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我國(guó)高速公路瀝青路面建設(shè)目前應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題
編前語(yǔ)：路面材料與公路的使用壽命密切相關(guān)，采用什么樣的路面材料最適合我國(guó)國(guó)情呢，本欄目所編發(fā)的一組文章，集中研究瀝青材料，特別是著名公路路面專家沈金安所撰寫的文章，多方面分析了瀝青材料在公路上的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對(duì)熱點(diǎn)問(wèn)題提出了有見地的觀點(diǎn)，值得業(yè)界人士關(guān)注。
改革開放以來(lái)的20年，是中國(guó)公路歷史上交通發(fā)展速度最快，規(guī)模最大，最具活力的時(shí)期，自1988年沈大高速公路建成通車以來(lái)，中國(guó)的公路事業(yè)進(jìn)入了以建設(shè)高速公路、一級(jí)公路等高等級(jí)公路為主的新時(shí)代。1998年以來(lái)，中國(guó)已經(jīng)連續(xù)4年每年將超過(guò)2000億元的投資用于公路建設(shè)，2002年達(dá)到公路建設(shè)3211.73億元。到2002年末，全國(guó)公路總里程達(dá)到176.5公里，比1989年增長(zhǎng)了74%，公路密度以國(guó)土面積計(jì)算，達(dá)到每百平方公里18.4公里，13年增長(zhǎng)了7.7%，以人口總數(shù)計(jì)算達(dá)到13.6公里／萬(wàn)人，通公路的鄉(xiāng)鎮(zhèn)比重達(dá)到99.5%，通公路的行政村比重達(dá)到92.3%。高速公路里程，1989年全國(guó)僅為271公里，到1999年突破1萬(wàn)公里，到2002年突破2萬(wàn)公里，一年新增5693公里，達(dá)到25130公里，高速公路的總里程已經(jīng)躍居世界第二位，明年就將超過(guò)30000公里。用短短的十多年時(shí)間走完了發(fā)達(dá)國(guó)家半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程。我國(guó)已經(jīng)有10個(gè)省的高速公路里程突破1000公里，其中山東達(dá)到了2411公里。2002年二級(jí)及二級(jí)以上公路占總里程的比重達(dá)到14.1%，比上年增加了0.7%。由于公路建設(shè)的發(fā)展，帶動(dòng)了交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，在各種運(yùn)輸方式的總運(yùn)量中，公路運(yùn)輸完成的客貨運(yùn)量和客貨周轉(zhuǎn)量所占比重大幅度提高。
在已經(jīng)建成的高速公路瀝青路面中，大部分路面的使用狀況是比較好的。例如1991年建成的京津塘高速公路，至今已經(jīng)12年，情況良好，現(xiàn)正進(jìn)行微表處理或再生進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。1988年建成的沈大高速公路，沈陽(yáng)至鞍山段除進(jìn)行了局部修補(bǔ)外，仍在正常使用。1993年建成的廣深高速公路，至今沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的破壞，現(xiàn)正進(jìn)行表面功能性的維修養(yǎng)護(hù)。另外，1996年建成的滬寧高速公路，八達(dá)嶺高速公路以及隨后建成的京滬、京哈、京珠三大高速公路主干線，大部分路段都達(dá)到了相當(dāng)高的使用水平。
不過(guò)，我們也清楚地認(rèn)識(shí)到，由于我國(guó)高速公路的建設(shè)起步晚，技術(shù)力量的儲(chǔ)備較少，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差，以及中國(guó)的氣候和交通荷載條件惡劣，車輛超載嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)的道路石油瀝青等原料缺乏等原因，鋪筑的高速公路路面結(jié)構(gòu)還存在種種問(wèn)題，一些路段的建設(shè)水平并不如人意，甚至發(fā)生了通車頭幾年就不得不大規(guī)模維修的車轍、開裂、泛油、坑槽等早期損壞現(xiàn)象。如何預(yù)防高速公路的早期病害是我國(guó)重要的研究課題。
