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一､高速公路沥青路面的结构形式与惯用的设计理论
(一)沥青路面的常用结构形式
高速公路路面的形式主要是以半刚性基层､沥青混凝土面层为主，其中:
1. 底基层:大多采用石灰土､二灰稳定土､水泥稳定级配沙砾等。
2. 基层:大多采用二灰稳定级配碎石､水泥稳定级配碎石等。
3. 面层大多分为三层:(1)下面层为粗粒式，厚度为6-8厘米;(2)中面层为中粒式AC-20(25)，厚度为5-6厘米;(3)上面层结构差别较大，有AC-16､AC-20､AK-13､AK-16､SMA､SAC､SBS等结构，厚度为4-5厘米。
(二)沥青路面结构设计的理论基础
在做结构设计时，大多采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值作为路面整体刚度的设计指标计算路面结构厚度，并对沥青混凝土面层和半刚性材料的上基层､下基层进行层底拉应力度验算。
二､高速公路沥青路面出现的早期破坏类型
高速公路沥青路面的设计使用寿命一般为15年，如果通车1-3年或在缺陷责任期内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。通过调查研究发现，高速公路沥青路面发生的早期破坏类型可归纳如下几种情况:
1. 水损坏:表现为面层松散､剥落､坑槽等。
2. 横向裂缝:可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝。荷载性裂缝主要是由于设计不当､施工质量控制不严或使用不当，致使沥青路面结构层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生;非荷载性裂缝大多是由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩引起。
3. 纵向裂缝:大多发生在路基半填半挖处或路面加宽处，主要是由于路基的不均匀沉降造成。
4. 网裂:其初始形态是沿轮迹出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向自由连接，形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍。
5. 车辙:路面在行车荷载重复作用下产生的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差。主要是由于沥青混合料级配设计不合理､稳定性差，或基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和竖向剪切位移引起。另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
6. 波浪:主要是因路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用而在表面形成的波浪形状。在纵坡段或由于高温的原因易引发这种病害。
7. 松散:主要是因采用的沥青粘结力差､沥青用量偏少､所用矿料过湿､嵌缝料不合格等原因引起的“油､料分离现象”。
8. 坑槽:是龟裂和松散等其它病害进一步发展的结果。主要是因为面层网裂后不及时养护或基层强度不足而形成。
9. 沉陷:主要因路基压实度不足和路基原地面不稳定引起，特别是在一些高填方和半填半挖路段以及构造物两端易出现。
10. 唧浆:多发生在北方地区的挖方或填挖交界路段，主要是因路基排水不合理，造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。
11. 剥落:因沥青混合料中使用了中性或酸性石料，而造成集料与沥青之间的粘附力不足。在行车荷的重复作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而发展成为坑槽､松散等病害。
12. 泛油:因沥青混合料中沥青含量过多､空隙率较小､高温稳定性差而引起的“冒油”现象。
三､高速公路沥青路面早期破坏的原因分析
(一)超载运输
随着我国经济的迅速发展，高速公路的货车交通量增长非常快。从各省高速公路运营情况的介绍来看，超载车辆不仅数量多，单车超载也达到了令人咋舌的程度。根据山东省交通部门对京沪高速公路各路段的调查，交通流中货车约占65%，货车中超载的比例约占80%，超载车辆约占总交通量的52%。其它省份的高速公路上超载车辆也接近甚至超过这个比例。沪宁高速公路上曾查获过额定装载10吨的货车实际载货达67吨之重。可以说，众多的超载车辆是造成路面早期破坏的主要原因。
(二)气候因素
高速公路路面直接暴露在空气中，受气候因素的影响较大。如山东省2002年遭遇50年来强热气候，38-40.5℃高温时间持续了7-10天，造成数条高速公路出现了车辙和推移现象。
