市政道路柔性基层沥青路面结构研究

市政道路柔性基层沥青路面结构研究

王婷婷

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摘要：目前在使用的过程之中半刚性路面逐渐暴露出来裂缝严重、抗水害的能力较弱、车辙破坏及使用寿命较短的问题。本文对市政道路柔性基层沥青路面结构的特点进行了细致的分析，并且结合实际的情况给出了具体的施工方法，供同行业从业人员借鉴。

关键词：市政道路；柔性基层；沥青路面

现阶段我国所应用的主要道路结构就是半刚性基层沥青路面形式，市政道路施工中的应用更为广泛。半刚性基层有板体效应，为此也大大提升了路面结构整体的刚度，使此种路面的结构具有很好的强度及承载能力，同时，其稳定性及耐久性优于其他形式。柔性基层沥青路面的研究与应用，使我国市政道路建设的形式更为丰富，与我国地域广阔及自然情况的实际情况高度吻合，提升了我国各个地区道路建设的覆盖率。

一、沥青路面的结构类型

沥青路面的结构层可以分为面层、基层、底基层及垫层等多种层面构成。对国外的参考资料及有关资料进行考量的基础之上，把沥青的结构大体上分成半刚性基层沥青路面结构、组合型Ⅰ结构、组合型Ⅱ结构、柔性基层沥青路面结构以及全厚式沥青路面结构5种类型，如表1所示。

因为半刚性基层自身的特性决定其收缩裂缝等问题无法有效避免，若沥青层面的厚度不够，在使用的初期基层横向的收缩裂缝就会反射到沥青层面，导致很多的横向裂缝出现。随着市政道路的建设我国的很多道路将沥青层的厚度上调到18厘米以上，但从实际的使用情况来看，反射性的裂缝依旧会出现，其产生的原因有两种，一是通常情况之下沥青面层并非是在同一年内铺筑而成，经常在第一年进行下面层的铺筑，经过一个冬天，换言之，经过了两次反应传递后势必将出现基础开裂的反射性裂缝，也将在沥青层面呈现，第一年铺筑的反射到了下面层，后铺筑的反应到了上面层。二是我国的水泥标号相对较高，在道路的施工期间就有裂缝的情况出现，并且出现的裂缝相对较大，传递到面层的拉应力必然也会很大。

二、柔性基层沥青路面的设计指标

目前，对厚沥青层沥青路面除了由下而上的裂缝外，还存在自上而TOP-Down的裂缝扩展方式。这种自上而下的裂缝形式是厚沥青层沥青路面的主要损坏类型。作为一种新型路面破坏形式，其对路面损害比较大，由于裂纹起始于路表，再加上温度应力及车辆荷载的作用，导致裂纹慢慢扩展，路表水就会向下渗流，很快会污染到基层，导致基层结构的破坏。对于柔性基层沥青路面来说，水的浸入必然会导致沥青稳定碎石基层中沥青从石料表面脱落，加快基层的损坏进程，继而进一步导致整个路面结构的损坏，这样势必会导致初期投资很高的柔性基层沥青在没有达到设计年限时产生早期损坏。车辙不仅影响行车安全、降低行车操控稳定性和舒适性，且由于车辙积水，易于诱发其它病害，从而导致路基早期破坏。根据我国现行沥青路面设计规范，沥青路面在使用初期不应出现明显车辙，但在高速重载路段及交叉路口附近，车辙却非常明显。轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，从而易于引发其它病害；雨天路表排水不畅，降低了路面的抗滑能力，甚至会由于车辙内积水而致车辆飘滑，影响了高速行车的安全；车辆在超车或更换车道时方向失控，影响了车辆操纵的稳定性。

三、市政道路柔性基层沥青路面结构研究

随着市政公路的进一步修建，对路面强度的要求进一步提高，水稳碎石基层+二灰碎石（二灰土）底基层+石灰土垫层路面+上面层+中面层+下面层成为路面的基本形式。下面结合实例进行分析：

（一）滨海新区沥青路面基层材料

1、水泥稳定类

水泥稳定类基层具有强度高、板体性好、水稳定性好及抗冻性强等多种优点，且可根据当地材料供应情况，采用水泥稳定碎石粉煤灰石屑基层、水泥稳定碎石开山料基层、水泥稳定砂砾石屑基层、水泥稳定钢渣基层等多种形式，既满足了要求，也节省了工程造价，正是由于水泥稳定结构有着良好的力学性能和板体性，能适用不同的气候水文条件、交通条件，因此具有广泛的运用。