本文談?wù)勚袊?guó)目前高速公路建設(shè)中普遍關(guān)注的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題，拋磚引玉，以期引起廣泛的重視和思考。
關(guān)于瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式
中國(guó)瀝青路面的結(jié)構(gòu)有其自身的特點(diǎn)，這是中國(guó)國(guó)情決定的，是公路建設(shè)發(fā)展歷史的必然結(jié)果。
在2O世紀(jì)的60年代以前，中國(guó)的公路路面基本上只能用砂石材料鋪筑。從60年代中國(guó)開發(fā)大慶油田起，開始利用質(zhì)量很差、蠟含量很高的渣油，鋪筑薄層的渣油表面處治，厚度一般為2cm左右。為了提高承載能力，基層主要采用石灰穩(wěn)定土。當(dāng)時(shí)的目標(biāo)僅僅是為了做到“晴雨通車”，解決晴天揚(yáng)灰、雨天泥濘的問(wèn)題。渣油表處加上石灰土的簡(jiǎn)易式結(jié)構(gòu)起到了重大作用，渣油路面和雙曲拱橋、鉆孔灌柱樁成為當(dāng)時(shí)中國(guó)公路行業(yè)的三大科研成果之一。
2O世紀(jì)的70年代起開始建設(shè)勝利油田并正式生產(chǎn)道路瀝青，但嚴(yán)重缺乏瀝青資源的情況并沒(méi)有改變。渣油、瀝青是國(guó)家計(jì)劃分配物資，每年只有5O～1O0萬(wàn)噸左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足全國(guó)需要，中國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件也不可能從國(guó)外進(jìn)口瀝青。再加上筑路機(jī)械主要是瀝青噴灑車，為數(shù)很少的國(guó)產(chǎn)小型拌和樓的拌和能力很低，且不能添加礦粉，許多還停留在人工拌和的水平上。我國(guó)在努力實(shí)現(xiàn)公路路面黑色化的同時(shí)，竭力減薄瀝青面層的厚度，為滿足日益增長(zhǎng)的交通荷載的需要，水泥、石灰、粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料成為最普遍的基層結(jié)構(gòu)。瀝青面層由瀝青表面處治向貫入式路面、上拌下貫式路面，及半開級(jí)配的瀝青碎石路面過(guò)渡，瀝青層的厚度充其量只能做到6cm～8cm。當(dāng)時(shí)的主要認(rèn)為是加快路面“黑色化”。這個(gè)國(guó)情決定了中國(guó)長(zhǎng)期來(lái)奉行“強(qiáng)基、薄面、穩(wěn)土基”的方針。它使我國(guó)公路瀝青路面的水平有了顯著的改善。
進(jìn)入20世紀(jì)的80年代后，交通量迅速增加，開始修建二級(jí)公路、一級(jí)公路，瀝青面層逐步向?yàn)r青混凝土發(fā)展，半剛性基層和底基層的強(qiáng)度要求也隨之增加。尤其是1984年開始設(shè)計(jì)京津塘高速公路，瀝青缺乏和路面承載能力的矛盾更加激化。為了提高瀝青路面的使用性能，中國(guó)的石化與石油部門對(duì)生產(chǎn)高質(zhì)量的道路瀝青進(jìn)行了艱苦的努力，并開發(fā)了一些優(yōu)質(zhì)的國(guó)產(chǎn)道路瀝青，但面對(duì)蓬勃發(fā)展高速公路建設(shè)的形勢(shì)，這些瀝青仍然是杯水車薪，不得不從國(guó)外進(jìn)口大量瀝青，這在經(jīng)濟(jì)上是個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。