长寿命沥青路面结构设计理念及工程应用

    摘要：由于沥青路面结构设计理论不完善、混合料设计方法不合理等问题，使得我国沥青
路面早期病害严重，导致频繁的维修改造或重建，这给公路建设的可持续发展带来了很大
的挑战。长寿命沥青路面是指在设计年限内无结构性修复和重建，仅需根据表面层损坏状况
进行周期性维修的路面。本文从结构原理、层位功能、混合料设计、施工质量控制四个方面，
系统的阐述了长寿命沥青路面设计的基本理念，并以广州到河源高速公路惠州段路面工程
为例，提出适合该地区的长寿命沥青路面结构方案。

 

　　关键字：长寿命路面设计理念结构设计施工控制工程应用

 

　　

 

　　

0 引言 

　　由于沥青路面结构设计理论不完善、混合料设计方法不合理等问题，使得我国沥青路面
早期病害严重，导致频繁的维修改造或重建，这给公路建设的可持续发展带来了很大的挑
战。长寿命沥青路面是指在设计年限内无结构性修复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行
周期性维修的路面。

 

　　本文从结构原理、层位功能、混合料设计、施工质量控制四个方面，系统的阐述了长寿命
沥青路面设计的基本理念，并以广州到河源高速公路惠州段路面工程为例，提出适合该地
区的长寿命沥青路面结构方案。

 

　　

1 结构原理 

　　长寿命沥青路面，又称永久性沥青路面，结构设计的出发点是为了提高沥青路面的使
用寿命，因此采用较厚的沥青层，路面上部采用模量较高的材料，下部采用抗疲劳能力较
强的材料，以降低传统的半刚性基层沥青路面开裂和避免结构性车辙，使路面的损坏仅限
于表面层。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
[1]。 
　　长寿命沥青面结构设计采用是一种新的理念，它是通过改变传统的路面结构组合、应力
应变响应指标以及提高材料的物理力学性能达到延长路面结构寿命的目的。传统设计理念认
为，在车辆荷载作用下，不管路面多厚，将不可避免地出现疲劳开裂和结性车辙。但通过研
究发现，在沥青层层底存在一个极限拉应变水平，当路面在荷载作用下应变低于此水平时
不会发生疲劳破坏，这一应变水平即为疲劳极限。因此，沥青面存在一个面层厚度极限，当
沥青层厚度超过此极限值后，路面结构将不会出现由下到的疲劳开裂和结构性车辙。所以，
长寿命路面设计层厚应以控制在层底拉应变水平内，而使路面使用寿命延长。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，维修时不需要结构性的处理，
只需将表面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。

 

　　

2 结构层的功能及材料要求 

　　要进行长寿命沥青路面设计，就必须先了解长寿命沥青路面对每一结构层功能与材料
要求。

 

　　长寿命的概念是强调有耐久的沥青层和坚固的基础。因此，长寿命沥青路面各个层次的
结构功能基本上是围绕这个概念的要求来进行设计

[2]。

　　

3 沥青混合料设计方法 

　　正确合理的沥青混合料配比设计，是长寿命沥青路面质量的保证。目前，国内最常用的
是马歇尔设计方法，但由于马歇尔设计方法中，试件成型原理与现场实际情况有较大差别
导致用此方法设计出来的沥青混合料不能满足长寿命沥青路面的要求。

Superpave 沥青混合

料设计方法是采用最新的工程设计理念，试件成型最接近沥青路面的碾压成型机理，矿料
级配结构设计标准较为合理，沥青混合料性能最优化的一种沥青混合料设计方法。采用
Superpave 方法设计和施工的沥青路面比采用马歇尔方法设计的沥青路面在抵抗车辙、抗疲