高等级公路路面长期使用性能的研究
对数据的收集，而且要形成供国家运输部门和其它运输机构使用的成果。这些成果可以是指南、实用软件、设备等等。其主要成果有：建立了一个能够提供大量LTPP数据的软件包Datapave；可以根据具体的地点选择最适合的并且最有成本效益的Superpave沥青结合料的路用性能等级（PG）LTPPBind软件；刚性路面设计软件；路基回弹模量标准试验方法的开发；落锤式弯沉仪（FWD）的标定；开发了一套路面养护和修复信息手册；开发了沥青混凝土路面温度预测模型和结果调整程序以及路面纵断面浏览和分析程序。
LTPP研究计划预计将持续至2008年左右，目前计划已得到了广泛国际参与，有20多个国家正式加入了LTPP的国际协作，还有许多国家准备参加或开展类似的研究工作。LTPP的研究成果现在已经得到初步应用，在AASHTO正在制定的200X版设计指南中，提出了以下几个损坏类型标准：永久变形、疲劳开裂、温度开裂、平整度IRI指数。其损坏模型参考了有关科研项目的成果，即完全参照其它模型或借鉴其它模型并进行修正，然后利用LTPP的大量数据进行验证。
另一方面，为验证SHRP的研究成果，美国联邦公路局(FHWA)于1995年开展了西部环道试验，在1995年10月在内华达州建成试验环道，于1996年3月开始进行加速荷载破坏试验，目的是通过评价材料和施工参数差值对路面性能影响，来开发与性能相关的沥青路面设计规范，提供SUPERPAVE沥青混合料设计方法的早期工程实践的检验。试验环道共包括26个试验段，3Km长。
此外，其他一些研究机构也应用有关试验手段，如澳大利亚的加速加载设备(ALF)、室外(内)环（直）道等，研究路面使用性能的变化情况。除了以试验和观测为主的路面长期使用性能的研究以外，一些国家还开
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展了关于路面长期性能的理论分析工作。其中较有影响的有英国Nottingham大学和Cambridge大学的路面性能综合模拟模型、加拿大Waterloo大学的OPAC模型等。
随着人们对道路使用要求的不断提高，公路建设和养护管理面临越来越大的压力，使得国内对于路面长期使用性能的研究也开始日益重视起来。在上个世纪80年代，随着路面养护管理系统在我国的引入和推广，很多省市如北京、上海、江西、江苏等，都曾开展了较大规模的路面使用性能调查和研究。进入20世纪90年代以后，随着我国高等级公路建设的快速发展，人们对高速公路使用性能研究更加重视起来。一方面，国内许多科研机构和公路管理部门对于高速公路沥青路面的使用性能评价体系进行了研究，对其中一些重要的指标如开裂、车辙等进行了较为深入的研究；另一方面，一些省市的研究单位也开展了路面使用性能的系统研究。
国内西安公路研究所从1990年开始对西三线、西临线等试验路段进行了10年的连续观测，取得了大量的观测数据，为中国进行路面长期性能研究提供了有力支持。从中国目前的实际情况来看，以弯沉作为路面设计指标已经进行了较为深入的研究，理论上较为成熟，测试方法也简单易行。但对于路面长期性能的研究而言，则存在着一定的不足。
长安大学武建民博士通过分析以及实际调查、检测，并结合国外有关研究及设计方法，认为应该在弯沉指标的基础上，增加疲劳开裂和车辙作为路面长期性能的研究指标，并结合中国半刚性基层沥青路面的实际使用情况，建立相应的路面疲劳开裂和车辙的设计指标。疲劳开裂和车辙都是可以直接反映路面使用性能的指标，特别在路面的长期使用过程中，这两个指标既可以很好地反映路面的使用性能情况，同时也可以反
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映导致路面性能变化的外界因素(荷载和环境)和路面自身因素(结构和材料)的影响作用，可以很好地解决单纯以弯沉为指标所存在的主要不足。
同济大学曾经搜集了北京、广东、山东、浙江和江西五个省市约12000Km的路面使用性能数据，研究了环境因素对路面使用性能的影响，提出了路面使用性能的标准衰变方程。孙立军、刘喜平在分析国内外路面性能研究的基础上，将路面性能衰变过程划分为4种典型模式，提出了能够定量描述各种衰变模式的、方程系数的数学物理含义明确的路面性能标准方程，
PPI?PPI0?1?exp??(?/y)?? （1）
?式中：PPI为使用性能指数（PCI、RQI或其综合）；PPI0为初始使用性能指数；y为使用年数；α、β为回归系数，影响其值的因素主要有交通量、结构强度、路面结构组成、材料、环境因素。
