第34卷第1期
2008年 3月
湖 南 交 通 科 技
HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vo1．34 No．1
Mar．2oo8
文章编号：1008—844X(2008)01—0009—04
提高高速公路沥青路面设计和施工质量的建议
黄开字 。丁宗源
(1．湖南省交通科学研究院，湖南 长沙 410015； 2．湖南省农林工业勘察设计研究总院，湖南 长沙 410000)
摘 要：对目前使用半刚性基层沥青路面结构的优缺点进行 了分析，介绍了目前高速公
路所采取一些防水防裂、防高温车辙等的技术措施。同时对目前高速公路沥青路面设计和施
工、管理过程中存在的问题进行了分析，并提出相应的建议。
关键词：半刚性基层沥青路面；防水防裂技术；防高温车辙技术；路面设计
中图分类号：U 416．217 文献标识码：B
沥青路面具有行车舒适性好、维修养护方便、对
路基适应性较好等一系列的优点，因而成为高速公
路主要的路面结构，湖南省高速公路建设早期主要
采用水泥混凝土路面，20世纪90年代末，高速公路
沥青路面才开始起步。目前虽然沥青路面的设计和
修筑技术有了长足的进步，但是，也存在不少的问
题，主要表现在裂缝、车辙等沥青路面的质量通病在
高速公路许多局部路段都有出现，而且还有些路段
出现了坑洞、唧浆等早期水损坏现象。沥青路面的
使用寿命很难达到设计使用寿命。如何提高高速公
路沥青路面设计及施工质量，保证高速公路沥青路
面的使用寿命和使用品质，一直是我们关心和研究
的问题。本文对目前湖南省高速公路沥青路面所采
取的一些防早期损坏的主要技术措施做一些简要的
介绍，并对提高我省沥青路面设计和施工质量提出
了几点建议。
1 半刚性基层沥青路面优缺点分析
目前国际上沥青路面的结构类型主要有以下几
种形式：半刚性基层沥青路面、混(组)合式基层沥
青路面、刚性基层沥青路面、纯柔性基层沥青路面、
全厚式沥青混凝土路面结构等等。鉴于以前大家认
为纯柔性基层沥青路面承载能力不足，全厚式沥青
路面造价太高不适合我国社会主义初期阶段的实际
情况，我省采用的路面结构形式有：半刚性基层沥青
路面、混合式基层沥青路面、刚性基层沥青路面。目
前新建高速公路以半刚性基层沥青路面为主，刚性
基层沥青路面仅用于旧混凝土路面加铺改造工程，
混合式基层沥青路面尚处于试验路修筑阶段。
由于半刚性基层沥青路面具有强度高、行车舒
适、维修养护较方便，以及对新建路基变形的适应性
比水泥砼路面好等特点，成为了我国绝大多数高速
公路普遍采用的路面结构形式。
半刚性基层的主要优点有：① 整体性好 ，有很
高的承载能力和抗变形性能；② 能充分地利用当
地地方性材料做到就地取材；③ 较经济，能节约投
资；④ 有良好的抗冻性，能有效地治理季节性冰冻
地区的翻浆。
通过多年的使用性能观察，半刚性基层沥青路
面的缺点也十分明显。主要有：
① 半刚性基层的温缩裂缝与干缩裂缝的存在，
并由此导致沥青面层的反射裂缝是一个普遍存在的
问题 。
② 由于半刚性基层的强度主要取决于结合料
的剂量和严格的压实，半刚性基层本身非常致密，基
本上不透水。
③ 由于半刚性基层的致密，半刚性基层与沥青
层的联结是一个问题。
④ 半刚性基层虽然有较高的强度和承载能力，
但长期承载能力以及在长期浸水的情况下的承载能
力还值得进一步的商讨。
⑤ 半刚性基层较柔性基层热容量小，与沥青面
层的附着性能差(透层的渗透效果差)，再加上半刚
性基层本身收缩(干缩与温缩)的附加影响，因此即
