瀝青路面倒裝式半剛性基層結(jié)構(gòu)的研究

　　摘   要】文章介紹分析無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料（土）類為基層，瀝青混合料（瀝青混凝土）為面層的半剛性路面病害產(chǎn)生及處理方法，為該類結(jié)構(gòu)的處理提供參考。
【關(guān)鍵詞】瀝青路面；半剛性；裂縫；研究 

    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，廣西路網(wǎng)建設(shè)的里程不斷增加，并且以無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料（土）類為基層，瀝青混合料（瀝青混凝土）為面層的半剛性路面已經(jīng)成為廣西公路路網(wǎng)工程的主要路面結(jié)構(gòu)類型。這種路面結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、平整度好及抗行車疲勞性好等特點(diǎn)。然而隨著這種結(jié)構(gòu)形式的大量使用，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)此類結(jié)構(gòu)也存在一些問(wèn)題，尤其是半剛性瀝青路面裂縫問(wèn)題，已成為該結(jié)構(gòu)的主要缺陷。這種路面結(jié)構(gòu)在通車兩年后大多會(huì)出現(xiàn)裂縫，初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)行車并無(wú)影響，但隨著地表水的浸入，在大量行車荷載的反復(fù)作用下，在基層裂縫中的水會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的動(dòng)水壓力，隨著荷載的反復(fù)作用，壓力水不斷沖刷基層材料中的細(xì)料，細(xì)料漿被唧出，瀝青面層就會(huì)沿裂縫產(chǎn)生下陷現(xiàn)象，同時(shí)在裂縫的兩側(cè)引起新的裂縫，導(dǎo)致路面裂縫兩側(cè)破碎，強(qiáng)度明顯降低，路面產(chǎn)生龜裂，坑槽等病害，影響瀝青路面的使用性能，造成瀝青路面早期損壞。

　　瀝青路面開(kāi)裂的原因是多種多樣的，影響裂縫的主要原因有：瀝青和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件、交通量和車載類型以及其它施工因素等。作為半剛性基層瀝青路面開(kāi)裂原因歸納起來(lái)可分為三種：疲勞裂縫、溫度裂縫、反射裂縫。其中引起瀝青路面早損的最主要、最普遍的原因就是反射裂縫，這種裂縫是由于半剛性基層的干燥收縮及溫度收縮開(kāi)裂，在裂縫部位應(yīng)力集中使得瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。通過(guò)調(diào)查研究表明，反射裂縫產(chǎn)生的基本機(jī)理是：受拉疲勞、受拉屈服與剪切屈服，在它們的聯(lián)合或單獨(dú)作用導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。在這種半剛性瀝青路面上現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣觀察表明：裂縫中相當(dāng)數(shù)量為半剛性基層先裂而導(dǎo)致瀝青面層開(kāi)裂的反射裂縫，因此，反射裂縫成為半剛性瀝青路面的主要病害，因此，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮防裂問(wèn)題。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料表明，預(yù)防和減輕反射裂縫有：（1）半剛性基層鋸縫；（2）預(yù)制微裂紋；（3）提高瀝青面厚度；（4）提高基層材料強(qiáng)度；（5）設(shè)置應(yīng)力消解層；（6）設(shè)置中間層（過(guò)渡層）。通過(guò)在不同路段鋪筑了不同類型的倒裝結(jié)構(gòu)路面（即在半剛性基層上鋪10～15cm級(jí)配碎石中間層），對(duì)抑制瀝青路面半剛性基層反射裂縫進(jìn)行嘗試。這種結(jié)構(gòu)通車數(shù)年后經(jīng)過(guò)觀察，能夠很好地消除反射裂縫，使用效果良好，瀝青路面沒(méi)有出現(xiàn)早損現(xiàn)象。

　　通過(guò)對(duì)常規(guī)半剛性基層與倒裝半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析比較，表明無(wú)論常規(guī)半剛性基層與倒裝半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)均能滿足力學(xué)上拉應(yīng)力指標(biāo)的要求。由于倒裝半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)在半剛性基層頂面設(shè)置的級(jí)配碎石過(guò)渡層屬柔性結(jié)構(gòu)，所以路表彎沉相對(duì)于常規(guī)半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)偏大；然而，倒裝半剛性基層結(jié)構(gòu)中的級(jí)配碎石起到了荷載應(yīng)力的擴(kuò)散作用，減輕半剛性結(jié)構(gòu)層的車輛荷載應(yīng)力，提高了半剛性基層的抗疲勞能力，相對(duì)地延緩了疲勞裂縫產(chǎn)生;同時(shí)，結(jié)構(gòu)中的級(jí)配碎石適應(yīng)變形能力較大，在半剛性基層產(chǎn)生收縮裂縫后，級(jí)配碎石層起到吸收半剛性基層開(kāi)裂所釋放的能量的作用，借助行車作用，細(xì)集料顆粒間能重新分布，填充裂縫，防止了半剛性基層縮裂和疲勞裂縫反射到面層，使得路面表層能長(zhǎng)久保持完好，確保路面水無(wú)法浸入半剛性基層。由于沒(méi)有動(dòng)水作用，半剛性基層縮裂穩(wěn)定后依然保持較高的強(qiáng)度，從而達(dá)到了路面結(jié)構(gòu)層整體長(zhǎng)期保持穩(wěn)定、防止瀝青路面早期損壞的目的。相反，常規(guī)半剛性基層瀝青路面是在強(qiáng)度較高的半剛性基層上直接鋪筑瀝青面層，雖然路表彎沉較小，但半剛性結(jié)構(gòu)層承受的車輛荷載應(yīng)力相應(yīng)增大，容易產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂；同時(shí)，半剛性基層中的各類土與結(jié)合料發(fā)生離子交換、結(jié)晶、碳化等系列化學(xué)、物理反應(yīng)而板結(jié)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生干燥收縮及溫度收縮開(kāi)裂；在各種裂縫部位由于應(yīng)力集中使得瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。

　　需要指出的是倒裝式瀝青路面的損壞過(guò)程不同于半剛性基層瀝青路面，而與級(jí)配碎石基層瀝青路面的損壞過(guò)程相同，即路面損壞始于瀝青面層。養(yǎng)護(hù)時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)修補(bǔ)。

　　綜上所述：倒裝式瀝青路面是一種很好的路面結(jié)構(gòu)形式，級(jí)配碎石過(guò)渡層厚10～15cm，能有效地抑制半剛性基層裂縫的反射。同時(shí)，相對(duì)于其它處理方法，具有施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、養(yǎng)護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。

周冬明1，黃賓彬１，黎金生２
（1．玉林市公路管理局，廣西 玉林 53700；2．欽州市公路管理局，廣西  欽州 535000）