高等级公路路面长期使用性能的研究
家开展咨询，并按当时的公路等级提出了容许车辙深度的建议值。对于高速公路，容许车辙深度取10～15mm，对于其它高等级公路，非交叉口路段容许车辙深度取15～20mm，交叉口路段容许车辙深度取25～30mm。
根据以上的分析研究，以车辙深度Dr为指标制订高等级公路沥青路面的车辙评价标准如表2-9所示。
开裂状况评价标准 表2-9
评价指标 Rc（%） 优 ≤1 良 （1，5] 中 （5，15] 次 （15，30] 差 ＞30 2.6小结
本章依据功能论的思想，阐述了路面性能的内涵。针对表征路面性能的
四个方面内容，即路面结构承载能力、路面行驶质量、路面行驶安全性和路面破损状况开展研究。探讨适用于高等级公路的路面性能测试方法，对落锤式弯沉仪、激光平整度测试车和磨擦系数测试车等三种新型测试设备的性能进行研究，通过对比试验，建立了其测试指标与规范指标之间的标定关系，为设备的推广应用和开展路面长期性能野外观测工作奠定了基础。从高等级公路的功能需求出发，建立了路面性能的评价指标体系，并确定了各指标的分级评价标准。
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第三章 山西省高速公路沥青路面使用性能调查
3.1山西省高速公路概况
我省高速公路以沥青路面为主，部分采用水泥混凝土路面和复合式路面。太旧高速公路是我省第一条高速公路，也是国内首条山区重交通高速公路，为预防车辙，沥青面层采用了4cmAC-16(LH-20Ⅰ)+5cm AC-25Ⅱ(LH-30Ⅱ)+6cm AC-30Ⅱ(LH-35Ⅱ)结构，为保证质量，全线采用进口AH-90沥青，为预防元坪水库饮用水质污染以及便于隧道施工，在144公里路段中有二段共3.9km沥青面层变更为26cm水泥混凝土路面。以后沥青路面为省内主导路面结构类型，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%。
山西作为全国能源大省，由于晋煤外运的需要，高速公路交通量中，货运车比例大，为适应轻、重车明显分流的特点，1999年京大高速公路选用了水泥混凝土路面结构，重车方向混凝土板厚30cm，轻车方向26cm，并在省内首次采用滑模施工，缩缝全部增设传力杆，以后水泥路面滑模施工在夏汾、大新、得大等高速公路中得到推广应用，十年来全省共铺水泥路217.1km，占总里程的12.9%。
为了解决水泥路面行车舒适性差、噪音大等问题，晋焦高速公路32km采用了复合式路面结构，在24cm厚、配筋率 0.3%的连续配筋水泥混凝土路面上，全线不设缩缝，上面层铺7.5cm沥青面层，复合式路面占全省高速公路总里程1.9%。
太旧高速公路东段通车次年(1996年)，由于阳泉地区7月份连续数日高温，大纵坡的上坡方向出现2～6cm严重车辙，纵坡越大车辙越深，使我们认识到单纯采用进口沥青和大粒径Ⅱ型面层结构，解决不了重载、上坡慢速交通路面热稳定性问题。1997年～2000年间我省对3种沥青改性剂进行了
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研究，并采用改性SBR(U-Ⅱ)铺筑了SMA试验路和生产路，在此期间，国内由于NOVOPHALT PE现场改性技术的引进，以及SBR、SBS改性的生产应用成功，加之对国外高速公路所用沥青材料的分析，翻译了日本《改性沥青手册》等资料，使我们了解到高速公路使用改性沥青的必要性和可能性，2001年运三线40km上面层全线采用SBS改性沥青，取得了良好使用效果，因此从2001年起山西高速公路上面层全部采用了SBS改性沥青材料。通过大纵坡、重载路段的沥青改性效果分析，进一步认识到这些路段沥青路面双层改性的必要性，并提出了相应的沥青改性指标要求。
在沥青路面结构中，以密级配沥青混凝土AC结构为主，并在高速公路使用实践中，逐步加深了对合理配合比设计的认识。1998年，在原太高速公路试铺了3kmSMA-16试验路，取得成功后，又在太原绕城南段、晋焦线大规模生产中得到应用，全省共铺SMA结构面层50km，在沥青路面中占3.48%。
累计里程(km)16001437沥青路面水泥路面复合式路面12001147.31011.8778.8494.1400.1118.732118.732169.532169.732169.732217.13280040090140.13.9202.13.9386.1400.1019953.93.9199619971998199920002001200220032004图3-1 山西高速公路不同路面逐年累计里程图(2005年底)2005年份(年)
