1 耐久性路面的内涵

1960年，路面性能的概念首次被提出，并被定义为“路面服务能力的演变历程”，按此定义提出了现时服务能力指数(present serviceability index; PSl)这一路面性能指标。在随后较长的时间里，路面性能就指路面的服务能力。1987年，美国将“基于性能”作为其战略公路研究计划(strategic highway research program; SHRP)的主要研究思想以后，路面性能概念的外延被不断扩大，包含路面行驶质量、损坏状况、结构的力学响应、行驶安全性以及路面材料的疲劳、变形、开裂和老化特性等各方面，成为一个泛指路面和材料各种技术行为的术语。为了规范路面性能的技术含义，在1992年路面性能被重新定义为“路面为道路使用者提供的服务的变化趋势”。

耐久性路面是指可以长时间保持良好服役性能的路面，主要体现在结构和材料两个方面。前者主要指结构的耐疲劳性能和抗损坏性能，即结构性能耐久;后者比较复杂，包括材料的耐疲劳、耐老化、耐水损坏等多种特性，即材料性能耐久。除荷载因素外，影响路面耐久性的主要因素包括温度、降雨、辐射、紫外线强度等外界因素，还包括沥青性能、空隙率大小等内部因素。在外界因素中，温度和湿度(降雨)对路面性能的影响最为严重。路面体系的温度和湿度状况随周围温度和湿度的变化而变化，从而使路面材料的力学性质和结构强度发生变化。温度和湿度条件对路基路面材料物理状态的改变，使路面结构即使没有受到行车荷载的作用也会逐渐损坏，在车辆荷载的叠加作用下，路面损坏更为迅速。而周期性的辐射变化会进一步改变路面温度，使路面结构强度发生变化。除此之外，紫外线会加速沥青路面老化，使沥青混合料硬度和脆性增大，在车辆荷载的作用下更易开裂，耐久性变差。在内部因素中，沥青质量和性能直接决定了沥青路面材料的各个性能，从而影响沥青路面的耐久性。因此，越来越多的改性沥青被投入生产和使用中，以提升路面的使用性能。空隙率的大小会影响路面结构的稳定性，包括低温抗裂性和高温稳定性，以及耐久性，包括沥青老化性能和抗水剥离性能。因此，在进行沥青混合料配合比设计时，通常以空隙率为主要的体积设计指标来确定矿料级配和沥青用量，从而保证路面的耐久性。

此外，路面的耐久性还要通过精心的结构设计和材料设计来保证。较弱的结构和材料设计，使得路面在使用较短时间后就需要维修，这不仅增加了工程费用，而且对正常交通造成严重影响，交通延误导致用户费用增加已经是不可忽视的重要问题;而太强的结构和材料设计，则造成初期工程费用过高。合理确定结构的使用年限和结构、材料设计方案，对平衡性能和费用至关重要。具体分析时，可以采用全寿命费用分析法，进行全面的考虑和科学的论证，在此基础上做出合理的决策。

2 耐久性路面发展的重点方向

（1）长寿命路面设计理论和方法

长寿命路面设计理论和方法的创新发展是基于提升道路工程的性能和延长其使用寿命的目标。传统的路面设计往往依赖于经验规则和简化的计算模型，无法全面预测复杂实际环境中路面的响应。因此，研究人员正通过整合最新的科技成果和创新材料，重新定义路面设计标准。例如，使用高模量沥青混合料、纤维增强材料和多层复合结构设计，可以显著增加路面的结构强度和抗疲劳性能。在此基础上，通过引入智能传感技术和实时数据监控系统，可以实时评估路面状况，及时调整维护计划。这种方法不仅提升了路面设计的科学性和精确性，还有助于实现预测性维护，降低长期运营成本。在未来，我们可以预见更多基于人工智能和机器学习的设计工具被开发出来，这些工具将能够处理大规模数据，从而优化路面设计的每一个方面，包括材料选择、结构配置和维护策略，以适应不断变化的交通需求和环境条件，推动道路建设向更高效、更可持续的方向发展。

