我国山区高速公路桥隧比高，且桥隧结构往往是交通关键节点，其沥青铺装层耐久性对于交通安全和通畅影响较大，本文从桥隧沥青铺装耐久性出发，探讨桥隧路面“长寿命”的影响因素。

我国山区（包括丘陵和高原）面积663.6万平方公里，约占全国国土总面积的70%。随着经济发展，我国高速公路建设范围不断扩大，并逐步向山区延伸，由于地域因素限制，山区高速公路桥隧比达70%以上，即使是平原地区，如珠三角、长三角等地区，在高速公路改扩建时，由于用地资源紧张，往往采用上跨方式，也会存在大量跨线桥、上跨桥结构。在高速公路建设过程中，桥隧比逐渐增加，部分路段“桥连着隧，隧连着桥”，这种路段往往是交通安全的关键节点，桥隧的通行能力影响着整个路网体系的交通效益。

/ 桥隧铺装的耐久性问题 /

目前，钢桥面沥青铺装耐久性仍是世界性难题，由于桥隧结构的特殊性，桥隧路面的使用寿命往往低于普通路段路面的使用寿命。桥面铺装质量与铺装环境相关，比如在高温时桥面温度更高，低温时桥面温度更低。相对于路基段，桥面的受力较为复杂，在整个桥面板上，须承受正弯矩和负弯矩作用，为了控制桥面结构受力，桥面铺装沥青层厚度通常会限制在一定范围内，且在沥青铺装施工过程中不便于振动压实施工。此外，由于桥面铺装的下层是刚性的，而上层的沥青混凝土是黏弹塑性的，因此层间的黏结也成为一个关键问题。

对于隧道的沥青层铺装，由于隧道结构较复杂，常在中间层采用水泥混凝土，形成仰拱，增加结构稳定性；在上层采用沥青混凝土铺装。

尽管如此，仍须进一步优化，比如提高隧道路面的抗滑性能，目前，隧道路面抗滑性衰减已成为亟待解决的问题。

我国高速公路桥隧占比高，与国外存在很多不同，尽管目前国内对长寿命路面已经开展了一定研究，但对高桥隧比长寿命路面的研究还处于相对薄弱状态。桥隧比达到70%至80%，意味着大量路面铺装在桥梁上或隧道里，而现有的沥

青路面设计规范、水泥路面设计规范，往往只适用于路基段，对于桥隧段的规范标准完善程度还有待提高。设计人员在进行路面设计时，对于桥隧段往往采用经验设计法，因此，关于桥隧公路沥青路面铺装还有待进一步研究。

/基于反射裂缝的桥面铺装结构优化/

桥面和隧道路面铺装，通常是在混凝土板上

加铺沥青层，其共通之处在于都是刚性路面，而且都是在带缝（如伸缩缝）的路面上加铺沥青层。目前，对于带缝（如伸缩缝）结构的沥青层设计，还没有很成熟的标准和规范。而沥青加铺层主要破坏形式以反射裂缝为主，主要发生在下层结构接缝位置，裂缝从下而上扩展。

传统路面铺装通常基于断裂力学的方法假定裂缝向上扩展，而在此过程中，沥青层断裂面一般包括起裂和开裂两个阶段，即沥青层起裂后形成裂缝，之后再向上扩展，也因此起裂与开裂两个阶段是两种不同的状态，其理论模型也不同。

在起裂阶段，通过多个模型的优选，得出基于应力应变的疲劳寿命预估常规模型。在裂缝扩展的阶段，通常选用Paris公式表征裂纹扩展，该模型已得到了广泛的使用。

引起反射裂缝扩展的因素很多，其中温度和车辆荷载是主要因素，二者对反射裂缝的效应都非常显著。因此，基于温度和荷载耦合的情况，分别提出了不同的防止反射裂缝的措施。目前常见的防止反射裂缝的措施包括加级配碎石垫层、应力吸收层，以及加土工合成材料层。

针对直接加铺沥青层，以及设置级配碎石层、应力吸收层和土工合成材料层的铺装结构，结合理论计算与数值仿真分析，同时考虑起裂寿命和裂缝扩展寿命，分别计算得到沥青铺装层全寿命预估的模型。其中，尤其是在荷载作用下，出现了一次荷载作用会引起两次反射裂缝的效应。

基于此，得出不同加铺结构沥青层的相对寿命，再以直接加铺沥青层作为基准结构，根据系数预估不同防反射裂缝加铺措施中沥青层的反射裂缝寿命。在桥隧路面铺装沥青层分析中，应将反射裂缝纳入桥面耐久性的考虑范围之内。

/ 基于加速加载的隧道铺装优化 /

在隧道路面铺装过程中，不管是否有仰拱，都须加填水泥混凝土层，并在水泥混凝土面板上加铺沥青层，这是目前国内常用的做法。实际上，在前期大量隧道建设中，隧道路表面没有沥青层，仅采用水泥混凝土面层，如今日本很多隧道内的路面仍采用水泥混凝土面层。基于追求舒适性的目的，为降低水泥混凝土路面板的噪音，国内隧道路面逐渐加铺沥青层，但沿用了原有的水泥混凝土板基层。

A600全环境加速加载试验系统

基于加速加载的试验系统，在浙江隧道内开展加速加载试验，选用了四种隧道路面结构方案，包括复合型路面、钢筋混凝土（C40混凝土）基层路面、“C40素混凝土+应力吸收层”路面和柔性路面。通过研究发现，无论从投资成本，还是长期的使用性能方面，复合型路面和柔性路面两种隧道路面结构都更具有优势。

隧道内温度状况和荷载状况并不比常规路段恶劣，因此，车辙问题并不显著。但隧道内路面受水的影响较大，这导致隧道路面水损害和抗滑问题严重。因此，在未来研究中，希望能够对现有隧道路面进行结构优化，同时保证长期的使用性能。

/对高桥隧比公路沥青铺装的思考/

水的影响

在路面设计中往往低估了水的影响，特别是桥面中水的影响。由于桥面的施工压实难度大，在贴缝（如伸缩缝）的地方，水不可避免地会进入结构层，进而严重影响路面状况，且实验表明，有水状态下，沥青混合料疲劳寿命较无水状态小70%至80%。因此，对于桥面与隧道面而言，防水黏结层是关键。大量的混凝土桥面，包括隧道的水泥混凝土、桥面上的沥青层铺装，路面的损坏、病害大部分都与层间黏结有关。目前常通过拉拔实验或者抗碱实验评价层间的黏结强度，但这种方法并不一定合适。实验表明，在水泥混凝土路面上铺设沥青加铺层时，对比不同层间界面的黏结方式，结果显示，聚酯玻纤布黏结性能最好。最初其黏结强度并不存在优势，但经过水中浸泡，通过抗碱强度实验，发现该材料抗碱强度的水稳定性比较好，水敏感性较低。

在实际应用中，桥面的排水非常容易出问题，良好的排水状况可使路面带缝（如伸缩缝）工作。设置足够的、良好的排水系统，对桥面沥青层的铺装质量将产生显著效果。

质量的控制

无论是长寿命路面，还是高桥隧比路面的沥青铺装层，质量的控制都是非常关键的。目前，我国的长寿命路面研究已经铺设了很多试验路，累积了一定的理论研究基础，但如果没有良好的施工品质做保障，所有的设计方法，都将毫无意义。高速公路路面从一开始的材料到结构，再从设计到施工，是一个串联系统。对一个串联系统而言，其中任何一个环节的失败，都将导致整个系统的崩溃。