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刚柔复合式路面结构与材料及发展趋势
作者：刘朝晖1，黄优1，2*，余时清1，刘靖宇1，3，李盛1，柳力1，潘宇1
单位：1.长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114；
2.长沙理工大学 道路灾变防治及交通安全教育部 工程研究中心，湖南 长沙 410114；
3.湖南省高速公路集团有限公司，湖南 长沙 410005
刚柔复合式路面作为一种耐久性路面结构，广泛应用于重载交通、特殊地质条件、桥隧铺装等工程。为进一步推动耐久性刚柔复合式路面的应用，明确研究中的关键问题及发展方向，该文综述了国内外刚柔复合式路面的相关研究进展。在梳理刚柔复合式路面结构设计理论及施工技术的基础上，首先阐述了刚柔复合式路面的结构力学行为特征，分析了沥青面层和刚性基层的荷载应力、温度应力及其交互影响，刚性基层上的沥青面层一方面直接承受荷载和环境作用，另一方面可以改善下卧结构层的应力场和温度场，是影响刚柔复合式路面服役性能及使用寿命的关键；明确了刚柔复合式路面的病害主要出现在沥青面层，由于沥青面层与刚性基层之间的模量差异巨大，刚性基层上的沥青面层更倾向于产生压剪破坏，刚性基层的开裂以及刚‒柔层间的结合状态对沥青路面的性能也有着显著影响；最后，分别从沥青面层抗剪、基层板整体性、刚‒柔层间结合 3 个方面归纳了刚柔复合式路面性能的提升技术。基于刚柔复合式路面的结构力学特性，开展结构‒高性能材料一体化设计是提升刚柔复合式路面使用性能和耐久性的有效途径。
过去 30 年，伴随着改革开放的步伐，中国道路基础设施建设取得了长足进步。2019年，国务院颁布的“交通强国”纲要，坚持了交通在国民经济中的“先行官”地位，明确了增强交通设施耐久性和可靠性的战略需求。2022年，交通运输部发布的《公路“十四五”发展规划》进一步要求推动基础理论和前沿关键技术研发：“提高公路基础设施耐久性和可靠度，降低全寿命周期成本。”可见，发展耐久可靠的公路交通基础设施是保障国家经济活力、提升人民生活水平的基础。
刚柔复合式路面是指在刚性基层上铺筑沥青面层的路面结构，是中国重载交通耐久性路面结构形式之一[1-2]，广泛用于新建刚性基层沥青路面、旧水泥路面加铺改造、机场混凝土道面加铺、桥隧铺装、山区短路基段等路面结构，尤其在矿区运输通道、南方湿热多雨、喀斯特岩溶、地质状况不良等特殊环境有着较好的应用。刚柔复合式路面具有整体强度高、行车舒适性好、使用寿命长、维修费用低等优点，随着运营年限的增长，全寿命周期的经济效益更加显著[3]。其中，刚性基层一般采用普通水泥混凝土板（PCC）、碾压混凝土板（RCC）、贫混凝土板（LCC）、连续配筋混凝土（CRC）等，具有优良的承载能力，是主要承重结构；沥青面层（AC）则起到扩散荷载应力、缓解温度应力和防止雨水下渗等作用，从而进一步提升路面的使用性能和服役寿命。刚柔复合式路面综合利用了刚性路面承载力高和柔性路面行车舒适的优点，并减少对中国石油资源的依赖；在保障路网畅通和通行质量、提高公路承载能力和可靠度、提升道路耐久性方面具有优势。随着国家“全面小康”战略的开展以及在“合理利用土地和保护环境”基本国策的影响下，中西部山区以及东部平原地区高桥隧比公路基础设施的建设不断增加，加大了对刚柔复合式路面结构的需求。因此，深入研究刚柔复合式路面结构与材料，进一步完善和推广刚柔复合式路面技术，不仅有助于推动中国长寿命路面的发展，而且具有显著的经济和社会效益。
刚柔复合式路面在欧美发达国家研究起步较早且已经得到了较广泛的应用[4]。早在20 世纪 30 年代英国就开始将沥青混凝土加铺在连续配筋混凝土上形成刚柔复合式路面结构，并在20 世纪 40~50 年代应用于城市道路。美国于 20 世纪 50年代开始采用加铺沥青层的方式来修复旧水泥路面和连续配筋混凝土路面，通常采取加铺 5~15 cm 沥青混合料 ，形成刚柔复合式路面结构来改善原水泥混凝土路面的使用性能 ，既提高了行驶的舒适性，又充分利用了旧水泥路面板的剩余承载能力[5-6]。西班牙于1984 年至1989 年修筑了总面积达 30 万 m2的碾压混凝土基层复合式路面，并作为高等级干线公路。1988 年日本在 1990 年 6 月出版的《碾压混凝土路面技术指南（草案）》中记录了这种路面结构形式 ，2012 年 4 月 14 日开通的新东名（东京— 名古 屋）高速公路 ，71% 的路段和所有的隧道内均采用了复合式路面结构 。随着对复合式路面研究的不断开展，为解决路面耐久性问题 ，加拿大 、法国 、澳大利亚等国也倾向于修筑刚柔复合式路面结构[7]。
20 世纪末，随着中国公路建设的大规模开展，开始研究复合式路面结构的相关技术，并在中国一些新建公路和旧路改造中得到应用[8-10]。2004 年江苏省在沿江高速公路新修建了两段 CRC+AC 复合式路面结构试验路，其中沥青面层厚度为 10 cm 的试验路段长 620 m，沥青层为 6 cm 的试验路段长度为 580 m。2005 年，河南省许尉高速采用了“柔刚柔”路面结构 ，该路面结构第三层沥青防水联结层可以黏结刚性层和土基 ，同时防止下渗水对刚性层的侵蚀 ，消除不均匀支撑。2005 年京昆高速 G5 河北石家庄段一期 40 km 新建路采用了 28 cm CRC+6 cm AC刚柔复合式路面结构，自 2008 年完工通车以来，路面服役性能至今保持良好 。2013 年，内蒙古准兴重载公路建成通车 ，在主线桩号 K145~K155 路段采用了“ 柔刚柔 ”路面结构 ，该路段行车安全舒适且降低了水损坏的现象 。2014 年，复合式路面技术应用于武汉市三环线南段野 芷湖立交至庙山立交段，路面性能优良。从 2021 年底开始，CRC+AC 的长寿命路面技术已在武汉东湖高新区大规模推广应用，应用道路总长超过 200 km。
