关于半柔性路面试验设计及效果分析

宋蓝++吕文博

摘 要：半柔性路面在开级配多孔基体沥青混合料中，将灌入水泥当作其主要成分的特殊性浆剂，它可以有效提升沥青混合料的抗疲劳性、高温稳定性等。该文通过分析半柔性路面试验设计及效果可知，半柔性路面的综合性能好，是一种新型高级路面，对于指导未来的道路工程建设有重要意义。

关键词：半柔性路面 试验设计 效果 路面材料

中图分类号：U416.22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0035-02

所谓半柔性路面主要指在开级配沥青混合料的大孔隙基体路面内贯入水泥胶浆以后形成的路面，其利用面料间的相互嵌挤以及灌入的水泥胶浆组成材料强度，可以提升路面抗负荷能力。半柔性路面的高温稳定作用远远强于普通沥青混凝土路面，并且这种路面有良好的抗滑性、抗疲劳性及抗温抗裂性特点，是一种性能佳的新型路面。该本文简要分析半柔性路面试验设计及效果。

1 半柔性路面试验设计

选取位于国道328线长约1 km的S形弯道路面，半柔性路面结构特点和沥青路面类似，用沥青路面设计规范方法设计半柔性路面的结构与厚度。试验道路在原来道路的基础上加铺，加铺厚度约10 cm，和原来的路面宽度等同，长320 m。沥青混合料应有抗滑性、高温稳定性、抗疲劳性以及低温抗缩裂性的特点，但上述各项要求很难同时满足，因此在材料构成设计时，需要优先考虑重要方面的指标，与此同时兼顾次要方面要求。为了获得符合要求的混合材料，需要重视选择各种组成材料。

1.1 正确选取原材料

（1）粗集料，选取的粗集料形状应该类似与立方体、有多个棱角，扁平。其中高等级别的道路细长颗粒含量≤总量的15%，一般性道路≤总量的20%，固然砾石材料可以用来制备混合料，但其摩阻角很小，需在轧制以后使用，或者需要在砾石中加入其他材料。集料表层构造理应具备一定粗糙度，以利于提升内摩阻角，同时当将其用作面磨耗层时也可提升抗滑性[1]。选用石料应该无杂质，洁净，泥土含量≤1%。此外，还需要依据嵌挤原则配制多孔基体混合料，因为如遇繁重的交通情况下，一旦强度不足极易被磨光、破碎，导致性缺油断裂面的出现，进一步促使面层丧失稳定性。因此要求选用耐磨性、强度均佳的矿料。集料压碎数值，高等级别道路≤25%，一般级别道路≤28%。

（2）细集料，在沥青混合料中可选用含有人工砂、石屑、天然砂的细集料。要求细集料材质坚硬，形状类似于立方体，级配好，洁净。细集料的棱角具有提升材料内摩阻角的良好效果。一般而言，在水泥胶浆中细集料多寡对水泥胶浆的流动程度会产生直接影响，同时也会影响到施工水泥胶浆的灌入深度[2]。

（3）填料与沥青标号的选用，首先对矿粉的要求不能太细，太细施工和易性较差，水稳定性不佳；太粗易让矿料和沥青之间的作用不充分，不利于改善性能，且亲水性小。其次，选用沥青标号，与铺筑其他混合料相似，需考虑到交通性质、混合料类型、施工方法、施工季节及气候等相关因素。

1.2 设计基体混合料

半柔性混合料组成设计主要包括以下几个步骤：确定混合料组成，选用合适的沥青用量，试验检验并确定。其中混合料的组成级配如表1所示。根据比表面积分析主要是由于多孔基体混合料缺乏细集料，相对比表面积很小，故沥青用量较少[3]。当确定好矿料级配，选定沥青用量的范围以后，在确定范围内用含量不同的沥青开展试验，参照各项技术指标确定沥青的用量。从施工现场检测集料密度得到以下结果：粗集料表层密度2.7 g/cm3，紧装密度1.7 g/cm3；细集料表层密度2.6 g/cm3，矿粉表层密度2.8 g/cm3，矿粉用量6%，沥青用量4%，空隙率22%。

1.3 设计水泥胶浆

依照施工现场具体情况与相关研究成果，选择在试验路段弯道的外边缘铺筑红色半柔性路面，在内边缘铺筑白色半柔性路面，然后分析半柔性路面的使用性能，及为路面着色以后，对于美观，缓解驾驶员精神疲劳方面的效果[4-5]。其中路面试验路段施工配合比例如表2所示。

2 半柔性路面试验效果分析

2.1 评价路面整体承载能力与强度、厚度

为了科学评价半柔性路面的整体承载能力，本研究在加铺半柔性路面的过程中依照《公路路基路面现场测试规程》的相关要求检测弯沉，如表3所示。当加铺半柔性路面以后，路面整体承载能力有了大幅度提升。同时为了合理评价半柔性路面的强度与水泥胶浆灌入深度，在加铺半柔性路面以后依照规程要求检测钻芯，所得结果如表4所示。分析表4可知，半柔性路面的强度、厚度均符合设计的要求，且水泥胶浆灌入至实际厚度的70%左右。半柔性路面有很高的劈裂强度，带有水泥混凝土路面的部分特点。

2.2 评价半柔性路面平整度

路面促使汽车发生振动高程改变的表面特征即平整度，如果路面不平整引起汽车振动进而直接影响到旅客舒适型。当加铺半柔性路面后依照具体规程的要求用长度为3 m的直尺检测平整度，具体检测结果如表5所示。当加铺半柔性路面以后，路面平整度提高，行车更加舒适，表现出沥青混凝土路面的特殊功用。

2.3 评价半柔性路面设计的动稳定度

路面高温稳定性、疲劳性的表征即动稳定度，路面安全系数的表征即路面抗滑功能，为了进一步检验半柔性路面动稳定度，参照试验规程，在半柔性路面试验设计现场选取试件开展试验。同时为了检测试验路段的抗滑性，用摆式摩擦仪来检测摆值。通过检验可知，半柔性路面的摆值、动稳定度都远远超过了设计要求，表明了半柔性路面有良好的高温稳定性、抗滑性。

2.4 比较半柔性路面与其它路面经济效益

从表6可知：水泥路面和沥青路面相结合的具有优良特点的半柔性路面，在经济方面有明显优势，其总造价和单位面积造价均<水泥路面、沥青路面，造价降低程度分别为54%、35%左右。

3 结语

总之，半柔性路面有沥青混凝土路面的使用特点，同时兼有水泥混凝土路面的部分特点，且耐油污，可以合作色，具备应力松弛能力，在一定程度上还可以减少温度缝的铺设，行人行驶较舒适。一般情况下，半柔性路面在5年之内可以维持零维护，可以节约很大一部分养护费、人工费，相应地产生了经济效益、社会效益，可以说它是一种经济、性能均佳的新型路面材料。

参考文献

[1] 霍轶珍.半柔性路面路用性能的试验及机理分析[J].公路，2009，3（2）：86-88.

[2] 张益明.半柔性路面试验设计与效果评价[J].广东交通职业技术学院学报，2006（1）：56-59.

[3] 吴丹，赵可.半柔性路面的设计与性能研究[J].交通标准化，2009，7（23）：173-175.

[4] 车国东.浅谈半刚性与半柔性路面用混合料性能特点[J].山西建筑，2008，7（10）：142-145.

[5] 张阳.高性能半柔性路面在改造工程中的应用研究[J].西部交通科技，2010，3（Z1）：76-79.endprint