使不计反射裂缝，沥青路面的温缩裂缝也会明显增
加。
⑥ 半刚性基层沥青路面一旦产生疲劳损坏，其
修复较困难。
收稿日期：2007-10·27
作者简介：黄开宇(1973·)，男，高级工程师，从事路面工程科研、设计、检测工作。
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10 湖 南 交 通 科 技 34卷
2 防止半刚性基层沥青路面早期损
坏的主要技术措施
半刚性基层沥青路面虽然存在一些缺点，但其
优点也是明显的，因此如何克服其缺点，发扬其优
点，是在半刚性基层沥青路面修筑过程中必须重视
的一个问题。
湖南省地处江南丘陵地区，长年处于高温多雨
潮湿气候条件下，年降雨量超过1 400 mm，因此如何
防止沥青路面的水损害、半刚性基层的反射裂缝和
早期疲劳裂缝，以及高温车辙病害是在高速公路建
设中长期关注并深入研究和实践的重大课题。
2．1 防水防裂技术
1)防水防裂层的应用：在半刚性基层顶面设
置一层透层和封层，其主要作用有：防水、防裂、加
强层间粘结。
① 透层：一般采用了煤油稀释沥青，而不用乳
化沥青，主要是保证透层油的渗透效果，保证其能渗
入半刚性基层5 him以上，且层间粘结良好。
② 封层：一般采用沥青单层表处封层和稀浆
封层，鉴于沥青单层表处封层的施工温度、施工季节
受到限制，在以后的几条高速公路象临长、潭邵、衡
枣等均采用了(改性)乳化沥青稀浆封层，起到了较
好的效果。近年来，为了提高封层的防水防裂性能。
采用具有良好的防水防裂效果的 SBS改性沥青表
处封层，改性沥青用量为 1．8～2．2kg／m。，碎石为单
粒径碎石，采用同步碎石机施工，采用较多的沥青用
量，在基层表面形成一层较厚且有较强的抗拉能力
的沥青膜，采用改性沥青作为封层材料又可保证其
在高温条件下泛油。
2)沥青上、中、下面层均采用密实型级配，为防
止雨水从沥青路面孔隙进入路面结构层，对原规范
(97版)规定的级配范围进行了适当的调整，将半开
级配的AK结构改为骨架嵌挤密实型结构，中、下面
层均采用密实型结构，并改 I型悬浮密实型结构改
为骨架嵌挤密实型结构，并适当提高压实度标准，在
质量控制指标中增加了现场孔隙率这一项指标，施
工中采用压实度和现场孔隙率双重指标控制，要求
上面层的现场孔隙率为3％～6％，中、下面层现场孔
隙率为 4％～7％，从而基本上保证沥青上、中、下面
层均不透水。
3)提高沥青混合料的抗水损害能力。
① 选择与沥青粘附性较好的集料，在高速公路
沥青中、下面层用碎石全部采用象石灰石等碱性石
轧制的碎石，上面层采用象玄武岩、安山岩、辉绿岩
等基陛坚硬石料轧制的碎石，为提高其抗水损害能
力，其细集料可采用石灰石机制砂或石屑
② 矿粉采用石灰石等憎水性材料磨制的新鲜
矿粉，并添加不超过 2％的水泥或石灰替代矿粉，以
提高其抗水损害能力。
③ 在沥青中添加具有长期抗剥离效果的抗剥
落剂，提高沥青与集料的粘附性能。
④ 在修筑过程中，通过定期抽检冻融劈裂试验
和浸水马浸尔试验来进行水稳定性性能验证。
4)在沥青面层施工过程中，采用多项措施，减
少沥青混合料的离析，提高沥青混合料的均匀性，从
而减少因沥青面层离析而导致的局部渗水的发生。
主要措施有：
① 改 1台摊铺机全幅摊铺为2台摊铺机梯队
摊铺。
② 加强施工现场管理，配备专人对离析料进行
清除。 ；
③ 加强拌和场、运输、摊铺等环节的协谤 保证
摊铺均匀、连续不问断，不停顿。 、 ．，
④ 及时碾压，保证沥青混合料在高温下碾压成
型。
