高速公路永久性沥青路面的发展与实践

2011年第5期（总第207期）

黑龙江交通科技

HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI

No．5，2011（Sum No．207）

高速公路永久性沥青路面的发展与实践

吴晓光

（承德市地方道路管理处）

摘

要：介绍了国内外永久性沥青路面的研究概况，分析了各国永久性路面结构的使用年限及结构类型，重点讨论了国内永久性路面结构的发展情况。

关键词：高速公路；永久性；沥青路面；路面结构中图分类号：U416.217文献标识码：C

文章编号：1008－3383（2011）05－0016－01

收稿日期：2011－03－11

1

永久性沥青路面的概念

永久性沥青路面或长寿命沥青路面，尽管名称不一样，其实内涵基本相同。欧洲习惯于称为长寿命沥青路面（Long －Life Asphalt Pavements ），美国称之为永久性路面（Perpetu-al Asphalt Pavement ）。20世纪末以来，永久性路面成为世界各国沥青路面研究的热门内容，特别是用于高速公路、重载交通道路中。典型的永久性沥青路面特点如图1所示

。

图1

永久性路面结构设计特点

2

永久性沥青路面在国外的发展（1）欧洲永久性路面使用情况

英国在20世纪50年代初期修筑了多条设计寿命为20a 的试验路，该国在分析这些试验路路用性能的基础上，根据Powell 等人的设计理论提出了目前沥青路面的设计方法。Powell 的理论是主张道路使用20a 后，通过对原路面补强来实现40a 的设计寿命。

英国的研究得出，耐久性路面设计的关键是保证路面强度满足某一强度与阈值。一种有效的长寿命路面结构是由

很薄的磨耗层、HMB 基层和底基层组成的，在有很强的抗变

形能力的HMB 层上加铺20 30mm 的磨耗层可以构成一种抗车辙性能良好的路面结构。

德国：1977年德国AS 高速公路Frankfurter Kreuz 采用的结构是37mm 浇注沥青混凝土面层+200mm 沥青混凝土基层+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17a 后标准轴载次数为125百万次，现在仍然使用良好。

意大利：意大利的Del Sole 高速，结构为30mm 中粒式沥青混凝土+70mm 粗粒式沥青混凝土+150mm 沥青碎石+360mm 级配砂砾+300 400mm 砂层。

（2）美国长效性路面研究概述

美国沥青路面协会（APA ）关于永久性路面的定义为路面使用年限至少为35a ，并且在使用年限内路面不发生结构性破坏，只需进行周期性养护，平均罩面时间不小于12a 。