该方程将一个复杂的路面性能衰变过程与一组简单的数值（α、β）对应起来，从而可用两个简单数值表达路面衰变过程，这为其它路面问题的研究提供了条件。为定量研究路面结构组合与使用性能间的关系奠定了基础，其它条件相同时，不同路面结构组合具有不同的α、β，通过对α、β的对比分析，可建立路面结构组合、材料与路面使用性能之间的关系。
为探讨环境因素对路面使用性能的影响奠定了基础，相同结构和交通量的路面，不同地区的α、β值将有所不同，可建立α、β与各地环境因素的关系方程，以定量分析环境因素的影响。
标准衰变方程的现实意义是便于路面管理系统的推广应用，科学的路面管理需要对路面性能变化作出准确的预测。
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此外，石家庄铁道学院于炳炎等人针对路面长期使用性能的监测评价，依据时序分析理论，建立了路面长期使用性能时序分析模型，为路面的养护提供最佳的决策。 1.3本项目主要研究内容 1.3.1路面评价方法与标准研究
路面性能(Pavement Performance )的概念早在1962年即由AASHO提出，此后随着道路修筑技术的日益成熟和人们对道路使用经验和认识的不断增加，路面性能的内涵也在逐渐发展之中。人们对路面性能的要求与道路交通水平紧密相关，在早期交通条件下，人们对道路的要求局限于不出现引起交通中断的较大损坏，故而对路面设计也仅从结构性要求出发。随着现代高速交通的发展，人们对路面的功能和服务质量提出了更高和更全面的要求，路面性能的内容得到了进一步的丰富。
目前对道路路面性能的通常理解是，路面为保障客货运输(主要是汽车运输)车辆的正常行驶而应具备的能力和属性。现代交通条件下的高等级公路路面的功能应体现在满足运输车辆在一定设计使用时限内高速、安全、经济、舒适地行驶。按照功能论的思想，从结构系统和功能系统的概念出发，可将路面性能划分为结构性能和功能性能。结构性能指路面作为一类特定的工程结构，与周围环境进行物质和能量交换、保障结构自身完备性的能力，目前普遍关心的结构性能是路面的强度、稳定性和耐久性;功能性能指路面完成其功能目标需具备的必要属性及其外部表现，通常指路面的舒适性、安全性等保证车辆行驶质量的特性。结构性能是路面性能的基础和硬件;功能性能是路面性能的目标和软件;二者相互影响，相互配合，形成路面性能的有机整体。
考察结构性能，从实现功能效益最优的思想出发，一般要求从所在结构
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属性中分析寻找对功能有影响的部分，并用适当的形式进行表达。对于路面结构性能一般从路面承载能力和破损状况两方面进行评价。研究功能性能，一般应通过功能分析，寻找功能上下位关系，建立功能逻辑结构。对于路面的功能性能一般通过其直接下位功能进行评价，通常包括路面平整度、抗滑能力、噪声水平、反光特性等，目前对前两者的关注和研究较多。
以往的路面性能评价技术对于高等级公路有许多不适应之处，有必要对适用于高等级公路的路面性能测试手段、评价方法和评价标准进行研究。 1.3.2山西省高速公路沥青路面使用性能调查研究
截至2005年底，到2005年底，在已通车的1686km高速公路中，沥青路面为1437km，占总量85.2%。。我省高速公路沥青路面结构形式多样，基本涵盖了目前国内所有的沥青路面典型结构，将之作为沥青路面长期使用性能的观测路段具有一定的代表性。这些高速公路大部分使用都在3年以上，部分路段已经使用了接近十年，有些路段已经开始进入中修、大修期。有必要对这些不同路龄的沥青路面，抽取具有代表性的路段进行深入研究，提出不同病害产生的原因和可能采取的预防方法。
同时针对长期使用性能试验路进行跟踪观测，并对使用情况及病害进行分析研究。
1.3.3沥青面层结构厚度对使用性能的影响研究
高等级公路的沥青路面使用寿命一般为12～15年，但在实际中，由于受外界环境、行车荷载以及设计、施工中等存在的不利因素影响，高速公路往往在建成通车早期就出现不同类型的病害，道路的使用性能也逐渐开始降低，进而影响了行车的安全、舒适和快捷。为此，需要及时关注道路的使用状况，并进行维护，而且对道路进行跟踪观测可以全面了解道路的性能，评价道路的使用状况。因此，为了更深入地了解面层结构厚度对沥青路面使用
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