2．2 提高沥青混合料的抗剪强度和高温抗剪切变
形能力。减少车辙病害
沥青路面车辙是国际上公认的一种主要病害类
型，据相关资料统计，世界上高速公路的维修养护费
用约 80％用于处理车辙病害；半刚性基层沥青路面
与柔性基层沥青路面的车辙的主要类型有较大的差
别，通过挖开其断面，可以发现半刚性基层沥青路面
的车辙主要发生在沥青面层，而柔性基层沥青路面
的车辙则可能发生在面层、基层甚至土基等层次，但
这并不意味着半刚性基层沥青路面有比混合式基层
沥青路面和柔性基层沥青路面更好的抗车辙性能
如果在半刚性基层沥青路面结构组合和材料组成设
计以及修筑工艺不采取必要的措施，一样会发生严
重的车辙，尤其是高速公路的长大纵坡上坡段。，
湖南省地处南方地区，属亚热带气候，夏秋两季
天气炎热，夏季最高气温达到4O℃以上，而且持续
时间长，路面上的气温常常高达60℃以上，春冬季
温暖，最低气温一般在一l0℃以上，由于高速公路
交通渠化等因素，这些气候特点决定在高速公路沥
青路面的设计和施工过程中，抗高温车辙稳定性成
为主要考虑的问题，主要技术措施如下：
1)对于重载重交通高速公路，上、中面层均采
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1期 黄开宇，等：提高高速公路沥青路面设计和施工质量的建议 l 1
用了 SBS进行改性，提高其高温抗剪切变形能力。
2)调整沥青上 、中、下面层的级配，将规范中
的I型级配进行适当的调整，改原规范 I型的悬浮
密实型结构为骨架嵌挤密实型结构，从而大大提高
沥青混合料的动稳定度，骨架嵌挤型普通石油沥青
混合料的动稳定度基本可达到 1 500次／mm以上。
3)对沥青结合料的技术指标提出更高的要求，
采用较硬的、粘度较大的沥青，比如在中下面层采用
50号沥青。提高70号沥青或改性沥青的高温指标
(比如软化点)，同时不降低沥青的低温延度指标要
求等。通过采用较硬的、粘度较大的沥青，来提高沥
青混合料的动稳定度，提高沥青混凝土面层抗高温
变形能力。
4)沥青混合料配合设计中，规范采用马歇尔配
合比设计方法，然而由马歇尔方法确定的最佳用油
量往往偏高，并不具备较高的抗高温车辙性能。因
此采用马歇尔方法进行配合比设计，用旋转压实设
计方法进行验证，是一个比较先进的设计方法，能设
计出高温性能更好的沥青混合料。
2．3 新材料 、新结构的应用
1)改性沥青 SMA的应用：沥青玛蹄脂碎石混
合料(SMA)是近年来在国际上出现的一种非常引
入注目的新型沥青混合料，尤其是其抗车辙性能和
抗滑性能闻名于世。我国自1992年在首都机场高
速公路引进这项技术后，在全国许多省市修筑了试
验段，由于我国的地理气候特点、交通组成条件与国
J'l-(如 SMA技术起源地德国、美国等)比有很大的
差异，因此我国许多试验路通车不久就出现了大面
积的损坏。
鉴于SMA具有良好的高温抗车辙性、低温抗裂
性、良好的密水性、较好的耐老化性能和抗滑性能
等，并针对湖南省的独特气候条件，对 SMA的级配
进行了调整，相对于国外的 SMA标准，降低了沥青
用量，提高了压实功，并对拌和、运输、摊铺、压实等
各环节的施工工艺进行了改进和严格的要求，改性
沥青 SMA的应用技术日趋成熟。湖南省在临湘至
长沙高速公路修筑了 10 km的改性沥青 SMA的试
验路，并在衡枣高速公路、长潭高速公路改造工程全
线采用了该结构，取得了成功。
2)大粒径沥青混合料的应用：大粒径沥青混
合料具有较好的高温稳定性，而且沥青含量低，具有
很好的经济效益。
