我国长寿命路面现状

摘 要： 介绍了我国长寿命路面的发展现状及存在的问题，深入探究了长寿命路面的技术特点和较普通路面的优点。说明了其在公路工程实践中的利用价值。

关键词： 长寿命路面； 施工技术； 水损坏

中图分类号： U416.2 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）06-0041-01

1引言

路面结构是公路工程的重要构成部分。我们通常使用的沥青路面存在寿命较短、造价不断上升等问题。而水泥混凝土路面结构又存在着施工麻烦、接缝多、行车舒适性差、维修难度大、汽车油耗、轮耗及货损较大、噪声污染较重等问题。长寿命路面是指设计使用寿命在40年以上的公路路面，在国外公路建设实践中已应用多年英国在20世纪50年代初期修筑了多条设计寿命为20年的试验公路，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。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。随着我国高速公路建设浪潮的兴起，长寿命路面也逐渐在高速公路建设中崭露头角，并取得了不错的工程效果。

2长寿命路面的结构特点及施工技术

“长寿命公路路面结构”是一种“优势互补、刚柔并济”的路面结构。其组成材料包括沥青混凝土与水泥混凝土，是这两种材料复合构成路面结构。其构成成分从上至下依次分别为：5m厚改性沥青混合料混凝土上面层，2cm厚塑性应力吸收层，30cm厚水泥混凝土面板层，1cm厚卷材防水联接层，20cm厚二灰碎石顶基层。顶基层下面30cm厚度范围内用碎石，白灰拌合料填筑，填筑完毕后进行冲击碾压，最后加以水泥或其它胶凝性粘结剂加固。该路面结构能够缓和车辆对混凝土面板的冲击力，减轻对路面的破坏。根据计算，在满足公路路面面层的一般使用功能条件所匹配养护情况下，应用长寿命公路路面结构的公路使用寿命可达40年以上。在每年的使用维护费用不发生变化的情况下，每延长一年使用时间，可以节约大量的建设资金公摊，同时减少路面的重建，保证了公路较长延续时间的通畅运营。长寿路面作为公路路面发展中较为先进的路面形式，在施工采用了大量的新设备、新技术、新材料以及新工艺，并且成功的应用于工程实践，积累了宝贵的实践经验。我国在长寿公路路面建设中主要应用了以下先进的施工技术：

（1）冲击碾压压实技术。常规的公路路基及路床压实采取的是碾压及振动压实的方法，优点是技术成熟，设备较为常见，在工程中应用广泛；但碾压往往存在压实度较低，压实影响厚度较小的不足。在路基路床上采用冲击碾压技术可以大大的提高压实度及压实影响深度。根据试验结果，采用冲击碾压施工工艺可以提高路基顶面以下8~10m的深度，这比采用传统的碾压压实提高了3~5m，可以有效的减轻施工负担，提前完成施工后的路基沉降，似的路基基床更加连续稳定。

（2）路基基床土壤固化技术。路基基床土壤固化技术是指在路基土壤中加入土壤固化剂，使得路基土体粘结紧密，增强了路基的整体性，具有施工方便、稳定效果好、降低路基土体裂缝、减轻环境污染等优点，故在长寿路面建设中常常采用。采用土壤固化技术，主要是选择固化剂类型及加固深度，这主要考虑路基土壤的类型，路面设计标准，路基高度等因素来决定。

（3）在二灰稳定碎石基层中掺加入硫酸钠。为减少路面裂缝破坏，我国高速公路经常采用50cm厚的二灰（石灰与粉煤灰）稳定碎石作为路面基层。其配合比为：石灰：粉煤灰：碎石=5:16:83.，外掺1.5%的硫酸钠。在路面基层中添掺加硫酸钠，主要用于提高路基早期强度，降低路面的施工难度，确保工程质量。二灰稳定碎石混合料用拌和楼进行拌和，用自卸式汽车运送到摊铺现场。在摊铺前，首先需要把摊铺路段的原地面打扫干净，若使用稳定土摊铺机进行摊铺施工，摊铺后还应当及时使用压路机对混合料进行碾压。在碾压过程中，主要是控制好路面压实后的成型厚度及每层的压实厚度。压实完成，经检验达到压实要求后，应对完成的路基进行养护。

（4）设置新型沥青防水层。路面的水损坏一直是路面乃至路基破坏的重要形式之一，经常也是导致其他形式破坏的诱因，因此，采取有效的防水处理措施对提高路面的强度、耐久性，最终延长路面的使用年限具有至关重要的意义。长寿命高速公路通常选用两层改性沥青混合料稀浆液作为防路基与路面之间的防水层，厚度为3cm。其中，第一层的厚度为2cm，第二层的厚度为1cm。施工时用稀浆分层机摊铺，摊铺中要特别注意乳化挥发残留物的低温延度必需达到45cm以上，大大高于一般值，且油石应当比一般情况下高1%~2%，以减少冬季出现冻裂的情况。此联接层与通常的沥青防水层相比较，不仅可以更加有效的防止地表水入，而且有较好的连接作用，使得路基路面具有更好的整体性。

3长寿命路面常见的损坏类型

（1）车辙。车辙是指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36条道路的车辙产生速率的调查结果表施工良好的沥青路面，当其厚度大于180mm时，车辙速率会迅速降低。而且29条密级配碎石基层道路结果表明，当沥青面层厚为200~360mm时，车辙率与面层厚度无明显关系。同时，更容易产生车辙的热碾压的沥青碎石基层路面与水泥胶结基层上柔性复合路面车辙率相近。调查表明，对厚沥青面层道路，车辙的大部分主要发生在沥青层表面，此时的车辙不表示道路的整体结构不足。进一步罩面设计能保证基层结构良好，即便下层较弱，若AC厚度足够大，一般不会发生结构性变形，虽然当沥青面层厚度小于180mm时，较大的交通量引起的土基应变对车辙的产生有着较大的影响。

（2）疲劳开裂。现行的设计标准保证将来的道路产生疲劳开裂的可能性不会大于过去修建的道路。而保证水平没有量化，并且其标准也比较保守。随后在更厚的重交通路面上进行的调查，也没有在主要的结构层上检测到任何疲劳开裂或疲劳损坏。证据明显缺乏，使得TRL对10条超过使用寿命的道路进行残余疲劳寿命的观测，目的是比较基层在室内与室外的结构特性的区别。研究表明轻重交通下的路基的残余寿命无一致性差异。调查显示，交通等级不是影响沥青基层剩余寿命的主要因素。数据的统计分析表明，90%多的残余寿命差别是由沥青用量和沥青硬度的不同而引起的，沥青的老化则是疲劳寿命差异的主要影响因素。沥青随时间的老化增加了其劲度，然而基层逐渐硬化不可能导致疲劳开裂。

（3）沥青的老化。很早以前人们就知道面层沥青随时间而老化。但主要结构层的逐渐硬化似乎对道路是有利的，更确切地说，沥青的老化是一种养生过程。但不希望磨耗层过度老化，因为这会导致路面从表层开裂。基层使用的沥青针入度为100，20年后其针入度会降至20甚至更低。TRL对AC养生研究表明:道路在使用期间沥青碎石基层劲度会逐渐增长至原来的4倍或者更高，而这种变化对道路的设计意义重大，同时也能解释文中道路所表现出的一些意外的使用性能。

参考文献：

[1] 王忠军等.高速公路长寿命路面理论与实践[J].河南科技，2006.1.