宇杰集團(tuán)股份有限公司 浙江臺(tái)州 317300

摘要：柔性基層瀝青路面的研究與應(yīng)用，使我國市政道路路面結(jié)構(gòu)型式更加多樣性，適應(yīng)我國地域遼闊、自然條件各異、各地經(jīng)濟(jì)水平和交通量差別大的特點(diǎn)。柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是柔性基層瀝青路面應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，也是在我國推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文闡述了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，分析了柔性基層路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：市政道路；柔性基層；瀝青路面；結(jié)構(gòu)

目前，半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于市政道路中，為解決該路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的早期破壞問題，對(duì)柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，采用級(jí)配碎石、瀝青碎石等柔性材料作基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)，路面面層與基層之間應(yīng)力、應(yīng)變傳遞的協(xié)調(diào)過渡方面比較順利，同時(shí)結(jié)構(gòu)材料為顆粒狀級(jí)配成型材料，排水暢通，致使路面結(jié)構(gòu)不易受水損害。

一、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

瀝青路面結(jié)構(gòu)層次的選擇與安排工作具有十分重要的意義，它們直接影響了路面結(jié)構(gòu)在正常使用之后的承受行車荷載情況。通過研究與長時(shí)間的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則主要包括：

1.適應(yīng)行車荷載作用的要求。一般情況下，人們將作用到路面中的行車荷載分為垂直力與水平力兩種。其中，路面受到垂直力后，內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生與應(yīng)變，長時(shí)間之后又將會(huì)隨深度逐漸向下遞減。而受到水平力力后形成的的應(yīng)力與應(yīng)變則會(huì)隨著深度的逐漸減小而提高速度。不僅如此，路面表面還會(huì)受到車輪的摩擦力，所以，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首要遵循的原則就是大強(qiáng)度與抗變形。

2.考慮結(jié)構(gòu)層的特性。路面結(jié)構(gòu)層構(gòu)成方式一般包括密實(shí)級(jí)配、形成板體與嵌擠等多種，所以選擇哪種方式來保證路面的強(qiáng)度與剛度，同時(shí)還保證結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性是市政道路瀝青路面建設(shè)施工中需要特別關(guān)注的環(huán)節(jié)。所以要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)的整體性與結(jié)構(gòu)層應(yīng)力傳遞的連續(xù)性，則必須要盡可能的保證結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合緊密穩(wěn)定性。路面設(shè)計(jì)過程中，必須要根據(jù)面層耐久與土基穩(wěn)定兩大需求，同時(shí)從施工設(shè)計(jì)的實(shí)際出發(fā)，選用最合適的材料，最終做好圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作。

二、柔性基層路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.瀝青路面結(jié)構(gòu)類型。瀝青路面結(jié)構(gòu)層通常包括四大部分，即：面層、基層、墊層以及底基層等。經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，人們習(xí)慣把瀝青路面結(jié)構(gòu)分成半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)、組合式工結(jié)構(gòu)、組合式II結(jié)構(gòu)、柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)以及全厚式瀝青路面結(jié)構(gòu)5種類型?，F(xiàn)今，我國大都采用組合式結(jié)構(gòu)與柔性基層兩種路面結(jié)構(gòu)。

2.路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

由上圖所示，路面結(jié)構(gòu)按照不同的層位與功能通常包括面層、基層、底基層以及路基四方面內(nèi)容。其中，面層還包括分成上面層與下面層。研究結(jié)果表明，輪胎對(duì)路面產(chǎn)生的摩擦力類似于長方形，而且當(dāng)荷載增加時(shí)所形成的長方形也就愈加明顯。超載與交通量之間有著緊密的聯(lián)系，所以對(duì)于路面的設(shè)計(jì)必須要以超載的標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)為重要依據(jù)。我國規(guī)范路基土設(shè)計(jì)模量E0一般都保持在30到40兆帕之間。選用材料設(shè)計(jì)參數(shù)也是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它與路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度存在了直接的關(guān)系。如果取值高，那么竣工后路面的結(jié)構(gòu)可靠度將會(huì)大大減弱，最終造成路面使用年限大幅度減少。如果取值低，那么路面結(jié)構(gòu)的可靠度就會(huì)有所增強(qiáng)，同時(shí)增加了一次性投資。

