杜濤，羅會

（1.保定市公路管理局，河北 保定 071000；2.保定市保通公路勘測設(shè)計有限責任公司，河北 保定 071000）

一、引言

半剛性基層憑借整體強度高、板體性強、穩(wěn)定性好及經(jīng)濟性優(yōu)良等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于公路瀝青路面的基層或底基層。而水損害和高溫是半剛性基層瀝青路面產(chǎn)生早期病害的主要原因，本文基于半剛性基層瀝青路面早期病害的防治，探討水損害與高溫兩個重要因素對半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響，并有針對性地提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，為今后相關(guān)方面研究奠定了理論基礎(chǔ)。

二、半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)分析

（一）常見結(jié)構(gòu)形式

半剛性基層是我國瀝青路面建設(shè)中最常用的結(jié)構(gòu)形式，其最大特點是“強基薄面”?，F(xiàn)對某地區(qū)道路中的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)形式進行調(diào)查匯總，如表1所示。

表1.半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)組合

（二）早期病害分析

1、水損害

水侵害半剛性基層的方式主要有兩種，一種是瀝青路面經(jīng)受大量超重荷載，導致半剛性基層達到疲勞極限，使瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫，在水與荷載共同作用下，加速路面損壞。第二種為瀝青混合料表面空隙較大，水通過中央分隔帶或面層進入路面內(nèi)部，由于半剛性基層表面較為致密，水分無法迅速排出，停留在瀝青層與半剛性基層之間，使界面處承載力下降，進而影響路面整體行駛質(zhì)量與使用壽命。

2、高溫病害

瀝青混合料是具有粘彈特征的材料，其性能受溫度影響變化較大，高溫使瀝青路面的強度與剛度均降低，在外界荷載作用下產(chǎn)生流動變形，易出現(xiàn)失穩(wěn)型車轍，影響行車舒適與安全。

三、半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

（一）多水條件下的路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1、防治措施

瀝青混合料的強度主要來自瀝青的粘結(jié)作用和集料間的嵌擠作用。水分透過瀝青面層進入半剛性基層瀝青路面內(nèi)部，使瀝青間的粘結(jié)力降低，水分不易往下部滲透，在外界荷載作用下產(chǎn)生動水壓力，導致瀝青路面出現(xiàn)裂縫、網(wǎng)裂、沉陷等病害，嚴重影響路面行駛性能。對半剛性基層水損害進行防治的主要措施是及時將路面內(nèi)部水分排出并減少外部水分進入，具體措施如下：（1）設(shè)置防水層。在瀝青路面上面層與下面層間設(shè)置改性瀝青防水粘結(jié)層，防水粘結(jié)層經(jīng)高溫碾壓后分別在上下面層形成瀝青層，兩者均可起到防水作用。（2）善用瀝青混合料。增大瀝青混合料磨耗層的空隙率，控制其在18%以上，使混合料間的空隙互相連通，便于排出水分。（3）設(shè)置排水基層。在半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)中設(shè)置瀝青穩(wěn)定碎石排水層，有利于排出滲透至路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分，減少水損害對路面結(jié)構(gòu)的影響。

2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

表2.多雨條件下道路結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

上述方案中，方案一中未改變路面結(jié)構(gòu)中的面層部分，僅對基層結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，骨架密實型的水泥穩(wěn)定碎石可顯著提高基層強度，骨架空隙結(jié)構(gòu)的水泥穩(wěn)定碎石可顯著改善基層的排水性能。方案二僅對面層材料進行優(yōu)化，保持原有路面厚度不變，加入改性材料提升瀝青路面的水穩(wěn)定性，上面層采用空隙率較大的OGFC混合料，便于面層排水，減少水損害。兩種方案都在面層中設(shè)置了霧封層，霧封層的本質(zhì)是一種高滲透高分子的乳化瀝青，形成防水層后可提高瀝青面層整體性，減少路面水損害。

（二）高溫條件下的路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1、防治措施

常見的防治措施有兩種：一是優(yōu)化瀝青性能，即在基質(zhì)瀝青中摻加SBS、SBR、多聚磷酸等改性劑，提高高溫條件下瀝青抵抗變形的能力。二是優(yōu)化路面基層形式，即取消傳統(tǒng)的半剛性基層形式，以瀝青穩(wěn)定碎石與半剛性基層所組合形成的混合形式代替，同時增加瀝青面層厚度，減少基層所承受的應(yīng)力水平，增強瀝青路面的抗車轍性能。

2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

表3.高溫條件下道路結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

上述兩種方案中，方案一側(cè)重優(yōu)化瀝青性能，在面層中使用改性瀝青提高路面抗車轍性能，保持面層厚度與基層材料不變，主干道總厚度為18cm，支路總厚度為7～10cm。方案二注重優(yōu)化基層形式，在面層與基層之間增加10～20cm瀝青碎石，分散瀝青面層應(yīng)力荷載，提高路面整體的抗車轍性能，同時保持瀝青面層厚度不變，保證面層的抗滑性能與透水性不變。

四、結(jié)語

本文介紹了某地區(qū)道路半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，探討高溫與水損害兩種影響條件下的防治措施，針對不同條件下半剛性基層瀝青路面的特征，提出不同的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。在高溫條件下對瀝青及瀝青混合料進行優(yōu)化調(diào)整，增加瀝青碎石過渡層，提高抗車轍性能。在多水條件下增大瀝青磨耗層空隙率，提升路面透水性能，為不同條件下半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論指導。