關于半柔性路面試驗設計及效果分析

宋藍++呂文博

摘 要：半柔性路面在開級配多孔基體瀝青混合料中，將灌入水泥當作其主要成分的特殊性漿劑，它可以有效提升瀝青混合料的抗疲勞性、高溫穩(wěn)定性等。該文通過分析半柔性路面試驗設計及效果可知，半柔性路面的綜合性能好，是一種新型高級路面，對于指導未來的道路工程建設有重要意義。

關鍵詞：半柔性路面 試驗設計 效果 路面材料

中圖分類號：U416.22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（b）-0035-02

所謂半柔性路面主要指在開級配瀝青混合料的大孔隙基體路面內貫入水泥膠漿以后形成的路面，其利用面料間的相互嵌擠以及灌入的水泥膠漿組成材料強度，可以提升路面抗負荷能力。半柔性路面的高溫穩(wěn)定作用遠遠強于普通瀝青混凝土路面，并且這種路面有良好的抗滑性、抗疲勞性及抗溫抗裂性特點，是一種性能佳的新型路面。該本文簡要分析半柔性路面試驗設計及效果。

1 半柔性路面試驗設計

選取位于國道328線長約1 km的S形彎道路面，半柔性路面結構特點和瀝青路面類似，用瀝青路面設計規(guī)范方法設計半柔性路面的結構與厚度。試驗道路在原來道路的基礎上加鋪，加鋪厚度約10 cm，和原來的路面寬度等同，長320 m。瀝青混合料應有抗滑性、高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性以及低溫抗縮裂性的特點，但上述各項要求很難同時滿足，因此在材料構成設計時，需要優(yōu)先考慮重要方面的指標，與此同時兼顧次要方面要求。為了獲得符合要求的混合材料，需要重視選擇各種組成材料。

1.1 正確選取原材料

（1）粗集料，選取的粗集料形狀應該類似與立方體、有多個棱角，扁平。其中高等級別的道路細長顆粒含量≤總量的15%，一般性道路≤總量的20%，固然礫石材料可以用來制備混合料，但其摩阻角很小，需在軋制以后使用，或者需要在礫石中加入其他材料。集料表層構造理應具備一定粗糙度，以利于提升內摩阻角，同時當將其用作面磨耗層時也可提升抗滑性[1]。選用石料應該無雜質，潔凈，泥土含量≤1%。此外，還需要依據(jù)嵌擠原則配制多孔基體混合料，因為如遇繁重的交通情況下，一旦強度不足極易被磨光、破碎，導致性缺油斷裂面的出現(xiàn)，進一步促使面層喪失穩(wěn)定性。因此要求選用耐磨性、強度均佳的礦料。集料壓碎數(shù)值，高等級別道路≤25%，一般級別道路≤28%。

（2）細集料，在瀝青混合料中可選用含有人工砂、石屑、天然砂的細集料。要求細集料材質堅硬，形狀類似于立方體，級配好，潔凈。細集料的棱角具有提升材料內摩阻角的良好效果。一般而言，在水泥膠漿中細集料多寡對水泥膠漿的流動程度會產生直接影響，同時也會影響到施工水泥膠漿的灌入深度[2]。

（3）填料與瀝青標號的選用，首先對礦粉的要求不能太細，太細施工和易性較差，水穩(wěn)定性不佳；太粗易讓礦料和瀝青之間的作用不充分，不利于改善性能，且親水性小。其次，選用瀝青標號，與鋪筑其他混合料相似，需考慮到交通性質、混合料類型、施工方法、施工季節(jié)及氣候等相關因素。

1.2 設計基體混合料

半柔性混合料組成設計主要包括以下幾個步驟：確定混合料組成，選用合適的瀝青用量，試驗檢驗并確定。其中混合料的組成級配如表1所示。根據(jù)比表面積分析主要是由于多孔基體混合料缺乏細集料，相對比表面積很小，故瀝青用量較少[3]。當確定好礦料級配，選定瀝青用量的范圍以后，在確定范圍內用含量不同的瀝青開展試驗，參照各項技術指標確定瀝青的用量。從施工現(xiàn)場檢測集料密度得到以下結果：粗集料表層密度2.7 g/cm3，緊裝密度1.7 g/cm3；細集料表層密度2.6 g/cm3，礦粉表層密度2.8 g/cm3，礦粉用量6%，瀝青用量4%，空隙率22%。

