淺談高等級公路建設(shè)中柔性基層的應(yīng)用

張志春 楊旺志

（1、沈陽市工程監(jiān)理咨詢有限公司，遼寧 沈陽110000 2、遼寧東方市政工程有限公司，遼寧 沈陽110000）

1 我國目前半剛性基層的應(yīng)用分析

目前在我國高等級公路建設(shè)中半剛性基層幾乎成了主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式。通過對國內(nèi)已建高等級公路的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)度比較高，相對柔性基層來講強(qiáng)度高、剛度高，作為承重結(jié)構(gòu)，在路面沒開裂之前在承載、擴(kuò)散荷載、傳遞到路基方面的性能比較好。但是，半剛性基層也有其無法克服的缺點(diǎn)，即：半剛性基層的收縮開裂及由此引起瀝青路面的反射性裂縫輕重不同地存在。在國外，普遍采取對裂縫進(jìn)行封縫，而在交通量繁重或者高速公路上，這種封縫工作十分困難，嚴(yán)重影響交通，也不安全。而在我國，目前根本就沒有發(fā)現(xiàn)裂縫就進(jìn)行瀝青封縫的習(xí)慣，因而開裂得不到有效的處理。裂縫的存在導(dǎo)致兩種后果，首先是裂縫中進(jìn)水，導(dǎo)致瀝青層和基層界面條件的變化，使基層、底基層、路基的水分狀況惡化，承載能力迅速降低，表面產(chǎn)生水力沖刷，出現(xiàn)灰漿，并形成裂縫處唧漿、坑槽；第二是車輪從裂縫的一側(cè)經(jīng)過到達(dá)裂縫的另一側(cè)時(shí)，荷載變化不再連續(xù)，使路面裂縫兩側(cè)發(fā)生大的應(yīng)力突變，還形成很大的上下剪切和表面受拉。

2 柔性基層

2.1 柔性基層的定義：采用熱拌或冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式碎石，以及不加任何結(jié)合料的粒料類等材料鋪筑的基層。粒料類材料，包括級配碎石、級配礫石、符合級配的天然砂礫、部分礫石經(jīng)軋制摻配而成的級配碎礫石，以及泥結(jié)碎石、泥灰結(jié)碎石、填隙碎石等基層材料。

2.2 柔性基層技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用效果

針對半剛性基層瀝青路面弱點(diǎn)，柔性基層瀝青路面由于其良好的使用性能在許多國家得到應(yīng)用，取得了比較好的使用效果，柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)類型一般分為兩種：一是級配碎石基層瀝青路面結(jié)構(gòu)；二是在級配碎石基層下加鋪一層半剛性底基層，由于半剛性底基層模量較大，級配碎石基層的非線性特點(diǎn)得到發(fā)揮，有利于降低瀝青層層底拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，增強(qiáng)瀝青層抗疲勞能力。柔性基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面具有不同的性能特點(diǎn)，可以與半剛性基層瀝青路面互為補(bǔ)充。柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)通過采用瀝青穩(wěn)定碎石或級配碎石材料做基層，對交通荷載的響應(yīng)變的不太敏感，通過自身良好的彈性形變特點(diǎn)，對重交通荷載的適應(yīng)能力更強(qiáng)，同時(shí)，由于兩種材料對水的穩(wěn)定性好，對延長和提高瀝青路面的長期使用性能具有更好的作用。

3 瀝青路面柔性與半剛性組合基層

3.1 隨著半剛性基層的缺點(diǎn)越來越明顯地表現(xiàn)出來，現(xiàn)在柔性基層受到越來越多的關(guān)注，認(rèn)為柔性基層可以克服半剛性基層的缺陷，但為了提高路面整體的抗變形能力，將原來的半剛性基層安排在柔性基層下做路面的底基層，以期綜合利用柔性基層和半剛性基層的優(yōu)點(diǎn)，克服柔性基層抗變形能力差和半剛性基層反射裂縫的缺點(diǎn)。

3.2 由于柔性基層具有較大的變形，其自身的破壞主要在反復(fù)荷載作用下，當(dāng)累計(jì)殘余變形達(dá)到一定值，路面會產(chǎn)生沉陷或車轍，這種殘余變形是路基和其結(jié)構(gòu)層發(fā)生塑性變形的綜合反映，它同荷載大小、作用次數(shù)、應(yīng)力水平、應(yīng)力歷史、密實(shí)度、級配的性質(zhì)等有關(guān)，故傳統(tǒng)的級配碎石由于主要應(yīng)用在底基層，而受各因素影響，其強(qiáng)度較低，路面破壞往往表現(xiàn)在變形量過大而影響整體強(qiáng)度。如將柔性基層設(shè)置在剛度較大的半剛性基層之上，由于半剛性基層的變形較小，對柔性基層的變形起到了約束作用，同時(shí)通過級配的調(diào)整、施工工藝的提高等，使其強(qiáng)度參數(shù)得以較大的增加，則路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、受力等與傳統(tǒng)的柔性基層結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有所不同。故可通過柔性基層與半剛性基層的優(yōu)化組合，提高路面的使用性能，減少路面的早期病害。

4 結(jié)論

通過半剛性基層與柔性基層的組合，可以減小半剛性結(jié)構(gòu)層的溫度梯度，加強(qiáng)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的排水性能，并且由于級配碎石相對較大的應(yīng)變能，能夠有效地消減瀝青路面的反射裂縫，減少水損害的發(fā)生，改善路面的長期使用性能和適應(yīng)環(huán)境的能力。試驗(yàn)證明，組合式瀝青路面結(jié)構(gòu)能夠有效地發(fā)揮半剛性基層高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)及級配碎石良好的性能，減少路面早期破壞，提高路面長期使用性能。

[1]中華人民共和國交通部.JTGD50-2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京:人民交通出版社.

[2]姚祖康.對國外瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)的評述（連載一）[J].公路,2003,(3):18-25.