尽管复合式路面已经获得了较好的推广应用，但是在长期的服役过程中，其路用性能在交通荷载及环境作用的综合影响下不可避免出现衰减 。然而，目前有关刚柔复合式路面的结构设计、服役性能预测、材料要求、养护维修等方面仍然存在一些不足，对复合式路面各结构层的力学行为、性能演化规律等认识也不够全面。现行规范没有基于刚柔复合式路面结构受力特性和破坏模式有针对性地提出复合式路面的结构设计方法及材料性能要求，结构设计及材料性能指标主要借鉴传统水泥路面或沥青路面加铺设计方法。本文总结当前刚柔复合式路面各结构层主要力学响应特点，分析各影响因素的作用机制，厘清复合式路面的破坏模式及其病害特征，并总结了相应的结构优化和材料改良技术。研究结果对正确理解 刚柔复合式路面结构力学行为、提升刚柔复合式路面性能具有重要意义，有利于刚柔复合式路面的推广和应用。
刚柔复合式路面是重载交通长寿命沥青路面结构的发展方向之一，其刚性基层一般采用水泥混凝土板，具有良好承载力；面层一般采用沥青混合料，典型刚柔复合式路面结构如图 1 所示。水泥混凝土的弹性模量一般为 30 000 MPa 左右，而沥青混合料的动态模量随温度和加载频率的变化而变化，为 500~10 000 MPa，二者的模量相差甚远，导致刚性基层与沥青面层之间巨大的刚度差，造成刚柔复合式路面具有其独特的结构力学行为。
1.1 刚柔复合式路面结构设计理论及方法
刚柔复合式路面是在弹性半空间地基上的水泥混凝土弹性薄板加铺沥青混凝土的复杂结构。目前，刚柔复合式路面结构主要借鉴水泥混凝土板上加铺沥青面层的设计及施工。国内外复合式路面的结构设计主要有经验法与力学‒经验法。经验设计方法的典型代表是厚度补差法，如式（1）所示。厚度补差法要求设计者先设计一个新的沥青路面，然后 从这一厚度中减去刚性基层结构的有效厚度，进而得到沥青加铺结构层厚度。
式中：hOL 为加铺层厚度；hn 为新路面厚度，而he 为刚性基层有效厚度。
力学‒经验法需用力学方法确定路面中的应力、应变、挠度、变形，并将其与加铺层厚度、设计寿命等路面性能经验模型相关联，试算调整后得到所需加铺结构层厚度。不同设计方法的关键要素包括路面 力学响应计算模型、破坏模式、设计指标、设计参数等。目前主流的力学响应计算模型仍然是弹性层状体系，设计方式包括图表公式以及逐渐成为主流的计算机设计程序[11]。表 1 列出了国内外主要的复合式路面设计方法 。
从表 1 可以看出：现有对刚柔复合式路面设计方法的研究通常考虑两大类病害：沥青层的裂缝和车辙，对应考察的力学响应包括刚性基层层底拉应力、沥青层底部的水平应变、沥青层剪切应力、刚性基层与沥青层的层间剪应力，并且已将反映长期服役性能的疲劳应力和累计损伤纳入设计指标。
1.2 复合式路面沥青面层力学行为
复合式路面中水泥混凝土板（刚性基层）上的沥 青层（柔性面层）经受着各种复杂应力作用，包括交通荷载应力、环境温湿度场变化等。国内外学者对复合式路面沥青面层荷载应力分布、温度场与温度应力特性做了大量工作，研究了复合式路面结构力学行为特点及其影响因素。
1.2.1 沥青面层荷载应力
由于刚性基层与柔性面层之间模量的巨大差 异，在三向非均布双轮荷载作用下，刚柔复合式路面 主要由刚性基层承受弯拉应力，而沥青面层基本处 于受压状态。且在刚性基层的限制和约束下，沥青 面层的剪应力水平较高。因此有研究认为压剪应力 成为复合式路面沥青层主要受力模式，这与传统柔 性基层沥青面层底部受力是不相同的（图 2、3）[13-14]。
李盛[15-16]等对轮载作用下复合式路面沥青层底面的应力分布特征进行了分析，轮载作用下沥青层底剪应力与拉压应力分布如图 4、5所示。
由图 4、5 可知：沥青层底面在轮载作用位置处主要受到剪切应力和压应力，在轮隙中心及轮胎边缘处沥青面层底面处于受拉状态。沥青面层剪应力与拉压应力在车轮荷载处关于轮隙呈对称分布，轮载中心 线为剪应力与压应力不利位置，而轮隙中心线为拉应力不利位置。
复合式路面沥青层厚度、刚性基层表面状况以 及刚柔层间结合状况是影响沥青层底受力状态的主要结构因素。合理设计沥青加铺层厚度、控制刚性基层裂缝宽度、改善刚柔层间结合状态，对改善复合式路面受力状况、减小复合式路面沥青层推移与反射裂缝等病害具有重大意义。相对于半刚性基层沥青路面、全柔式沥青路面，复合式路面沥青层厚度较小，一般在 14 cm 以内。沥青层厚度从 6 cm 增加到 14 cm 对表面剪应力影响较小，但是能显著降低底部剪应力（图 6）。基层裂缝宽度对沥青层底部应力状态影响较大，一般来说沥青层底面的剪应力随刚性基层裂缝（纹）宽度增加而增大（图 7）。
1.2.2 沥青面层温度应力
如图 8 所示，在服役过程中路面结构温度处于不断变化的过程，影响复合式路面结构温度场的环境因素主要有大气热交换、太阳辐射、基层与面层之间的热传递等。温度变化对复合式路面沥青层性能的影响主要表现在两个方面：热膨胀和收缩导致沥青加铺层与混凝土之间的不均匀形变，在接缝处沥青面层底部产生应力集中；另一方面，由于沥青结合料的黏弹性，沥青混凝土力学性能对温度极其敏感：冬季低温使沥青混凝土更硬、更脆，在温度荷载作用下裂缝更容易扩展[17]。
目前，复合式路面结构沥青面层主要考虑其功能性，相较于半刚性基层沥青路面、全柔式沥青路面等来说结构层厚度一般较薄，因而沥青层温度场和温度应力响应规律较普通沥青路面和刚性路面均有所不同，复合式路面沥青层温度应力日变化规律如图 9 所示。许路凯[14]、李盛[16]等研究了 CRC+AC 复合式路面结构温度场及温度应力规律，发现增加 AC层厚度可以有效地降低 AC 层和 CRC 层的最大温度应力。增加 AC 层厚度对其底面的最大温度应力降低效果最显著。AC 层模量对 AC 层温度应力也有较大影响，模量从 1 200 MPa 增加到 1 800 MPa 后，AC层表面最大温度应力增加了25.9%，AC层底面最大温度应力增加了33.1% 。