3)聚酯纤维沥青混凝土的应用：在沥青混合
料中加入聚酯纤维可有效地提高沥青混合料的抗裂
性能和抗高温剪切性能，但其造价较高，在高速公路
局部特殊部位采用该结构可有效地减少其早期病
害。比如薄桥面、易产生高温剪切破坏的路段等。
3 提高高速公路沥青路面设计和施
工质量的几点建议
1)沥青路面结构形式的选择。
高速公路沥青路面结构类型的选择应根据交通
量、土基条件、公路的使用品质、工程造价、环境因
素、沿线筑路材料等进行综合考虑，而不应该千篇一
律地采用单一的半刚性基层沥青路面结构形式，而
且应着重地考虑公路的功能性要求，结合全寿命周
期成本的理论来分析其性价比，确定沥青路面结构
形式。
2)路面结构设计和材料设计相统一。
目前我国路面设计中，存在的一个最大的问题
就是路面材料的设计与路面结构设计是独立进行
的，当然这与我国的沥青路面设计方法有关系。即
路面结构设计结果与路面材料无关，路面材料设计
结果与路面结构无关。这种缺陷是显而易见的。而
我省许多高速公路的路面设计中的材料组成设计有
一 定的缺陷。因此认真做好材料设计，并将路面结
构设计和材料设计一体化，是我国高速公路沥青路
面设计急需解决和提高的问题，是提高高速公路沥
青路面设计水平的前提条件。
3)“按性能设计，按力学验算”作为高速公路
沥青路面结构和材料设计的基本原则。
判别路面质量优劣的最终依据是路面使用性
能，在路面设计中控制路面的力学特性或其他结构
参数实际上是一个间接控制使用性能的方法。因
此，为确保路面分析期内的使用性能，就应该考虑路
面结构、材料、荷载、环境等方面的因素在使用过程
中的相互作用。从而如何防止高速公路沥青路面早
期或后期病害的产生，提高其路用性能是沥青路面
设计和施工的关键。各结构层应根据其功能性特点
进行设计，不应先过分强调力学计算，力学计算仅作
为验算。比如：作为高速公路表面层要抵抗恶劣环
境因素、垂直荷载和水平荷载的共同作用，因而其应
具备抗裂性能、抗高温性能、耐候性、抗疲劳I生等等。
中面层由于其受剪应力较高，抗高温剪切变形性能
是其应着重考虑的；下面层则应着重考虑其疲劳性
能和抗裂性能等等。
4)加强配合比设计和级配控制。
沥青混合料的配合比是沥青路面质量的核心问
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12 湖 南 交 通 科 技 34卷
题。要提高沥青路面质量，必需高度重视沥青混合
料的配合比设计。设计单位、施工单位、建设单位、
咨询单位都应加强目标配合比设计研究，保证目标
配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三
阶段的连续性和准确性。
5)加强沥青路面施工质量控制，实行施工过程
控制，动态管理。
施工单位、监理单位、建设单位均应进行全面质
量管理，并根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG
F40—20o4)的要求进行施工质量过程控制，根据其
附录 F所示的施工质量动态管理方法进行管理。
6)坚持在高速公路建设中已取得良好效果的
“第四方”制度。
影响沥青路面质量的因素很多，也很复杂，但我
国在沥青路面施工质量控制和施工质量保证体系上
的不完善或实施不严格应该是造成一些路段施工质
量不理想的主要原因之一。从 目前的现状看，一些
施工单位客观上存在技术力量不足或检测设备不完
善等问题；主观上存在以企业利润最大化为目标，对
