浅析半刚性基层路面早期破坏的防治措施

【摘要】本文首先分析我国公路半刚性路面的早期破坏形式，然后分析半刚性路面早期破坏原因，在对其沥青面层的分析中发现，在沥青层汇中有些是纯沥青混凝土，有些在表面层或者中面层使用改性沥青，不过破坏基本上是发生在沥青层面内。文章主要就沥青路面破坏的原因进行分析，进而提出了相应防治措施。

【关键字】：半刚性路面；沥青公路；早期波坏；病害防治

目前我国半刚性公路路面的早期破坏很严重。造成这种情况的主要原因包括超载、交通事故、有害化学物品的污染、异常气候、设计、施工、材料的选取以及对其的不合理养护等等。其中最主要的原因是对路面结构的设计不够合理。在我国现行的设计规范下，如果设计10t负荷的承载力，超载负荷达到16t时，相当于10t负荷的车压过半刚性路面42.9次，沥青路面7.7次。当前，我国高等公路半刚性基层沥青路面占据绝大多数，所以很有必要对路面的早期破坏进行研究。

1 半刚性路面早期的破坏形式和原因

半刚性基层上铺筑沥青的路面就是半刚性路面。半刚性路面的早期破坏形式主要有水损坏、裂缝、路面变形、路表损坏等。其中水损坏包括松散、冻胀和坑槽等；裂缝有横向裂缝、网裂以及纵向裂缝等；路面变形的形式有车辙、拥抱、沉陷等；路表损坏形式有剥落和泛油等。路面早期破坏最为关键的因素是半刚性基层本身。原因体现在以下几个方面。

⑴刚性路面不可能避免开裂。因为在半刚性基层中，半刚性材料具有干裂收缩、温度收缩的特性，容易造成路面开裂，由此也会引起沥青路面裂缝的产生，无法完全避免。

⑵半刚性路面的排水性能很差。半刚性材料透水性差，对水很敏感，由于降水或者人为原因，沥青层面进水避免不了，水从沥青面层到达半刚性基层后不能及时的排走，造成在沥青面层和半刚性基层之间聚集、滞留的局面。在车辆荷载的作用下会产生巨大的动水压力，冲刷基层表面，长期下去会造成基层与面层的断裂，导致基层的受压能力下降。同时由于部分水分也可能由基层向下渗入，进而软化土基，使得路面各个结构都受到水的破坏，导致路面的整体承载能力下降，造成各种路面病害。

⑶半刚性基层没有自我愈合的能力，破坏之后修补十分困难，只能重建。

⑷路面设计方面的原因。我国沥青路面的发展研究是近10年来随高速公路建设发展起来的，对其设计问题方向还需要研究。《公路沥青路面设计规范》(JTJ014--97)也需要结合工程实践进行不断的改进与完善，也应当根据各地区的气候、水文等情况对路面结构设计进行试验研究并且通过实际的铺筑试验路，来积累相关经验。但是，近年来公路建设发展迅速，设计施工时间仓促，对设计的调查以及研究力度底，导致沥青路面设计的合理性不强，直接是公路遭到早期破坏。其中设计时主要存在以下几个问题。

1．路面结构设计合理性低。如基层厚度达不到规格要求，面层分层及材料配合比设计不符合规范，面层厚度不合理。

2．设计中路面、基层以及底基层的排水设计考虑不周全。

3．路面所处地段的实际土质和水文勘察的情况与实际严重不符，致使路面设计参数严重不符合实际。

4．对公路的地基设计不合理，致使地基沉降不能够达到允许的工后沉降等。

2 半刚性路面早期破坏的防治措施

针对以上所叙述的半刚性路面的早期破坏形式，采取的措施主要包括：增加沥青路面的厚度；提升公路的排水性能，防治水破坏；选用干燥、温度收缩系数小的材料铺筑半刚性基层；加强沥青路面的抗裂设计；采取预切裂缝以及预开裂的措施；设计应力吸收层用来减小路面应力。除此之外，还需要采取以下措施。

1．提高路面承载力，以此适应超重车的现象，主要是通过增加下面层的厚度来实现的，建议下面层厚度在10cm以上。

2．沥青混凝土面层内适当铺设土工合成材料，这样不但可以提高面层的抗裂、防渗性能，还能提高基层或路基承载能力，提高面层抗疲劳强度，以及增强抗车辙和抗鼓包能力，与此同时也能够降低弯沉值。

3．在粘层使用高性能的粘结材料，增强路面的层间结合，这样使路面具有好的防水能力，又提高了路面的整体强度。在高速公路工程上，粘层可采用改性沥青或者橡胶乳液预处理等新技术。

4．为防止水对路面的损坏，必须加强路面结构的防渗以及排水功能的设计。实际情况中，无法避免雨水透入沥青面层，关键问题是，一旦雨水透入沥青层后，如何将其及时排出使其不滞留在路面结构层内，如果是在多雨潮湿地区这个步骤尤其重要。除了在路面结构层中采取设置防水层、在路面各层间设置粘油层、在半刚性基层顶面设封层等措施来利于层间粘结和防水，还要在路面的半刚性基层间以及面层设置级配碎石排水层。

5．采取一定措施提高沥青面层的压实度，并且严格控制沥青混合料空隙率，以此来增强沥青混凝土面层的不透水性能。

6．相关部门加强对施工质量的监督控制。要组织相关技术人员对原材料检验和混合料配合比进行试验，进一步完善沥青混合料摊铺、拌和以及压实工艺。与此同时，公路管理部门要加强对超限、超载运输现象的家督力度，严格限制超载、超限车在公路上形式。

7．研究和探索先进的路面结构，并将这些先进的路面结构应用于实际工程之中，如采用SMA面层或者改性沥青，来提高路面的抗磨耗能力和抗永久变形能力；为了增强公路路面的抗车辙能力和抗疲劳性能，在路面结构的下面层以及中面层采用FAC—20结构；通过采用大粒径碎石，改善基层的类型，使路面的反射裂缝等大大减少。

8．对一些先进的路面设计成果进行推广和使用。如目前对高性能沥青路面的研究成果中就有新的发现，即使用性能作为基础的沥青分等的方法，用新试验设备、新指标的试验方案检测沥青；使用体积配合比法对混合料进行设计。

9．在对沥青路面设计，要积极参照国外比较成功的路面设计理论以及实际情况。国外公路大多数采用永久性路面结构，这种结构的路面层的不透水、抗车辙以及抗磨耗的能力很强，公路路面中间层也有好的耐久性能，路面基层的抗疲劳以及耐久能力也很强。所以，实际工程中，可通过增加路面结构的总厚度来降低拉应变能力或者提高基层的沥青含量等措施来提高路面结构的抗疲劳能力。

3 结论

目前我国高级公路路面基本上都是半刚性的，但是路面容易出现各种病害，使道路的服务水平大大降低，也造成比较严重的经济损失。以上讨论中，首先从半刚性路面的早期破坏形式着手，分析了半刚性路面早期破坏的原因，进而提出了解决半刚性路面早期破坏的措施，要做以下工作：对已经提出的沥青和沥青混合料的性能指标以及标准做标做准进一步验证和完善；研究新的沥青和沥青混合料的新型改性剂和改性工艺；加大对新型沥青路面结构与铺筑工艺的研究，进一步提高沥青路面的使用品质；研究改善沥青混合料设计方法，使其在不同环境下满足沥青路面的使用要求；对沥青路面使用性能的评价与预测方法进行进一步的研究和完善，在此基础上提出比较合理的维修养护方式。

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