沥青混合料作为一种温度敏感性材料，考虑沥青层的温度依赖特性，黄优[18]等研究发现温度和沥青加铺层厚度是影响复合式路面沥青层压剪强度的两个主要因素，主要原因在于沥青混合料是一种典型的黏弹性材料，力学性质受温度、荷载模式、加载时间的影响最为显著。沥青路表温度收缩产生的疲劳损伤演化呈非线性衰减规律，采用黏弹性连续损伤理论可以有效模拟沥青在恒定温度及变温条件下材料内的损伤演化[19-20]。
1.3 复合式路面刚性基层力学行为
1.3.1 沥青加铺层对刚性基层力学响应影响
由于沥青面层的分散荷载、保温、隔热作用，复合式路面的刚性基层温度场以及温度应力、荷载应力与普通水泥混凝土路面有较大的不同[21]。复合式路面刚性基层的力学分析主要考虑两个方面：①沥青加铺层对刚性基层荷载应力扩散的作用，如图 10 所示 ；② 沥青加铺层对刚性基层温度应力及温度翘曲应力的影响，如图 11 所示。一般认为，刚性基层上加铺的沥青层可以有效地降低温度日变化和季节性变化引起的混凝土板的温度场变化，从而减轻刚性基层接缝或裂缝两侧混凝土板产生热运动，但是细微的相对热运动仍然存在。
混凝土板的翘曲会在沥青面层和刚性基层的界面上产生拉应力和剪应力，再加上交通荷载的作用，可能会导致界面的黏结失效以及沥青层的破坏，如坑洞、滑移和疲劳开裂等，靠近接缝或混凝土板裂缝的沥青面层反射裂缝传播也会加剧[21-22]。研究发现， 沥青面层厚度增加可以有效降低路面结构温度梯度 （图 12），且沥青面层厚度显著影响复合式路面刚性基层温度应力（图 13）。在实际工程中，可适当增加沥青面层厚度以减小沥青层的温度梯度，降低应力水平，提高复合式路面使用性能。
1.3.2 连续配筋混凝土及其端部处理技术
连续配筋混凝土基层复合式路面（CRC+AC） 由于混凝土板内配置了纵向连续钢筋，能够有效控制基层的裂缝间距及裂缝宽度，是目前使用越来越广泛的刚性基层结构。钢筋密布的横向肋纹可以为结构提供机械咬合作用力，使 CRC 能保持良好的表面形态与力学性能，因此 CRC 基层具有承载能力强、刚度大、耗能能力强、滞回曲线丰满等优点。CRC 基层芯样内部钢筋横向肋纹与混凝土咬合效果如图 14所示。
由于 AC 层的“控温”效应，使得 CRC+AC 复合 式路面结构与连续配筋混凝土路面（CRCP）结构的配筋设计也有所不同。在中国的 CRC + AC 复合式路面设计中，一直按普通 CRCP 的配筋设计方法进行CRC 层的配筋设计，所采用的纵向钢筋应力计算公式见式（2）。连续配筋混凝土路面的纵向配筋设计主要取决于钢筋和混凝土的材料参数及所在地区的日平均最高气温与最低气温之差ΔT，实际上，由于AC 层的存在，ΔT 相应减少，CRC 层的配筋率也可以相应减少[23]。
式中：σs 为钢筋应力；Es 为钢筋弹性模量；αc 为混凝土线膨胀系数；ΔT 为所在地区的日平均最高气温与最低气温之差；λst 为钢筋温度应力系数；αs为钢筋线膨胀系数；fsy 为钢筋屈服强度。
CRC 板横向裂缝状态对复合式路面沥青层影响较大，但传统的道路结构计算程序无法分析 CRC 层带缝状态下复合式路面结构的力学响应，可以采用有限元方法研究带裂缝的刚柔复合式路面结构。顾兴宇等[24]对刚柔复合式路面的瞬态温度场进行了分析，研究了沥青面层厚度对 CRC 板温度场和裂缝间 距的影响规律，利用解析法推导了裂缝控制指标的 计算公式。李盛[23]等、刘朝晖[25]利用空间等参元构造了 CRC+AC 刚柔复合式路面的有限元分析模型，依托长潭高速、长永高速和 325 国道广东恩平段 3 条公路的大修工程，进行了 CRC+AC 温缩应力与工程实际的应用研究，依据规范分析了裂缝的最佳间距 （1.5~2.0 m）和裂缝的合适宽度（0.7~1.0 mm)，并提出 AC 厚度、CRC 厚度、钢筋直径与间距、路面材料等CRC+AC 设计指标。
CRC+AC 刚柔复合式沥青路面的刚性基层有两种配筋方式：一种是在刚性基层全横断面上均配置纵向钢筋，此时端部在横断面上的变形与位移协调一致，没有位移差，一般不会产生纵缝处两边 CRC板变形不协调的破坏现象；另外一种方式从经济性出发，只在刚性基层行车道 位置处配置钢筋形成 CRC 板，而硬路肩处采用素混凝土板，不配置纵向钢筋，或者减少配筋率（为行车道配筋率的50%），路面结构也是安全的，可节约近 1/3 的钢筋用量，从而节约投资。
但由于温度变化会产生温度变形，而 CRC 板和素混凝土路肩板变形特性不同，采用第二种配筋方式存在 CRC 板和硬路肩素混凝土板之间变形不协调的问题，见图 15。由于 CRC+AC 路面结构不设胀缩 缝，CRC 板受环境温度变化影响会产生较大的变形， 尤其是在端部，年温度变化条件下的端部自由位移最大，有可能超过 5 cm。端部位置的素混凝土路肩板中拉杆承受的剪应力与拉应力最大，因此对端部的处理十分重要。
刘朝晖[26]将地基摩阻力及路肩边板不配筋时纵缝拉杆对 CRC 板的阻碍作用考虑在内，分析了 CRC板在温度变化下产生的变形，并推导了不同情况下CRC 板端部与滑动区位移公式（表 2）。主要的结论 如下：① CRC 板端部位移随着地基摩阻力的增大而逐渐减小；② 由于纵缝拉杆的约束作用，有纵缝拉杆的 CRC 板端部位移在相同的地基摩阻力下小于普通CRC 板的端部位移；③ 由于受到各方面的影响与约 束，CRC 板端部实际位移量为 2~3 cm，与现场测试结果相符合。
刘朝晖[26]研究了凸形钢筋混凝土地锚梁锚固结构、宽翼缘工字钢梁和桥梁伸缩缝端部滑动结构 3 种方式应用于 CRC+AC 端部处理的适用性，结果发现：凸形钢筋混凝土地锚梁端部锚固结构及宽翼缘工字钢梁端部滑动结构均存在接缝过多或接缝处变形量大等问题，影响复合式路面使用寿命。通过将桥梁伸缩缝端部滑动结构应用于复合式路面端部处理的工程实践发现（图16），这种方式可有效控制端部裂缝数量和宽度，其适用性较强，可根据端部变形量选用不同的型号，具有施工技术成熟、使用质量好、使用寿命较长等优点。
