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我国的长寿命沥青路面相关应用及研究起步较晚，落后欧美发达国家50年，且我国幅员辽阔、气候差异较大，各省市的交通特点亦有所不同，因此，根据各自的特点，确定长寿命沥青路面的相关参数显得尤为重要。为了研发出适合北京市交通和气候条件的长寿命路面结构，2010年，北京市交通委启动重大科技攻关项目“长寿命沥青路面关键技术及标准研究”（以下简称“研究”），拉开了长寿命沥青路面技术在北京地区实践的帷幕。

北京市长寿命沥青路面结构与材料研究

北京对长寿命沥青路面的定义

国外一些长寿命沥青路面的定义，基本上设定了路面的结构性寿命和功能性寿命。各国根据其道路路面的发展水平和各自的特点，定义长寿命路面结构寿命基本在20～60年范围内，较多采用30～40年。结合北京市的交通和气候特点，研究细化了北京市长寿命沥青路面的定义：路面设计使用年限为35年，平均罩面时间不小于12年，即表面功能层寿命达到12年，主要承重层寿命达到35年。这一定义主要考虑了目前我国沥青路面设计年限为15年，延长约一倍到35年，符合我国沥青路面发展技术水平，并在此基础上进行相关研究。

北京市长寿命沥青路面结构推荐

目前，北京地区城市道路接地压强达到1兆帕，公路接地压强达到1.8兆帕，都远远超过了法定的0.7兆帕，路面表面极端温度已经达到70摄氏度。考虑到北京地区的交通和气候特点和道路建设的经济性，不能像欧美发达国家一样完全放弃半刚性基层，因此，研究推荐采用半刚性+柔性联结层复合基层结构。

北京市长寿命沥青路面材料研究

研究针对各种不同功能的半刚性基层、柔性基层和沥青层材料进行详细的材料设计，提出了基于结构功能的材料设计方案，实现结构与材料相辅相成。按照长寿命沥青路面的思想，承重层应采用模量较高的抗车辙沥青混合料，表面磨耗层可以采用多种类型的沥青混合料。研究采用的高模量抗车辙沥青混合料有硬质沥青混合料、添加剂改性抗车辙沥青混合料、类天然沥青高模量混合料等，拟采用的抗疲劳沥青混合料有大粒径排水式沥青混合料、改性沥青细粒式混合料、应力吸收层沥青混合料等作为联结层，表面磨耗层沥青采用SMA混合料、超薄磨耗层沥青混合料等，通过对各结构层沥青混合料全面系统的研究，使结构功能与材料性能有机统一。

郑思 摄北京市因地制宜的长寿命路面设计方法，有效避免了沥青路面“开膛破肚式”维修，不仅节约了资源和成本，还减少了交通延误，经济和社会效益显著。

抗疲劳沥青混合料的应用

一般可以通过适当提高油石比、增加胶浆、细集料用量等手段来提高材料抗疲劳性能，研究采用稳定橡胶改性沥青，并对其与普通橡胶沥青ARAC-16混合料的路用性能进行了对比分析。

高温稳定性能

在60摄氏度条件下，进行车辙试验得出动稳定度来评价改性沥青混合料的高温稳定性，两种材料的马歇尔稳定度、流值及车辙试验的动稳定度，均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求。

再进行汉堡车辙试验即2万次荷载作用，测得两种材料车辙深度分别为2.97毫米、6.49毫米，均小于10毫米，稳定橡胶改性沥青车辙深度略小一些。

水稳定性能

采用浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融前后的劈裂强度比来评价水稳定性能，两种沥青混合料的残留稳定度比均大于90%、劈裂强度比大于80%，符合要求。

低温抗裂性能

采用低温弯曲试验的破坏应变指标来评价沥青混合料的抗低温开裂性能，试验结果显示，两种材料在零下10摄氏度的极限应变均在3000με以上，符合北京地区沥青路面自然区划1-3-2区大于等于2500μ ε的要求。

混合料回弹模量性能研究

在20摄氏度条件下，进行抗压回弹模量试验测定材料的弹性模量，同时测定劈裂强度和极限强度，为多层弹性体系设计理论下计算路面结构厚度提供一定的参考。

从试验结果来看，标准试验条件下的稳定橡胶改性沥青混合料的抗压回弹模量在1500～2000兆帕，普通橡胶沥青混合料的抗压回弹模量在1000～1500兆帕。

混合料抗疲劳耐久性能研究

以沥青路面结构所受应变状态接近的应变水平600με、800με、1000μ ε为标准，采用四点弯曲疲劳试验仪测定两种材料的抗疲劳性能，由试验结果可知，两种沥青混合料抗疲劳性能较好，600μ ε应变水平下疲劳寿命均达10万次以上，稳定橡胶改性沥青混合料性能略高一些。

