2004年以前，江苏省的高速公路多以半刚性基层为主，结构形式比较单一，而且随着交通量的增大，采用半刚性基层或底基层的路面逐渐显现出缺点，以反射裂缝为主的病害使路面结构产生了松散和车辙等缺陷。为了延长路面的使用寿命，设计更适合于江苏省高速公路的路面典型结构形式，2004年以后，江苏省有关部门逐渐加大了对高速公路沥青路面的长期性能观测。为了使试验路段的成果更好地指导工程实践，江苏省在有关高速公路沥青路面结构设计时采用典型柔性基层结构，并和半刚性基层路面结构形式在使用过程中的性能进行对比分析，着重以弯沉、路面破损、车辙等指标进行衡量，进而提出适合于江苏省高速公路的典型路面结构形式中国沥青网sinoasphalt.com。

观测方式和方法

观测方式

该次长期观测的试验段与对比段选择，主要体现出江苏省高速公路的典型病害形式，即裂缝和车辙，同时检测数据要易于采集。在进行数据采集时，不仅要全面地采集基础性数据，还应采集外部环境数据。因此，该文主要对沪宁、沿江和镇溧共3条典型高速公路分别使用柔性基层和半刚性基层沥青路面的弯沉、路面的破损状况和车辙等路用性能进行评价，通过观测数据分析柔性基层和半刚性基层在江苏省各地区的适应性，并以此方式为突破口探究更加新颖的适合江苏地区的路面结构形式。

观测方法

弯沉观测采用落锤式弯沉仪，进行单点最大弯沉测试，并利用FWD通过模量反算得到各层结构强度信息。按照50m一个点，超过1km的试验段选取1km进行测试。路面破损状况观测采用道路状况智能检测车与人工调查相结合的方式。

路面破损状况观测频率为行车道和超车道每年一次。对于小于2km的试验路段，对全段进行病害观测，对于超过2km的试验路段选取2km进行观测，对于相邻对比路段选取1km进行对比观测。

路面车辙观测采用丹麦产车载式激光断面仪，每10m输出一组路面车辙数值。最后对这些数据进行处理，分析柔性基层和半刚性基层在江苏省地区的适应性，并以此方式为突破口探究更加新颖的适合江苏地区的路面结构形式。

长期性能观测与分析

该次观测的典型路段分布在沪宁、沿江和镇溧高速公路上。

弯沉观测结果与分析

通过对3条高速公路2010-2014年连续5年进行弯沉观测。

表明：

(1)沿江、沪宁和镇溧高速公路试验路段柔性基层和相邻半刚性基层的代表弯沉均随着观测年限的增长而增大。

(2)柔性基层的代表弯沉数值要大于半刚性基层，截至2014年，沿江、沪宁、镇溧高速公路柔性基层代表弯沉分别为12.1、14.9、11.86，总体而言现阶段各柔性基层路段路面结构强度状况能够满足使用要求。

(3)对同一条高速公路而言，虽然柔性基层和相对应的半刚性基层相比弯沉要大，但其弯沉随时间的增长变化率却要小于半刚性基层。就沿江高速公路而言，柔性基层的弯沉增长率为40%，半刚性基层的弯沉增长率为163%；沪宁高速公路柔性基层的弯沉增长率为49%，半刚性基层的弯沉增长率为179%；镇溧高速公路柔性基层的弯沉增长率为21%，半刚性基层的弯沉增长率为120%。

(4)综合来看，沪宁高速公路的弯沉较其他两条高速公路的弯沉要大，其中柔性基层的弯沉增长率分别是沿江和镇溧高速公路的1.1和1.4倍，半刚性基层的弯沉增长率分别是沿江和镇溧高速公路的1.2和2.3倍，从路面长期使用耐久性的综合效果来看，柔性基层比半刚性基层具备更好的耐久性。