1.4 复合式路面层间应力响应
沥青混合料是一种随机颗粒集合体，其空隙率会导致界面处存在非接触点和不可预测的潜在损伤。因此，刚柔复合式路面的沥青面层与刚性基层的层间状态并不是理想的完全结合。柔性面层和刚性基层之间的层间状态对刚柔复合式路面的力学响应和结构状态影响很大。良好的层间结合，能够更有效地传递面层与基层之间的荷载与变形，一定程度上缓解表面 bottom⁃up 裂纹的产生。而当层间黏结不足时，上下两个结构层相互滑移，并导致应力、应变的突变，从而加剧界面滑移、沥青面层开裂及推移、压实困难等问题。
为了研究刚性基层与沥青面层之间的层间结合状况，国内外学者开展了大量室内试验及数值仿真计算来研究复合式路面的刚‒柔层间界面剪应力，并研发了一系列的剪切强度及剪切疲劳性能试验装置以评价 层间界面性能，典型层间剪切强度曲线如图 17 所示。
Rahman [28]等开发了四点剪切试验装置测试沥青路面层间界面黏结的疲劳性能，与大多数现有剪切试验设备相比，这种装置具有以下优点：使用典型的梁形试样，消除界面处的弯矩并施加纯剪切载荷以及有效利用加载系统来施加剪切力；Hu等[29]自行设计了用于测试双层结构试件抗剪强度的装置，该装置利用万能试验机 UTM 提供的加载室和温度室，实现了测定不同温度下的界面剪切强度；Sun 等[30]制备了不同预设裂纹类型的复合式路面试件，通过三点弯曲破坏试验和三点弯曲疲劳试验评价高黏沥青砂应力吸收层（HVASAL）和橡胶沥青应力吸收层 （RASAL）的抗裂性能，并探讨了 3 种类型裂纹的扩展机理；Wei 等[31]、Zhao 等[32]设计了可同时施加正应力和剪应力的直剪试验装置，对影响复合式试件界面黏结强度的因素进行了一系列试验研究 ；Nian 等设计并组装了沥青路面层间剪切疲劳试验装置，研究了剪应力比、加载频率、温度、冻融循环等因素对层间剪切疲劳的影响规律。几类典型的室内剪切试验加载装置如图 18 所示。
剪切试验装置及大量的室内试验为探明复合式路面层间力学性能提供了数据支撑。在沥青层和刚性基层交界面，由于材料属性的巨大差异 ，很容易发生剪切破坏，而层间结合状态是影响层间剪切应力的重要因素，黄优等[35]对不同层间状态复合式路面剪应力分析的结果表明层间完全连续时剪切应力最小，而层间结合不良时剪切应力水平更高且在层间位置出现应力突变（图 19）。
关于温度对复合式路面层间抗剪性能的影响已形成共识，多数研究结果都表明随着温度的升高，界面剪切强度逐渐降低[28]，如图 20 所示。一般来说，复合式路面层间界面疲劳寿命和剪切模量随着加载频率的增加而增加，随剪切应力水平的增加而减小，且在较低的温度下降低更明显。复合式路面试件的层间剪切疲劳寿命对应力水平的变化和加载频率非常敏感，剪切疲劳寿命与应力水平在双对数坐标下呈线性关系[33]。温度在复合式路面层间界面失效模式中起主导作用，具体而言，复合式路面层间材料的黏附力在高温下会显著降低[36]，主要原因在于沥青为温度依赖性材料，这也意味着脱黏现象经常发生在夏季高温时刻，不同季节下层间拉应力变化规律如图 21 所示[37]。与此同时，界面黏结在高温下更容易发生塑性破坏，而在低温下更容易发生脆性破坏[31-32]。
通过合理的层间处理技术（构造基层表面纹理、 铺设应力吸收层）可以提高层间抗剪强度并减小剪应力与应力突变，能有效地避免层间剪切破坏。增加沥青层厚度也能一定程度上缓解层间受力，提高复合式路面服役水平[34]。
刚柔复合式路面在长期服役过程中，受严酷环境及重载交通影响，不可避免地出现各种破坏。刚柔复合式路面设计指标的选取应该考虑其破坏模式。由于刚柔复合式路面的刚性基层具有很高的强度和刚度，相比传统的沥青混凝土路面路表弯沉值很小；同时刚性基层与沥青面层的模量比很大，沥青面层层底大部分处于受压和剪切状态。因此，继续沿用路表弯沉和沥青层底拉应力作为刚柔复合式路面沥青面层的控制指标不再合适，需对刚柔复合式路面破坏模式展开针对性的研究。图 22 为复合式路面常见几类破坏形式。
2.1 反射裂缝
2.1.1 复合式路面反射裂缝扩展机理
反射裂缝是指沥青面层在刚性基层接缝、裂缝位置及其附近出现的早期裂缝，因此，反射裂缝一般出现在旧水泥路面加铺、带接缝的普通水泥混凝土基层复合式路面。反射裂缝产生及扩展的原因比较复杂。有观点认为：温度应力引起反射裂纹的产生并参与了反射裂纹的初始发展[38]，而荷载应力则加速了反射裂纹的发展[39-40]。对于不含初始裂缝的路面，温度降低产生的温度收缩应力对沥青面层裂缝的影响要比车辆荷载产生的影响更大[41]。Liu 等[42]对反射裂缝形成机理进行了分析，如图 23 所示。
通过控制反射裂缝防治复合式路面劣化已成为各国众多学者关注的焦点[43]。在工程应用中，采用连续配筋混凝土、钢纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土作为刚性基层，能有效减小刚性基层的裂缝宽度，因此显著降低反射裂缝发生的概率[5]。研究发现在一定范围内增加沥青面层厚度，也可以降低沥青加铺层底部的拉应力，起到减缓裂缝起裂及扩展的作用[44]。此外，设置应力吸收层可以降低混凝土节点位移引起的临界应力，起到耗散断裂能或吸收应力的作用，应力吸收层良好的受力和形变特性确保其可以更好地在刚柔复合式路面中发挥裂缝反射预防功效。Li u 等[42]分别对直接加铺沥青混合料层、铺装浸渍非织造土工布层和增设抗裂调平层 3 种层间抗裂材料类型的复合试件进行了单点载荷下的弯曲疲劳试验和偏心载荷下的剪切疲劳试验，推荐使用抗裂调平层来防止反射裂缝。
