浅析沥青路面基层的现状与发展趋势

摘 要:通过对我国沥青路面基层发展及使用现状的分析，重点总结了当前大量使用的半刚性基层的成功与不足，继而对两种近期出现的新型基层结构进行了分析，并与半刚性基层对比，对当前基层发展趋势阐述了自己的看法。

关键词:沥青路面 基层 现状 发展趋势

1 路面基层发展历程

随着国民经济的发展，公路交通量的增长和重载车辆的增加已成必然，为适应交通的快速发展，路面结构包括基层结构也在不断更新和完善。就我国而言，已经经历了如下三个阶段：

(1)适应中、低交通的泥结碎石及级配砾石路面，其基层主要采用手摆片石、碎石土、碎砖等当地材料。由于交通量小以及是白色透气路面，能承担当时一定的交通量。

(2)随着公路里程的快速增长，为改善路面行车质量，采用沥青表面处治路面，而原来的泥结碎石及级配砾石路面改作基层。在推广中，发现该路面含土多、塑性指数大的泥结碎石及级配砾石基层，越来越明显地暴露出它们水稳性不好的弱点。针对这种现象，当时用掺灰的方法对基层进行了处理，收到了一定的效果。

2 半刚性基层使用现状及存在问题

20世纪90年代后，我国新建高等级公路的基层结构形式主要为半刚性基层。基层一般采用无机结合料稳定粒料，厚度15～25cm，底基层一般采用无机结合料稳定土，厚度15～40cm。采用半刚性基层，可以有效增加路面承载力，为面层提供稳定的支承，从而充分发挥沥青面层行车舒适的优点。这种用水硬性结合料处治基层的沥青路面的力学性能明显不同于仅用粒料基层和底基层的沥青路面，其优点表现在：

(1)具有较高的强度和承载能力。一般来说，半刚性基层材料具有较高的抗压强度和抗压弹性模量（500～3000MPa），并具有一定的抗弯拉强度，且它们都具有随龄期而不断增长的特性，因此半刚性沥青路面通常具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力。目前，国内大多数高速公路路面结构在使用期内不同时期的代表弯沉均在0.01mm以内。因此，半刚性沥青路面适宜于重交通道路。

(2)半刚性基层刚度大，使得其上沥青面层弯拉应力值较小（一般应

然而，随着半刚性沥青路面的大量使用，逐步发现其存在着一些严重的问题，由于这种半刚性基层的材料、结构特性较易造成基层开裂而在沥青面层形成反射裂缝，从而进一步导致或加速路面的破坏。通过对国内已建高速公路使用调查表明，半刚性沥青路面裂缝问题日益突出，并已成为该结构的主要缺陷。一般通车后一年，最迟第二年均出现大量裂缝。

造成半刚性沥青路面裂缝较严重的因素是复杂的。其中有沥青面层低温缩裂、有行车疲劳裂缝（通常较少），但真正造成半刚性沥青路面裂缝较多的原因，主要是来自半刚性基层的反射裂缝。半刚性基层材料在外界温度、湿度变化下产生干温缩裂，这种具有裂缝的基层在干温收缩应力进一步作用下，裂缝顶端产生较大拉应力并且集中是造成基层裂缝沿面层底部向上反射直至贯通的主要原因。

显然，研究和解决半刚性沥青路面基层反射裂缝，对于进一步完善半刚性沥青路面的使用功能和延长其使用寿命具有重大意义及实用价值。针对半刚性基层的不足，在基层类型上出现了两种新的形式：级配碎石上基层和沥青稳定基层。

3 沥青路面基层类型的新发展

3.1 级配碎石上基层

为了能较好地防治半刚性基层反射裂缝的产生，国内外学者做了大量的工作取得了一定的研究成果，其中有代表性的级配碎石上基层，它是采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为上基层，而半刚性材料作为下卧基层，这种上柔下刚式组合基层称为倒装结构。研究表明它能在很大程度上防治和减少半刚性基层反射裂缝。

