我国公路路面的发展和展望

新中国成立以来，我国的公路和路面建设大致可以划分为三个阶段：
" z; E& W4 B. U! ^- `3 C! }7 C4 L. i    第一阶段，约在60年代上半期以前。以恢复原有的公路和加快建设一些干线公路，解决主要城市之间的通车为特征。在这个阶段，公路交通量小，车辆开载质量和轴载小，路线和路面等级低，以中级路面解决晴雨通车问题；施工机械极少，主要靠人力施工；各种当地粒料，人工砸制的碎石、砾石、软质石料、碎石土、碎砖砂土以及石灰土（铸基层）等都被用来铺筑路面，同时，也采用所谓的手摆片石做基层。由于交通量小以及是白色的透气路面，不少路段，特别是水文地质条件较好的四季段上，路面厚公10CM左右，却能承担当时一定的交通量。
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    第二阶段，从60年代下半期到80年代初。在公路里增长的同时，以改善路面行驶质量，增加车速，减轻养护为特征。在这个分阶段，公路交通量有明显增长，推广应用渣油表面处治路面。同时，在很少数交通量较大的主要公路上用将渣油经氧化所得的多蜡沥青做下贯上拌和密实沥青碎石面层，它却能阻止路面材料层和土基中水分的蒸发。随着渣油表面处治路面的推广，含土多、塑性指数大的泥结碎石和级配砾石基层越来越明显地暴露出它们水稳性不好的弱点。在渣油表面处治下面，非但这些含土粒料层中的水分不能蒸发出来，而且随着时间增长，材料和土基中的水分还会增加，材料强度急剧下降。此外，与原铺筑白色透气路面相比，其下土基的强度也明显降低。不少原先能承担一定交通量并不发生破坏的白色路面，一经铺了渣油表面处治，反而很快破坏。在铺筑渣油表面处治之前，为了增强原级配砾石路面或泥结碎石路面作为渣油表面处治的基层的水稳性，出现了泥灰结碎石（用石灰稳定原泥结碎石）和级配砾石掺灰（用石灰稳定原级配砾石路面）。为了保证基层的水稳性，有些地区采用了所谓的无土砂砾（实际上是含土量和塑性指数都符合规范要求的基层级配砾石）和干压碎石。干压碎石是将不同粒级的碎石由大到小分层铺筑碾压的碎石，碾压过程中一般不用或很少用水。在个别公路上也开始试用水泥稳定砂砾（如辽宁沈扶线）和水泥稳定碎石（如广西某公路）
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    在本阶段，石灰土在全国不同地区得到了推广应用。渣油表面处治和石灰土基层路面是本阶段路面的代表。

    在本阶段，由于路面原材料仅有个别技术指标，但缺乏相应的试验仪器，普遍不能进行检验；由于路面混合料缺少明确的技术指标，由于路基压实采用轻型压实标准，也由于路面施工工艺水平低，主要用人工或配合农用机械进行施工，因此，新建路面质量差，早期破坏现象严重。"前修后坏"、"一年修、两年?quot;的现象较为普遍。

    第三阶段，从80年代初到现在。以提高路线和路面等级，改建和新建一级和二级公路，同时开始建设高速公路为特征，以适应交通量和车辆载质量迅速增长的需要。
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    在这个阶段的初期，由于只能沿用第二阶段的路面结构和材料以及不完备的施工技术，新建或改建的高等级公路的沥青路面也发生了一些严重的早期破坏现象。有的使用不到一年，有的使用二三年就开始大面积损坏，路面的使用质量和使用寿命较普遍地达不到应有的水平。
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* ^3 q8 g+ e6 b3 |    实践证明，在这些较高等级的公路上，原有的一些基层结构已不能适应，要求采用新的强度更高的基层材料，同时对以往习用的材料应进行筛选和提高，摒弃一些技术经济不合理的以及不易采用机械施工的基层材料或结构。对某些可以继续采用的基层材料，需要增补或修改一些技术指标和标准，以使路面基层符合使用要求。
- _& Y  g; N! ]* w0 r0 ]1980年交通部公路科学研究所路面研究组承担国家课题"高速公路修建技术的研究"，迎接即将到来的高等级公路，特别是高速公路路面建设。

