半刚性基层沥青路面结构的弊端

水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制目前，我国公路交通具有2个明显的特点，即交通量迅速增加和重载车辆日益增多。

因此，对路面结构使用性能的要求也越来越高。

半刚性基层由于具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点，已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。

据统统计，我国90％以上的高等级公路沥青路面基层及底基层都是采用半刚性材料。

但半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低、脆性大，在温度或湿度变化时易产生开裂，形成路面反射裂缝，这已成为高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。

水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料，其中又以水泥稳定碎石性能最为优异。

然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点，因此如何进一步减少其反射裂缝的产生，依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。

考虑到我国作为水泥生产大国，原材料来源广泛且价格低廉，水泥胶结类材料在今后很长一段时间内仍将作为主要的道路建筑材料，因此有必要对水泥稳定碎石基层进行研究，以便能为将来更为广泛的应用提供经验。

1、裂缝形成机理1.1裂缝产生原因半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样，但形成的主要原因可以分为2大类，即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝，包括反射裂缝和对应裂缝。

荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力，在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成；非荷载型裂缝则是环境作用的结果，主要是湿度和温度的影响，由干缩、温缩和疲劳作用导致，个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。

此外，在冰冻地区的沥青路面上，还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。

我国已建高速公路的半刚性路面、刚性路面和刚性组合式路面的承载能力从设计角度看是足够的，然而调查表明，裂缝在我国各个地区的沥青路面上十分普遍，不论南方还是北方，通车后1年最迟第2年均出现大量裂缝。

因此，单纯由荷载作用不足以引起面层破坏，沥青路面的开裂应当是多种因素共同作用的结果。

浅谈半刚性沥青路面特点及病害摘要：简要叙述了半刚性沥青路面的发展及应用。

针对半刚性材料的特点和半刚性材料的干缩特性及温度收缩特性，介绍了半刚性沥青路面的早期病害，并对半刚性沥青路面裂缝产生的机理进行了分析。

关键词：半刚性沥青路面；半刚性材料；路面特点；早期病害1.半刚性材料1.1半刚性材料的特点（1）具有一定的抗拉强度各种半刚性材料都具有一定的抗拉强度。

测定半刚性材料的抗拉强度共有三种方法。

一种方法是利用梁式试件，并用三分点加载方法，进行弯拉试验，直到试件破坏，用此法测得的试件抗拉强度称作抗弯拉强度。

第二种方法是利用梁式试件或圆柱体试件进行直接拉伸试验，直到试件破坏，这种方法测得的试件抗拉强度称作直接抗拉强度。

第三种方法是利用圆柱体试件并沿其直径方向用接近于线压力进行试验，直到破坏，用此法得到的试件抗拉强度称为间接抗拉强度或劈裂强度。

（2）环境温度对半刚性材料强度的形成和发展有很大影响环境温度越高，半刚性材料内部的化学反应就越快和越强烈，因此其强度也越高。

（3）强度和刚性都随龄期增长（4）刚性为原柔性材料（即未用结合料的材料）的数倍，但有明显小于水泥混凝土。

1.2半刚性材料的干缩特性半刚性材料产生体积干缩的程度或干缩性（最大干缩应变与平均干缩系数）的大小与下列因素有关：结合料的类型和剂量、被稳定（或处治）土的类别（细粒土、中粒土或粗粒土）、粒料的含量、小于0.5mm的细土含量和塑性指数、小于0.002mm的粘粒含量和矿物成分、制作（室内试件）含水量和龄期等。

1.3半刚性材料的温度收缩特性组成半刚性材料的三个相，即不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩，即温度收缩。

就组成固相的矿物颗粒而言，原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小；粉粒以下颗粒，特别是粘土矿物的温度收缩性较大。

粘土及其他胶体颗粒的温度收缩性的大小与其扩散层厚度成正比。

半刚性材料中胶结物各矿物有较大的温度收缩性。

简述半刚性基层沥青路面的早期病害防治对策[摘要]近年来，大多数高等级公路都采用较厚的半刚性基层，在基层上直接铺筑沥青混凝土的路面结构形式。

这种结构整体强度高、性能好，但地处沿海多雨地区，局部路段沥青混凝土路面就出现不同类型、不同程度的早期开裂（横裂、纵裂、网裂或龟裂）的病害，严重影响路面功能和使用寿命的问题日益突出。

