山东永久性路面秘密 路下铺设众多传感器及检测设备

每年总有些要翻修的公路，即使刚建成不久，也会修来修去。那么，为什么不造一条“长寿路”呢？事实上，长深高速滨州段就这样做了，建设了“永久性路面”，自2005年通车后，每天约有1万车次从这里经过，但路面依旧如新，更没有修过，这里面究竟藏着什么秘诀呢？

美国沥青路面协会(APA)对永久性或者长寿命沥青路面的定义是指设计年限达50年的沥青路面。在设计年限内无结构性修复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行周期性的修复。长深高速滨州段高速便是一条“永久性路面”的试验路面，看上去与普通路面没什么区别，但为什么自通车后的六年里就没有修过呢？原来它的玄机都藏在路下。

为了对比哪种路面结构更适合中国，这段仅有5000米的试验路面有5种路面结构，其中有4段路面被称为“永久性路面”或者“长寿命沥青路面”。永久性路面理论诞生于美国，不过由于国外交通压力不像中国这么大，很多年只停留在理论和实验室阶段。然而在中国山东，这一理论却开花结果，取得了前所未有的成功。

“永久性路面”只是个简称，课题全称为“永久性沥青路面结构设计理论与方法、关键技术及工程应用”，参与课题的中外人员有四五十人，由山东省交通厅组织山东省交通厅公路局、山东省交通科学研究所、山东省滨州市公路局、山东公路(集团)公司等单位和美国国家沥青研究中心(NCAT)、美国联邦公路局、美国印第安纳州交通部、美国海瑞集团公司合作完成。

这条高速公路上每一个红点下面都有一个传感器，黑色的是轴传感器，黄色的是数据线。在马路上一个Z字图形，在Z字图形旁边的马路护栏外，还有一个水泥混凝土的小房子。这就是一个采集箱，里面安装有数据采集仪器。

现在的高速公路都是沥青路面，不像桥梁、大坝等，可以比较准确地计算出受力状态。沥青本身有黏性、弹性和塑性，每个季节的特点不完全一样，再加上水的作用，要准确判断它在路面的受力状况是非常困难的事情。5000米的路面做了5种结构，当时参与课题的美国方面提了3种结构，沥青层都比较厚，造价也比较高。中国根据国内实际提了一种结构，还有一种高速路的常规结构，然后将5种结构依次铺上，每种结构从600米到1000米不等。

这个项目的最大意义在于能用数据将路面下的各种受力情况表现出来。路面结构疲劳损伤取决于沥青层底拉应变和路基压应变，影响因素主要有交通荷载、路面温度、路面厚度、材料性质。

为了掌握这些情况，实验人员在5000米的高速公路下方30厘米以下安装了沥青应变计、土压力计、温度计、轴位置测量仪等检测仪器。在高速路旁边还安装了气象站，获知实时的大气温度等相关数据。沥青温度很高，稍有不慎就可能损坏仪器设备。光埋在地下的传感器等设备，投入就是很大的。国内常规的检测没法很准确地检测出来，因为沥青路面的特殊性，需要将环境的工作状态和路的状态建立起关系来。沥青应变计每个检测点是12个，5种结构共有60个。仪器的成活率很高，达到90%以上。为了计算分析课题组建立了典型重载交通道路的轴载谱、气象管理系统、路面温度场和动态力学响应实测数据等7个数据库，数据量达100万组以上，整个数据都是公开的，全世界共享。