   1984年课题组初步提出了适合于高速公路路面建设的成套技术。它包括：重型压实标准，基层用水泥稳定粒料和石灰粉煤灰稳定粒料，底基层用水泥、石灰、水泥和石灰或石灰粉煤灰稳定就地土，基层管理和检验内容及其标准值，有关的试验仪器和试验方法，试验结果的统计评定方法，以及半刚性路面设计方法和相应的计算参数。同时，利用这些研究成果，设计了我国第一条经国务院批准的跨省市高速公路-京津塘高速公路。此高速公路的路面设计成为随后高速公路路面设计的范例。
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! \( X) g/ U& L6 U1 A    7.5国家攻关项目"高等级公路半刚性基层沥青路面结构设计和抗滑表层"的研究证明，当前沥青面层的裂缝是不可避免的。高等级公路半刚性基层上沥青面层的裂缝主要是面层本身的温度裂缝，并起始于表面。应采取加强表面层抗裂性能。例如采用优质沥青和提高工艺水平来减轻温度裂缝。由半刚性基层先开裂引起的"反射裂?quot;只占很少数。习惯所称的"反射裂缝"有两种不同形成机理。一是针对薄沥青面层，基层裂缝促使面层底面先开裂并逐渐扩展，直到表面形成典型的反射裂缝。二是针对较厚（8-10cm以上）沥青面层，基层裂缝促使面层表面先开裂并逐渐向下延伸，直到与基层裂缝相连。为区别于前一种反射裂缝，后者被称为对应裂缝。这两种裂缝也主要由温度引起。应针对其形成机理，分别采取不同措施来减轻这两种裂缝。上述关于裂缝研究成果冲破了束缚国内外道路工程师数十年之久的反射裂缝框框，即半刚性路面的裂缝是基层引起的反射裂缝，减轻裂缝的有效措施是加厚沥青面层。同时，为减薄价格昂贵的沥青面层奠定了重要技术基础。研究还证明，半刚性路面的承载能力，可完全由半刚性材料层满足，沥青面层可仅起功能性作用。这一成果为减薄沥青面层奠定了另一个重要技术基础。

$ A& y, f0 \7 k( V/ L8 I9 M+ R5 K* x    上述研究成果中的绝大部分很快被纳入交通部有关规范和试验规程，并形成了我国高等级公路路面建设模式。以半刚性路面为主体。至今约80%的高速公路采用了半刚性路面。其主导思想是技术与经济相结合，其特点是重型压实标准，厚半刚性材料层和较薄沥青面层。
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    采用了两类半刚性材料基层，即水泥稳定级配集料和石灰粉煤灰（或另加少量水泥）稳定级配集料。它们的特点是集料属于中粒土或粗粒土，集料的级配和混合料中的比例综合考虑了强度高、收缩性小和抗冲刷能力强三个性能。沥青面层普遍采用了重交通道路石油沥青。表面层矿料级配有规范中的孔隙率小于6%的I型、孔隙率大于6%的II型、同属I型的多碎石沥青混凝土和同属II型的抗滑表层。中和底面层有用I型的，也有用II型的。规范中连续级配I型的缺点是表面粗糙度不满足要求，II型含抗滑表层的缺点是孔隙率太大，易产生水破坏。多碎石沥青混凝土的特点是既孔隙率小，表面粗糙度又大于要求，而且抗永久形变能力大于I型沥青混凝土。
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    本阶段，在半刚性路面完善、发展和成熟的同时，水泥混凝土路面的应用也很快增加，从人工浇筑到小型机械为主直到目前的滑模摊铺和三滚轴铺筑，其施工技术也渐趋完善。已建成的高速公路中，约近20%采用了水泥混凝土路面。
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   由于设计，特别是施工、试验和管理等方面仍存在有许多不足，我国已建高速公路的半刚性路面和水泥混弟弟凝土路面都产生了程度不同和数量不一的路面早期破坏现象。除由于地基沉降和路堤固结形变引起的路面不均匀沉陷，纵向裂缝和部分横向裂缝外，路面本身也产生了一些严重破坏现象。例如，半刚性路面雨后唧浆、网裂、形变和坑洞等水破坏，半刚性路面的辙槽和泛油，沥青面层的抗滑能力普遍达不到要求或在重型货车较多的行车道上优良抗滑能力由于泛油不能持久，半刚性路面的平整度下降较快等等。实践证明，采用II型级配的表面层的水破坏现象最严重。水泥混凝土路面也同样较普遍地产生了水破坏，如雨后唧浆，混凝土板断裂或边角断裂和错台等现象。

    在21世纪，在高等级公路快速发展的同时，我国的路面设计和施工技术及管理水平将会进一步完善，科技创新的环境将会得到改善，路面早期破坏现象将会逐步克服，在技术与经济相结合的原则指导下，路面设计将渐趋合理，既可用于养护又可用于新路面的薄面层和超薄面层将会兴起。沥青面层的功能，即抗滑能力、平整度和减少噪音将得到充分发挥和达到更高的水平。