柔性基层与半刚性基层组合结构在高速公路中应用的探讨

浅谈高等级公路建设中柔性基层的应用作者：张志春杨旺志来源：《中国新技术新产品》2010年第14期摘要:20世纪90年代以后,我国高速公路建设事业迅猛发展,高速公路通车总里程已居世界第二位。

我国新建的高等级公路的结构形式主要为半刚性基层沥青路面,据统计, 我国的绝大部分高等级公路都采用半刚性基层沥青混凝土路面,基层刚度大,在车辆荷载作用下半刚性材料层是压缩性很小,基层有板体效应提高了路面结构的整体刚度。

关键词:柔性基层;应用;分析1 我国目前半刚性基层的应用分析目前在我国高等级公路建设中半刚性基层几乎成了主导的结构形式。

通过对国内已建高等级公路的调查发现,强度比较高,相对柔性基层来讲强度高、刚度高,作为承重结构,在路面没开裂之前在承载、扩散荷载、传递到路基方面的性能比较好。

但是,半刚性基层也有其无法克服的缺点,即:半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝轻重不同地存在。

在国外,普遍采取对裂缝进行封缝,而在交通量繁重或者高速公路上,这种封缝工作十分困难,严重影响交通,也不安全。

而在我国,目前根本就没有发现裂缝就进行沥青封缝的习惯,因而开裂得不到有效的处理。

裂缝的存在导致两种后果,首先是裂缝中进水,导致沥青层和基层界面条件的变化,使基层、底基层、路基的水分状况恶化,承载能力迅速降低,表面产生水力冲刷,出现灰浆,并形成裂缝处唧浆、坑槽;第二是车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时,荷载变化不再连续,使路面裂缝两侧发生大的应力突变,还形成很大的上下剪切和表面受拉。

2柔性基层2.1柔性基层的定义:采用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入式碎石,以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。

粒料类材料,包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配碎砾石,以及泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等基层材料。

2.2柔性基层技术特点和应用效果针对半刚性基层沥青路面弱点,柔性基层沥青路面由于其良好的使用性能在许多国家得到应用,取得了比较好的使用效果,柔性基层沥青路面结构类型一般分为两种:一是级配碎石基层沥青路面结构;二是在级配碎石基层下加铺一层半刚性底基层,由于半刚性底基层模量较大,级配碎石基层的非线性特点得到发挥,有利于降低沥青层层底拉应力和拉应变,增强沥青层抗疲劳能力。

柔性基层ATB—25在高速公路中的应用柔性基层ATB—25在高速公路中的应用【摘要】本文就沥青稳定碎石ATB-25在高速公路中应用进行总结，简述了施工过程中配合比设计、拌和、运输、摊铺、碾压等各阶段的技术要点。

【关键词】沥青稳定碎石；ATB-25；施工1. 引言半刚性基层沥青路面仍是中国高等级公路路面结构的主要形式，半刚性基层板结性能好，具有强度高、刚度大、承载能力高和造价低的优点。

但最新的研究成果说明，半刚性基层的刚度过大，会直接造成沥青混凝土面层内的剪应力急剧增大，诱发沥青混凝土面层的剪切破坏。

而组合式柔性基层，即ATB-25沥青稳定碎石上基层和级配碎石下基层，它具有较高的抗剪、抗弯拉强度和耐疲劳特性，减缓反射裂缝的发生，有效延长路面的使用寿命。

ATB-25沥青稳定碎石是一种嵌挤骨架密实型沥青混合料，其作用力的传递是通过组成骨架的粗集料进行的。

2. 工程概况某高速公路设计行车速度120Km/h，路基宽度整体式为42m。

采用组合式柔性基层路面结构：4cm改性沥青SMA上面层+6cm中粒式改性沥青砼AC-20C下面层+18cm密级配沥青稳定碎石ATB-25上基层+16cm级配碎石下基层+1厘米单层热沥青表处下封层+35cm的3%水泥稳定碎石底基层。

3. 配合比设计ATB-25沥青混凝土配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和配合比检验三项内容。

沥青稳定碎石是骨架密实型级配，粗骨料的数量占矿料总量的70%以上，以使以粗骨料形成骨架，4.75mm筛孔的通过率不宜大于30%，过粗或者过细的级配都对沥青稳定碎石的高温稳定性能不利。