在1686.1km高速公路中，不同路面分类里程及所占比例如图3-2所示：
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沥青路面1437km85.2%水泥路面217.1km12.9%复合式路面32km1.9%图3-2 山西高速公路不同路面类型比例图（2005年底）3.2山西省高速公路沥青路面情况
山西省高速公路沥青面层混合料以密级配沥青混凝土(AC)为主体(占总里程97%)，早期中、下面层曾采用沥青碎石(旧规范AC-Ⅱ型)，但因渗水严重和施工易产生离析，1998年以后停止使用。1998年在原太路铺筑2.5kmSMA试验路获得成功，其后在太原南过境和晋焦路上推广应用共46km(占总量3%)获得了较好的使用效果。高速公路建设和使用实践，加深了人们对沥青路面材料技术指标、合理矿料级配、改性沥青使用的必要性及技术指标、沥青路面合理结构，粘层、封层、桥面防水的重要性，路面施工技术要点等问题的认识，对相关技术评价如下： 3.2.1材料
3.2.1.1沥青与改性沥青
我省高速公路上面层一般采用进口沥青，符合旧技术标准AH-90，相当于新沥青标准“A”级90#。2001年后，上面层改性沥青全部采用90#沥青作基质沥青，用SBS改性后，25℃针入度50～65。中、下面层早期采用AH-90沥青，2001年后，除重载交通路段中面层改性仍用90#作基质沥青外，一般均改用70#沥青，沥青标号逐渐向粘稠方向发展。
在新的沥青技术标准(JTG F 40-2004)中，A、B级沥青增加了沥青感温
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性指标PI、提高了软化点指标，对A级沥青增加了60℃动力粘度作为高温性能评价指标，调整了低温延度试验温度(A、B级10℃，C级15℃)，规定了不同等级沥青蜡含量上限(A级2.2%、B级3%、C级4.5%)和使用范围，从而全面提高了沥青的技术标准，使A级沥青相当于进口的优质沥青，B级沥青相当于旧标准的重交通(AH)沥青。
沥青改性对基质沥青选用的原则，取决于沥青和改性剂的相容性，虽与沥青分级A、B无直接关系，但一般芳香分含量较多的沥青有较好的相容性。
山西省改性沥青技术指标较现行规范有更高的要求并在粘层、微表处和桥面防水中，广泛使用了SBS改性乳化沥青。 3.2.1.2 粗集料
山西高速公路沥青路面的上面层全部采用磨光值PSV(BPN)＞42的硬质防滑料，不同路线所用石料品种及技术指标汇总于表3-1。
沥青路面上面层防滑料主要种类及技术指标汇总表 表3-1
石料 工程名称 名称 太旧线 太祁线 辉长岩 祁临线 原太线 新原线 大新线 玄武岩 新原线 祁临线 运三线 临侯线 安山岩 候运线 祁临线 闪长岩 长邯线 2.741-2.804 / / 15-19.5 9.2 10.3 9.5-13.5 / / 7.0-10.1 / / 9.3-12.6 16.8 20.3 22-23.7 50 50 56 (g/cm3) 2.805 2.903-2.913 2.664-2.679 2.972 / 2.912-2.934 2.825-2.935 2.834-2.863 2.776-2.880 2.857 21.9 16.4-17.8 14.9-17.7 / 14.8-15.2 14.1 15.2 8.2 10 7.6-10.3 表观密度压碎值(%) (%) 10.2 11.2-13.0 12.9-14.2 12.6 13.9 7.4 13.9 6.9 4.7 4.0-8.2 10-20mm 0.7 6.3-8.5 4.6-5.3 0.4 3.6-4.2 8.2 2.0 8.5 9.0 4-8.9 5-10mm / 5.2-7.5 5.2-7.9 0.6 3.9-4.7 9.4 2.42 13.4 9.2 4.3-12.5 (%) 18.1 17.5-18.2 24.6-27.6 15.6 16.7-18.6 21.3 18.6 21.6 12 8.5-12.6 (BPN) / 52 52 55 52 52 51 54 50 冲击值 针片状颗粒含量(%) 磨耗损失磨光值PSV 35