高模量沥青混合料的应用

高模量沥青混凝土基本的原理是设计一种具有高含量硬结合料的混合料，以得到优良的抗疲劳性能，但不降低抗流动车辙能力。为了达到此目的，结合剂常由总量为6.4～8%，丰度系数为4～5的硬沥青和聚烯烃组成，并将这种新型的混合料表示为HMAC混合料。

高模量沥青混合料技术措施

1.采用25摄氏度下，针入度为10～20(0.1毫米)，软化点为65～80摄氏度，160摄氏度下粘度为400～600MPa·s的硬质沥青作为结合料。

2.添加高熔点天然沥青，得到的结合料应具备25摄氏度下，针入度在8～18之间(0.1毫米)，软化点在65～80摄氏度的条件。

3.选取聚烯烃类物质直接加入到热拌混合料中。

根据国内外已有的经验，可以采用较硬的道路石油沥青、天然沥青和较粗级配的集料配制高模量沥青混合料，本研究中针对15#、30#、TLA湖沥青等硬质沥青进行了高模量沥青混合料的性能研究。

硬质沥青AC-20(EME14)性能研究

采用硬质沥青(15#)配制高模量沥青混凝土，为达到提高抗车辙性能的目标，进行了硬质沥青AC-20混合料的性能初步研究，由试验数据得知，硬质沥青AC-20混合料性能优异，抗车辙能力突出，动稳定度符合改性沥青混合料的技术要求，优势显著。

基于多指标的高模量沥青混合料概念的提出

在基本性能完成之后，选择了北京常用的18种沥青混合料在20摄氏度、30摄氏度、45摄氏度的条件下，研究各类沥青的抗压回弹模量。

研究认为，可将20摄氏度下抗压回弹模量大于2000兆帕的15#沥青AC-20、30#沥青ATB-25、GAC-20、PRAC-20、TLAC-20、SBSAC-20和PRAC-25；30摄氏度下抗压回弹模量大于1500兆帕的15#沥青AC-20、30#沥青ATB-25、GAC-20、TLAC-20和PRAC-25；45摄氏度下抗压回弹模量大于800兆帕的15#沥青AC-20、30#沥青ATB-25，SBSAC-20、PRAC-25和PRSBSAC-16定义为高模量沥青混合料。

采用基于我国试验方法的多条件定义方法，可以使高模量沥青混合料在国内的应用更加具体化、明确化。

长寿命沥青路面技术在北京的应用

轻交通量：华西路

华西路为二级公路，设计行车时速60公里。设计年限为35年，沥青面层大修周期12年。

参考国外长寿命沥青路面结构及其使用性能，并结合我国的静态材料参数、华西路交通状况与使用环境，考虑到工程造价与实际工程建设情况，为其拟定了两种长寿命路面结构，如表1所示。

表1.轻交通量长寿命路面结构

重交通量：门头沟国道108线

南村至石门营公路为国道108线在北京境内的一部分，这条路上客车通行量约为67%，货车通行量约为33%。货运相对较发达，其车辆轴载谱的分布具有一定的可借鉴性，设计寿命为35年，行车时速为60公里，沥青面层大修周期12年。

根据国道108线的交通状况与使用环境，考虑到工程造价与实际工程建设情况，为其拟定了两种长寿命沥青路面结构，如表2所示。

表2.重交通量长寿命路面结构

舒运平 摄在现行设计规范体系下，提高路基回弹模量，是我国发展长寿命沥青路面的基础。同时，可适当借鉴国外全厚式或柔性基层的思路，丰富国内长寿命沥青路面结构。

2012年，北京在平谷区和门头沟区选择了轻、重交通的路况铺筑了强化土基的复合式沥青路面结构，使用了抗疲劳沥青混合料、高模量沥青混合料等技术及材料。至今，两条试验路铺筑完成已经8年的时间，近期回访发现，路面状态良好，整体结构强度完好，证明北京长寿命沥青路面的发展方向是正确的，所用的结构与材料具有延长路面耐久性、提高路面结构寿命的效果。当然，8年的工程验证还远远不够，相信随着科技的进步，北京长寿命沥青路面技术将会走上新的台阶。