80年代末期的“七五”，國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目就是應(yīng)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)形勢(shì)開設(shè)的研究課題。由此形成了“半剛性基層重交通道路瀝青路面及抗滑表層成套技術(shù)”，這個(gè)引人注目的研究成果獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，成為這以后瀝青路面設(shè)計(jì)和施工的重大技術(shù)依據(jù)，促進(jìn)了高速公路建設(shè)的大發(fā)展。與此同時(shí)，道路瀝青進(jìn)口數(shù)量繼續(xù)飆升，路面造價(jià)居高不下，成為發(fā)展瀝青路面的重大障礙。半剛性基層瀝青路面繼續(xù)在“強(qiáng)基薄面”的思想下發(fā)展，半剛性基層瀝青路面成為中國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)的主要型式，并幾乎成為包括高速公路在內(nèi)的唯一的結(jié)構(gòu)形式?，F(xiàn)在，除少部分干線高速公路已經(jīng)將瀝青面層加厚至18cm外，普遍采用瀝青面層3層總厚度為15cm～16cm的結(jié)構(gòu)，而基層的強(qiáng)度則逐漸從3MPa提高到5MPa以上，在施工中甚至強(qiáng)度更高。
圖2顯示了我國(guó)道路瀝青進(jìn)口數(shù)量的增長(zhǎng)情況，瀝青及瀝青混合料的成本甚至超過(guò)國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的價(jià)格。由于瀝青路面的初期投資昂貴，一方面大力發(fā)展水泥混凝土路面，一方面繼續(xù)努力減薄瀝青面層，加強(qiáng)半剛性基層。
因此，我國(guó)廣泛采用半剛性基層瀝青路面這種結(jié)構(gòu)是有其長(zhǎng)期的歷史發(fā)展過(guò)程的，而且為我國(guó)瀝青路面的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
但是，多年來(lái)許多瀝青路面發(fā)生嚴(yán)重的早期病害，不得不使人們對(duì)此結(jié)構(gòu)提出一些質(zhì)疑。長(zhǎng)期以來(lái)人們普遍認(rèn)為半剛性基層的最大優(yōu)點(diǎn)是板體性強(qiáng)，有很高的承載能力。我們一直在充分利用它的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)它的缺點(diǎn)卻并不很重視。這就引發(fā)人們開始思考，為什么在國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家很少采用半剛性基層瀝青路面這種結(jié)構(gòu)，而且越是重交通量道路，越不采用。除了造價(jià)一個(gè)因素外，在技術(shù)上是怎么考慮的呢？按照“與時(shí)懼進(jìn)”的思想，我們不能固步自封，必須認(rèn)真考慮這一點(diǎn)。
據(jù)了解，國(guó)際上在20世紀(jì)70年代以前，半剛性基層瀝青路面也曾經(jīng)用得很普遍，并發(fā)生了關(guān)于基層的“黑白之爭(zhēng)”，后來(lái)，柔性基層和全厚式路面得到了很大的發(fā)展，逐漸成為主流。
我們分析，其原因可能是半剛性基層在其優(yōu)點(diǎn)的反面，也有不少缺點(diǎn)，有些是無(wú)法克服的。
1)半剛性基層的收縮開裂及由此引起瀝青路面的反射性裂縫輕重不同地存在。在國(guó)外普遍采取對(duì)裂縫進(jìn)行封縫，而在交通量繁重或者高速公路上，這種封縫工作十分困難，嚴(yán)重影響交通，也不安全。而在我國(guó)，目前根本就沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫就進(jìn)行瀝青封縫的習(xí)慣，因而開裂得不到有效的處理。裂縫的存在導(dǎo)致兩種后果，首先是裂縫中進(jìn)水，導(dǎo)致瀝青層和基層界面條件的變化，使基層、底基層、路基的水分狀況惡化，承載能力迅速降低，表面產(chǎn)生水力沖刷，出現(xiàn)灰漿，并形成裂縫處唧漿、坑槽；第二是車輪從裂縫的一側(cè)經(jīng)過(guò)到達(dá)裂縫的另一側(cè)時(shí)，荷載變化不再連續(xù)，使路面裂縫兩側(cè)發(fā)生大的應(yīng)力突變，還形成很大的上下剪切和表面受拉。