(三)路面结构设计方面
1.现行设计规范中可供选择的结构形式过于单一，且级配范围较宽，致使各种结构形式都具有很明显的优缺点，很难找到即具有良好的密水性，又具有很好的骨架性和抗滑性的结构形式。
2.高速公路路面大多采用半刚性基础层的结构。这种结构虽然相对省钱，但是用在高速公路上却有很多弊病。半刚性基层容易开裂，在面层形成反射裂纹。当路面进水后，因为基层强度很高，很致密，水很难通过基层排出，容易引发沥青路面水损坏。
3.设计时只将弯沉值作为设计依据，未将路基路面作为整体进行综合设计。
(四)公路设计规范和标准的执行方面
我国高速公路建设正处在一个快速发展时期，但相关设计标准和规范仍停留在多年前的水平。设计规范规定的设计车辆荷载与实际车辆荷载不相符，按照规范设计的沥青混凝土路面难以适应当前的交通状况。
(五)施工因素的影响
1.原材料的控制:我国各省高速公路建设部门非常注重沥青的选择，大部分选用优质进口沥青，上面层采用改性沥青。但有些高速公路建设部门为了确保沥青的质量，在进行招标时将指标值定得过高，以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要，在沥青中加入某种成份以提高指标值，严重影响了沥青路面的寿命。除此之外，砂石料质量的参差不齐也造成了高速公路建设质量的下降。
2.施工配合比的控制:在实际生产中，许多地方多年来形成了一種习惯，那就是严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往不到设计要求，有的甚至出现较大偏差，出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。
3.混合料的拌和､摊铺和压实:沥青混凝土路面质量的好坏很大程度上取决于混合料的拌和､摊铺和压实，在沥青路面早期破坏现象中，几乎都能找到与之有关的因素。
高速公路使用的拌和设备应配有先进的电脑控制系统，拌和过程中可以逐盘打印各个料仓的材料温度､矿料用量､沥青用量等数据指标，利用它准确控制拌和过程中的计量及温度等参数，确保生产配合比的正确性。目前大部分拌和机均能满足此要求，但关键是强化监督。
摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。碾压过程应遵循少量喷水､保持高温､梯形迭进的原则。但有的施工和监理单位片面追求平整度，进行低温碾压，忽视压实标准。结果往往易造成路面空隙率过大，压实度不足，使路面渗水，导致早期破坏，这在近年个别项目中已有深刻的教训。
4.路基施工缺陷的影响:有些高速公路的早期破坏与路基施工质量有直接关系，特别是在软土地区。软土地基不稳定､地基换填或挤淤处理不彻底､路基填筑压实度不足､路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。究其原因，大部分与施工工期短､投资节省､质量把关不严､盲目加快进度有关。
5.桥梁施工缺陷的影响:由于桥梁施工质量控制不足的影响，桥面沥青路面也时常发生早期破坏。通常发生在那些预拱度设置不合理造成桥面沥青面层厚度达不到设计要求､简支梁桥伸缩缝施工质量差的桥梁结构上。由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁的整体刚度和局部刚度控制，与一般路基上路面变形状态不同，使得沥青面层往往受到剪切破坏。而且一旦有病害发生，便迅速扩展到全桥，很难局部修复。京沪高速公路某路段的两座特大桥的桥面铺装便是由于此原因通车两年便全部破损，无法正常使用，不得不在二○○三年进行大修。另外，由于桥头台背回填不密实发生的不均匀沉降，也是造成桥头两端沥青路面早期破坏的原因之一。
(六)养护与管理
路面早期养护不及时､措施不完善也是高速公路沥青路面产生早期破坏的原因。
(七)科研方面
我国的高速公路在短短的十几年就走完了西方国家几十年走过的道路，相应的科研､实验工作并未跟上。
(八)管理问题
近几年，高速公路发展的非常快，但因为相关法律法规不健全，相关管理部门时有违规现象，催生了高速公路的“早产儿和畸形儿”，为高速路面的早期破坏提供了“合法的产床”。
1.建设市场准入把关不严，造成个别不合要求的设计､施工､监理单位进入高速公路建设市场，给高速公路的质量控制埋下隐患。
2.个别业主违反客观规律，压缩合同工期，造成一些技术问题处理不到位。有的地方业主为了搞“形象工程”､“政绩工程”和“献礼工程”，不切实际地提前工期，使得施工､监理单位很难按照施工规范进行施工质量控制。
3.交通事故､车辆维修不当及其他外力引起的路面破坏。
四､结束语
造成高速公路发生早期破坏的原因是多方面的，既有共性的，又有个性的。超载运输是罪魁祸首，但其他因素也不能忽视。我们不能简单地归结为某一具体原因。彻底消除高速公路沥青路面早期破坏仍是一个艰难和复杂的过程，还需要各相关单位的共同努力。
