1、永久性瀝青路面 永久性瀝青路面又稱(chēng)為長(zhǎng)壽命瀝青路面。20世紀(jì)末以來(lái)，永久性瀝青路面成為世界各國(guó)瀝青路面最為熱門(mén)的研究?jī)?nèi)容。在全世界范圍內(nèi)，道路荷載均在不斷增加，其中重載貨車(chē)交通量增幅較大，同時(shí)為了提高輪胎的服務(wù)壽命采用較高的輪胎壓力，輪胎接地壓力提高，從而使瀝青路面出現(xiàn)了許多問(wèn)題，如車(chē)轍、永久變形、疲勞開(kāi)裂等。路面常常達(dá)不到設(shè)計(jì)年限就出現(xiàn)了損壞，需要進(jìn)行大修。為了提高瀝青路面的性能，歐美許多國(guó)家將永久性路面設(shè)計(jì)理念應(yīng)用在重交通道路上，在延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命、降低壽命周期費(fèi)用方面獲得了極大的成功。 永久性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念 上面層：抗車(chē)轍能力和抗磨耗能力上面層：抗車(chē)轍能力和抗磨耗能力中間層：抗車(chē)轍

2、能力中間層：抗車(chē)轍能力基層：抗疲勞能力基層：抗疲勞能力 路基：高強(qiáng)、穩(wěn)定和堅(jiān)固路基：高強(qiáng)、穩(wěn)定和堅(jiān)固最大拉應(yīng)變最大拉應(yīng)變路面基礎(chǔ)路面基礎(chǔ)100180mm高模量高模量抗車(chē)轍材料抗車(chē)轍材料( (根據(jù)需要定根據(jù)需要定) )柔性抗疲勞材料柔性抗疲勞材料 75100mm 4075mm 高質(zhì)量高質(zhì)量SMASMA、 OGFC OGFC或或 SuperpaveSuperpave100150mm高壓力區(qū)高壓力區(qū)設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)理原設(shè)計(jì)理原力學(xué)方法力學(xué)方法設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程類(lèi)似于其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法類(lèi)似于其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法選擇控制點(diǎn)選擇控制點(diǎn)驗(yàn)算控制標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算控制標(biāo)準(zhǔn)( (由下至上設(shè)計(jì)由下至上設(shè)計(jì)) )輸入材料性能參數(shù)

3、輸入材料性能參數(shù)路面分析模型路面分析模型路面應(yīng)力和應(yīng)變路面應(yīng)力和應(yīng)變路面變換方程路面變換方程路面使用壽命路面使用壽命拉應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)拉應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)壓應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)壓應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)永久性路面設(shè)計(jì)過(guò)程永久性路面設(shè)計(jì)過(guò)程使用時(shí)間使用時(shí)間總費(fèi)用總費(fèi)用傳統(tǒng)路面?zhèn)鹘y(tǒng)路面永久性路面永久性路面經(jīng)濟(jì)性能經(jīng)濟(jì)差經(jīng)濟(jì)差永久性路面經(jīng)濟(jì)性能分析 由于永久性路面設(shè)計(jì)壽命較長(zhǎng)，有良好的經(jīng)濟(jì)效益。其壽命周期費(fèi)用包括在路面壽命期內(nèi)的所有建設(shè)費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，以及車(chē)輛的保養(yǎng)費(fèi)用。永久路面能夠承受更大的交通量和更重的交通荷載，雖然初期建設(shè)費(fèi)用較高，但是如果評(píng)價(jià)整個(gè)使用周期的總費(fèi)用，其路面較傳統(tǒng)的瀝青路面更經(jīng)濟(jì)，降低了使用周期內(nèi)的維修費(fèi)用，同時(shí)極大降低了道

4、路使用者的使用費(fèi)用。 永久路面使用性能調(diào)查結(jié)果 永久性路面在歐洲正在被使用，已經(jīng)被充分證明了是良好經(jīng)濟(jì)效益、使用壽命40年以上的良好性能路面。英國(guó)學(xué)者對(duì)51條厚瀝青層路面長(zhǎng)期性能調(diào)查結(jié)果表明，對(duì)施工良好的瀝青路面，當(dāng)其厚度大于180mm時(shí)，車(chē)轍速率會(huì)迅速降低。而且45條密集級(jí)配碎石基層道路調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)瀝青面層厚為180mm360mm時(shí)，車(chē)轍率與面層厚度無(wú)明顯關(guān)系。同時(shí)，對(duì)厚瀝青面層道路，車(chē)轍的大部分發(fā)生在瀝青層表面，表示道路的整體結(jié)構(gòu)不足，進(jìn)一步罩面設(shè)計(jì)能保證基層結(jié)構(gòu)良好。即使下層較弱，若AC厚度足夠大，一般不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)性變形。 傳統(tǒng)的瀝青路面設(shè)計(jì)壽命為傳統(tǒng)的瀝青路面設(shè)計(jì)壽命為2020年。

