英國在20世紀(jì)50年代初期修筑了多條設(shè)計壽命為20年的試驗路，在分析這些試驗路的路面性能基礎(chǔ)上，根據(jù)Powell等人的設(shè)計理論提出目前的瀝青路面設(shè)計方法。Powell的理論主張道路使用20年后，通過對原路面補(bǔ)強(qiáng)來實現(xiàn)40年的設(shè)計壽命。詳細(xì)的40年費(fèi)用效益分析(包括建設(shè)經(jīng)費(fèi)、結(jié)構(gòu)性維修引起的交通延誤費(fèi)用和其他費(fèi)用)，表明這種設(shè)計方法非常經(jīng)濟(jì)。
最近研究表明，在重交通道路上，設(shè)計使用壽命40年的道路，因為不需進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，減少了道路維修和因維修而帶來的交通延遲，從而大大提高了其費(fèi)用效果。因此，公路署、英國建設(shè)材料協(xié)會和瀝青協(xié)會委托TRL集成最新的路面使用信息，對現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計理論加以評述，以期獲得不需要結(jié)構(gòu)性維修而使用期至少長達(dá)50年的道路——長壽命道路，主要評述、分析結(jié)果如下。
(1)車轍
對厚瀝青面層道路，當(dāng)瀝青面層厚為180～360mm時，車轍率與面層厚度無明顯關(guān)系，車轍的大部分主要發(fā)生在瀝青層表面，此時的車轍不表示道路的整體結(jié)構(gòu)不足。進(jìn)一步罩面設(shè)計能保證基層結(jié)構(gòu)良好，即便下層較弱，若AC厚度足夠大，一般不會發(fā)生結(jié)構(gòu)性變形。
(2)疲勞
在更厚的重交通路面上進(jìn)行的調(diào)查，在主要的結(jié)構(gòu)層上也沒有檢測到任何疲勞開裂或疲勞損壞。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析表明，90％多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不同引起的，瀝青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。瀝青隨時間的老化增加了其勁度，然而基層逐漸硬化不可能導(dǎo)致疲勞開裂。計算表明基層彈性勁度隨瀝青的老化增加，擴(kuò)散荷載的能力也逐漸提高，從而減小了車輛荷載引起并導(dǎo)致路面疲勞的基層拉應(yīng)變。應(yīng)變的降低對疲勞壽命的提高超過了基層老化引起的疲勞壽命的降低，也即道路的抗疲勞能力隨老化的程度而提高。
(3)瀝青的養(yǎng)生
面層瀝青隨時間而硬化，但主要結(jié)構(gòu)層的逐漸硬化似乎對道路是有利的，更確切地說，瀝青的老化是一種養(yǎng)生過程。但不希望磨耗層過度老化，因為這會導(dǎo)致路面從表層開裂。
(4)長壽命路面強(qiáng)度
良好施工的厚瀝青路面瀝青基層彈性勁度和荷載擴(kuò)散能力提高的事實表明：瀝青基層不會出現(xiàn)因交通誘發(fā)的破壞。荷載擴(kuò)散能力提高也能比較明顯地由使用期間道路的彎沉的減小來證實。在某一強(qiáng)度閾值之上的道路，只要在表面開裂和車轍對道路的整體性造成嚴(yán)重的影響之前進(jìn)行處理，在相當(dāng)長的時間內(nèi)此路仍會保持結(jié)構(gòu)完好的服務(wù)能力。
以上分析表明：長壽命路面設(shè)計的關(guān)鍵是保證路面強(qiáng)度滿足某一強(qiáng)度閾值，即滿足路面的耐久性要求。因此，長壽命路面的瀝青層厚度不宜小于200mm，一種有效的長壽命路面結(jié)構(gòu)是由很薄的磨耗層、HMB基層和底基層組成的，在有很強(qiáng)的抗變形能力的HMB層上加鋪20～30mm的磨耗層可以構(gòu)成一種抗車轍性能良好的路面結(jié)構(gòu)。
2．1．1．2 美國長效性路面研究概述
長壽命路面在美國被稱作長效性或永久性路面。美國瀝青路面協(xié)會(APA)關(guān)于永久性路面的定義為：路面使用年限至少為35年，并且在使用年限內(nèi)確保路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，只需進(jìn)行周期性養(yǎng)護(hù)，平均罩面時間不小于12年。
美國各州關(guān)于永久性路面的使用年限也并不統(tǒng)一，表2—1是美國部分州關(guān)于永久性路面使用期的基本情況。
美國長效路面常見結(jié)構(gòu)類型見表2—2。從表中可以看出，其長效性路面通常采用柔性結(jié)構(gòu)，路基強(qiáng)度較高時，可以采用全厚式；路基強(qiáng)度不足時，加鋪粒料基層或瀝青碎石基層。
面層結(jié)構(gòu)組合是長壽命路面設(shè)計的關(guān)鍵，面層結(jié)構(gòu)必須結(jié)合各部分功能特點進(jìn)行組合。
美國瀝青路面協(xié)會提出面層分為3層：
山-亡面層：厚40～75mm，要求具有良好的抗車轍能力、抗老化性能、低溫性能和良好的表面特性；
中面層：厚100～175mm，要求具有較高的模量和抗車轍性能：
下面層：厚75～100mm，要求具有抗疲勞和抗水損壞能力。
J．Harvey和Carl Monismith等人提出另外一種面層組合：25～37mm的磨耗層，75～100mm上面層，中面層(設(shè)計層，厚度需要計算)和50～75mm下面層。
長效性路面不僅適用于大交通量道路，經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整也可以用于中、低等級交通量道路。美國馬里蘭州將SMA用于全厚式瀝青路面結(jié)構(gòu)的面層，該路的行車速度限制可大于
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