三、市政道路柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)案例研究

以某市的市政公路建設(shè)為例，介紹市政道路柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)。隨著交通量的增大，重型車輛的增加，已基本形成了2 cm 細(xì)粒式瀝青混凝土+4 cm 粗粒式瀝青混凝土+7 cm 黑色碎石+15 cm 粉煤灰石灰碎石（粉煤灰石灰鋼渣、粉煤灰石灰碎石）+l5 cm 石灰土（二灰土）+l5 cm石灰土（二灰土）的典型結(jié)構(gòu)。近年來，隨著市政公路的進(jìn)一步修建，對(duì)路面強(qiáng)度的要求進(jìn)一步提高，于是上面層+中面層十下面層+水穩(wěn)碎石基層+二灰碎石（二灰土）底基層+石灰土墊層路面成為路面的基本形式。

1.某市的市政公路瀝青路面面層材料選擇。對(duì)瀝青路面各種面層進(jìn)行研究，以對(duì)比各種面層的使用效果，各類面層使用效果如下。

（1）上面層。瀝青路面以其連續(xù)性好、行車平穩(wěn)舒適、抗震性好、噪音小以及維修方便等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于高速公路大多采用密級(jí)配的瀝青混凝土路面，隨著交通量的不斷增長和軸載的明顯增大以及高等級(jí)公路交通車輛的渠化作用，瀝青混凝土路面面臨著新的嚴(yán)峻的考驗(yàn)，傳統(tǒng)的懸浮密實(shí)型連續(xù)級(jí)配不再能承擔(dān)日益增長的交通要求。其中，車轍已經(jīng)成為高等級(jí)公路瀝青路面早期破壞的主要形式之一，嚴(yán)重地影響了路面的使用功能和壽命，重載瀝青路面可采用以下上面層。一是通過合適的方法提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，改善瀝青混合料抗車轍性能，以降低瀝青路面對(duì)車輛荷載變化的敏感性。為了有效地防止路面車轍的產(chǎn)生，目前常用的技術(shù)有使用改性瀝青、調(diào)整瀝青混合料的礦料級(jí)配、摻加外摻劑等。二是可以采用細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土（AC），瀝青馬蹄脂碎石（SMA）及多碎石瀝青混凝土（SAC）。三是可以使用SBS 改性瀝青、LDPE 改性瀝青、環(huán)氧樹脂改性瀝青、?；酆衔镒鳛榛旌狭贤饧觿┑龋芍攸c(diǎn)解決瀝青路面的高溫抗車轍能力。四是可以使用纖維、土工格柵、橡膠類等添加劑提高瀝青高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂等強(qiáng)度。

（2）中面層。中面層瀝青混合料主要考慮其抗永久變形能力，即提高瀝青的高溫穩(wěn)定性。從市政公路瀝青路面的使用情況來看，由于礦料級(jí)配中碎石含量較少，瀝青稠度較小，致使中面層空隙率較大，雨水常常通過孔隙滲入基層，引起路面的過早損壞，加之這些中面層的高溫穩(wěn)定性也較差，路面病害嚴(yán)重。為避免中面層設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起路面的損壞，對(duì)市政公路瀝青混凝土中面層提出如下要求。一是采用改性瀝青作為結(jié)合料，可以改善道路高溫穩(wěn)定性能、低溫抗裂性能、疲勞性能、水穩(wěn)定性以及耐老化性能等。二是中面層采用瀝青混凝土，推薦采用中粒式瀝青混凝土（AC）。三是為了提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、抗車轍等性能常用的技術(shù)有使用改性瀝青、采用聚合物改性瀝青作為結(jié)合料、摻加外摻劑（如纖維、土工格柵、橡膠類等）。

