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中級(jí)階段

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、交通量的增大，對(duì)路面提出了新的要求，主要是延長使用壽命，除了渣油已發(fā)展為氧化瀝青，拌和法工藝經(jīng)歷上拌下貫正在逐步取代層鋪法。因?yàn)闉r青表面處治與貫入式路面設(shè)計(jì)交通負(fù)荷量在300~500輛/日，設(shè)計(jì)使用年限為8~10年，當(dāng)交通量成倍增長時(shí)，實(shí)際使用壽命不過2~3年。此外，對(duì)速度的要求也提了出來，設(shè)計(jì)車速平均控制在60km/h，普遍心理期待著良好的平整度。無論是公路還是城市道路，評(píng)價(jià)道路的好壞都以完好率為指標(biāo)，可稱之為完好率階段，其目標(biāo)是無破損，重點(diǎn)是包括強(qiáng)度在內(nèi)的耐久性問題。

交通量的增長推動(dòng)了拌和法施工的瀝青路面的發(fā)展。一套大容量（200t/h）、自動(dòng)控制的熱拌瀝青混合料拌和設(shè)備系統(tǒng)價(jià)值以千萬計(jì)，一般情況下沒有投資的必要。而與發(fā)展需求相適應(yīng)，先是簡(jiǎn)易的手工作業(yè)興起，隨后發(fā)展了可移動(dòng)的連續(xù)式拌和機(jī)械設(shè)備，由小型到大、中型，與此同時(shí)間歇式的拌和機(jī)械設(shè)備開始與連續(xù)式競(jìng)爭(zhēng)，直到高等級(jí)公路建設(shè)時(shí)代，間歇式才取得了一統(tǒng)天下的地位。與上述發(fā)展歷程相適應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)也由瀝青上拌下貫式，經(jīng)熱拌瀝青碎石而進(jìn)入瀝青混凝土的時(shí)代。

隨著拌和設(shè)備與工藝的進(jìn)步，松散、坑槽的損壞現(xiàn)象大幅度減少；采用馬歇爾試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)瀝青混合料級(jí)配組成后，推移和擁包得以控制，使用壽命穩(wěn)步上升；然而出現(xiàn)了新的問題，即裂縫。

中國于1989年曾對(duì)黑龍江省4000km的黑色路面（瀝青與渣油各占50%）進(jìn)行了大規(guī)模的抽樣調(diào)查，在5種結(jié)構(gòu)類型中，松散類與變形類損壞首推渣油表處與瀝青表處，而裂縫類損壞中瀝青混凝土遙遙領(lǐng)先。當(dāng)然裂縫類損壞對(duì)行車的直接影響與松散、變形類大不相同，但抽樣結(jié)果卻是令人驚異的。不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為這是低溫地區(qū)的特殊性，可以結(jié)合北京市城市道路瀝青加鋪層的調(diào)查資料對(duì)比分析。

20世紀(jì)60年代初，北京曾對(duì)50年代改建的部分道路做了瀝青加鋪層，平均養(yǎng)護(hù)周期約為10年，其余部分加鋪層推遲到了20世紀(jì)70年代實(shí)施。這樣到20實(shí)際80年代末調(diào)查所得的裂縫與加鋪層使用年限的數(shù)據(jù)反映了兩個(gè)側(cè)面：及時(shí)養(yǎng)護(hù)的效益以及不同類型瀝青層的力學(xué)性質(zhì)。3cm瀝青表處的使用年限高于5cm瀝青混凝土，以及同厚度的瀝青混凝土的使用年限高于黑色碎石，充分說明了瀝青結(jié)構(gòu)層極限變形能力對(duì)約束反射裂縫所起的作用。

上述應(yīng)用的研究的理論與世界各國先后經(jīng)歷20年的瀝青路面疲勞研究結(jié)論相同，瀝青用量對(duì)提高疲勞壽命十分重要，但是過多的瀝青導(dǎo)致熱穩(wěn)定性的不足。因此，提高瀝青混合料中有限瀝青用量的質(zhì)量是延長壽命的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。上述現(xiàn)象反映出瀝青混凝土有它自己的力學(xué)特性，必須根據(jù)這一特性設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，這也就是1978修訂柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范一結(jié)束緊接著就開始增補(bǔ)設(shè)計(jì)指標(biāo)的研究，最終于1986年產(chǎn)生了新的設(shè)計(jì)規(guī)范。不論是前者按彎沉設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，還是后者增補(bǔ)拉應(yīng)力為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)，一個(gè)是變形控制，另一個(gè)按強(qiáng)度控制；總之，都是解決與交通荷載增長相適應(yīng)的耐久性問題。如果說裂縫對(duì)瀝青的鋪層壽命的影響控制足以滿足中低速交通的要求，那么對(duì)于高速交通需要變形與強(qiáng)度兩方面的控制。

高等級(jí)階段

高速交通的崛起，對(duì)路面的結(jié)構(gòu)提出了功能性、使用性能的要求，首先是舒適性與安全性，繼而增加了環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)性。行駛在高速公路上的車輛感覺到的首先不是路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，而是上述四方面的功能，當(dāng)然功能是以路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性為基礎(chǔ)的。高速交通對(duì)路面結(jié)構(gòu)要求的功能指標(biāo)可區(qū)分為2個(gè)層次：屬于基本要求的第一層次是平整度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度與車轍深度；屬于進(jìn)一步要求的第二層次是路表與輪胎相互作用產(chǎn)生的噪聲、影響駕駛員視覺疲勞的反光特性以及各項(xiàng)車輛運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如燃油消耗、輪胎磨損、零件維修等。如果說當(dāng)前中國正進(jìn)入第一層次的話，那么歐美一些先進(jìn)國家高速公路網(wǎng)加鋪層決策的主要依據(jù)并非強(qiáng)度與平整度，而是降低噪聲和提高雨天抗滑能力。

