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美国永久性路面结构（PerpetualPavement）是*种设计寿命超过50年、具有优异耐久性和可维护性的沥青路面结构。该设计理念由美国沥青路面协会（AsphaltPavementAlliance）提出，旨在通过科学的结构设计和材料选择，实现路面长期服役、减少*修频率、降低全寿命周期成本。

这种路面结构的核心优势在于其“长寿、经济、环保”。由于其长寿命特性，减少了频繁维修带来的交通中断和施工成本；同时，周期性养护替代了全面重建，降低了资源消耗和碳排放。因此，永久性路面在美国及世界多个国家得到广泛应用，成为现代道路工程的重要发展方向之*。

（1.广东省公路勘察规划设计院db11∕t 1148-2015 预拌混凝土单位产品能源消耗限额，广东广州510507：2.华南理工*学）

摘要：在全厚式和加厚式沥青路面的基础上，美国沥青路面联合会（APA)*近又提出 了永久性路面的概念。该文介绍了美国永久性路面主要特点、路面结构的设计方法、材料研 究等方面的技术要点。希望以此来更新我国沥青路面设计观念，控制路面结构的早期破坏 降低筑路成本。 关键词：永久性路面：沥青路面结构：车辙破坏：疲劳破坏

改革开放以来，我国公路交通建设事业突飞猛进。 1988年实现了高速公路零的突破，到2002年底全国高 速公路里程达到2.52万km，居世界*二位，我国用十 几年的时间走完了国外发达国家近半个世纪的高速公 路建设历程。然而，我们应清楚地看到，在高速公路建 设的观念或理念方面与发达国家还存在着差距和不足 导致我国的高速公路早期破环较严重、成本较高。而永 久性路面的设计理念代裴了国外高等级公路路面结构 选择和设计的新趋势，具有*定的合理性。笔者希望通 过本文让国内同行对公路建设观念方面的问题引起重 视进而提高我国公路建设质量、降低成本

永久性路面或长寿命沥青路面并不是*个新的概 念。早在20世纪60年代，北美地区已经开始修建全

厚式和加厚式沥青路面结构。全厚式路面是*种直接 修筑在土基上的沥青路面结构；加厚式路面是在土基 与路面间加入*个相对较薄的粒料基层。这类路面的 注要优点是总厚度比有常规基层的沥青路面结构更 薄，同时可以减少疲劳裂缝的可能性，并使路面可能发 生的破坏限制在路面结构的上部。这样，当路表面的 破坏达到某*临界水平时而只需换表面层，不需要改 变路面标高。这是*种*经济的路面维修方式。 近年来在材料选择、混合料设计、性能测试和路面 结构设计等方面所做出的努力，可以使道路管理部门 通过周期性地更换沥青面层来获得沥青路面结构更长 的服务性能（超过50年），这就是所谓永久性路面的概 念。这项技术的核心是按功能合理设置路面结构层： 要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的 能力，中间层具有良好的耐久性，基层要具有抗疲劳和 耐久的能力（图1）。

图1永久性路面设计概念

永久性路面不仅适用于*交通量道路，经适当的 调整后也可用于中、低等级交通量道路。美国马里兰 州将SMA用于加厚式沥青路面结构的面层，该路的 行车速度限制可*于90km/h，日累计轴载次数*于 2000（ESAL）/日。美国加利福尼亚州在日交通量为 15000～150000辆的道路上都采用过这种路面结构

以往美国采用经验法设计沥青路面结构，这种方 法无法考虑按功能设置路面结构层或解释路面结构层 在抗疲劳、车辙和低温裂缝方面的作用。实际上沥青 路面的每*个结构层都有其特定的作用，因此需要 个新的方法来评价各结构层在路面结构中的作用。实 践证明基于力学的设计方法可以承担这*角色，这个 方法就是沥青路面设计的力学经验法。 沥青路面设计的力学方法*早于20世纪60年代 提出，但真正在美国用于路面设计是在20世纪80～ 90年代，如华盛顿州、肯塔基州和明尼苏达州等。现 公路科研院（NCHRC)正在开展研究，并计划将力学经 验法用于AASHTO路面结构设计指南2002。 沥青路面的为学设计非常类似于其他土木工程的

设计过程，如桥梁、楼房、水坝等。它采用力学原理分 析路面与荷载间的相互作用，针对某种路面破坏类型 确定路面结构的临界状态，通过正确选择材料和层厚 设计出避免破坏的路面。永久性路面所采用的设计原 则为：面层要有足够的刚度抵抗车辙，基层要有足够的 厚度和柔度避免出现疲劳破坏

永久性路面结构是按功能来设置每*个结构层 列如面层抗车辙、基层抗疲劳，这就要求材料的选择 混合料设计以及性能评价试验要有针对性地进行。混 合料的刚度需要根据混合料所处的层位和功能要求 （车辙或疲劳）来优化选择。然而，对于所有的结构层 混合料的耐久性是*个基本要求

沥青混合料基层被指定用来抵抗交通荷载作用下 路面结构的弯曲疲劳。*量研究指出：高沥青含量有 助于防止沥青混合料的疲劳裂缝，见图2（a）。 保证沥青路面疲劳寿命的另*个途径是足够的路 面结构厚度，以降低路面底层拉应变水平，见图2（b）。 基层的沥青含量应考虑现场压实度为**密度的