2)半剛性基層非常致密，它基本上是不透水或者滲水性很差的材料。水從各種途徑進(jìn)入路面并到達(dá)基層后，不能從基層迅速排走，只能沿瀝青層和基層的界面擴(kuò)散、積聚。水進(jìn)入路面的途徑，除了降雨(尤其是梅雨、雨季集中降雨)、降雪、化雪的表面水外，還有多種來(lái)源，如冬季由于冰凍引起的水分積聚和春融期間產(chǎn)生的積水，超限超載車輛為了降溫需要向輪轂不斷噴水，以保持汽車的剎車性能，使路面常年處于潮濕狀態(tài)。中央分隔帶的綠化澆水、挖方路段的裂隙水、路面鋪筑過(guò)程沖洗的水等等。可以說(shuō)，水進(jìn)入瀝青路面是不可避免的，如不能及時(shí)排走就將造成危害。界面上水的存在改變了界面連續(xù)的邊界條件，使路面的受力狀態(tài)變得十分不利，成為導(dǎo)致路面破壞的直接原因。
3)半剛性基層有很好的整體性，但是受水的影響敏感，在長(zhǎng)期浸水條件下，板體結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸破壞，反映為路面彎沉并不水齡期的增長(zhǎng)不斷減小，瀝青路面開始出現(xiàn)破損，彎沉迅速增大，并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性破損?，F(xiàn)在許多高速公路竣工驗(yàn)收階段的彎沉很小，以后逐步變大。許多路面在損壞初期開挖可見基層往往是完好的，彎沉并不大。說(shuō)明除了少數(shù)確實(shí)是因?yàn)榛鶎邮┕げ缓玫脑蛲?，大部分基層發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞，是發(fā)生在瀝青面層損壞之后。
4）半剛性基層損壞后沒(méi)有愈合的能力，且無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ)。基層一旦破壞，便無(wú)可救藥，除了挖掉重建，別無(wú)他法，這將對(duì)瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)造成很大的困難，通常所說(shuō)進(jìn)行“補(bǔ)強(qiáng)”實(shí)際上是不現(xiàn)實(shí)的，也是不可能的。在半剛性基層是加鋪基層也不能結(jié)合成為整體。
5）半剛性基層很難跨年度施工，無(wú)論是直接暴露還是鋪上一層下面層過(guò)冬，都避免不了發(fā)生橫向收縮裂縫，從而為瀝青路面的橫向裂縫埋下隱患。甚至在冬天就從縫中進(jìn)水（融雪）、半剛性基層暴露的還可能凍疏，影響強(qiáng)度的形成。集中到一點(diǎn)，開裂和進(jìn)水且難以排走是這種結(jié)構(gòu)致命的缺點(diǎn)。
另外我們也發(fā)現(xiàn)我國(guó)的半剛性基層瀝青路面與國(guó)外有諸多的不同，例如：
1)國(guó)外半剛性基層的作用主要是加強(qiáng)路基，用在路基不好的地方，并不是像我國(guó)是將其作為主要的承重層，承重層是瀝青面層，設(shè)計(jì)理念不一樣；
2)直接使用于瀝青面層下的半剛性基層的強(qiáng)度一般并不太高，為了減少收縮和改善滲水性能，不能太致密，水泥劑量沒(méi)有那么多，日本水泥劑量通常只有2%左右，只有在底基層的水泥土強(qiáng)度要求高一些。而我們現(xiàn)在水泥用量經(jīng)常大于6%；
3)水泥穩(wěn)定碎石基層通常切縫，以分散收縮裂縫。法國(guó)是每3～5m一道，縫中灌注瀝青。我國(guó)東北地區(qū)也切過(guò)縫。一是間距較大，二是不灌瀝青，效果不好，現(xiàn)在都不切了；
4)水泥穩(wěn)定碎石基層上面經(jīng)常設(shè)置級(jí)配碎石層作為過(guò)渡層，以減少反射縫和排水，成為倒裝結(jié)構(gòu)，我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范也提到這種措施，但由于它將使彎沉增大而得不到采用；
