年来，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。
2.4 一定的结构层厚度长寿命路面结构设计必须铺筑足够厚度的结构层，只有这样才能实现路面只有表层损坏，不发生结构性破坏，维修只须铣刨表面层，再重新加铺罩面，就能保证路面长时间地使用下去。
这是延长长寿命路面寿命的重要方法。
2.5较低的层底应力长寿命路面结构设计要保证不出现结构性损坏的关键就是控制结构层底拉应力，路面结构层底拉应力小，路面结构层的疲劳寿命也就越高。
当该结构层底部弯拉疲劳应力小于材料允许的疲劳应力时，疲劳破坏也就不会发生。
长寿命路面结构设计就要使用足够厚的结构层或通过其他途径降低层底应力，以防止出现一次性破坏和疲劳开裂现象的发生。
2.6与排水相结合水是造成路面破坏的重要原因之一。
路面上的降水，一部分通过横坡和纵坡流向路肩和路基外，还有部分水可能会通过路表的接缝、裂缝和路面与路肩的交接处渗入路面结构内。
所以在路面结构设计时，要与排水设计相结合，尽量做到防排相结合。
3 长寿命沥青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，长寿命路面应根据路面受力特性，对各结构层分层设计。