(一)沥青路面的常用结构形式
高速公路路面的形式主要是以半刚性基层､沥青混凝土面层为主，其中:
1. 底基层:大多采用石灰土､二灰稳定土､水泥稳定级配沙砾等。
2. 基层:大多采用二灰稳定级配碎石､水泥稳定级配碎石等。
3. 面层大多分为三层:(1)下面层为粗粒式，厚度为6-8厘米;(2)中面层为中粒式AC-20(25)，厚度为5-6厘米;(3)上面层结构差别较大，有AC-16､AC-20､AK-13､AK-16､SMA､SAC､SBS等结构，厚度为4-5厘米。
(二)沥青路面结构设计的理论基础
在做结构设计时，大多采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值作为路面整体刚度的设计指标计算路面结构厚度，并对沥青混凝土面层和半刚性材料的上基层､下基层进行层底拉应力度验算。
二､高速公路沥青路面出现的早期破坏类型
高速公路沥青路面的设计使用寿命一般为15年，如果通车1-3年或在缺陷责任期内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。通过调查研究发现，高速公路沥青路面发生的早期破坏类型可归纳如下几种情况:
1. 水损坏:表现为面层松散､剥落､坑槽等。
2. 横向裂缝:可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝。荷载性裂缝主要是由于设计不当､施工质量控制不严或使用不当，致使沥青路面结构层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生;非荷载性裂缝大多是由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩引起。
3. 纵向裂缝:大多发生在路基半填半挖处或路面加宽处，主要是由于路基的不均匀沉降造成。
4. 网裂:其初始形态是沿轮迹出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向自由连接，形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍。
5. 车辙:路面在行车荷载重复作用下产生的带状凹槽，表现为沿行车带出现横向高差。主要是由于沥青混合料级配设计不合理､稳定性差，或基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和竖向剪切位移引起。另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
6. 波浪:主要是因路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用而在表面形成的波浪形状。在纵坡段或由于高温的原因易引发这种病害。
7. 松散:主要是因采用的沥青粘结力差､沥青用量偏少､所用矿料过湿､嵌缝料不合格等原因引起的“油､料分离现象”。
8. 坑槽:是龟裂和松散等其它病害进一步发展的结果。主要是因为面层网裂后不及时养护或基层强度不足而形成。
9. 沉陷:主要因路基压实度不足和路基原地面不稳定引起，特别是在一些高填方和半填半挖路段以及构造物两端易出现。
10. 唧浆:多发生在北方地区的挖方或填挖交界路段，主要是因路基排水不合理，造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。
11. 剥落:因沥青混合料中使用了中性或酸性石料，而造成集料与沥青之间的粘附力不足。在行车荷的重复作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而发展成为坑槽､松散等病害。
12. 泛油:因沥青混合料中沥青含量过多､空隙率较小､高温稳定性差而引起的“冒油”现象。
三､高速公路沥青路面早期破坏的原因分析
(一)超载运输
随着我国经济的迅速发展，高速公路的货车交通量增长非常快。从各省高速公路运营情况的介绍来看，超载车辆不仅数量多，单车超载也达到了令人咋舌的程度。根据山东省交通部门对京沪高速公路各路段的调查，交通流中货车约占65%，货车中超载的比例约占80%，超载车辆约占总交通量的52%。其它省份的高速公路上超载车辆也接近甚至超过这个比例。沪宁高速公路上曾查获过额定装载10吨的货车实际载货达67吨之重。可以说，众多的超载车辆是造成路面早期破坏的主要原因。
(二)气候因素
高速公路路面直接暴露在空气中，受气候因素的影响较大。如山东省2002年遭遇50年来强热气候，38-40.5℃高温时间持续了7-10天，造成数条高速公路出现了车辙和推移现象。
(三)路面结构设计方面