级配碎石层虽能较好地防止反射裂缝，但级配碎石层整体强度不足，抵抗变形能力差，在繁重交通荷载作用下，容易产生疲劳破坏，而且其抗车辙的能力也较差，因此没有大面积推广应用。

3.2 沥青稳定基层

沥青稳定基层沥青路面是在国外级配碎石沥青路面基础上发展起来的，由于沥青稳定层材料良好的强度和抗疲劳性能，使得这种结构在国外应用较广。其中最有代表性的是美国的全厚式沥青路面结构和英国长寿命道路。

由国外的沥青路面结构可看出，沥青层的总厚度较大，其路面结构相对于我国的半刚性路面来讲，更偏于柔性。国外的沥青路面结构有向进一步加厚沥青层的厚度并提高沥青稳定基层的强度特性方向发展。国内在这方面做了一些尝试性研究，并且对沥青稳定基层沥青路面设计的各个方面进行了大量的分析和试验，但由于这方面的研究工作在国内刚刚起步，主要是室内试验和参照国外的一些研究成果，还有许多工作要做。需要通过实际道路的修筑，对沥青稳定基层沥青路面的长期路用性能进行观测，以获得大量数据，进行分析。

4 沥青基复合基层

基于上面分析，新型基层应是一种复合基层才能达到扬长避短的目的。思路是利用级配碎石应力吸收原理及水泥稳定类粒料强度高的特点，综合考虑路面强度和防止反射裂缝之间的关系，采用一种新型的沥青路面结构，在该结构中不单独设置应力吸收中间层，而是针对级配碎石中间层抵抗变形能力不足的缺陷，在面层和原半刚性基层之间设置沥青基复合材料稳定级配碎石作为上基层，原半刚性基层改做下卧基层。

沥青基复合材料是指在开级配沥青碎石混合料大空隙中（20%～25%），灌入以水泥为主要成分的特殊胶浆形成的混合料，具有高于半刚性基层的柔性和高于沥青稳定基层的刚性。曾经有研究将其用于路面，称作半柔性路面。当这种材料用于面层时，自然对其提出了较高的要求，需要具备面层的基本性质，比如温度与水稳定性、形成路面的平整性、抗变形及抗滑性能，这就对混合料的设计与施工提出了非常高的要求。而这种材料在施工时，其水泥胶浆的灌入是个难点，目前的施工工艺很难保证水泥胶浆按照设计要求保质保量地灌入，自然也就难以达到预期效果，因此施工后的路面性能往往不尽人意，阻碍了这种半柔性路面的发展和应用。

而基层相对面层来说，无需面层那样有如此多的性能要求，其主要性能指标是强度、刚度及稳定性。对沥青稳定级配碎石来说，已经具备了一定的强度、刚度及稳定性，但是柔性有余刚性不足，灌入水泥胶浆的目的是增加刚性。因此在空隙中只要能灌入水泥胶浆，就会改变混合料性能，达到目的。因此，在设计时对水泥胶浆灌入量的要求范围较宽，自然施工要求也随之降低，施工后形成的上基层就能达到预期效果，这样大大增加了这种复合层应用的可行性和科学性。

5 结语

国内公路基层的发展经历了几个阶段，目前大多采用的半刚性基层，已经具有了较丰富的理论知识与实践经验。但由于其自身性质的原因，无法避免地出现了反射裂缝的问题。为此，本文通过对近期出现的一些新型基层的分析，引出解决半刚性基层问题的一点思路，希望对基层研究感兴趣的人员加大研究力度，早日研究出更加合理的新型基层。

参考文献

[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[J].北京:人民交通出版社,1998年.

[2]何兆益等.碎石基层防止沥青路面反射裂缝结构的应用研究[J]］.华东公路,1997.

[3]潘大林等.半柔性路面基体沥青混合料的设计方法[J].中南公路工程,2000(01).