半刚性基层沥青路面典型结构探究

何晓鉴 李松

摘要：半刚性基层沥青路面属于我国目前应用最为广泛的一种道路工程构筑模式，其结构简单，施工便利，并能呈现出良好的应用效果。本文主要以半刚性基层沥青路面典型结构形式入手，简单分析了常见气候条件下半刚性基层沥青路面损坏及预防措施。

关键词：道路工程 半刚性基层 沥青路面

在一些恶劣天气条件下，半刚性基层沥青路面时常会呈现出一定破坏形式，影响道路工程的正常使用，威胁车辆及人员安全。如何对其进行有效预防，以优化道路工程整体服务性能，值得我们更为深入的探索。

1、半刚性基层沥青路面典型结构形式

在沥青路面中，半刚性基层有着非常良好的承载能力、抗变形能力以及抗冻性能，同时可以有效利用工程所在地材料，优势明显，所以被广泛应用于道路工程路面部分的建设中。到目前为止，半刚性基层沥青路面，已然成为全国各地道路工程沥青路面结构使用最为普遍的形式之一。我国采用半刚性基层沥青路面结构的主要特点体现在半刚性基层和底基层厚度较大，而沥青面层的厚度比较小，路面结构整体具有较高的强度，能够体现出良好的经济性。如表一所示，为我国半刚性基层沥青路面最为典型的结构层组合。

2、常见气候条件下半刚性基层沥青路面损坏及预防措施

2.1低温条件

2.1.1路面损坏机理

我国东北地区（包括辽宁、吉林以及黑龙江）、西北地区（包括甘肃、宁夏、青海以及新疆）、西藏以及内蒙古等地区，每年冬季持续时间较长，且最低气温能够在一段时间之内保持零下10摄氏度以下，并且经常发生气温骤降的情况。而此种持续性低温和气温骤降等情况对于半刚性基层沥青路面的健康不利，非常容易出现开裂损坏等情况，严重情况下甚至会影响路面的整体使用性能。修建在上述地区的半刚性基层沥青公路，当处于低温条件之下时，路标通常会呈现出具有一定间距，而且与路中心之间相互呈垂直关系的横向裂缝。横向裂缝间距一般介于5-20米之间，还经常会引发贯穿于整个路面的大型裂缝。如果未对横向裂缝形成及时处置，在温度、水分以及荷载的共同作用之下，会使裂缝持续扩展，从而引发路面坑槽或沉陷等更加严重情况的出现。

2.1.2预防措施

第一，预裂。对道路基层进行养生处理之后，当其具有一定强度时，在基层的顶面位置依据相应间隔与深度标准作锯缝处理，让基层沿着预锯位置开裂，以防止裂缝反射至沥青面层;第二，设置过渡层。在道路工程沥青面层与半刚性基层间设置土工格栅、级配碎石以及应力吸收层等过渡层，从而防止裂缝沿着层间逐渐扩展。①级配碎石。依靠集料之间的骨架作用获得一定强度，并且具备较大空隙率，继而与半刚性基层一同实现对荷载作用的分担，其排水效果优良;②应力吸收层。在道路工程中应用的应力吸收材料有着较强的韧性与低弹性模量，属于当前国内外防裂材料的重点研究内容之一，比如SBS与EVA橡胶沥青已经获得了较为理想的应用效果;③土工织物与格栅。在层间的粘结位置铺设土工织物与格栅等材料，从而有效缩减与控制基层裂缝向上拓展，以起到降低道路损坏程度的效果，延长道路工程使用寿命。

2.2高温条件

2.2.1路面损坏机理

我国属于温带大陆性季风气候，绝大多数地区夏季高温炎热，南北温差较小。南方地区夏季所持续的时间比较长，而且七月份气温与北方相比较高，部分省份七月份平均气温可以达到28摄氏度以上。因为沥青混合料具有粘弹性性质，路面强度和刚度会随着气温的上升而降低。当处于高温条件与荷载作用之下，如果沥青路面内部所形成的剪应力超出混合料抗剪强度，路面便会出现流动变形情况，而变形的逐步积累便会引发失稳性车辙。国内道路大部分采取半刚性基层，具有较为优质的强度和整体性，基层及其以下变形比较小，所以沥青路面出现的车辙主要是失稳性车辙，其他类型很少出现。如果在高温地区有车辙类损坏问题出现，会严重影响人们出行的舒适性，同时威胁人员和车辆安全。

2.2.2预防措施

第一，应用改性沥青。沥青类型对于混合料抗车辙能力具有十分明显的影响，可以通过添加改性剂的方式优化沥青性能，这也是目前用于预防道路车辙最为常见的措施。比较常用的沥青改性剂包括SBS、EVA以及SBR等;第二，提高沥青层厚度。相关研究发现，如果沥青路面具有足够的厚度，因为路床变形而引发车辙的可能性将变得非常小。如果沥青层厚度大于18cm，则沥青层厚度和车辙深度间不再存在明显关系;第三，使用混合式基层。使用沥青稳定碎石基层与半刚性基层相结合的基层组合方式，并提高沥青层厚度，从而有效缩减半刚性基层所呈现的疲劳应力水平与层间剪切应力，提升路面整体抗车辙能力。

2.3多雨条件

2.3.1路面损坏机理

在干燥条件下，沥青会充分覆在集料表面，使混合料由于沥青粘结作用与集料骨架作用形成较大强度的整体。而在沥青混合料具有较大空隙，或者路面排水系统失灵、路面开裂时，水分将会经由混合料空隙进入到路面结构内部，并且滞留其中。当经过车辆荷载反复作用之后，沥青和矿料间、矿料颗粒间将会形成剪切作用，剪切破坏之后水分将在短时间之内浸润，导致沥青的粘结力失灵。此外，在行驶车辆作用之下，基层顶面水分将会呈现出较大动水压力，使基层顶部细集料处于冲刷作用之下，继而形成白浆，沥青面层发生网裂与下陷问题，严重情况下会使混合料变得松散，出现坑洞。

2.3.2预防措施

避免水分进入到路面结构，同时将已经进入到结构的水分及时排出，属于当前对路面损坏问题加以处理的主要方式。第一，设置下封层。为了防止水分渗入到路面基层，提高沥青面层和基層之间的粘结力，通常要在基层顶面位置设置下封层，可以使用乳化沥青或者改性乳化沥青，将其设置成单层或者双层;第二，设置改性沥青粘结防水层。在道路工程表面层与中间层间设置一层由SBS改性沥青材料组成的粘性防水层;第三，应用排水性沥青路面。

结束语：

总而言之，在道路工程投入使用之后要充分加强管理，关注各种隐患问题，采取必要的预防或处置措施优化道路结构性能，以展现出更为优质的交通服务质量，为城市进步与经济发展形成良好推动作用，为国家经济建设注入源源不断的活力。

参考文献：

[1]龚侥斌，黄民如.典型结构形式沥青路面疲劳寿命对比[J].广东交通职业技术学院学报，2018，17（03）：23-27.

[2]邹静蓉，刘运丹，张志强，李涛.湖南省干线公路大修改造典型路面结构研究[J].公路工程，2017，42（06）：287-291.

作者简介：何晓鉴（2000-），男，汉族，籍贯：四川省射洪县，本科在读，学校：沈阳城市建设学院 ，研究方向：道路与桥梁工程

课题项目：2021年校级大学生创新创业训练计划项目：校级+202113208078