舒適性

功能所要求的平整度不僅是施工的允許誤差，由于路面材料與土基的不均勻性，路面結(jié)構(gòu)處于溫度、濕度等自然因素不均勻變化的作用下，平整度衰減是必然的。從某種意義上講這是一個(gè)永久變形問題。這樣，影響路面的平整度因素不僅是施工工藝與管理水平，像路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)組合、材料、土基以及均勻性都影響到平整度。根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)，國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)提出3個(gè)界限：暴露界限（維持工作與健康的界限）、疲勞降低熟練程度界限（維持正常工作的界限）、降低舒適界限（能進(jìn)行吃、談、寫等正常旅行生活的界限）。綜合路面不平整度引起的振動(dòng)對(duì)人、貨物、車的影響，國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)還得出了道路振動(dòng)量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此流行于世界各國的近20種的路面平整度指標(biāo)有了以舒適性為物理意義的統(tǒng)一理論基礎(chǔ)。

1982年世界銀行組織各國的在巴西進(jìn)行了大規(guī)模的平整度研討，提出了標(biāo)準(zhǔn)化的平整度指標(biāo)——國際平整度指數(shù)IRI。

安全性

在抗滑方面，不僅要考慮車輪作用下覺得路表面粗糙度的礦料磨光、磨損特性，更重要的是車輛在中速到高速時(shí)路面必須要有高效排水的宏觀構(gòu)造。輪胎與有水膜的路面接觸時(shí)，存在一個(gè)相互作用的過程，高速滾動(dòng)的輪胎排除路表積水的水膜，方可與路表接觸，產(chǎn)生摩擦力。當(dāng)排水速度低于輪胎行走速度時(shí)，車胎如同在水面上行走。這種滑水現(xiàn)象危及行車安全。環(huán)境保護(hù)將噪聲區(qū)分為動(dòng)力系統(tǒng)噪聲和輪胎與路面的接觸噪聲之后，路面功能的研究有了新的進(jìn)展。已經(jīng)證明接觸噪聲的大小取決于路面微觀和宏觀構(gòu)造以及路面材料的吸聲性能。微觀構(gòu)造影響高頻振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，宏觀構(gòu)造則影響低頻振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。路面光度學(xué)的研究表明，具有均勻而粗糙的宏觀構(gòu)造的路面其反光特性有利于交通安全?？磥?，路面無照明區(qū)的能見度研究將對(duì)交通安全產(chǎn)生重大的影響。

經(jīng)濟(jì)性

盡管輪胎磨損的機(jī)理還在研究當(dāng)中，但路面表面構(gòu)造所起的作用已經(jīng)明了。對(duì)于微觀構(gòu)造，在抵抗硬而銳利的澀面時(shí)，特別是在潮濕狀態(tài)下將發(fā)生微型切削作用；而干燥時(shí)，在又光又滑的表面上將發(fā)生疲勞磨損作用。對(duì)于諸如坑槽、車轍、平整度差的路段，表面的大構(gòu)造即結(jié)構(gòu)性構(gòu)造，會(huì)使輪胎產(chǎn)生深而成塊的切割。對(duì)燃料與潤滑油的消耗，車輛零件磨損主要受路表結(jié)構(gòu)性構(gòu)造的影響；燃料與潤滑油消耗除受結(jié)構(gòu)性構(gòu)造的影響外，還受宏觀構(gòu)造的影響。

國外對(duì)路面表面功能研究已經(jīng)從平整、抗滑擴(kuò)展到了防止和減少噪聲、視覺疲勞、輪胎磨損、人體振動(dòng)、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益等方面，雖然對(duì)機(jī)理還缺乏系統(tǒng)的論述，但正在向形成1個(gè)體系的方向發(fā)展。針對(duì)主要高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)損壞的特點(diǎn)，瀝青混合料的使用性能也逐漸明確并歸納為疲勞、車轍、低溫開裂、水損害與老化5個(gè)方面，與表面功能相聯(lián)系，慢慢地形成了將使用性能擴(kuò)展為結(jié)構(gòu)性使用性能（即疲勞等5個(gè)指標(biāo)）和功能性使用性能（即平整度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度、噪聲、車轍等指標(biāo)）2個(gè)方面。后者是高速交通直接感受到的功能，而它的基礎(chǔ)是構(gòu)造性使用性能。

功能性使用性能對(duì)路面材料與施工工藝提出了高要求，平整度對(duì)工藝的要求已逐步得到了重視，問題在于一個(gè)傾向掩蓋了另一個(gè)傾向，在重視取決于工藝的平整度的同時(shí)忽視了對(duì)平整度衰減有重大影響的壓實(shí)工藝。更多的問題出現(xiàn)在抗滑層。摩擦系數(shù)對(duì)粗骨料得出了磨光值的要求，而磨光值高的石料大都屬酸性或中性；構(gòu)造深度對(duì)骨料的規(guī)格、形狀要求嚴(yán)格，對(duì)于習(xí)慣于小生產(chǎn)骨料供應(yīng)的體制，困難更多；粗骨料的增多要求在控制離析和碾壓工藝上采取相應(yīng)的措施。總之在瀝青材料的質(zhì)量、骨料供應(yīng)的規(guī)格與質(zhì)量、工藝操作各環(huán)節(jié)以及施工設(shè)備等方面都提出了新問題和高要求。

作者：肖潼單位：貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司銅仁分公司