使反射縫有了很大程度的減少。但近年來(lái)由于設(shè)計(jì)彎沉減小，半剛性基層強(qiáng)度過(guò)大的情況又有所發(fā)展，開裂的情況在不少路上還相當(dāng)嚴(yán)重。
對(duì)半剛性基層不能排出水分的問(wèn)題也已經(jīng)引起了重視。盡可能減少半剛性基層中細(xì)粉部分的比例，使基層中的粗集料形成嵌擠，同時(shí)改善瀝青路面結(jié)構(gòu)層的排水性能。例如，近年來(lái)廣泛在瀝青層的邊緣設(shè)置縱向排水溝，圖3是兩種美國(guó)AASHTO推薦的路面邊緣排水結(jié)構(gòu)圖式。
由于以上種種原因，現(xiàn)在許多單位和學(xué)者已經(jīng)開始考慮在中國(guó)適當(dāng)?shù)匕l(fā)展柔性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)型式。如果僅以初期投資來(lái)比，它的造價(jià)可能會(huì)稍有增加，但是畢竟我們現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)承受能力已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)奶岣?，如果能夠解決半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)帶來(lái)的問(wèn)題和困惑，能夠有效地避免發(fā)生早期病害，那么所增加的經(jīng)費(fèi)將可以很快從維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用中返回，總的全壽命成本經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)是合算的。正是出于這種考慮，不少地方已經(jīng)開始鋪筑試驗(yàn)路，以探討它對(duì)于我國(guó)高速公路使用的可行性，改進(jìn)我國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)單一的問(wèn)題。
現(xiàn)在我們?cè)S多高速公路已經(jīng)開始進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)和加寬改造的階段。對(duì)半剛性基層瀝青路面來(lái)說(shuō)，基本思想就是由基層作為承重層，路面的損壞往往是結(jié)構(gòu)性的，經(jīng)常無(wú)法通過(guò)瀝青面層的維修得到解決，維修養(yǎng)護(hù)往往成為“開膛破肚”式的，這是目前面臨的一個(gè)大難題。相比之下，國(guó)外瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命越來(lái)越長(zhǎng)?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了“長(zhǎng)壽命路面(perpetualpavement)”的思想。它的最大特點(diǎn)是確保路面各類損壞控制在路面表面層頂部很薄的范圍內(nèi)，如自上向下的溫度疲勞開裂、車轍、表面磨耗、瀝青老化都努力限制在磨耗層內(nèi)，防止出現(xiàn)中面層以下的結(jié)構(gòu)性損壞。表面層的損壞只需通過(guò)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)得以補(bǔ)救。為了保持路面的行車舒適性和良好的服務(wù)性能，每隔一定時(shí)間進(jìn)行一次瀝青罩面或銑刨加鋪，使路面結(jié)構(gòu)具有50年以上的使用壽命。美國(guó)學(xué)者提出的3層式瀝青路面的代表性結(jié)構(gòu)如圖4。在這個(gè)結(jié)構(gòu)層中，下面層或者稱基層(asphaltbase)，具有很好的耐久性，特別具有優(yōu)良的抗疲勞性能。它可以通過(guò)增加瀝青用量達(dá)到目的，設(shè)計(jì)適宜的層厚也能取得同樣的效果。中面層具有特別好的抗車轍性能。為了既有穩(wěn)定性又有耐久性，通常推薦采用SMA結(jié)構(gòu)，至少需要按Superpave方法設(shè)計(jì)混合料。表面層具有特別好的抗車轍性能，并且不透水，具有良好的水穩(wěn)定性。為此，對(duì)重交通道路，需要采用SMA，也可以采用按Superpave方法設(shè)計(jì)混合料。