图1集料采用泉港区三锦碎石，分为1#、2#、3#、4#、5#五档。

经过沥青拌和站二次筛分，该配合比确定了沥青稳定碎石上基层的生产配合比的材料比例1#仓：2#仓：3#仓：4#仓：5#仓=37：20：5：11：24：3，矿料合成级配图见图1。

最正确沥青用量3.94%，毛体积相对密度2.382，最大理论相对密度2.509，空隙率5.1%，矿料间隙率14.2%，沥青饱和度64.2%，马歇尔稳定度12.30KN，流值2.6mm，残留稳定度89.4%，各项技术指标均符合设计要求。

刍议公路沥青路面结构柔性基层和半刚性基层组合公路沥青路面结构是指由路基、基层、面层等各层组成的道路结构体系。

其中，基层是沥青路面结构中最重要的部分之一，它直接承受车辆荷载，并向下传递到路基。

在基层的选择上，常见的有柔性基层和半刚性基层等不同类型。

本文将对柔性基层和半刚性基层的组合进行刍议。

柔性基层是指具有一定强度和变形能力的道路基层。

它由石灰土、水泥土等材料作为基层料，加入适量石子、沥青等混合料制成。

柔性基层具有较好的弯曲变形能力和耐久性，能够分散荷载、减小沉降，减少对路基的影响。

同时，柔性基层具有较好的抗冻融性和抗水稳定性，不易受水分和温度变化的影响。

因此，柔性基层在一些地质条件较差、地下水位较高或交通量较大的路段中广泛应用。

半刚性基层是位于柔性基层和面层之间的一层，它可以增加路面的刚度，分担车辆荷载。

半刚性基层一般采用水泥混凝土或水泥稳定的砂石混合料制成。

半刚性基层具有较高的抗变形能力和抗裂性能，能够提高路面的稳定性和抗滑能力。

同时，半刚性基层还可起到加强连接层的作用，避免面层与基层的分层和开裂。

因此，半刚性基层适用于交通量较大、重载车辆较多或需要提高路面刚度的路段。

柔性基层和半刚性基层的组合在一些特殊的路段中具有较好的效果。

比如，在高速公路的出口匝道、连接路和主线与匝道之间的过渡段等路段，通过采用柔性基层和半刚性基层的组合，可以有效地解决路面变形和开裂的问题，提高道路的使用寿命和舒适性。

此外，在一些特殊的地质条件下，也适用柔性基层和半刚性基层的组合。

比如，在软弱的地基地质条件下，柔性基层能够减少对地基的荷载传递，保护地基不被破坏；而半刚性基层则能够提供较好的刚度，增强路面的稳定性。

因此，柔性基层和半刚性基层的组合在这些地质条件下能够充分发挥各自的优势，提高路面的整体性能。

综上所述，柔性基层和半刚性基层的组合在公路沥青路面结构中具有一定的优势。

通过合理选择和组合这两种基层，可以提高路面的强度、稳定性和舒适性，延长路面的使用寿命。

柔性基层与半刚性基层的复合基层路面孙飞【期刊名称】《交通世界（建养机械）》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】2页(P179-180)【作者】孙飞【作者单位】邯郸市青红高速公路管理处【正文语种】中文半刚性基层具有良好的强度、刚度与稳定性，且造价较低，随着半刚性基层的大量采用，也出现了不少问题。

由于半刚性基层自身不可克服的缺点，温缩干缩，产生裂缝，并最终形成反射裂缝，在行车荷载、水、温度梯度的综合作用下，使得路面结构产生唧浆、松散、车辙等病害，最终导致路面结构的破坏。

复合型基层沥青路面，即上层为柔性层、下层为半刚性基层，既具有半刚性基层强度高、刚度大的优点，又可发挥柔性层的柔性和变形能力，因而得到了广泛的用。

基层、底基层为半钢性结构具有高强度，虽然整体性好、强度高、变形小，但对温度变化的影响十分敏感，进入10月份气温到了+5℃以下后开始收缩，在气温降到最低温度-35℃左右时收缩到极值，产生最大极限裂缝。

有的研究表明：半刚性沥青路面在重、轻冰冻地区产生裂缝的主要原因是温度收缩，而温度收缩又与半刚性材料的类型、材质、成型温度等因素有关。

由于半刚性基层材料温缩和干缩特性，以及材料本身的脆性，裂缝的产生不可避免。

密实作为半刚性基层固有的特陛，不利于防止当水渗入时沥青面层的水损害，而柔性基层则反之。

我国目前半刚性基层的应用只要路面结构的设计、施工不出现问题，柔性基层路面的破坏一般始于面层，由于面层的车辙、开裂，这些破坏从上到下的顺序发展、延伸，其破坏属于功能性破坏。