断裂力学与计算机技术的发展推动了复合式路面沥青层反射裂缝扩展仿真分析与机理研究。Xie等[38,44]采用修正的 Paris 公式及 J 积分描述裂纹萌生和扩展阶段的特征取得了较好的效果；Uzan 等[45]基于断裂力学理论，采用有限元方法分析了沥青路面反射裂缝的扩展机理；Dave 等[46]利用有限元软件分析了沥青层内裂缝尖端范围内的温度应力分布，研究了轮载作用下反射裂缝扩展规律；葛辉等[47]使用有限元软件建立含裂缝的沥青路面模型，并分析计算裂缝的动态应力强度因子，发现增加面层及基层厚度可以减缓反射裂缝扩展的速度；Luo 等[41]建立了预设裂缝的连续配筋混凝土复合式路面三维有限元模型，分析了反射裂缝的不利荷位，研究了 AC 层的预裂纹深度比、瞬时温度变化、横向裂纹荷载传递能力对反射裂缝的影响。
2.1.2 刚性基层状况评价方法与病害控制
刚柔复合式路面的刚性基层状况变差、混凝土板接缝或裂缝的传荷性能不足是影响反射裂缝扩展 的重要因素。评价混凝土板裂缝或接缝处的传荷性能，常用的设备有落锤式弯沉仪（Falling Weight De⁃ flectormeter，FWD）和交通速度弯沉计（Traffic Speed Deflectometer，TSD）。交通速度弯沉计 TSD 可以正常车速向前移动并收集 1.0 m 分辨率的路面结构内部数据，获取基层支撑与板底脱空信息。目前，更多地使用落锤式弯沉仪（FWD）量测横向裂缝两侧面层板边缘弯沉（挠度），采用挠度传荷系数表征水泥混凝土路面裂缝/接缝的传荷能力，如图 24所示。
FWD 测试接缝处的荷载传递评估，一般直接在 混凝土板进行测试，这导致 FWD 测试主要在旧路加铺之前和沥青覆盖层铣削后进行，限制了其在复合式路面病害监测中的应用。Al⁃Abbasi等[48]通过量化 沥青加铺层对挠度测量、荷载传递效率和空隙检测结果的影响，提高了 FWD 对评估复合式路面中混凝土接缝状况的准确性；Wang 等[49]根据路面接缝传荷效率降低的真实情况，建立了考虑接缝传荷效率的沥青加铺层有限元模型，研究了复合式路面沥青加铺层参数对沥青层底力学响应的影响，提出了水泥混凝土板接缝破损情况下的沥青加铺层结构设计方案。目前，有研究采用 1.0 m 分辨率的交通速度弯沉计 TSD 能精确捕获刚性基层接缝/裂缝处对施加载荷的响应，但是数据的噪声水平较高，因此 Scavone 等[50]基于 BP 神经网络的去噪原理，提高了从 TSD 检测数据中对刚性基层接缝/裂缝处内部缺陷识别的效率。
2.2 Top‑Down 裂缝
2.2.1 复合式路面 Top⁃Down 裂缝形成机理
Top⁃Down 开裂是在车辆荷载和温度应力共同作用下产生的，主要是表面温度疲劳开裂以及高应力水平下的剪切疲劳开裂，也是沥青路面多种病害的诱因。Top⁃Down 裂缝产生后，由于复合式路面的沥青面层普遍较薄，裂缝易贯穿整个沥青层，直接影响沥青层的使用寿命。Top⁃Down 裂缝扩展机理如图 25 所示。
国外学者普遍认为轮载附近的局部应力集中、温缩应力、沥青混合料老化及离析等是 Top⁃Down 开裂的主要原因 [51]。梁悦等[52]使用断裂力学和有限元方法对 Top⁃Down 裂缝的产生及扩展机理进行分析， 认为Top⁃Down裂缝是路表微裂缝在温度疲劳应力作用下不断扩展形成的。李盛等[13,53,54]通过建立非均布三向荷载模型模拟轮胎对复合式路面沥青层的实际作用，发现轮胎边缘处与路面的接触应力较大,使得沥青混合料表面初始缺陷容易发展成 Top⁃Down 裂缝。
复合式路面中交通荷载引起的 Top⁃Down 裂缝疲劳形态主要为复合型开裂, Top⁃Down 裂缝对沥青面层疲劳寿命的影响主要集中在面层上部。适当减小沥青层模量和增加沥青层厚度可以有效地减缓Top⁃Down 裂缝在沥青面层内部的疲劳扩展速率（图26、27）。Rith 等[55]的研究结果表明：水平荷载对复合式路面结构的 Top⁃Down 开裂也有显著影响：随着水平荷载的增长，沥青层表面的拉应变显著增加，并建议在路面设计中考虑水平荷载。
2.2.2 复合式路面 Top⁃Down 裂缝扩展特征
通过长期对复合式路面沥青层服役状况跟踪观测，结合 Top⁃Down 裂缝扩展进行仿真分析发现，复合式路面 Top⁃Down 裂缝一般在服役 3 年左右出现，裂缝位置主要在车轮轮迹处；裂缝特征与半刚性基层沥青路面具有明显差异：与半刚性基层沥青路面相比，刚柔复合式沥青路面 Top⁃Down 裂缝发展方向倾斜向下（图 28 的仿真计算和图 29 的钻芯取样结果基本吻合)，扩展路径较长。在沥青层厚度相同时，刚性基层沥青路面 Top⁃Down 裂缝扩展完成所需荷载循环次数较半刚性基层沥青路面更多，换而言之，相比半刚性基层沥青路面结构，刚柔复合式路面结构能在一定程度上延缓 Top⁃Down 裂缝扩展[56]。
2.3 青面层车辙
2.3.1 车辙成因分析
车辙作为沥青路面的一种常见破坏形式，主要表现为轮迹带范围内的路面下凹，也可伴随轮迹带边缘的隆起。在城市道路中的公交车站、红绿灯路口、高速公路上收费站前以及长大纵坡路段、渠化交通以及车辆频繁启动制动等，会对路面造成严重的车辙和推移等破坏。根据成因的不同，沥青路面车辙主要分为 3 类：① 沥青面层的剪切失稳变形；② 路基顶部竖向变形；③ 沥青层表面磨耗。对于刚柔复合式沥青路面而言，由于基层的刚度很大，显著降低了路基的压缩变形，因此，车辙的主要原因是沥青面层在重复荷载作用下的剪切流动变形，如图 30 所示。
开展车辙试验是分析沥青路面车辙的有效手段，但成本较高，且不适合进行多变量分析。采用有限元法可以较好地模拟各类材料性能、温度和动态载荷等，是对路面车辙研究的有效补充。李盛等[61]采用有限元软件模拟连续变温条件下 CRC+AC 复合式路面的温度场，分析一定温度场下的车辙厚度与结构层厚度的关系，认为车辙深度随着 AC 层厚度的增加而递增；关宏信等[62]基于 Burgers 模型模拟沥青混合料的黏弹性及分析路面沥青层温度应力的变化取得了较好的效果；Walubita 等[63]采用三维有限元方法分析了轮胎与路面的接触压力，认为汽车的减速对坡道或者交叉口沥青路面的推移和拥包影响显著。
2.3.2 车辙控制
