关于市政道路柔性基层沥青路面结构的论述

关于市政道路柔性基层沥青路面结构的论述摘要：沥青路面适合于各种车辆通行，并具有坚实、耐久、平整、良好的抗性、防渗、耐疲劳的性能，在我国公路建设中被广泛应用，但由于结构设计不合理等种种原因，使得沥青路面早期破坏现象时有发生。

关键词：市政道路；沥青路面；路面结构

中图分类号：u416.217 文献标识码：a 文章编号：

引言：近年来，随着人们对路面破坏特性认识的深入，逐渐产生了长寿命路面的设计思想。长寿命路面的设计思路是：保证路面足够的整体强度，把病害限制在路面表层，通过定期(10—20年)

的表面修复，防止表面病害影响路面结构安全，保证路面在相当长的设计年限内不发生结构性损坏(40年以上)。以下针对国内外主流的沥青路面结构特性做介绍和评述。

一．沥青路面结构类型

沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。在参考国外文献资料及相关规范的基础上，将沥青路面结构大致分为半刚性基层沥青路面结构、组合式i结构、组合式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，见表1。

半刚性基层沥青路面是我国现阶段大规模采用的一种道路结构形式，市政道路也同样如此。半刚性基层具有板体效应，大大提高

了路面结构的整体刚度，使得该种路面结构具有较高的强度和承载力、良好的整体稳定性和耐久性。但是，由于半刚性基层本身的收缩裂缝难以避免，如果沥青面层没有足够的厚度，基层的横向收缩裂缝在使用初期即会反射至沥青面层，形成较多的横向开裂。我国近年来许多道路已经将沥青面层增至18cm以上，从实际使用情况看，仍然有明显的反射性裂缝，其主要原因：

1我国的水泥稳定粒料的强度通常比较高，在施工期间就产生了开裂，而且裂缝宽度也较大，向面层传递的拉应力自然也比较大；

2沥青面层通常不是在一年内铺筑的，第一年经常只铺筑下面层然后经过一个冬天，也就是说，基层开裂的反射性裂缝是经过两次反应传递到沥青面层表面的，第一年先反射到下面层表面，以后再逐步传递到上面层。

需要指出的是，比起其他措施，增加沥青层厚度不仅会大幅度增加建设成本，而且效果不一定明显。此外，由于全厚式沥青路面初期投资较大，该路面结构形式在我国大量使用需要进一步论证。从我国实际情况看，推广和运用组合式结构和柔性基层这两种路面结构应该是比较适宜的。对于中、轻交通量柔性基层沥青路面结构可以适当减薄沥青层厚度以降低路面造价。

二．基层沥青路面结构及设计

由于交通量迅速增加，沥青面层逐步向沥青混凝土发展，半刚性基层和底基层的强度要求也随之增加，沥青缺乏和路面承载能力

的矛盾更加激化。“强基薄面”的半刚性基层沥青路面成为我国沥青路面结构的主要形式。半刚性基层的整体强度高，板体性好等优点，使沥青路面具有很高的承载能力。

1国内外普遍重视的半刚性基层可能引起收缩裂缝问题确实是个无法改变的事实，尽管采取了增加碎石用量，减少细颗粒及限制土的含量，取消了泥灰结碎石等类型，把石灰上等稳定细粒及限制在下基层，努力控制施工含水量等一系列减少干燥收缩和温度收缩的措施，使路面的收缩裂缝的反射缝有了明显的减少，间距有了明显的拉长，有些沥青面层较厚的高速公路甚至几乎很少发现反射缝。由于半刚性基层中细颗粒部分较多，尤其象二灰碎石那样的结构。仅石灰、粉煤灰的比例，一般超过20％，半刚性基层中的粗集料已经不能或很难形成嵌挤，完全成为一种悬浮密实式的结构，基层的强度主要依靠无机结合料的剂量，再加上我国路面设计主要以弯沉作为承载能力设计指标，一般认为路面破坏是由于弯沉不足造成的。这种设计思想指导下，容许弯沉值随之也不断减小，规范对半刚性基层的强度要求也不断提高。再加上不少施工单位监理人员，总认为强度越高越好，只控制下限，不控制高限，使工程实际的半刚性基层强度更加高，但又算不上贫混凝土。大量的工程实践证明，半刚性基层的强度过高将使基层开裂及反射性裂缝的问题更严重。

2半刚性基层的强度主要来自于结合料的剂量和严格的压实良

好的压实本身是没有错的，半刚性基层本身非常致密，几乎成为完全不透水的层次。而来自沥青层及基层的水，包括从路面裂缝进入的水。从沥青混合科离析及较大的空隙率渗人的水，以及冰冻地区毛细管积冰在融化期增加的水等3种情况而不避免地渗水，如果半刚性基层上的封层油效果较差。这些水将直接积存在基层表面，无法通过基层排走。再加上路面及结构层排水问题长期以来不完善或者根本就没有考虑。而且，沥青面层越薄，作用到沥青底部的荷载压力较大，在荷载重复作用下。基层表面越容易破坏，成为灰将。以往大部分高速公路沥青的下面层常常采用这隙率较大型沥青混

凝土，甚至还有半开级配的沥青层碎石。这一层的厚度又薄，集料公称最大粒径又大，离析比较严重，半刚性基层的灰浆逐渐充满下面层的空隙，并通过裂缝泵吸到路面上来，即产生通常所说“唧浆”。成为沥青面层的水损害破坏的重要原因。

3半刚性基层与沥青层之间的联结是个大困难。路面设计规范规定路面设计是按照界面完全连续的界面条件考虑的，如果界面条件不是连续的，按照现行的弹性层状体系的沥青路面设计理论。在沥青层底面将产生非常大的拉伸应力和应变，它完全可有超过沥青昆合料的极限拉伸应变，这对薄层的沥路面成为设计上无法通过的障碍。针对这样情况，规定不得将界面条件规定为连续的。这样，沥青面层底部的弯拉应变逐渐成为不起控制作用的指标。也就是说只有这样，路面设计才能通得过。

三．沥青路面合理结构型式的分析

进入2o世纪80年代，我国的沥青缺乏和路面承载能力低的问题逐渐突出起来。正是在当时这种形势下．半刚性基层基于其较好的板体性能、较高的承载力及良好的经济性等优点，使得半刚性基层沥青路面成为我国沥青路面结构的主要型式。为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。从此半刚性基层几乎成为高速公路沥青路面的唯一结构型式。无可否认，这种路面结构为我国沥青路面的发展做出了巨大的贡献。但是，近年来许多沥青路面发生的严重早期损害．使得人们不得不对此结构提出一些质疑．如半刚性基层的收缩开裂会引起沥青路面的反射裂缝．半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性，某些半刚性基层由于刚度过大，没有能达到合理传递应力的作用，以及半刚性基层损坏后没有愈合的能力且无法进行修补等。基于此，现在许多单位和学者开始主张在中国也大量地发展柔性基层沥青

路面的结构型式。但由于对半刚性基层认识不足，设计具有一定的盲目性，设计结果要么过分保守。要么因路面结构设计不当而产生早期破坏，造成很大的经济损失。对此，我们绝不能“人云亦云”，而必须用辩证的否定观来分析问题。

结束语

我国目前市政道路的路面结构型式千篇一律采用半刚性基层的沥青路面结构。但多年来的半刚性基层路面实际使用表明，众多的