（3）下面層。由于瀝青混凝土路面普遍存在路面反射裂縫，從而導(dǎo)致路面抗車轍能力不足和耐久性差，影響了瀝青混凝土路面的使用壽命。為了減少此種病害的發(fā)生，延緩基層裂縫向中、上面層反射及提高路面抗車轍能力的作用，使路面鋪筑之后具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，且具有防水、高溫穩(wěn)定、低溫抗裂等特性，對(duì)市政公路瀝青混凝土下面層提出以下要求。一是采用粗粒式瀝青混凝土（AC）。二是使用改性瀝青作為結(jié)合料，可以提高路面高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂等性能。

2. 某市的市政公路瀝青路面基層材料的選擇

對(duì)瀝青路面各種基層和底基層進(jìn)行研究，以對(duì)比各種基層的使用效果，各類基層或底基層使用效果如下。

（1）密級(jí)配瀝青碎石ATB。瀝青穩(wěn)定碎石具有較強(qiáng)的抗剪、抗彎、耐疲勞性，很少產(chǎn)生干縮裂縫，其剛度較小。與傳統(tǒng)的用于面層的瀝青混凝土相比，它是針對(duì)于基層用的，粒徑偏大，級(jí)配偏粗，瀝青用量偏少，對(duì)原材料的要求相對(duì)于面層要低；與瀝青碎石相比，有較多的細(xì)集料和填料，級(jí)配和原材料要求相對(duì)較高。

（2）二灰（石灰粉煤灰）穩(wěn)定碎石類口。用這類材料作基層的瀝青路面狀況良好，近幾年修建的高等級(jí)公路，許多路段采用此種材料。用二灰穩(wěn)定碎石，具有強(qiáng)度高、板體性強(qiáng)、水穩(wěn)定性和凍穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可顯著減少面層的彎沉，改善面層的受力狀態(tài)，同時(shí)二灰穩(wěn)定碎石的隔溫性能及抗開裂性也比較好，可作為瀝青路面的一種基層。但二灰碎石也有初期強(qiáng)度不高，強(qiáng)度形成需一定的完成期，同時(shí)在動(dòng)水壓力作用下，抗沖刷能力不及水泥穩(wěn)定碎石材料的不足。

（3）水泥穩(wěn)定類。水泥穩(wěn)定類基層具有強(qiáng)度高、板體性好、水穩(wěn)定性好及抗凍性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)，且可根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)情況，采用水泥穩(wěn)定碎石粉煤灰石屑基層、水泥穩(wěn)定碎石開山料基層、水泥穩(wěn)定砂礫石屑基層、水泥穩(wěn)定鋼渣基層等多種形式，既滿足了要求，也節(jié)省了工程造價(jià)，正是由于水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有著良好的力學(xué)性能和板體性，能適用不同的氣候水文條件、交通條件，因此具有廣泛的運(yùn)用。

柔性路面具有可以連續(xù)施工無接縫、平整度高、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便等優(yōu)點(diǎn)，但是受瀝青本身材料特性局限，較剛性路面強(qiáng)度和剛度都比較小，尤其在通車后期，容易出現(xiàn)裂縫、車轍、坑槽等病害，直接影響行車速度和行車安全，雖然初始投入小，但是后期維修成本高。因此，推廣受到一定阻礙。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張起森.結(jié)構(gòu)層組合對(duì)路面裂縫擴(kuò)展的影響[J].中國公路學(xué)報(bào).2013（04）：48-49

[2] 張起森.高等級(jí)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：人民交通出版社，2012.

[3] 李福普.瀝青穩(wěn)定碎石與級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)應(yīng)用指南[M].北京：人民交通出版社，2012.