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1、长寿命沥青路面关键技术研究changshoumingliqinglumianguanjianjishuyanjiu报告人：申爱琴（教授博士生导师）长安大学公路学院长寿命沥青路面关键技术研究主要内容1长寿命沥青路面发展及研究现状2长寿命沥青路面设计理论及设计指标3长寿命沥青路面结构设计4长寿命沥青路面结构层材料设计5长寿命沥青路面层间处治技术6长寿命沥青路面经济效益分析1长寿命沥青路面发展及研究现状1.1前言-近年来我国高速公路里程增长迅速。2000年底，高速公路通车总里程已达到1.6万公里，我国高速公路总里程跃居世界第三位；
2、2002年底，我国高速公路通车总里程已达到2.52万公里,跃居世界第二位；截止到2004年底，我国高速公路通车里程已超过3.4万公里，保持世界第二。1.1前言我国所建高速公路中90%以上为半刚性沥青路面结构。存在一系列问题：1.2长寿命路面的设计理念（1）传统路面存在的问题-采用半刚性基层结构(结构单一);-面层厚度比国外的薄(总厚度相当);-路面的破坏形式与设计指标不一致-易出现结构性破坏，修复困难.（2）长寿命路面的特点-沥青面层厚度大;-服务周期长(超过50年);-维修方便且费用低（3）长寿命沥青路面设计理念按功能合理
3、设计结构层基本前提:-HMA路面足够厚,以消除自下而上的路面破坏。结构-路面必须有合适的厚度和刚度以抵抗变形,-具有足够厚度和良好性能以抵抗自基层底的疲劳开裂。功能-上面层设计主要考虑抗车辙能力和抗磨耗能力;-中间层设计主要考虑抗车辙能力;-基层设计主要考虑抗疲劳能力.1.3国外长寿命路面的发展及现状1.3.1欧洲永久性路面（1）使用寿命>40年（2）裂缝-裂缝产生于沥青面层表面并由上向下发展；-绝大多数为纵向裂缝,位置在轮迹两侧,也有横向表面裂缝,但很少见。（3）车辙1997年Nunn等人发现,厚沥青路面存在一个厚度上限,
4、超过这个限值自下而上的疲劳开裂和结构性车辙都不会发生。1.3.1欧洲永久性路面（4）疲劳寿命-数据统计分析表明,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。（5）沥青的养生-主要结构层的逐渐硬化对道路有利,-确切地说,沥青的老化是一种养生过程。-不希望磨耗层过度老化,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,这种变化对长寿命路面的设计
5、有重大意义。1.3.1欧洲永久性路面（6）路面强度-沥青在养生作用下道路劲度随时间增加，路段弯沉随时间而减小；-施工良好的厚沥青路面荷载扩散能力提高，沥青基层不会出现因交通诱发的破坏。（7）材料选择-英国硬质沥青的使用是与长寿命路面结构的使用相结合；-采用刚度更大的基层材料，如HMB15、HMB25、HMB35三种高模量沥青混合料。1.3.2美国永久性路面（1）欧洲设计理念的延续和发展（2）使用寿命>50年，罩面层15~20年以后进行修复（3）结构形式-全厚式沥青混凝土路面和高强度厚沥青路面的发展。1.3.2美国永久性路面（
6、4）疲劳裂缝实例：新泽西州建于1968年的州际公路I-287,面层厚度是10in.(25.4cm)。1993年的路面调查发现,路表出现很多裂缝,但现场取芯表明裂缝深度大都在3英寸(7.62cm)之内,没有由下向上发展的疲劳裂缝。（5）提出疲劳极限的概念-沥青面层或沥青碎石基层在层底拉应变很小时,可以承受相当多数量的荷载作用而不发生疲劳破坏,-沥青混合料的疲劳应变小于“应变下限”时,材料内部将不发生疲劳损坏的累积。（6）路面设计方法力学经验路面设计方法特点：-把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑；-考虑到路面损坏分析是
7、材料性能、温度、水和荷载的相互作用结果；-提供更精确的设计、提高路面寿命、提供费用-效益合理的设计，-具有特殊的分析能力，如不同的损坏、特殊荷载、路面损坏调查评价等。1.3.3其它国家长寿命路面-除了美国和欧洲，加拿大、澳大利亚甚至南非等许多国家都在对长寿命路面进行广泛的研究，并取得了一定成果。-到目前为止,永久性路面设计方法在设计参数、设计标准上还没有一个统一的标准,仍处在发展完善阶段。1.4国内长寿命沥青路面研究及发展现状1.4.1研究现状-处于长寿命沥青路面结构研究的初级探索阶段。国内相关研究与实践--西部交通科技建设
8、项目——“重载交通长寿命沥青路面关键技术研究项目”--河南尉许高速公路是一种“刚柔并济、优势互补”的水泥混凝土与沥青混凝土（PCC+AC）复合式路面结构，结构如图1-1。开封至郑州高速公路、厦门环岛高速公路、合肥至全椒高速公路、天津市道路、国道323宜州-都街段都修建有复合式路面结构。图1