這種長(zhǎng)壽命路面在美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞都進(jìn)行了一定的研究和實(shí)踐，也已經(jīng)引起了我國(guó)學(xué)者的注意，有的省正在開展這方面的研究，鋪筑試驗(yàn)路，這是件很有意義的工作。
現(xiàn)在大家都深惡痛絕超限超載車輛，把超載成為公路的“第一殺手”，這是毫無(wú)疑義的。對(duì)瀝青路面來(lái)說(shuō)，車轍的產(chǎn)生往往是重載車和高溫的同時(shí)作用的結(jié)果，而水損害及過(guò)早的疲勞損壞則是重載車與水共同作用的結(jié)果。
對(duì)重載車來(lái)說(shuō)，半剛性基層瀝青路面具有更大的軸載敏感性。重載車換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載，對(duì)柔性基層通常是按4次方換算，而對(duì)半剛性基層來(lái)說(shuō)，隨著基層和瀝青層的模量比的增大，換算荷載的次方數(shù)將不再是4次方，很可能是8～12次方。例如，通過(guò)1輛軸載300kN的超載車，如果是柔性基層，它相當(dāng)于100kN標(biāo)準(zhǔn)車81輛，而按半剛性基層瀝青路面12次方計(jì)算，將相當(dāng)于53萬(wàn)輛。它對(duì)于路面的損傷將相差6000倍，其后果是很難設(shè)想的。
對(duì)車轍的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)，一般人都認(rèn)為瀝青層越厚越容易產(chǎn)生車轍。計(jì)算表明，當(dāng)瀝青層與基層處于完全連續(xù)的狀態(tài)時(shí)，隨瀝青層的加厚，層底剪應(yīng)力將有所增加，但增加的量很小。國(guó)際上普遍認(rèn)為，當(dāng)瀝青層厚度在18cm以下時(shí)，瀝青層越厚則車轍也將越大，但是厚度超過(guò)18cm時(shí)，與厚度的關(guān)系就不大了。我國(guó)的超載情況嚴(yán)重，影響深度會(huì)大一些。但當(dāng)瀝青層和基層的界面條件變?yōu)榛瑒?dòng)時(shí)，瀝青層層底剪應(yīng)力將會(huì)隨瀝青層加厚而減小，薄的瀝青層可能更容易產(chǎn)生車轍，這可能就是一些高速公路盡管瀝青層不厚反而產(chǎn)生了很大的車轍，而像京津塘高速公路，廣深高速公路盡管瀝青層厚得多倒反而沒(méi)有多大車轍的緣故。
通過(guò)以上分析，我們是不是應(yīng)該認(rèn)真考慮，在超限超載車輛短時(shí)期不能得到根治，高溫和雨水更無(wú)法避免的現(xiàn)實(shí)情況下，究竟采用什么樣的結(jié)構(gòu)更加合理一些。
對(duì)瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)的看法
我國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)一直以表面彎沉作為承載能力的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)，在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)模式和界面條件情況下，瀝青層底部的彎拉應(yīng)變通常不成為控制性指標(biāo)。對(duì)這個(gè)問(wèn)題，許多人都在考慮，彎沉究竟能否代表路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度？能否控制路面的設(shè)計(jì)年限？這里有許多事情困惑著我們。現(xiàn)在這方面的研究已經(jīng)開始。首先，現(xiàn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論是建筑在彈性層狀體系理論的基礎(chǔ)上的，以設(shè)計(jì)年限內(nèi)的換算當(dāng)量軸載作為交通量指標(biāo)，按照路面損傷等效的原理確定容許彎沉和破壞應(yīng)力，利用疲勞破壞的模式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層厚度。