通过室内试验、理论分析以及现场试验路的修建与观测，针对现有高等级公路半刚性基层沥青路面存在反射裂缝与唧泥、水损害等的不足，在振动压实工艺与紧排骨架一密实组成结构相结合的柔陛基层基础上，实现柔性基层与半刚性基层优化结构组合是—个有效的技术途径。

对于柔性路面的结构层，由于承载能力不高，级配碎石一般用于铺筑底基层，或者路基上的整平层，用以加强路基。

浅谈高速公路柔性基层ATB浅谈高速公路柔性基层ATB-30在景鹰高速中的应用摘要：随着国民经济的高速发展，交通量迅速增长，车辆大型化，严重超载等现象使沥青路面面临严峻的考验，早期损害现象也日益严重。

为缓解高速公路重载交通下的动水压力，我国开始应用推广以沥青碎石为代表的柔性基层。

沥青碎石基层可以增强路面的排水能力，进而降低沥青路面的水损害现象；同时，沥青碎石可以减少沥青层的温度收缩裂缝，防止或延缓反射裂缝的发生，改善沥青路面的使用性能，提高其使用寿命。

1工程概况2室内试验2.1成型方法室内试验采用马歇尔试验进行目标配合比、生产配合比的设计，确定控制指标，进行日常检测和控制。

2.2原材料性能原材料质量是影响路面质量、使用寿命的重要因素。

优质的原材料是保证沥青混合料具有优良路用性能的先决条件，为了满足气候环境与交通对路用性能的要求，必须做好原材料的选择。

通过测试沥青、石灰岩粗集料、细集料和矿粉等材料的性能和技术指标来检测材料是否满足规范要求，从而完成原材料的选择。

景鹰高速中柔性基层ATB-30所采用的粗集料及石屑为江西万年大源荷溪盛和采石场，矿粉为大源矿粉厂，水泥为江西万年青水泥有限公司，沥青为江苏泰州。

原材料各项技术指标： 2、碎石2（4.75-16mm）：表观密度为2.708g/cm33、碎石3（2.36-4.75mm）：表观密度为2.706g/cm34、石屑（0-2.36mm）：表观密度为2.702g/cm35、矿粉：表观密度为2.706 g/cm36、水泥：表观密度为3.098 g/cm37、沥青采用江苏泰州A-50，其相对密度为1.0138、本次配合比所用石料对A-50沥青的粘附性为四级2.3 ATB-30沥青混凝土矿料级配组成在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构。

景鹰高速公路沥青碎石基层级配参照规范，选用骨架密实型沥青碎石混合料，采用 ATB-30级配形式，实际合成级配曲线走“S”形。

柔性与半刚性组合基层沥青路面应用分析摘要】本文针对路面结构形式单一、半刚性基层沥青路面易开裂的问题，对沥青稳定碎石（或级配碎石）联结层+半刚性基层的组合基层路面结构形式的设计方法进行了分析研究，以期达到优化组合。

【关键词】沥青路面结构；半刚性基层；柔性基层；组合基层Application analysis of asphalt pavement with flexible and semi-rigidLu Xiu-juan, Shi Lin, Zhu Yan-hua(Beijing Guanya Weiye civil construction design Co., Ltd. municipal engineeringbranchBeijing100034)【Abstract】The artical will be aimed at the problems: the single of pavement structure form ,and the half rigid base asphalt pavement which is easy to be cracking, study the design methods of bituminous stabilized macadam（or graded aggregate)Optimum Combination combined withsemi-rigid base , in order to achieve the Optimum Combination.【Key words】Asphalt pavement structure; Semi-rigid; Flexible base; Combination of grass-roots我国的绝大部分高等级公路都采用半刚性基层沥青混凝土路面，基层刚度大，在车辆荷载作用下半刚性材料层是压缩性很小，基层有板体效应提高了路面结构的整体刚度。

重载交通下的不同半刚性与柔性基层沥青路面结构适应性分析摘要半刚性基层和柔性基层沥青路面结构以其优良的路面用性能广泛应用我国道路的修建中，但在我国现阶段超载情况非常严重，导致沥青路面早期破坏的现象日益严重，严重缩短道路使用寿命。