为了防治沥青路面的车辙病害，研究人员在提高沥青混合料的抗变形能力方面做了大量研究。有研究提出通过提高沥青层模量、适当降低沥青层厚度以及提高基层厚度等方式来缓解沥青层车辙的产生，但是实际工程应用效果有限[64]。田小光[7]提出当车辙深度不超过 25 mm，且长度为 20~160 m 时，可直接采取微表处进行养护；沥青面层厚度偏薄、伴随横向裂缝，且抗滑性能偏低的路段，宜先采用微表处进行车辙填补，再使用超薄磨耗层技术；任少博等[65]研究了高温条件下不同水泥混凝土路面界面处理及黏结剂组合方式对复合式路面抵抗车辙和侧向推移性能的影响，结果表明：当界面具有较好的构造深度、纹理更密的十字刻槽以及刻槽间距较小的密刻槽时，采取适当措施改善层间接触条件，对防止车辙变形和侧向推移病害较为有效，整体抗变形能力明显提高；谢卓群[66]通过分析车辆在匀速行驶和制动状态下对复合式路面结构的影响，认为合理设计路面坡度、控制超载现象等能有效减缓车辙的产生。
2.4 复合式路面剪切破坏
2.4.1 刚柔层间剪切破坏
水泥混凝土基层和沥青面层的材料属性存在巨大差异以及层间黏结性能不佳是复合式路面层间剪切破坏的主要原因。水泥混凝土基面和沥青混凝土层间黏结不佳使得层间在车轮荷载的反复作用下易形成界面间相对滑移，从而导致层间剪切破坏。沥青面层厚度也会影响层间剪切状况，较厚的沥青层具有较好的应力扩散作用，从而一定程度上降低了 层间剪切应力。其他主要影响因素包括水损害和交通荷载。路面经受雨水冲洗与浸水后，雨水会慢慢侵入沥青层底部，造成层底沥青黏结剂和水泥混凝土之间的黏结失效。在重载交通路段、长大纵坡路段、紧急刹车频发路段，车轮荷载水平分量较大，也使得复合式路面层间易产生剪切破坏。
复合式路面层间剪切破坏也是其他几类病害形成的重要诱因。Rith 等[55,64]建立了四轴八轮组移动载荷作用下大刚度基层沥青路面的三维有限元模型，结果表明：层间水平剪应力大幅增加了沥青面层产生 Top⁃Down 开裂的概率。大量工程实践也表明：增强层间黏结、提高层间抗剪强度，对防止车辙变形和侧向推移病害也具有较好效果。Li 等[67]设计了刚柔复合式试件层间剪切试验，模拟了综合考虑水平和 竖向荷载对路面结构层的剪切作用，研究发现层间抗剪强度的增加改善了复合式试件沥青层抗裂性能。
2.4.2 沥青面层压剪破坏
有研究表明：刚性基层上沥青面层在车辆荷载的三向应力作用下主要发生压剪组合破坏。Xu 等[27]研究发现复合式路面试件四点弯曲梁试验中 L/4 跨和支点的层间界面均发生压缩破坏，而跨中处层间界面呈现出剪切破坏特征；Nian 等[68]研究了不同工况下沥青路面结构应力分布规律 ，发现当层间完全连续时，最大剪应力主要集中在面层的上、中层，且沥青上面层主要承受压缩‒剪切荷载耦合作用。万晨光等[69]选择桥面铺装结构作为研究对象，发现桥面铺装结构层间表现出压剪组合破坏，层间结构最不利剪切荷位并不是所受层间剪应力最大位置，还与其受到的压应力有关。
针对大刚度基层上沥青面层的力学响应特征，黄优等[18]研发了一种测试刚性基层上沥青面层压剪强度和疲劳性能的局部压剪加载装置（图 31、32），能充分考虑压应力和剪应力对沥青面层的影响，发现各因素对复合试件压剪强度影响从强到弱依次排序为：温度、沥青层厚度、层间处置状态、刚性基层强度。继而从能量和损伤的角度对复合式试件开展试验研究，探索重复压剪作用下沥青面层能量耗散及累计损伤变化规律（图 33），并提出了复合式试件的压剪强度模型和压剪疲劳方程。
复合式路面的刚性基层主要起结构承重作用，沥青面层一方面提供舒适的行车体验；另一方面对下卧基层提供保护，兼具结构层和功能层的双重角色，对整个路面结构的服役状态和使用寿命起着至关重要的作用。如前所述，刚柔复合式路面的结构力学行为和破坏模式具有其自身的特点，因此对路面材料提出了新的要求。
3.1 高性能抗剪沥青面层材料
刚柔复合式路面的刚性基层与沥青面层之间的刚度差异很大，根据温度条件的不同，沥青面层模量为水泥混凝土基层模量的 1/60~1/3，过大的刚度差异造成刚性基层上沥青面层内的剪切应力水平较高，基本处于压剪状态。因此，改善沥青面层剪切性能是防止刚性基层上沥青面层破坏的主要措施之一。目前主要有两个改进方向：① 通过添加纤维进行改性或复合改性，提高沥青混合料的抗剪切性能；② 采用高模量沥青混合料或半柔性路面材料，实现基层‒面层的刚度过渡。
3.1.1 纤维改性沥青混合料
纤维作为一类沥青混合料添加剂和稳定剂，主要起加筋、吸附、稳定、增黏的作用，能有效改善沥青路面的各项性能指标，延长沥青路面的使用寿命。纤维在沥青混合料中能吸附沥青，并与矿粉及细集料共同形成三维空间网状结构，这种空间网状结构起到较好的应力扩散作用，在裂缝尖端处纤维还能起到桥接作用，使得混合料抗剪、抗裂性能得到提升，如图 34 所示。
为了更好地提高纤维改性沥青的路用性能，国内外学者对不同类型的纤维改性沥青混合料进行了大量研究。玄武岩纤维具有很高的强度、弹性模量、 抗老化性能和耐高温等优点，是纤维改性沥青混合料的研究重点。Liu等[70]将不同掺量的玄武岩纤维（BF）引入到橡胶粉改性沥青结合料中，并通过室内试验发现玄武岩纤维能在沥青中形成较好的网状结构，增大沥青承受荷载应力的能力，使得沥青结合料抗裂性能 得到提高；Qin 等[71]研究不同长度和掺量的纤维对沥青的性能影响，发现掺量为 5%~7% 的 6 mm 玄武岩纤维对沥青抗裂效果改善最明显。杨程程等[72]通过模拟玄武岩纤维的空间随机分布，研究了玄武岩纤维长径比对增强沥青混合料弯拉性能的影响规律，发现长径比越大的纤维加筋效果越好。界面性能不足是限制玄武岩纤维对沥青混合料增强效果的因素之一，现阶段多采用接枝 KH550型硅烷偶联剂对 BF 表面进行改性，以增强玄武岩纤维与沥青的界面黏附特性， 从而增强纤维的加筋作用[73-74]，如图 35 所示。