2、二灰（石灰粉煤灰）稳定碎石类

用这类材料作基层的沥青路面状况良好，近几年修建的高等级公路，许多路段采用此种材料。用二灰稳定碎石，具有强度高、板体性强、水稳定性和冻稳定性好等优点，可显著减少面层的弯沉，改善面层的受力状态，同时二灰稳定碎石的隔温性能及抗开裂性也比较好，可作为沥青路面的一种基层。但二灰碎石也有初期强度不高，强度形成需一定的完成期，同时在动水压力作用下，抗冲刷能力不及水泥稳定碎石材料的不足。

（二）滨海新区沥青路面面层材料

1、上面层

沥青路面以其连续性好、行车平稳舒适、抗震性好、噪音小以及维修方便等优点得到了广泛的应用，但是由于高速公路大多采用密级配的沥青混凝土路面，随着交通量的不断增长和轴载的明显增大以及高等级公路交通车辆的渠化作用，沥青混凝土路面面临着新的严峻的考验，传统的悬浮密实型连续级配不再能承担日益增长的交通要求。其中，车辙已经成为高等级公路沥青路面早期破坏的主要形式之一，严重地影响了路面的使用功能和寿命。综上所述，重载沥青路面可采用以下上面层。

（1）可以采用细粒式密级配沥青混凝土（AC），沥青马蹄脂碎石（SMA）及多碎石沥青混凝土（SAC）。

（2）通过合适的方法提高沥青混合料的高温稳定性，改善沥青混合料抗车辙性能，以降低沥青路面对车辆荷载变化的敏感性。为了有效地防止路面车辙的产生，目前常用的技术有使用改性沥青、调整沥青混合料的矿料级配、掺加外掺剂等。

（3）可以使用纤维、土工格栅、橡胶类等添加剂提高沥青高温稳定性、低温抗裂等强度。

（4）可以使用SBS改性沥青、LDPE改性沥青、环氧树脂改性沥青、粒化聚合物作为混合料外加剂等，均可重点解决沥青路面的高温抗车辙能力。

2、中面层

中面层沥青混合料主要考虑其抗永久变形能力，即提高沥青的高温稳定性。从天津市沥青路面的使用情况来看，由于矿料级配中碎石含量较少，沥青稠度较小，致使中面层空隙率较大，雨水常常通过孔隙渗入基层，引起路面的过早损坏，加之这些中面层的高温稳定性也较差，路面病害严重。为避免中面层设计不当而引起路面的损坏，对天津市滨海新区沥青混凝土中面层提出如下要求：

（1）为了提高沥青混合料高温稳定性、抗车辙等性能常用的技术有使用改性沥青、采用聚合物改性沥青作为结合料、掺加外掺剂（如纤维、土工格栅、橡胶类等）。

（2）中面层采用沥青混凝土，推荐采用中粒式沥青混凝土（AC）。

（3）采用改性沥青作为结合料，可以改善道路高温稳定性能、低温抗裂性能、疲劳性能、水稳定性以及耐老化性能等。

3、下面层

由于沥青混凝土路面普遍存在路面反射裂缝，从而导致路面抗车辙能力不足和耐久性差，影响了沥青混凝土路面的使用寿命。为了减少此种病害的发生，延缓基层裂缝向中、上面层反射及提高路面抗车辙能力的作用，使路面铺筑之后具有良好的骨架结构，且具有防水、高温稳定、低温抗裂等特性，对天津市滨海新区沥青混凝土下面层提出以下要求。

（1）使用改性沥青作为结合料，可以提高路面高温稳定性、低温抗裂等性能。

（2）采用粗粒式沥青混凝土（AC）。

结语：

随着我国城市建设的发展，道路建设也显得尤为重要。市政建设为我国的基础设施建设，对于如何提升道路的使用寿命及安全系数成为当下的工作重点。在施工过程中对施工技艺及施工方法的改进不失为一种有效的途径，以此来提升我国市政道路施工的质量。

参考文献：

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