本文在对开裂路段的施工方法、管理和养护及其他原因进行了实际调查的基础上，结合理论分析，就半刚性基层沥青混凝土路面早期病害的几个技术问题进行初步探讨，提出了综合防治半刚性基层沥青混凝土路面早期开裂的施工控制措施，所有建议意见与同行共同商榷。

[关键词]半刚性基层沥青混凝土的路面半刚性基层沥青混凝土路面早期病害防治中图分类号：tq176.7+7 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）12-0116-011 概述沥青混凝土路面出现的病害按不同类型、不同程度及不同特性可以划分为非结构性和结构性两类。

非结构性路面病害主要有：局部裂缝、搓板、推移、网裂和坑槽；主车道车辙、泛油、路拱变缓；有规则的纵、横缝；等等。

结构性病害主要有：局部沥青混凝土路面龟裂、半刚性基层破损、沉陷、翻浆；结构性辙槽；等等。

各种病害对路面的运营状况和耐久性都有着明显地不良影响，还直接导致路面的维修困难。

2 半刚性基层及其质量控制2.1 关于半刚性基层目前，我省高速公路采用的水泥稳定碎石及石灰、粉煤灰稳定碎石两种半刚性基层。

具有强度高、刚度大、整体好的优点，但有其致命弱点：（1）当含水量和温度变化时，易产生规则的干燥收缩裂缝和温度裂缝，并会引起路面面层在一定位置对应开裂，习惯上称为半刚性基层的反射裂缝，会直接导致该处受雨水侵蚀。

在高速行车作用下，不透水半刚性基层顶面受层间有压水冲刷，出现局部破损从而导致沥青混合料松散破损并发展为啃边、网裂和坑槽等病害。

（2）如半刚性基层养护不到位和管理不力，基层顶面常易被松散的尘粒裹覆，使基层和面层分离形成一个滑动状态的“工作面”，从而导致沥青面层在行车水平力作用下产生推移、搓板和坑槽等病害。

随着我国经济的快速发展，国家加⼤基础设施建设，⼴西路建设的⾥程不断增加，并且以⽆机结合料稳定粒料（⼟）类为基层，沥青混合料（沥青混凝⼟）为⾯层的半刚性路⾯已经成为⼴西公路路⼯程的主要路⾯结构类型。

这种路⾯结构具有强度⾼、平整度好及抗⾏车疲劳性好等特点。

然⽽随着这种结构形式的⼤量使⽤，通过调查发现此类结构也存在⼀些问题，尤其是半刚性沥青路⾯裂缝问题，已成为该结构的主要缺陷。

这种路⾯结构在通车两年后⼤多会出现裂缝，初期产⽣的裂缝对⾏车并⽆影响，但随着地表⽔的浸⼊，在⼤量⾏车荷载的反复作⽤下，在基层裂缝中的⽔会产⽣相当⼤的动⽔压⼒，随着荷载的反复作⽤，压⼒⽔不断冲刷基层材料中的细料，细料浆被唧出，沥青⾯层就会沿裂缝产⽣下陷现象，同时在裂缝的两侧引起新的裂缝，导致路⾯裂缝两侧破碎，强度明显降低，路⾯产⽣龟裂，坑槽等病害，影响沥青路⾯的使⽤性能，造成沥青路⾯早期损坏。

沥青路⾯开裂的原因是多种多样的，影响裂缝的主要原因有：沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、⽓候条件、交通量和车载类型以及其它施⼯因素等。

作为半刚性基层沥青路⾯开裂原因归纳起来可分为三种：疲劳裂缝、温度裂缝、反射裂缝。

其中引起沥青路⾯早损的最主要、最普遍的原因就是反射裂缝，这种裂缝是由于半刚性基层的⼲燥收缩及温度收缩开裂，在裂缝部位应⼒集中使得沥青⾯层产⽣反射裂缝。

通过调查研究表明，反射裂缝产⽣的基本机理是：受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服，在它们的联合或单独作⽤导致产⽣反射裂缝。

在这种半刚性沥青路⾯上现场钻芯取样观察表明：裂缝中相当数量为半刚性基层先裂⽽导致沥青⾯层开裂的反射裂缝，因此，反射裂缝成为半刚性沥青路⾯的主要病害，因此，在路⾯结构设计中应充分考虑防裂问题。

根据国内外有关资料表明，预防和减轻反射裂缝有：（1）半刚性基层锯缝；（2）预制微裂纹；（3）提⾼沥青⾯厚度；（4）提⾼基层材料强度；（5）设置应⼒消解层；（6）设置中间层（过渡层）。