木质素纤维可以有效吸附沥青，防止混合料因沥青含量高而析漏，提高沥青的黏度和内聚力，增强沥青混合料的热稳定度、抗剪强度和疲劳寿命，在沥青混合料中有较好应用[78-79]。Norgbey 等[80]、Liu 等[81]通过测试不同木质素纤维掺量的沥青混合料试件马歇尔稳定度、抗压回弹模量、抗压强度和黏度等指标，发现木质素纤维能有效降低沥青胶黏剂的温度敏感性，进而改善高温抗车辙能力，但过高的纤维掺量对低温性能存在不利影响。因此，在实际工程应用中 应选择合适的纤维掺量。Huang 等[82]研究了同时掺加“玄武岩纤维+木质素纤维”的复合改性沥青面层材料，并推荐了两种纤维的复配方案；关宏信等[83]也提出了采用 5% SBS 与 15% 橡胶粉复合改性沥青，并掺加质量比为 1∶1 的木质素纤维与玄武岩纤维复合改性沥青混合料。
3.1.2 高模量沥青混合料
复合式路面的刚性基层模量高、刚度大，对路面结构的整体强度是有利的，但对沥青层的剪切性能提出了更高要求。当基层模量远远大于面层模量时，会显著提高沥青面层内的最大剪应力；而当沥青面层材料模量与基层材料模量接近时，沥青面层结构的受力处于相对较好的状态[84]。因此设置合理的刚度过渡对改善刚柔复合式路面结构力学性能、提高复合式路面耐久性具有一定的理论意义和实际价值，如图 36 所示。
为了推动高模量沥青混合料在路面工程中的应用，国内外在高模量沥青混合料制备、改性方法及力学性能方面进行了大量的研究 。Yan 等[86]、Wang等[87]研究了几种不同高模量沥青混合料路用性能， 发现相对于硬质沥青、岩沥青改性等，高模量添加剂制备的高模量沥青混合料各方面性能更加平衡，但是几种方法制备的高模量沥青混合料低温性能均无明显提升；刘朝晖等[88]研究发现玄武岩纤维（BF）的加入使得高模量沥青混合料的低温抗裂性能得到有效提升，并通过微观试验和室内力学试验分析了其作用机理；Wang 等[89]、Moreno⁃Navarro 等[90]采用胶粉和丙烯酸纤维、超高分子量聚合物（UHMWP）等材料作为添加剂制备高模量沥青混合料，结果表明：所选添加剂均能显著提高混合料的高温性能和疲劳性能；Zhu 等[91]研究了再生沥青路面高模量沥青混合料的路用性能，针对再生沥青级配不一致、高模量沥青与老化胶结料黏结不良等问题，提出了改进的再生方法；Zou 等[85]、Si 等[92]从细观尺度分别研究了不同添加剂对高模量沥青的改性机理以及高模量沥青混凝土路面结构在荷载作用下的细观力学特性。
3.1.3 半柔性路面材料
半柔性路面材料是一种骨架‒填充结构，通常由水泥灌浆料填充到开级配基体沥青混合料中所构成。如图 37 所示，半柔性路面材料结合了沥青路面柔韧性和水泥混凝土路面刚性的特点，具有高强度、高耐久性、抗渗性较好等优点，能够提升路面抗车辙、耐腐蚀等性能，适用于重载交通路段。半柔性路面材料性能主要受基体沥青混合料的级配组成、沥青及矿料性能特点以及灌浆料的流动度、体积稳定性、强度等影响。虽然相较于传统沥青混合料具有更好的高温稳定性以及水稳定性，但是由于灌注浆体的主要成分是脆性水泥基材料，因而导致其低温抗裂性能较差。
为解决半柔性路面材料低温抗裂性能，姜舜君[93]引入了水泥‒乳化沥青砂浆作为灌浆材料，并使用生物沥青对其进行改性，从而降低了灌浆材料的脆性，改善了低温抗裂性能；王黎明等[94]研究发现苯丙乳液可显著降低半柔性路面材料的动态模量、提高动稳定度、改善低温抗裂性、提高抗水损害能力；郭庆林等[95]研究了不同基体沥青对半柔性路面材料的影响，研究发现：使用 SBS 改性沥青和高黏沥青的混合料稳定度升高，空隙率减小，同时能提升路面的水稳定性、高温稳定性和强度；田瑞乾等[96]对不同灌浆材料类型进行了研究，结果表明：抗裂型灌浆材料可提高后期低温抗裂性能和水稳定性能，普通型灌浆材料适用于暖热多雨气候区，超早强型灌浆材料适用于昼夜温差大的气候区；熊子佳等[97]研究了养护温度对半柔性路面材料性能的影响：强度较高的普通型浆料需待沥青混合料基体摊铺温度降到室温时灌注；早强型浆料可在沥青混合料基体摊铺后尚有余热时灌注。
在荷载作用下，半柔性路面混合料更容易从孔隙处、灌浆料浆体与基体沥青混合料界面以及地聚合物内部薄弱区产生破坏。因此可以通过改善半柔性路面混合料的界面黏结性能进而提高半柔性路面性能。王业等[98]发现当聚合物乳液脱水可形成连续的聚合物膜，起到封闭孔洞与微裂纹的作用，而且灌浆料水化产物与聚合物膜能够形成互相交错的网络结构，起到“微纤维”的作用；程培峰等[99]研究发现硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应，从而通过改变水泥‒沥青界面的形态，有效改善水泥‒沥青界面稳定度并减少水 泥‒沥青界面裂缝。
3.2 刚性基层性能提升技术
从改善受力的角度，刚性板的小尺寸划分可以大幅度减小板底荷载应力，而且要比常规尺寸板块的水泥混凝土路面温度翘曲应力明显减小，是减小荷载应力、温度应力的有效方法，并在准兴高速公路、许 尉高速公路 、国道 324 线（福 昆 线）漳浦三古段等工程中得到推广应用[100]。但是小尺寸划分降低了刚性基层板整体性，板块之间的缝隙和错台成为沥青面层受力的薄弱环节，增大了沥青面层发生反射裂缝的风险 ，对刚柔层间处置提出了更高的要求。
复合式路面的刚性基层出现裂缝、错台等病害会引起沥青面层的反射开裂、减弱层间结合，因此除了要求具有较好承载力之外，复合式路面的刚性基层板在干缩、温度和冲击荷载作用下还应具有良好的抵抗裂缝扩展、保持板体整体性的能力。对刚性基层进行配筋处理是提高复合式路面耐久性的有效方法，相对于普通素混凝土板，配筋混凝土中的钢筋可以调节水泥混凝土材料在降温和干缩作用下产生的横向裂缝宽度及间距，提高横向裂缝处荷载的传递能力。