在設(shè)計(jì)理念上是假定一個(gè)瀝青層厚度，以基層作為承重層設(shè)計(jì)其厚度。那就意味著瀝青層僅僅起到表面功能作用，路面荷載大、交通量大就需要加強(qiáng)基層強(qiáng)度和厚度，路面破壞意味著基層破壞。至于瀝青層到底需要多厚，似乎無(wú)所謂，甚至瀝青層厚了反而沒(méi)有好處。而在國(guó)外，通常是對(duì)路基和基層提出一個(gè)起碼的要求，以瀝青層作為承重層考慮，計(jì)算瀝青層的厚度，這就意味著只要路基和基層足夠，路面破壞就是瀝青層不足。兩個(gè)設(shè)計(jì)理念是相反的。這種設(shè)計(jì)理念給路面的維修改造帶來(lái)了很大的麻煩。現(xiàn)在沈大、杭甬、滬寧、廣佛、京石高速公路等許多高速公路都進(jìn)入維修、加寬、改造的階段，以適應(yīng)交通量快速增長(zhǎng)的需要。由于表面彎沉是控制指標(biāo)，而使用過(guò)程中彎沉都會(huì)增大，那么舊路面的彎沉超過(guò)原設(shè)計(jì)允許彎沉?xí)r將被判定為承載能力不足，而必須補(bǔ)強(qiáng)基層，維修瀝青面層將無(wú)濟(jì)于事。
事實(shí)上，表面彎沉受路基和基層的水分狀況影響很大，一些高速公路盡彎沉超過(guò)了設(shè)計(jì)彎沉，但是因?yàn)榻?jīng)費(fèi)關(guān)系，只加鋪瀝青層(哪怕只進(jìn)行了微表處)，把水封住了，過(guò)一段時(shí)間后彎沉又變小了。
現(xiàn)在普遍的問(wèn)題是盡管瀝青路面的設(shè)計(jì)容許彎沉已經(jīng)很小很小，路面鋪筑竣工驗(yàn)收時(shí)的彎沉也都能符合設(shè)計(jì)彎沉的指標(biāo)。那么理論上可以認(rèn)為這個(gè)路面應(yīng)該能夠達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)年限。那么為什么在不太長(zhǎng)的時(shí)間里發(fā)生早期損壞了呢？而真等到路面破壞了再去測(cè)定彎沉，又可能大了許多。這不禁要問(wèn)，到底是因?yàn)閺澇敛蛔銓?dǎo)致路面損壞呢？還是由于路面損壞進(jìn)水，使工作狀況變化，彎沉才變大的呢？
現(xiàn)在有的工程為了適應(yīng)大交通量和重載交通的需要，設(shè)計(jì)彎沉越來(lái)越小，這就必然導(dǎo)致提高半剛性基層的強(qiáng)度，以減小路面彎沉。施工過(guò)程中大部分建設(shè)單位和監(jiān)理都認(rèn)為強(qiáng)度越高越好，只控制強(qiáng)度的下限，不控制強(qiáng)度的上限。其結(jié)果不僅是反射性裂縫明顯增加，而且半剛性基層過(guò)于致密，由裂縫和空隙中下滲的水更難通過(guò)基層排走，積存在基層表面的水很容易產(chǎn)生灰漿。這樣，半剛性基層與瀝青層之間的界面條件，就不可能繼續(xù)保持路面剛建成時(shí)的連續(xù)狀態(tài)，而保證完全連續(xù)的界面條件對(duì)路面的使用狀態(tài)是至關(guān)重要的。一旦成為半連續(xù)甚至滑動(dòng)的界面條件，這將有可能在瀝青層底面產(chǎn)生超過(guò)極限的拉伸應(yīng)變，導(dǎo)致瀝青面層開裂。對(duì)眾多發(fā)生水損害破壞的瀝青路面的開挖可知，破壞的起源往往是界面上有水，從而產(chǎn)生唧漿、龜裂、坑槽。
還有不少高速公路，即使路面已經(jīng)開始出現(xiàn)破壞，可是對(duì)路面進(jìn)行彎沉測(cè)定會(huì)發(fā)現(xiàn)彎沉往往并不大，基層也仍然保持完好。尤其是可以發(fā)現(xiàn)有不少縱向裂縫和龜裂是從橫向裂縫處出發(fā)展形成的。
在這種情況下，我們是否應(yīng)該考慮，究竟把各個(gè)層次定位在什么樣的功能上好，又以什么指標(biāo)作為路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)更加合理呢？