沥青路面裂缝的预防与处理措施摘要：目前，我国公路沥青混凝土路面主要采用半刚性基层沥青混凝土路面。

半刚性基层沥青混凝土路面裂缝是一种常见的现象。

路面裂缝的危害主要在于降雨后裂缝在道路区域内渗入水，造成路基冲刷和侵蚀，导致路面承载力不断下降，造成泥浆泵送、沉降、网裂等病害。

如果不及时处理和修补裂缝，积水将继续侵入路面，最终加速并导致路面病害扩大。

减缓和减少沥青混凝土路面荷载型裂缝和非荷载型裂缝可采取两种方法：一是在施工过程中采取相应的处理措施，提前预防裂缝，二是在日常养护过程中采用适当的加铺层。

关键词：沥青路面裂缝；预防；处理措施导言：沥青路面是目前高等级公路最常用的柔性路面。

它与半刚性基层（水泥稳定碎石和二灰稳定碎石）一起构成了我国高等级公路最常用的结构形式。

据统计，我国高等级公路沥青路面基层90%以上采用半刚性材料。

具有强度高、承载力大、抗疲劳、抗冲刷性能好等优点；但其缺点不容忽视，如变形抗力差、脆性大、温湿度变化时易开裂，最终形成路面反射裂缝。

通过裂缝产生的原因，探讨了旧沥青路面和新沥青路面裂缝的处理技术。

1沥青路面组成沥青路面结构可分为垫层、底基层、基层和面层四部分。

沥青混凝土是沥青路面的柔性材料。

它在不同的位置具有不同的功能，对道路的稳定性起着至关重要的作用。

路面层是道路铺设的最外层，承受与地面接触的车轮荷载。

它是一个接受外部自然因素的结构层。

构成面层的层数应根据施工要求铺设，一般为1~3层。

包括最外层磨耗层、中间面层和下层。

磨耗层一般为耐磨、稳定的沥青层。

中下层的选择通常基于当地地质和水文、环境温度条件、不同用途和道路等级。

基层是表层正下方的一层，承受车轮荷载并将其传递到下层。

基层需要选用高强度的材料。

根据交通流量和道路等级确定要设置的楼层数。

一般分为上基层和下基层两层。

底基层位于基层下方和垫层上方。

它主要承受路面荷载和路面和基层的荷载，并将力均匀地传递给垫层或地基。

底基层材料不要求高强度，根据交通流量和公路等级，底基层也分一层或两层铺设。

沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。

这种路面与砂石路面相比，其强度和稳定性都大大提高。

与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝。

行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，适宜于路面分期修建。

沥青路面的缺点是温度敏感性较高。

夏季强度下降，若控制不好会使路面发软泛油或推移剪切破坏。

低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土板作为面层，下设基层、垫层所组成的路面结构，又称刚性路面。

水泥混凝土路面强度高，稳定性好，使用寿命长，适用于繁重交通道路。

但需设置许多接缝，这些接缝增加了施工的复杂性，并且影响行车的舒适性，接缝又是路面的薄弱点，应合理设计、认真施工，否则，容易出现唧泥、错台等危害。

以前由于沥青路面建设成本高（沥青材料本身比较贵），所以水泥路面比沥青路面更容易被接受。

随着经济的发展和沥青炼制技术的提高，在造价方面沥青路面已经没有什么劣势了，所以现在不论是新建道路和旧路改建都大量采用沥青路面。

虽然沥青路面的成本价格比起混泥土路面的价格要高一些，但是从长远的效益以及后期的维护，保养上来看，沥青路面有着混泥土路面不可比拟的优势。

首先是沥青路面的风噪声小，对车子的胎面磨损小一些，同时也有利于提高车子的抓地力。

其次是沥青路面的物理特性，主要表现在韧性方面比较好，抗压性和拉伸性好，能够较好适应不是很稳定的路基。

再次是后期维护简易，可以进行部分重建，而不用像混泥土路面那样要大规模的修建，维护成本价低，这是进行基础建设工程不得不考虑得问题。

最后是再环保方面来讲，虽然沥青路面再铺设得过程中会造成一定得环境污染，但是沥青材料只要不发生化学上的反应，是可以进行反复利用的，这有效地提高乐资源地利用率。

不管是水泥路面还是沥青路面，几年后都涉及到重修的问题。

水泥路面重修时要比沥青路面麻烦很多，费用也高出了不少。

几公里的沥青路面要想重新铺就沥青，一个晚上就可以实现，可是水泥路面重修的施工过程要繁琐很多，首先要用大型设备粉碎路面，然后再进行平铺工程。