張志春 楊旺志

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1 我國(guó)目前半剛性基層的應(yīng)用分析

目前在我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中半剛性基層幾乎成了主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)已建高等級(jí)公路的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)度比較高，相對(duì)柔性基層來(lái)講強(qiáng)度高、剛度高，作為承重結(jié)構(gòu)，在路面沒(méi)開(kāi)裂之前在承載、擴(kuò)散荷載、傳遞到路基方面的性能比較好。但是，半剛性基層也有其無(wú)法克服的缺點(diǎn)，即：半剛性基層的收縮開(kāi)裂及由此引起瀝青路面的反射性裂縫輕重不同地存在。在國(guó)外，普遍采取對(duì)裂縫進(jìn)行封縫，而在交通量繁重或者高速公路上，這種封縫工作十分困難，嚴(yán)重影響交通，也不安全。而在我國(guó)，目前根本就沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂縫就進(jìn)行瀝青封縫的習(xí)慣，因而開(kāi)裂得不到有效的處理。裂縫的存在導(dǎo)致兩種后果，首先是裂縫中進(jìn)水，導(dǎo)致瀝青層和基層界面條件的變化，使基層、底基層、路基的水分狀況惡化，承載能力迅速降低，表面產(chǎn)生水力沖刷，出現(xiàn)灰漿，并形成裂縫處唧漿、坑槽；第二是車(chē)輪從裂縫的一側(cè)經(jīng)過(guò)到達(dá)裂縫的另一側(cè)時(shí)，荷載變化不再連續(xù)，使路面裂縫兩側(cè)發(fā)生大的應(yīng)力突變，還形成很大的上下剪切和表面受拉。

2 柔性基層

2.1 柔性基層的定義：采用熱拌或冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式碎石，以及不加任何結(jié)合料的粒料類等材料鋪筑的基層。粒料類材料，包括級(jí)配碎石、級(jí)配礫石、符合級(jí)配的天然砂礫、部分礫石經(jīng)軋制摻配而成的級(jí)配碎礫石，以及泥結(jié)碎石、泥灰結(jié)碎石、填隙碎石等基層材料。

2.2 柔性基層技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用效果

針對(duì)半剛性基層瀝青路面弱點(diǎn)，柔性基層瀝青路面由于其良好的使用性能在許多國(guó)家得到應(yīng)用，取得了比較好的使用效果，柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)類型一般分為兩種：一是級(jí)配碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)；二是在級(jí)配碎石基層下加鋪一層半剛性底基層，由于半剛性底基層模量較大，級(jí)配碎石基層的非線性特點(diǎn)得到發(fā)揮，有利于降低瀝青層層底拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，增強(qiáng)瀝青層抗疲勞能力。柔性基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面具有不同的性能特點(diǎn)，可以與半剛性基層瀝青路面互為補(bǔ)充。柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)通過(guò)采用瀝青穩(wěn)定碎石或級(jí)配碎石材料做基層，對(duì)交通荷載的響應(yīng)變的不太敏感，通過(guò)自身良好的彈性形變特點(diǎn)，對(duì)重交通荷載的適應(yīng)能力更強(qiáng)，同時(shí)，由于兩種材料對(duì)水的穩(wěn)定性好，對(duì)延長(zhǎng)和提高瀝青路面的長(zhǎng)期使用性能具有更好的作用。

3 瀝青路面柔性與半剛性組合基層

3.1 隨著半剛性基層的缺點(diǎn)越來(lái)越明顯地表現(xiàn)出來(lái)，現(xiàn)在柔性基層受到越來(lái)越多的關(guān)注，認(rèn)為柔性基層可以克服半剛性基層的缺陷，但為了提高路面整體的抗變形能力，將原來(lái)的半剛性基層安排在柔性基層下做路面的底基層，以期綜合利用柔性基層和半剛性基層的優(yōu)點(diǎn)，克服柔性基層抗變形能力差和半剛性基層反射裂縫的缺點(diǎn)。

3.2 由于柔性基層具有較大的變形，其自身的破壞主要在反復(fù)荷載作用下，當(dāng)累計(jì)殘余變形達(dá)到一定值，路面會(huì)產(chǎn)生沉陷或車(chē)轍，這種殘余變形是路基和其結(jié)構(gòu)層發(fā)生塑性變形的綜合反映，它同荷載大小、作用次數(shù)、應(yīng)力水平、應(yīng)力歷史、密實(shí)度、級(jí)配的性質(zhì)等有關(guān)，故傳統(tǒng)的級(jí)配碎石由于主要應(yīng)用在底基層，而受各因素影響，其強(qiáng)度較低，路面破壞往往表現(xiàn)在變形量過(guò)大而影響整體強(qiáng)度。如將柔性基層設(shè)置在剛度較大的半剛性基層之上，由于半剛性基層的變形較小，對(duì)柔性基層的變形起到了約束作用，同時(shí)通過(guò)級(jí)配的調(diào)整、施工工藝的提高等，使其強(qiáng)度參數(shù)得以較大的增加，則路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、受力等與傳統(tǒng)的柔性基層結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有所不同。故可通過(guò)柔性基層與半剛性基層的優(yōu)化組合，提高路面的使用性能，減少路面的早期病害。

4 結(jié)論

通過(guò)半剛性基層與柔性基層的組合，可以減小半剛性結(jié)構(gòu)層的溫度梯度，加強(qiáng)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的排水性能，并且由于級(jí)配碎石相對(duì)較大的應(yīng)變能，能夠有效地消減瀝青路面的反射裂縫，減少水損害的發(fā)生，改善路面的長(zhǎng)期使用性能和適應(yīng)環(huán)境的能力。試驗(yàn)證明，組合式瀝青路面結(jié)構(gòu)能夠有效地發(fā)揮半剛性基層高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)及級(jí)配碎石良好的性能，減少路面早期破壞，提高路面長(zhǎng)期使用性能。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.JTGD50-2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京:人民交通出版社.

[2]姚祖康.對(duì)國(guó)外瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)的評(píng)述（連載一）[J].公路,2003,(3):18-25.