路面破损状况观测结果与分析

通过对3条高速公路2010-2014年连续5年进行路面破损状况观测，发现江苏省的高速公路路面破损以裂缝为主，其中横向裂缝更为突出。

表明：

(1)3条高速公路无论是柔性基层还是半刚性基层，其路面破损率均随着观测年限的延长而增大，到观测年2014年为止均能满足当前的路用使用性能。

(2)对同一条高速公路而言，柔性基层的路面破损率要小于相邻对比段半刚性基层，并且柔性基层的路面破损率随观测年限的增长率要小于相邻对比段半刚性基层。就沿江高速公路而言，半刚性基层的破损增长率为柔性基层的1.1倍；沪宁高速公路半刚性基层的破损增长率为柔性基层的1.34倍；镇溧高速公路半刚性基层的路面破损增长率为柔性基层的1.16倍。

(3)综合来看，沪宁高速公路的路面破损较其他两条高速公路要大。主要是因为从材料特性角度来讲，半刚性基层是一种脆性材料，细微裂缝会在行车载荷的作用下逐渐扩展直至出现路面破损到最后的结构性破坏。柔性基层是一种粘弹性材料，细微裂缝会在适当的行车载荷作用下具有一定程度的自愈合功能。

(4)相对于沪宁和沿江高速公路，镇溧高速公路由于交通量相对较小、通车时间短，因此现阶段柔性基层与半刚性基层路段暂未表现出明显的差异，其路面的破损较少，但也呈现出逐年递增的趋势。

路面车辙观测结果与分析

通过对3条高速公路2010-2014年连续5年路面进行车辙观测。表明：

(1)3条高速公路无论是柔性基层还是半刚性基层，其路面车辙深度均随观测年限的延长而增大，对同一条高速公路而言，虽然柔性基层和相对应的半刚性基层相比车辙深度要大，但其车辙深度随时间的增长率却和半刚性基层基本相当。

(2)沿江高速公路柔性基层的车辙深度增长率为12.89%，半刚性基层的车辙深度增长率为13.03%；沪宁高速公路柔性基层的车辙增长率为15.43%，半刚性基层的车辙深度增长率为15.46%；镇溧高速公路柔性基层的车辙深度增长率为11.30%，半刚性基层的车辙深度增长率为11.50%。从曲线的发展趋势来看，2010-2012年车辙深度的增长速度较快。车辙的产生不仅与行车载荷有很大的关系，而且与路面结构层也有很大的关系。已有研究证明路面车辙主要是由中面层及以下层位的变形产生的，而且也与面层的厚度有关，但当面层的厚度大于18cm以后，车辙的产生与厚度的相关性不明显。

长期经济效益分析

从经济角度来讲，公路建设的成本投资不仅包括初期建设投资还有后期养护维修投资。虽然柔性基层高速公路的初期投资建设费用要比半刚性基层高，但从后期的养护费用来看，柔性基层的破坏模式属于功能性破坏，可根据后期交通条件和外部环境灵活地变化结构层材料来改变整体功能效果，而半刚性基层的破坏模式属于结构式破坏，对公路建设是毁灭性的，所以后期的养护费用较柔性基层多很多。综合考虑全寿命成本效益可知，采用柔性基层结构路面有更好的经济性和合理性。

结论

通过对同一条高速公路柔性基层和半刚性基层路面弯沉长期性能观测，得出以下结论：

(1)柔性基层比半刚性基层的路面初期弯沉要大得多，但在同等条件下柔性基层路面弯沉增长率却比半刚性基层小，从耐久性的角度分析，柔性基层优于半刚性基层材料。

(2)柔性基层的路面破损率和破损增长率均小于相邻对比段半刚性基层。柔性基层材料的路面裂缝主要以疲劳裂缝为主，属于功能性破坏，半刚性基层材料路面的裂缝主要以反射裂纹为主，属于结构性破坏。

(3)柔性基层比半刚性基层的路面车辙深度要大得多，但在同等条件下车辙深度随时间的增长变化率和半刚性基层基本相当。

(4)综合半刚性基层和柔性基层的长期路面性能、破坏模式和经济性，得到柔性基层高速公路沥青路面更适合于江苏省的公路工程建设。