连续配筋混凝土（CRC）是在纵向设置连续钢筋、横向不设接缝的结构，由 CRC 和沥青层组合的CRC+AC 结构是刚柔复合式路面重要结构类型之一。由于 CRC+AC 复合式路面结构受力特征与连续配筋混凝土路面（CRCP）存在差异，因此刚性基层的配筋设计和优化是 CRC +AC 路面结构的研究重点之一。在连续配筋混凝土路面基础上发展出了先进配筋混凝土路面（Advanced Reinforced Concrete Pavement，ARCP）、部分连续配筋混凝土路面 （Partially Continuous Reinforced Concrete Pavement，PCRCP）及双层连续配筋混凝土路面等不同配筋形式的路面。其中 ARCP、PCRCP 具有节约钢筋用量、路面横向裂缝规则等优点，但是配筋方式复杂增加了施工难度。双层连续配筋混凝土路面具有整体强度高、耐久性强、行车舒适性高的特点，在适应重载交通方面优势明显，但是双层配筋增加了施工成本。纵向钢筋的配筋率同样是 ARCP、PCRCP 及双层连续配筋混凝土路面的重要设计指标，但在中国此类配筋路面工程实践较少，其纵向钢筋仍属于超规范设计，多参考单层 CRCP 配筋指标计算公式采取保守设计。
纤维增强复合材料筋（Fiber Reinforced Polymer Rebar，FRPR）可以替代混凝土中的钢筋组成纤维筋 连续配筋路面。FRPR 具有重量轻、强度高和耐久性好等优点，能解决传统钢筋混凝土路面结构中钢筋的锈蚀问题，但也存在黏结性能相对较差等不足。为提高 FRPR 与普通混凝土之间的黏结性能，通常对FRPR 表面进行预处理，如用纤维束在其表面缠绕形 成一定高度的“肋”、通过切割形成螺纹形的凹槽或黏附砂粒等。表 3 为几类刚性路面配筋技术及其结构特点。
3.3 复合式路面层间抗裂材料
20 世纪 30 年代以来，国内外学者结合实体工程进行的大量理论和试验研究表明铺设应力吸收层结构、使用土工织物、格栅或改性沥青制备的抗裂夹层材料对复合式沥青面层抗裂性能提升最为显著[109]。为改善刚‒柔性复合路面层间剪切黏结强度和疲劳性能，提高复合式路面沥青层抗裂性能，道路工作者们在应力吸收层材料及抗裂夹层材料的研发上进行了大量探索，积累了丰富的研究成果。
3.3.1 应力吸收层结构
应力吸收层主要分为洒布式和摊铺式两种，洒布式沥青应力吸收层采用特定的洒布车在洒布沥青的同时撒布单一粒径碎石；另外一种形式的洒布式应力吸收层由专用设备同步喷洒两层乳化沥青（底层、上层）及铺设一层纤维（中间层），再立即撒布一层碎石集料，随即采用胶轮压路机进行碾压，如图38、39 所示。
摊铺式应力吸收层由改性沥青和矿料按一定配比组成的细粒式改性沥青混合料，在施工时采用与普通沥青混合料一样的施工机械，经过摊铺碾压而成的一种薄层结构。目前应用较多的应力吸收层材料主要有 STRATA、SAF、Sand Mix 沥青混合料和RCRI 沥青混合料。摊铺式应力吸收层沥青混合料一般由大量的细集料、矿物填料和高含量聚合物改性沥青胶结料组成，具有模量较小、变形能力强及良好的疲劳性能等特点，摊铺厚度通常为（2.5±0.5） cm。
通过设置应力吸收层，极大地分散了由水泥混凝土开裂传递到沥青面层底部的荷载，使沥青面层临界点处的应力状态更加安全，从而改善整个覆盖层沿深度方向的应力分布，缓解基层裂缝/接缝处的应力集中，防止反射裂缝的产生和发展（图 40）。
3.3.2 层间抗裂材料
层间抗裂材料应具备良好的抗裂调平作用，抗裂夹层材料所用的胶结料，必须具备优良的抗疲劳性能和变形恢复能力，同时还应提供优良的黏结力。复合式路面抗裂夹层主要有土工格栅和各种改性沥青，抗裂夹层材料可增加沥青面层与刚性基层之间的黏结、协调基层与面层之间的变形，吸收来自交通荷载和温度变化引起的弯拉应力和剪切应力，减少基层裂缝和错台导致的沥青层底面应力集中等[111-112]，从而有效减缓反射裂缝的产生和扩展[113]。表 4 总结了不同层间抗裂材料组成特点、主要技术指标。
为了进一步推进刚柔复合式路面的研究，本文综述了国内外学者在刚柔复合式路面设计理论、材料研发、施工工艺等方面的研究现状。刚柔复合式路面已经取得了较好的工程应用，但是相应的结构理论和材料指标体系仍不够完善。主要结论如下：
（1）当前国内外主要的刚柔复合式路面设计方法仍然是基于层状弹性理论体系，设计方法一般参考相似路面结构：刚性基层主要参考水泥路面设计，柔性面层主要参考水泥路面沥青层加铺设计；缺乏针对刚柔复合式路面结构特点的设计理论和方法，尤其对于刚性基层上的沥青面层，仅仅将其简单视为功能层而缺乏专门的设计。
（2）刚性基层是复合式路面的主要承重结构层，由于上面铺设了沥青面层，对刚性基层的荷载应力、温湿度场等均起到了一定改善作用，有利于延长路面结构使用寿命；但是刚性基层的开裂、接缝等，会降低基层板的整体性、影响层间结合状况、加速沥青面层开裂，因此有效控制基层板的裂缝宽度和间距、提高刚性基层板的整体性，同样十分重要。
（3）刚性基层‒柔性面层之间的层间结合，一直是刚柔复合式路面质量控制的重点，只有良好的层间结合，才能有效传递层间应力、协调层间形变；有关学者开展了大量室内试验研究，结合数值仿真，从设置层间结构和研发复合改性层间材料两个角度来改善刚‒柔界面状况，取得了比较丰硕的成果。
（4）复合式路面的沥青面层兼具功能层和结构层的双重作用，对提升刚柔复合式路面的服役性能和使用寿命至关重要；由于基层与面层之间巨大的刚度差异，刚性基层上的沥青面层主要产生压剪破坏，并衍生出 Top⁃Down 裂缝、剪切失稳车辙等病害；因此，必须对刚性基层上的沥青面层进行专门的结构设计和材料研发，实现刚性基层‒柔性面层的合理刚度过渡及沥青面层抗剪能力的提升。
（5）刚柔复合式路面的结构力学行为和服役状态受刚性基层和柔性面层交互作用的影响，未来必须综合考虑刚性基层和沥青面层的结构力学特点和破坏方式，有针对性地开展路面结构‒材料一体化研究，系统提升刚柔复合式路面的服役能力，助力刚柔复合式路面的推广应用，并 推动道路设计理论的发展。
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