1.3 設計水泥膠漿

依照施工現(xiàn)場具體情況與相關研究成果，選擇在試驗路段彎道的外邊緣鋪筑紅色半柔性路面，在內邊緣鋪筑白色半柔性路面，然后分析半柔性路面的使用性能，及為路面著色以后，對于美觀，緩解駕駛員精神疲勞方面的效果[4-5]。其中路面試驗路段施工配合比例如表2所示。

2 半柔性路面試驗效果分析

2.1 評價路面整體承載能力與強度、厚度

為了科學評價半柔性路面的整體承載能力，本研究在加鋪半柔性路面的過程中依照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》的相關要求檢測彎沉，如表3所示。當加鋪半柔性路面以后，路面整體承載能力有了大幅度提升。同時為了合理評價半柔性路面的強度與水泥膠漿灌入深度，在加鋪半柔性路面以后依照規(guī)程要求檢測鉆芯，所得結果如表4所示。分析表4可知，半柔性路面的強度、厚度均符合設計的要求，且水泥膠漿灌入至實際厚度的70%左右。半柔性路面有很高的劈裂強度，帶有水泥混凝土路面的部分特點。

2.2 評價半柔性路面平整度

路面促使汽車發(fā)生振動高程改變的表面特征即平整度，如果路面不平整引起汽車振動進而直接影響到旅客舒適型。當加鋪半柔性路面后依照具體規(guī)程的要求用長度為3 m的直尺檢測平整度，具體檢測結果如表5所示。當加鋪半柔性路面以后，路面平整度提高，行車更加舒適，表現(xiàn)出瀝青混凝土路面的特殊功用。

2.3 評價半柔性路面設計的動穩(wěn)定度

路面高溫穩(wěn)定性、疲勞性的表征即動穩(wěn)定度，路面安全系數(shù)的表征即路面抗滑功能，為了進一步檢驗半柔性路面動穩(wěn)定度，參照試驗規(guī)程，在半柔性路面試驗設計現(xiàn)場選取試件開展試驗。同時為了檢測試驗路段的抗滑性，用擺式摩擦儀來檢測擺值。通過檢驗可知，半柔性路面的擺值、動穩(wěn)定度都遠遠超過了設計要求，表明了半柔性路面有良好的高溫穩(wěn)定性、抗滑性。

2.4 比較半柔性路面與其它路面經濟效益

從表6可知：水泥路面和瀝青路面相結合的具有優(yōu)良特點的半柔性路面，在經濟方面有明顯優(yōu)勢，其總造價和單位面積造價均<水泥路面、瀝青路面，造價降低程度分別為54%、35%左右。

3 結語

總之，半柔性路面有瀝青混凝土路面的使用特點，同時兼有水泥混凝土路面的部分特點，且耐油污，可以合作色，具備應力松弛能力，在一定程度上還可以減少溫度縫的鋪設，行人行駛較舒適。一般情況下，半柔性路面在5年之內可以維持零維護，可以節(jié)約很大一部分養(yǎng)護費、人工費，相應地產生了經濟效益、社會效益，可以說它是一種經濟、性能均佳的新型路面材料。

參考文獻

[1] 霍軼珍.半柔性路面路用性能的試驗及機理分析[J].公路，2009，3（2）：86-88.

[2] 張益明.半柔性路面試驗設計與效果評價[J].廣東交通職業(yè)技術學院學報，2006（1）：56-59.

[3] 吳丹，趙可.半柔性路面的設計與性能研究[J].交通標準化，2009，7（23）：173-175.

[4] 車國東.淺談半剛性與半柔性路面用混合料性能特點[J].山西建筑，2008，7（10）：142-145.

[5] 張陽.高性能半柔性路面在改造工程中的應用研究[J].西部交通科技，2010，3（Z1）：76-79.endprint