5、適度增年。適度增加路面強(qiáng)度及瀝青混合料基層厚度的永久性路加路面強(qiáng)度及瀝青混合料基層厚度的永久性路面，則甚至可以獲得面，則甚至可以獲得5050年或年或5050年以上使用壽命。年以上使用壽命。歐洲使用情況簡(jiǎn)介歐洲使用情況簡(jiǎn)介美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介中國(guó)山東濱州永久性路面試驗(yàn)路中國(guó)山東濱州永久性路面試驗(yàn)路各地永久性路面狀況各地永久性路面狀況歐洲使用情況簡(jiǎn)介歐洲使用情況簡(jiǎn)介n19771977年年德國(guó)德國(guó)A5A5高速公路高速公路Frankfurter KreuzFrankfurter Kreuz采用的結(jié)構(gòu)是采用的結(jié)構(gòu)是37mm37mm澆注瀝青砼面層澆注瀝青砼面層+200mm+200mm瀝青砼基層

6、瀝青砼基層+150mm+150mm穩(wěn)定底基層。穩(wěn)定底基層。該高速公路雙向日交通量該高速公路雙向日交通量152000152000輛輛/d/d，重載貨車(chē)比例為，重載貨車(chē)比例為10102020，使用，使用1717年后標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)為年后標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)為125125百萬(wàn)次，到現(xiàn)在百萬(wàn)次，到現(xiàn)在仍然使用良好仍然使用良好n法國(guó)法國(guó)巴黎巴黎PeripheriquePeripherique道路雙向交通量道路雙向交通量200000200000輛輛/d/d，重載貨，重載貨車(chē)占車(chē)占1010，年標(biāo)準(zhǔn)軸次，年標(biāo)準(zhǔn)軸次1 1千萬(wàn)。千萬(wàn)。19931993年進(jìn)行了大修，結(jié)構(gòu)為年進(jìn)行了大修，結(jié)構(gòu)為40mm40mm排水面層排水面層+

7、220mm+220mm高模量瀝青砼基層高模量瀝青砼基層n意大利意大利的的Del SoleDel Sole高速，結(jié)構(gòu)為高速，結(jié)構(gòu)為30mm30mm中粒式瀝青砼中粒式瀝青砼+70mm+70mm粗粗粒式瀝青砼粒式瀝青砼+150mm+150mm瀝青碎石瀝青碎石+360mm+360mm級(jí)配砂礫級(jí)配砂礫+300+300400mm400mm砂砂層層美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介n與與CedarCedar不同的是，不同的是，JohnsonJohnson路段路基土是罕有的路段路基土是罕有的潮濕，潮濕，19641964年采用了年采用了6in6in土石底基層，結(jié)構(gòu)為土石底基層，結(jié)構(gòu)為3inHMA3inHMA面層面

8、層+14inATB+14inATB，19641964年面層進(jìn)行年面層進(jìn)行2in2in罩面，罩面，19681968年工程結(jié)束，到現(xiàn)在只進(jìn)行過(guò)一些面層修復(fù)年工程結(jié)束，到現(xiàn)在只進(jìn)行過(guò)一些面層修復(fù)（與剛通車(chē)時(shí)相比，現(xiàn)在（與剛通車(chē)時(shí)相比，現(xiàn)在I-80I-80道路上的交通量已道路上的交通量已經(jīng)增長(zhǎng)了經(jīng)增長(zhǎng)了5 5倍多）。實(shí)踐表明，正確的路面結(jié)構(gòu)設(shè)倍多）。實(shí)踐表明，正確的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制和適當(dāng)?shù)木S修，瀝青路計(jì)、嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制和適當(dāng)?shù)木S修，瀝青路面一定能夠使用很長(zhǎng)時(shí)間。面一定能夠使用很長(zhǎng)時(shí)間。美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介美國(guó)使用情況簡(jiǎn)介n19991999年該州交通運(yùn)輸部（年該州交通運(yùn)輸部（WSDOTW

9、SDOT）對(duì)）對(duì)480km480km全路段進(jìn)行了詳全路段進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。該路中有三種路面結(jié)構(gòu)：柔性結(jié)構(gòu)、細(xì)調(diào)查。該路中有三種路面結(jié)構(gòu)：柔性結(jié)構(gòu)、CTBCTB基層基層（水泥穩(wěn)定基層）瀝青路面和（水泥穩(wěn)定基層）瀝青路面和PCCPCC路面，依次占里程百分路面，依次占里程百分比為比為4747、3333和和2020。而且全段被。而且全段被CascadeCascade山脈分成兩山脈分成兩個(gè)不同的氣候區(qū)，西部為溫和海洋性氣候，交通量較高；個(gè)不同的氣候區(qū)，西部為溫和海洋性氣候，交通量較高；而東部夏熱冬寒，部分路段交通量較?。?biāo)準(zhǔn)軸次而東部夏熱冬寒，部分路段交通量較?。?biāo)準(zhǔn)軸次37.537.5萬(wàn)萬(wàn)次次/ /年年