1.现行设计规范中可供选择的结构形式过于单一，且级配范围较宽，致使各种结构形式都具有很明显的优缺点，很难找到即具有良好的密水性，又具有很好的骨架性和抗滑性的结构形式。
2.高速公路路面大多采用半刚性基础层的结构。这种结构虽然相对省钱，但是用在高速公路上却有很多弊病。半刚性基层容易开裂，在面层形成反射裂纹。当路面进水后，因为基层强度很高，很致密，水很难通过基层排出，容易引发沥青路面水损坏。
3.设计时只将弯沉值作为设计依据，未将路基路面作为整体进行综合设计。
(四)公路设计规范和标准的执行方面
我国高速公路建设正处在一个快速发展时期，但相关设计标准和规范仍停留在多年前的水平。设计规范规定的设计车辆荷载与实际车辆荷载不相符，按照规范设计的沥青混凝土路面难以适应当前的交通状况。
(五)施工因素的影响
1.原材料的控制:我国各省高速公路建设部门非常注重沥青的选择，大部分选用优质进口沥青，上面层采用改性沥青。但有些高速公路建设部门为了确保沥青的质量，在进行招标时将指标值定得过高，以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要，在沥青中加入某种成份以提高指标值，严重影响了沥青路面的寿命。除此之外，砂石料质量的参差不齐也造成了高速公路建设质量的下降。
2.施工配合比的控制:在实际生产中，许多地方多年来形成了一種习惯，那就是严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往不到设计要求，有的甚至出现较大偏差，出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况，其原因就在于骨料的吸水性上。
3.混合料的拌和､摊铺和压实:沥青混凝土路面质量的好坏很大程度上取决于混合料的拌和､摊铺和压实，在沥青路面早期破坏现象中，几乎都能找到与之有关的因素。
高速公路使用的拌和设备应配有先进的电脑控制系统，拌和过程中可以逐盘打印各个料仓的材料温度､矿料用量､沥青用量等数据指标，利用它准确控制拌和过程中的计量及温度等参数，确保生产配合比的正确性。目前大部分拌和机均能满足此要求，但关键是强化监督。
摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。碾压过程应遵循少量喷水､保持高温､梯形迭进的原则。但有的施工和监理单位片面追求平整度，进行低温碾压，忽视压实标准。结果往往易造成路面空隙率过大，压实度不足，使路面渗水，导致早期破坏，这在近年个别项目中已有深刻的教训。
4.路基施工缺陷的影响:有些高速公路的早期破坏与路基施工质量有直接关系，特别是在软土地区。软土地基不稳定､地基换填或挤淤处理不彻底､路基填筑压实度不足､路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。究其原因，大部分与施工工期短､投资节省､质量把关不严､盲目加快进度有关。
5.桥梁施工缺陷的影响:由于桥梁施工质量控制不足的影响，桥面沥青路面也时常发生早期破坏。通常发生在那些预拱度设置不合理造成桥面沥青面层厚度达不到设计要求､简支梁桥伸缩缝施工质量差的桥梁结构上。由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁的整体刚度和局部刚度控制，与一般路基上路面变形状态不同，使得沥青面层往往受到剪切破坏。而且一旦有病害发生，便迅速扩展到全桥，很难局部修复。京沪高速公路某路段的两座特大桥的桥面铺装便是由于此原因通车两年便全部破损，无法正常使用，不得不在二○○三年进行大修。另外，由于桥头台背回填不密实发生的不均匀沉降，也是造成桥头两端沥青路面早期破坏的原因之一。
(六)养护与管理
路面早期养护不及时､措施不完善也是高速公路沥青路面产生早期破坏的原因。
(七)科研方面
我国的高速公路在短短的十几年就走完了西方国家几十年走过的道路，相应的科研､实验工作并未跟上。
(八)管理问题
近几年，高速公路发展的非常快，但因为相关法律法规不健全，相关管理部门时有违规现象，催生了高速公路的“早产儿和畸形儿”，为高速路面的早期破坏提供了“合法的产床”。
1.建设市场准入把关不严，造成个别不合要求的设计､施工､监理单位进入高速公路建设市场，给高速公路的质量控制埋下隐患。
2.个别业主违反客观规律，压缩合同工期，造成一些技术问题处理不到位。有的地方业主为了搞“形象工程”､“政绩工程”和“献礼工程”，不切实际地提前工期，使得施工､监理单位很难按照施工规范进行施工质量控制。
3.交通事故､车辆维修不当及其他外力引起的路面破坏。
四､结束语
造成高速公路发生早期破坏的原因是多方面的，既有共性的，又有个性的。超载运输是罪魁祸首，但其他因素也不能忽视。我们不能简单地归结为某一具体原因。彻底消除高速公路沥青路面早期破坏仍是一个艰难和复杂的过程，还需要各相关单位的共同努力。