施工质量不够重视的企业短视行为。部分监理单位
则存在监管力度不够，特别是技术力量不足，对影响
沥青路面质量的关键因素认识不够，控制不严等现
象。在一些工程中甚至出现为了达到验收标准而伪
造数据的不良现象。此外，目前不管是施工单位还
是监理单位，对沥青路面质量的控制都是以规范为
标准，规范所规定的内容实际上只是一个确保沥青
路面施工质量的最基本要求，是一个针对全国的基
本标准，但要真正修筑高质量的沥青路面，应该是根
据具体的工程，吸取 目前沥青路面工程领域最先进
的技术，在规范的基础之上提出结合工程实际情况，
更具针对性和可操作性的质量控制体系和质量保证
体系。在高速公路沥青路面工程中引入业主、施工
单位、监理单位之外的第四方(路面施工技术咨询
方)就成为控制和提高沥青路面质量的重要手段。
所谓第四方(路面施工技术咨询方)，一般是以具有
先进检测设备、高级技术人才、掌握最前沿沥青路面
研究发展动态的专业单位为基础，组成路面质量技
术咨询工作组，以提高沥青路面质量为且标，以规范
为基础，吸收成熟的先进成果，结合工程实际 为业
主提供全面的技术服务，从材料标准的制定和检测
开始，对沥青路面施工的全过程进行质量检测和控
制，及时发现沥青路面施工中可能存在的问题，提出
有利于提高沥青路面施工质量的建议措施，使业主
能够更及时、更准确地掌握沥青路面施工动态，更好
的控制和保证沥青路面质量。 ．
在沥青路面施工中引入技术咨询服务的 第四
方”，参与沥青路面的施工控制，为业主和施工单位
提供技术支持的办法，在不少省份已经通过不同的
形式实施并取得良好效果，是提高沥青路面质量最
快、最有效的方法。
7)重视沥青面层原材料的选择，优质的原材料
是保证路面优秀的使用品质的基础；重视沥青路面
各层的层间粘结和透层油的质量，使沥青路面上下
成为一个连续的整体。
8)进行体制方面的研究和改进，改进招投标制
度，防止低标中标和实行合格支付体系与奖惩机制，
保证承包商的主动性和积极性。
9)针对各项 目实际情况，开展关键技术科研开
发工作。通过新结构、新技术、新理论、新材料的运
用提高高速公路沥青路面的建设质量。
参考文献： ．。
[1]沙庆林．半刚性基层沥青路面【M]．北京：人民交通出版社，
1998． 。
[2]沈金安，李福晋 ，陈 景．高速公路沥青路面早期损坏分析与防
治对策[M]．北京：人民交通出版社，2004．
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惩防并举、注重预防的方针，更加注重预防，更加注
重治本，更加注重制度建设，扎实推进具有交通特色
的惩治和预防腐败体系建设。加强反腐倡廉宣传教
育，推进交通廉政文化建设，增强廉政意识，提高拒
腐能力。以加强交通基础设施建设领域廉政工作为
重点，进一步抓好商业贿赂专项治理工作，探索建立
治理商业贿赂长效机制。建 反腐倡廉统计分析、
廉政评估等信息系统，增强反腐倡廉措施的针对性
a
和时效性。认真贯彻党内监督条例，强化内部审计，
加强对权力运行重点岗位、重点环节和重点领域的
制约和监督，加强交通安全生产的效能监察，改进作
风，改善管理，提高行政执行力。积极推进交通政务
公开，认真组织实施《政府信息公开条例》，简化办
事程序，减少行政审批，降低行政成本。狠抓党风廉
政责任制的落实，把纪检监察工作 自觉融人到交通
各项具体业务活动中，为全省交通事业发展提供坚
实的思想组织保障。
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