96%至98%。沥青等级应具有与上面层相同的高温 特性以及与中间层相同的低温特性，如果这*层在施 工期间开放交通，还应做材料的车辙性能评价。

3.2沥青混合料中间层

中间层或联结层必须兼顾稳定性和耐久性。这* 层的稳定性可以通过粗集料间骨料的相互接触（骨架 密实型级配）以及高温稳定性好的的胶结料来获得。 为了获得较*的内摩阻力，形成坚实的骨架，必须 采用经破碎的集料。关于集料的**粒径，*种观点 认为应采用较*的公称**粒径（38.1mm）。另*

种观点认为，只要确保集料颗粒间的相互接触，较小的 集料尺寸也能达到相同的效果。 中间层采用的胶结料高温等级应该与表面层相 同。低温等级可能要低*级。因为这*层的温度梯度 较*，低温也不如面层严酷（图3）。 中间层混合料设计可以按标准Superpave方法确 定**沥青用量，并应进行车辙、水敏感性等性能评价 试验。

3.3沥青混合料磨耗层

对磨耗层的材料要求*般取决于当地的经验和经

济条件。有些情况下，特别是城市重交通道路，由于车 辙、耐久性、透水以及磨耗等方面的要求而选择SMA。 马里兰州、乔治亚州和威斯康星州在重交通道路采用 SMA都取得了成功的经验。为了保证这种混合料的 耐久性，*定要尽量降低混合料的现场空隙率，马里兰 州的现场空隙率*般控制在6%以下。 对于中低交通量的道路，*般采用Superpave密 级配混合料比较合适。但需对混合料进行性能试验 然而车辙试验也是必须的。 对采用的胶结料，PG等级的高温部分应比工程 所在地区常用胶结料至少高*个等级。低温部分的采 用应保证有95%～99%的可靠度。

图3温度梯度对沥青等级的影响

为了做到对永久性路面的适时养护和维修，并保 证各种形式的损坏仅发生在路面磨耗层内，应该对永 久性踏面结构进行性能监控。监测的内容包括向下折 展的疲劳裂缝、温度裂缝、车辙、表面磨耗等损坏现象 旦这些损坏达到预定的水平，要考虑进行路面结构 评价，以及更换路面磨耗层

更换磨耗层的内容包括：首先要洗刨掉旧的表面 至已损坏的深度润扬长江公路*桥南锚立柱桩试桩施工组织设计，将旧料粉碎后，再生并重新摊铺。如 果必要的话（由路面结构评价结果决定），应调整新磨 耗层的厚度。新磨耗层至少应保持与原面层相同的抗 车辙、耐久性、抗温度裂缝和耐磨耗等方面的能力，为 此应考虑采用任何可用的新技术。

永久性路面告诉我们这样*个概念，要针对磨坏 模式区设计路面结构。这是沥青路面设计的*个重要 观念。为了提高路面结构的抗疲劳能力，可以提高基 层的沥青含量或增加路面结构的总厚度降低拉应变水 平。通过选择适宜的材料和级配类型（骨架型）提高中 间层的抗车辙能力和耐久性。磨耗层要求具有抗车 辙、不透水、抗温度裂缝和耐磨等方面的能力，可以采 用SMA或Superpave混合料来修筑。

*23卷*3期 2003年6月

水泥混凝土路面板断裂成因分析与处理方法

（1.广东省公路工程质量监测站，广东广州 510500：2.广州市花都区路桥工程发展

摘要：介绍了广州市花都区山前旅游*道**标段工程水泥混凝土路面板开裂和断 板的成因及修补处理方法，并就此提出了相应的预防措施 关键词：路面：断板：成因分析：处理方法：预防措施

广州市花都区山前旅游*道线形标准为*级公 路，中央防撞栏两边各11m混凝土面板，双向共4车 道，另两边各加3m慢车道。路面结构层自上至下分 别为26cm厚C30水泥素混凝土面板，18cm厚水泥 石粉稳定层，30cm厚石渣层。笔者1999年下半年起 至2000年底该工程工止，参与了该工程部分标段的 施工管理。 **标（K50+930～K52+034.1部分）路面施工 时正值南方夏季高温时期25mt梁预制t梁施工组织设计，日平均气温为30～35°℃ 在完成水泥石粉稳定层施工后即开始分段浇注水泥混 凝土路面板，混凝土浇筑完后隔*天按5m*块对混 凝土路面板锯缝分块。几天后*量混凝土板发生开裂 现象，并出现数块混凝土路面板断裂，其断裂部位不是 发生在理论上的锯缝处，而是发生在离锯缝约1m远 处.板下的水泥石粉稳定层也被拉断断板数量**超

根据现场混凝土路面板裂缝及断板现象，结合当 时施工情况，经过对各种影响因素的对比分析，认为发 生此次混凝土路面板裂缝及断板的主要原因有以下几 方面： 1）由于混凝土的坍落度很小.仅为1cm，混凝土 的流动性不足，混凝土材料本身也未掺加减水剂及其 他外加剂来促进混凝土的工作性和流动性，致使硬化 前没有沉实或沉实不足或不均而发生塑性收缩裂缝。 2）混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空 气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面 砂浆层，它比下层混凝土有较*的干缩性能，待水分蒸 发后，易形成凝缩裂缝。而下面的水泥石粉渣稳定层 在浇筑混凝土之前洒水不够，过于干燥，吸水量*，引 起混凝土的塑性收缩.产生裂缝并发生局部断板现象