美国各州关于永久性路面的使用年限也并不统一，表1是美国部分州关于永久性路面使用期的基本情况。

表1

美国部分州关于永久性路面的使用年限

州名使用期/a 州名使用期/a 西维吉尼亚40加里福尼亚50肯萨斯30克罗地亚35俄亥俄35科罗拉多30华盛顿

40

伊利诺斯

40

美国长效路面常见结构类型见表2。

表2美国部分州使用的永久性路面结构

州名结构组合

加利福尼亚州（710州际公路）

25mm GFC +75mm 中面层+125mm 下面层+200mm 处置后的水泥破碎板+150mm 水泥处治基层

密歇根州

组合①：50mm Superave +65mm 中面层+100mm 下面层+380mm 基层+345抗冻处置土基

组合②：50mm Superave +100mm 中面层+140mm 下面层+250mm 基层+315抗冻处置土基

组合③：100mm 上面层+165mm 下面层+330mm 基层+220mm 抗冻处置土基

组合④：100mm 上面层+205mm 下面层+430mm 基层+200mm 抗冻处置土基

威斯康星州

组合①：50mm 上面层+90mm 中面层+90mm 下面层+100mm 开级配基层+200mm 碎石基层

组合②：50mm 上面层+90mm 中面层+90mm 下面层+100mm 开级配基层+430mm 破碎结合料基层

从表2中可以看出，其长效性路面通常采用柔性结构，路基强度较高时，可以采用全厚式；路基强度不足时，加铺粒料基层或沥青碎石基层。

面层结构组合是长寿命路面设计的关键，面层结构必须结合各部分功能特点进行组合。

美国沥青路面协会提出面层分为3层：①上面层：厚40 75mm ，要求具有良好的抗车辙能力、抗老化性能、低温性能和良好的表面特性；

②中面层：厚100 175mm ，要求具有较高的模量和抗车辙性能；

③下面层：厚75 100mm ，要求具有抗疲劳和抗水损坏能力。

J．Harvey 和Carl Monismith 等人提出另外一种面层组

合：25 37mm 的磨耗层，

75 100mm 上面层，中面层（设计层，厚度需要计算）和50 75mm 下面层。3耐久性沥青路面国内的发展

国内的长寿命沥青路面研究还处于起步阶段，由近些年我国高速公路大规模建设中出现的问题，认为增厚沥青面层是一种比较有效的防止早期破坏的方法，但由于资源的紧缺

（下转第18页）

总第207期黑龙江交通科技第5期

2%，以补偿施工过程中水分蒸发的损失，确保混合料的含水量处于最佳含水量。在拌合现场配备试验人员，随时对拌合料的水泥剂量进行检测（由EDTA 滴定法试验确定），一般情况下采用的水泥剂量较室内试验多5%，以确保基层的施工质量。从拌和机加水拌和至完成压实的工作的时间段一般不超过4h ，否则做废料处理。4．4运输

装料过程中料车应前、后、中移动位置，同时严格控制混合料下落高度在3m 以内，以防止装料过程中集料的离析，运输过程中对混合料进行覆盖，以保持混合料的水份及防止污染，运至施工现场后将混合料卸入摊铺机料斗内。在卸料

过程中严禁撞击摊铺机，

同时也严禁运料车刹车过紧，造成摊铺机的不均速前进。为了保证施工的均匀性与连续性，在摊铺机前等待卸料的运输车应保持在3 5辆。4．5摊铺

在半幅全宽范围内采用2台WTU75摊铺机相距5 10m 成梯队作业相邻两幅重叠10 20cm ，同步向前将混合料按松铺厚度，设计宽度和设计横坡均匀摊铺，一起进行碾压，以避免纵向接缝。

摊铺机摊铺时，通过传感器在两侧的导线上滑动，来控制高程和方向，并进行初步夯实。摊铺机两边配置人员，对松铺层边缘进行修正，并对摊铺有缺陷的地方进行人工补料找平，确保基层平整度。4．6碾压

混合料摊铺后，应立即在全宽范围内进行碾压，应遵循

先轻后重，由低位到高位、由边到中的原则，碾压过程中基层表面始终应保持湿润状态。4．7接头处理

两作业段的接头处理方法：当天摊铺完毕，用3m 直尺沿摊铺段末端标高、横坡、平整度不合格处画出与中心线垂

直的横线，

人工沿横线将全宽范围内不合格的混合料清除。4．8养生

每一段碾压完成且压实度检测合格后，立即进行养生，养生期一般为7d ，养生过程中应封闭交通。养生采用不透水薄膜覆盖养生，在铺设前先对基层洒足量的水再铺设薄

膜。养生期结束后立即拆除薄膜，

清扫浮土杂物。5质量控制要点

（1）大面积施工前必须做好试验段的施工及总结，总结

出各种施工控制参数，

并提出一个能指导大面积施工的方案，达到施工质量好、速度快、成本低的目的

（2）施工过程中，当集料的含水量大小发生变化或出现气温变化等情况时应及时调整加水量，确保混合料处于最佳含水量。

（3）施工结束后，及时采用不透水薄膜进行覆盖养生。（4）拌合过程中要严格控制各种原材料的参入量，尤其是水泥和粉煤灰的参入剂量。

（5）碾压时必须遵从先轻后重、先静后振、由边到中、由低到高的碾压原则。

（上接第16页）

造成投资的大幅增加，且现行规范的思路仍未跳出传统设计思路，而国外的全厚式沥青路面是否能直接用于我国的路面设计也未有定论。

2002年交通部公路工程检测中心和长沙理工大学公路工程试验检测中心对其检测，通过8年大交通量的使用，检测情况如下：路面弯沉平均21（0．1mm ），满足使用要求；路面车辙平均7．77mm ，满足使用要求；全线基本无裂缝；在雨量充沛地段，有