高速公路的加鋪和維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)
盡管我國(guó)的高速公路的建設(shè)時(shí)間都還不太長(zhǎng)，但新一輪的維修養(yǎng)護(hù)的高潮已經(jīng)到來(lái)。無(wú)疑這與瀝青路面的早期病害已經(jīng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不足有很大的關(guān)系。對(duì)高速公路的維修養(yǎng)護(hù)，最重要的是改變觀念。我們必須大聲疾呼進(jìn)行必要的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，這是至關(guān)重要的事。
長(zhǎng)期以來(lái)，由于資金不足和“重建輕養(yǎng)”的思想，公路的維修養(yǎng)護(hù)一直處于從屬的地位上，能拖則拖，一直拖到?jīng)]有辦法，路已經(jīng)爛得實(shí)在說(shuō)不過(guò)去了，才著手維修。這種在中低級(jí)公路養(yǎng)護(hù)中形成的壞習(xí)慣必須徹底拋棄。事實(shí)已經(jīng)證明，高速公路在嚴(yán)重交通量和超載車作用下，提早發(fā)生了破壞，而破壞發(fā)展的速度是驚人的。就目前廣泛使用的半剛性基層瀝青路面來(lái)說(shuō)，最普遍的問(wèn)題是出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫的危害是要進(jìn)水，為了防止進(jìn)水，及時(shí)封縫是非常重要的。盡管封縫的效果可能不是太好，也許維持的時(shí)間較短，一般到冬天又會(huì)開裂，但如果一次封縫能夠保住一年不進(jìn)水，那就很合算了。
半剛性基層瀝青路面上出現(xiàn)坑槽都是從唧漿開始，而唧漿開始時(shí)一般都局限于很小的面積，有的甚至只有1～2cm的大小，或者從一條接縫處發(fā)生。如果加強(qiáng)巡邏，發(fā)現(xiàn)一個(gè)及時(shí)挖補(bǔ)一個(gè)，將能使損壞面積控制在很小的范圍內(nèi)，也不至于造成大的社會(huì)影響。
許多路面的損壞是由于瀝青層滲水引起的，瀝青層的密水性不足，可能是路面大規(guī)模損壞的根本原因。如果發(fā)現(xiàn)有這樣的公路，及時(shí)進(jìn)行罩面將起到事半功倍的作用，在高速公路上鋪設(shè)改性瀝青稀漿封層(微表處理)將是最省錢，又最有效果的措施。
必須注意，大部分高速公路的損壞與排水設(shè)施不完善有直接的關(guān)系。在舊路維修設(shè)計(jì)時(shí)，要把改善排水放到最重要的位置，包括瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水在內(nèi)，如果排水不解決，損壞將仍然不可避免。
舊路的維修設(shè)計(jì)必須仔細(xì)調(diào)查產(chǎn)生的原因，有針對(duì)性地提出詳細(xì)的維修方案。有些路段由于破壞面積較大，已經(jīng)需要全面罩面；有些需要修補(bǔ)坑槽；對(duì)已經(jīng)磨光或者泛油的路面，急需恢復(fù)抗滑功能；路面普遍存在的裂縫需要灌縫封水；半剛性基層瀝青路面的車轍情況相對(duì)較輕，但有些上坡和慢速路段，或者使用了較稀瀝青的段落也存在明顯的車轍。由于我們的瀝青層一般較薄，維修時(shí)千萬(wàn)不要統(tǒng)統(tǒng)刨掉再加鋪，能夠保留使用的盡量保留。
現(xiàn)在許多地方開始采用瀝青路面的再生技術(shù)對(duì)舊路進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。再生技術(shù)方法很多，至于什么樣的路適用于什么樣的再生方法，需要認(rèn)真研究。在舊瀝青路面的再生利用中，有許許多多的技術(shù)問(wèn)題，我們比較陌生，需要進(jìn)行探索。以就地?zé)嵩偕夹g(shù)而言，如何測(cè)定已經(jīng)老化的瀝青性能？如何進(jìn)行再生瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)？如何進(jìn)行施工質(zhì)量管理等等都是我們面臨的重要技術(shù)課題。