10、/ /車(chē)道），而有些路段交通量又很高（標(biāo)準(zhǔn)軸次車(chē)道），而有些路段交通量又很高（標(biāo)準(zhǔn)軸次25002500萬(wàn)次萬(wàn)次/ /年年/ /車(chē)道）。車(chē)道）。中國(guó)山東濱州永久性路面試驗(yàn)路中國(guó)山東濱州永久性路面試驗(yàn)路 n試驗(yàn)路（離黃河只有幾公里）試驗(yàn)路（離黃河只有幾公里）2005年年6月開(kāi)始施工，月開(kāi)始施工，9月月通車(chē)。通車(chē)。n與美國(guó)永久性路面一樣應(yīng)用與美國(guó)永久性路面一樣應(yīng)用PerRoad軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，但該軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，但該路設(shè)計(jì)軸載是路設(shè)計(jì)軸載是重載車(chē)重載車(chē)（平均單軸重超過(guò)（平均單軸重超過(guò)9噸）。噸）。n設(shè)計(jì)控制指標(biāo)：設(shè)計(jì)控制指標(biāo)：n疲勞：疲勞： 將將HMA層底水平拉應(yīng)變層底水平拉應(yīng)變70或或125作為破作為

11、破壞臨界值壞臨界值n車(chē)轍：路基頂垂直應(yīng)變?yōu)檐?chē)轍：路基頂垂直應(yīng)變?yōu)?00 路面損壞形式 永久性瀝青路面的損壞形式以開(kāi)裂為主，既有橫向裂縫又有縱向裂縫，其中表面開(kāi)裂占主導(dǎo)地位。裂縫一般出現(xiàn)在磨耗層，很少波及到聯(lián)結(jié)層、基層。研究表明當(dāng)瀝青層厚度超過(guò)180mm時(shí)，一般是路表先開(kāi)裂，且裂縫不會(huì)貫穿整個(gè)瀝青層，而較薄的瀝青層的路面，會(huì)產(chǎn)生自上而下的貫穿裂縫，但不會(huì)產(chǎn)生自下而上的裂縫。觀測(cè)到的這種表面裂縫有幾種不同方式，有些是就一條開(kāi)裂出現(xiàn)在一個(gè)輪跡帶下，有的是兩個(gè)輪跡帶下都出現(xiàn)了裂縫，還有的是出現(xiàn)了多條開(kāi)裂帶。新澤西 I-287表面開(kāi)裂150 mm50 mm華盛頓瀝青路面Top-Down開(kāi)裂 150 mm

12、形成表面裂縫的原因n在輪胎邊緣路表或靠近路表產(chǎn)生了較高的水平拉應(yīng)力，使得路表首先產(chǎn)生開(kāi)裂，并向下傳播，特別對(duì)于寬輪胎n路表存在較大的模量梯度，特別是高溫時(shí)，這樣在較高的輪胎壓力及溫度應(yīng)力下，首先使路表開(kāi)裂，并向下傳播n磨耗層瀝青老化，降低了磨耗層抵抗溫度、荷載應(yīng)力能力，從而產(chǎn)生表面裂縫，橫向開(kāi)裂也與瀝青老化有關(guān)永久性瀝青路面和半剛性路面結(jié)構(gòu)對(duì)比 土 基石灰土 15cm水泥穩(wěn)定碎石 40cm重交瀝青Sup-25 8cm改性瀝青Sup-19 8cm改性瀝青SMA-13 4cm7.5cm SMA19 瀝青PG76-225cm Superpave12.5 瀝青PG64-2220cm 石灰穩(wěn)定土 土 基

13、7.5cm 最大公稱(chēng)粒徑19mm 瀝青PG76-2220cm 最大公稱(chēng)粒徑19mm 瀝青PG70-22n7.5cm厚的SMA19直接與外界接觸承受著荷載，日照，雨水等的作用，具有耐磨耗、抗剪、抗車(chē)轍、抗老化等功能。n聯(lián)結(jié)層 為7.5cm最大公稱(chēng)粒徑19mm 選用瀝青PG76-22混合料，采用高模量瀝青主要考慮該層剪力較集中，該層的作用是傳遞和分散傳遞荷載，n20cm 最大公稱(chēng)粒徑19mm 瀝青PG70-22混合料基層，主要作用是承重抗變形，外荷載作用下，該層拉應(yīng)力較大，因此采用較低模量的瀝青以提高其抗疲勞能力。n抗疲勞層 5cm Superpave12.5 瀝青PG64-22底基層，該層在外荷作用下拉應(yīng)力達(dá)到各結(jié)構(gòu)層中最大因此采用PG64-22低模量瀝青目的是防止疲勞破壞，另外低模量的瀝青混合料具有很好的抗永久變形的能力可以避免石灰穩(wěn)定土產(chǎn)生的裂縫向上反射。結(jié)論結(jié)論路面的壽命在路面的壽命在5050年或以上年或以上自下而上進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，強(qiáng)調(diào)各層設(shè)計(jì)是根據(jù)該層的功能選取控自下而