麻面和坑槽；表面功能有所衰减，

需采取修复措施。江苏省交通厅在沿江高速公路修筑了采用5种路面结

构的4．8km 长久性沥青路面试验路，

同时在通启高速公路修筑了3．8km 试验段，此试验段采用了3种路面结构形式。路面结构形式分别见表3、表4

。

图2山东滨州至大高段高速公路永久性路面试验段路面结构

表3沿江高速公路长久性路面结构方案

A

B

C

D

E

4cm SMA －134cm SMA －134cm SMA －134cm SMA －134cm SMA －134cm SMA －136cm CDAC －206cm CDAC －206cm CDAC －206cm CDAC －206cm CDAC －20

8cm CDAC －2519cm ATB －25

26cm CRCP

21cm CRCP 8cm CDAC －258cm CDAC －25

7cm ATB －25

8cm CDAC －25

9cm FDAC －13

16cm GRH 过渡层20cm CS 基层26cm CS 基层

15cm GRH 过渡层15cm CS 基层16cm CS 基层19cm CS 基层19cm CS 基层15cm 二灰土基层二灰土基层20cm

石灰土基层80cm

表4

通启高速公路长久性路面结构方案

4cm SBS 改性沥青玛蹄脂碎石（SMA －13）4cm SBS 改性沥青玛蹄脂碎石（SMA －13）6cm 中粒式沥青混凝土（Sup20）6cm 中粒式沥青混凝土（Sup20）18cm 厚粗粒式沥青碎石20cm 厚粗粒式沥青碎石20cm 厚水泥稳定碎石18cm 厚水泥稳定碎石低剂量水泥稳定碎石20cm

低剂量水泥稳定碎石20cm

目前，关于永久性路面结构的研究已经在我国各省市如火如荼地开展，各省市交通厅在交通规划中也先后提出对长寿命路面结构展开研究。例如福建省交通厅以提高福建省高速公路沥青路面长期性能和耐久性为目标，开展福建省高速公路沥青路面长寿命路面结构研究。江苏省交通厅也就长寿命沥青路面的研究立项，项目由东南大学黄晓明教授负责。

由沙庆林院士主持、长沙理工大学承担的西部交通建设

科技项目“重载交通长寿命沥青路面关键技术研究”项目根

据我国公路交通建设和发展需求，

研究重载交通永久性沥青路面结构设计、材料技术、施工控制措施，并提出设计与施工技术指南。目的是延长路面使用寿命30 40a 。4结论

永久性路面虽然一次性投资大，但使用寿命和维修周期延长，养护成本大大降低，年之后其投资造价即可与传统路面的养护投入基本持平，如果按其年的使用寿命计算，可节

约近倍的投资，

为建设节约型社会做出贡献。三是提高运营效益。采用永久性路面技术，路面平整，车辙、坑槽维修量

小，

提高了通行能力和行车舒适性，运输效率和运营效益显著提高，对地方经济的发展将起到积极的推动作用。

参考文献：［1］长安大学长寿命路面结构研究课题组．高速公路长寿命路面

典型结构成套技术研究［

R ］．西安：长安大学，2005．［2］曾国梁，郑鑫，李娜．长寿命沥青路面设计及结构分析［J ］

．交通标准化，

2007，（11）：171－173．［3］胡建荣．长寿命路面的发展现状及趋势［J ］．交通科技，2007，

（5）：46－47．［4］石宁．长寿命沥青路面概述［J ］．国外公路，2000，（2）：22－24．