如何解决路面结构设计中存在的问题（一）

长期以来，中国已经习惯于注重硬件的引进。国家公路部门花了大量外汇进口了大量筑路机械、施工设备、试验仪器设备、大量沥青材料，偏偏在引进国外技术上没花功夫。我们习惯于“自力更生”，强调中国的“国情”与外国不同，特别注重自己的研究成果。这没有错，但如果民族自豪感转化为虚荣和盲目排外，就容易产生另一种鄙视学习国外先进技术的倾向，这种倾向已经影响到了高速公路领域。
引进成熟技术的必要性我国沥青路面的结构和设计(类似于水泥混凝土路面)就是一个典型的例子。我们的很多做法和国际惯例不一样，没有取得很好的效果。早在20世纪70年代，世界上大多数国家都采用柔性基层沥青路面和全厚度路面作为重载交通路段的常用路面结构，但只有中国统一采用半刚性基层沥青路面，甚至结构层厚度也相差无几。关于沥青路面的力学模型，国际上都是以沥青层的弯拉应变和土基的模量作为设计指标，而我国钟情于表面弯沉这一指标，其他指标实际上没什么作用。世界上还有很多其他的不一致，但大部分都被自己认为是最先进的。
我国最早修建的京津塘高速公路，基本上是参照国际路面结构和沥青混合料级配制定的。广深珠高速也吸收了国外的结构。这两条高速公路10多年来状况良好。京唐高速公路的国外监理开创了我国严格执行“菲迪克条款”的先河，实行动态质量管理，取得了良好的效果，成为我国优质高速公路之一。但此后工程“本土化”，监理质量明显下降。中国特色的“定级、授奖、评优”的质量检查、评定和验收管理办法已经启动。工程质量数据造假已经成为公开的秘密。表面上是“体体面面”，实际上是一起造假。结果项目验收分数近百分，优质项目比比皆是，往往有奖在手，断头路。
中国是世界上第一个采用弹性层状体系计算路面结构的国家，始终处于世界最先进水平。但是“先进的方法和落后的参数”对设计并没有太大的影响。设计参数被随意认为是理所当然的。你脑子里想到什么结构和厚度，就能算成你想到什么结构和厚度。其实你还是拍拍脑袋。于是，“世界上所有的设计都被抄袭”，路面设计就成了“数学游戏”。全国各地都采用几乎相同的薄沥青面层半刚性基层沥青路面结构。
沥青路面早期病害成为一大隐忧。“质量是工程建设的永恒主题。作为向社会提供公共产品和服务的部门，在新的历史时期，我们应该向社会、向人民、向国家奉献什么样的产品？是经久耐用、外形美观、使用方便的优秀成果，还是价值不菲却被糟蹋的劣质产品？这是关系到交通行业形象的大问题，关系到交通行业是不是一个负责任的行业。”交通部部长张春贤在2004年全国交通工作会议上说，“质量是一个项目的生命，也是一个行业的生命。如果中国几年建成的几万公里高速公路在大修期前大规模翻修，我们今天为之奋斗的事业就可能被否定。”当我们看到张部长的讲话时，我们感到惭愧。现在很多地方都在进行高速公路大修，而且大多是“开膛破肚拔根”式的大修，对社会和交通的影响很大，成为交通部门和工程部门最头疼的问题。造成这种状态的原因很复杂。
交通部公路科学研究院承担的“高速公路早期病害防治措施研究”课题，对高速公路沥青路面早期病害的成因及如何防治进行了认真的研究。通过研究，认为高速公路沥青路面早期损坏有两种不同类型。
一种是沥青路面在同一年或2-3年内会出现不同程度的车辙、坑槽、裂缝等早期损坏，其中很多是水损坏或伴随疲劳的损坏。这些损坏的最直接原因是施工质量不足和离析。这些项目大多经过维护或局部铣改后，能在短时间内逐渐变得相对稳定。这类早期损坏往往与管理、使用材料差、离析严重、压实不到位、排水设计不合理有关，经常有严重超载车辆通过，有些还与路基变形有关。这些项目在施工结束时的挠度往往不大，甚至小至个位数，几乎接近于零。而基层开裂严重，或者路面离析严重，从路面裂缝和孔隙中进入的水无法快速排出基层。由于施工污染严重，一些路面的沥青层处于不利的受力状态。在重载交通作用下，产生较大的拉应变和裂缝，产生唧泥和坑槽。如果这些水害得不到有效的维护和控制，很快就会发展成大规模的水害。此外，一些路段，特别是大上坡路段，由于刚度模量低，无法抵抗高温下重交通的大剪切变形，出现车辙。
另一类早期损坏是指一般达不到路面设计要求的设计寿命(多为15年，少则20年)，无法与国际上更长的20年甚至30-40年的设计寿命相比。最多也就7-8年，或者大修10年左右。这种大修往往是“开膛破肚”，不仅对沥青面层，对基层甚至底基层都是如此。这种大修不仅成本高，而且对项目所在的社会影响也很大。这种使用寿命短，耐用性不足的情况让我们很担心。在日本，从1963年沈明高速公路开始，到1998年7月，高速公路总里程已达6450公里，其中34%是在不到10年内建成的，32%是在10-20年内建成的，34%是在20年以上建成的。使用年限在20年以上的公路约占总里程的30%。沥青路面的设计寿命虽然是10年，但早已远远超过了规定的使用寿命，但很少有出现结构性损坏的路段，一般只是在一直使用到现在的路面上反复养护。根据路面损坏原因分析，维修里程在60%以上，因裂缝而维修的里程占20%左右，其中很多是路面老化引起的裂缝的修补，这与我国沥青路面的使用寿命形成鲜明对比。
沥青路面早期损坏的技术原因各种早期损坏的原因是复杂的。大部分短期损害受施工影响更大，而长期损害有一些共性，相对更大。对于我国沥青路面耐久性差、使用寿命短的问题，我们绝不能视而不见。