结合马鞍山重载交通情况分析，通过ABAQUS有限元软件，分析不同沥青路面结构在超载作用下面层和基层应力应变情况。

根据计算结果，分析不同半刚性基层和柔性基层沥青路面结构在重载交通作用下的适应性，并验证其产生破坏的原因，由此推荐较为合理的沥青路面结构层组合，为重载交通下的沥青路面设计提供参考。

关键词重载；半刚性基层；柔性基层；应力应变0引言沥青路面以其优良的路用性能被广泛应用我国道路建设中，由于我国经济发展需要车辆超载非常严重，导致道路出现不同程度的损害，其中相关研究发现超载车辆对路面产生破坏相当于标准轴载的几倍甚至几十倍。

超载导致沥青路面过早出现破坏，严重缩短使用寿命，已成为道路破坏的最主要因素。

研究人员已针对重载交通下的路面结构进行积极研究，但许多研究未能充分利用相关材料的特点，结合重载产生破坏的机理，设计合理的路面结构。

基层是路面结构主要承重层，承受由面层传来的车辆荷载的竖向作用力，并扩散到下面的土基中，其应具有足够的强度、刚度和水稳定性，并具有良好的扩散应力的功能。

半刚性基层和柔性基层以其优良的性能已成为沥青路面结构的两种典型基层结构，但在重载作用下产生的裂缝机理不同，不同的组合结构对重载的适用性不同。

因此，如何利用材料的特点设计合理厚度是重载交通下路面结构研究成功的关键。

1荷载分析1.1 交通分析通过对马鞍山市主干道的客车和货车超载情况进行统计分析，见表1。

根据统计结果显示，车辆超载率较为严重。

2 重载车辆轮压研究由于重载车辆的轮压作用特点与规范中[1]标准荷载作用不同，其标准图式已不能准确描述超重载车辆对路面的作用。

通过对轮胎与路面相互作用方式研究可知，其作用实际图形为椭圆性，为方便计算对接触面积进行等效换算，在轴载的增加下轮压和接地面积都不断的增加。

公路基层材料及半刚性基层材料的运用分析郑敏楠　李　凡（陕西交通职业技术学院，陕西　西安　710021）摘要：本文通过对普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青、SBS改性乳化沥青及SBS改性沥青四种下封层材料基本性能及使用性能进行实验研究，发现SBS改性乳化沥青的各项使用性能较好。

因此，在沥青路面工程中推荐使用SBS改性乳化沥青作为下封层材料。

关键词：公路；下封层；抗剪强度试验；拉拔试验公路建设长期暴露在恶劣的天气之下，而且还需要长时间经过车辆的反复碾压。

因此对于公路材料提出了相当高的需求，公路所铺设的材料好坏，直接关系着公路的使用年限及安全行驶。

对于公路材料的耐久性与程度都提出一定的技术需求，而这些也是当代公路设计师所先要关心的内容。

半刚性基层材料本身具有非常好的温稳性、承载力、强度与刚度，以此在高速公路工程中得到了广泛的运用。

然而当前高速公路施工过程中，经常出现超载运输的问题，导致施工效果低下。

时间一长其体系会变化，材料的物理性也有所改变，如抵抗收缩性等等，这也就带来了相应的路面病害。

以上问题的出现，和半刚性基层材料设计存在很大关系，需要进行重点分析与解决。

1 公路基层材料与半刚性基层材料高速公路路面通常被分为三个层次，即垫层、基层和面层。

垫层主要使用碎石、砂砾进行施工，基层则多以稳定土为主要材料，面层则要根据材料的差别选择施工材料，具体分布水泥砼面层、沥青面层两种。

一般路面基层主要被分为三种类型，即刚性基层、半刚性基层和柔性基层，其中基层和底基层材料类似，主要是指水泥以及石灰含量比较低的土、砂砾等。

刚性基层则是以普通混凝土、碾压式混凝土等建筑材料进行铺筑的路面基层。

半刚性基层也分为三种类型，即水泥稳定类、石灰稳定类、工业废渣稳定类，所针对的材料包括水泥、三类及粉煤灰的碎石等等。

柔性基层主要分为沥青稳定、粒料两种类型，其中沥青稳定类型主要有密级配沥青稳定碎石和开级配排水式沥青碎石基层等，而粒料类型也被称为碎砾石基层，也包含了两种类型，即嵌挤型、密实型，其中嵌挤型中包含了泥结碎石以及泥灰结碎石等，密实型则包括级配碎石以及级配砾石等材料。