（2）推进长寿命沥青路面建造技术

推动长寿命沥青路面建造技术的广泛应用是当前道路建设领域的一个重要趋势。随着交通量的增加和载重需求的提升，传统沥青路面常常面临过早破损和频繁维修的问题。为了解决这些问题，科研人员正利用改性沥青和优化的施工技术来提高路面的耐久性和性能。改性沥青通过加入聚合物如SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）或天然橡胶，改善了沥青的粘弹性，使其在低温时不易脆裂，在高温时不易流变。此外，通过应用温度控制摊铺技术和智能碾压系统，施工质量得到了极大的提升。这些系统可以精确控制沥青的摊铺厚度和碾压压实度，确保每一层材料都达到最佳的密实度和均匀性。展望未来，随着材料科学的进一步发展和施工技术的创新，长寿命沥青路面将更广泛应用于各类交通基础设施中，从高速公路到市政道路，都能从中受益，从而显著降低维护成本和提高交通效率。

（3）改性沥青质量核心技术

改性沥青技术的核心在于通过研究和应用高效的改性剂，提升沥青的整体性能，以满足现代道路交通的高标准要求。改性沥青的开发不仅关注提高其机械性能，如增强抗裂性、抗变形能力，还涉及其环境适应性，如改善抗氧化和抗紫外线能力。通过添加各种聚合物改性剂和使用新型生产工艺，改性沥青可以在极端气候条件下保持良好的性能，减少路面的损耗和维修频率。例如，使用生胶改性沥青可以显著提高路面的弹性和抗疲劳裂纹的能力，适用于重交通和高温地区。研究人员还在探索更环保的改性剂，如生物基材料和回收材料，以减少路面建设和维护对环境的影响。未来，随着更多创新改性剂的开发和改性技术的优化，改性沥青将在提高道路质量和延长使用寿命方面发挥更大的作用，同时也将促进可持续发展和绿色建筑的实践。

（4）基于红外光谱技术的沥青材料质量管控

基于红外光谱技术的沥青材料质量管控技术，是一种利用红外光谱分析来实时监控和评估沥青材料性质的先进方法。这种技术可以精确识别沥青中的化学成分变化，有效监测其老化程度和兼容性问题。在沥青生产和施工过程中，通过红外光谱分析可以即时发现质量问题，如沥青和改性剂的不匹配或沥青混合料中添加剂的不均匀分布，从而及时调整生产配方或施工工艺，保证路面材料的一致性和性能稳定性。此技术的应用对于提升道路工程的整体质量和延长其使用寿命至关重要，因为它可以在施工初期防止潜在的道路故障，减少未来的维修需求。随着红外光谱技术的不断发展和成本的降低，预计将在更多的道路建设项目中得到应用，特别是在大型或技术要求较高的项目中，这种技术将成为确保材料质量和施工质量的关键工具。

（5）智能化沥青路面摊铺碾压设备群组应用

智能化沥青路面摊铺碾压设备的群组应用是道路建设领域的一项革新举措，它通过集成自动化技术和网络系统，极大提升了路面施工的精度和效率。这些智能设备通过实时数据收集和分析，能够自动调整施工参数，如摊铺速度、压实厚度和温度，确保每一道工序都达到最优化标准。例如，智能摊铺机可以根据实时监测到的路面温度和材料流动性，自动调节摊铺速度和材料供应量，而智能碾压机则能够根据路面密实度反馈，调整碾压压力和速度，从而实现均匀密实的路面。这些技术的应用不仅提高了道路施工的工作效率，还显著降低了人为错误的可能性，提升了路面的整体质量和性能。未来，随着人工智能和物联网技术的进一步集成，智能化摊铺碾压设备将实现更高程度的自动化和协同工作，进一步推动道路建设的现代化，为实现更高效、更可持续的交通基础设施建设目标提供强大的技术支撑。