淺析半剛性基層路面早期破壞的防治措施

【摘要】本文首先分析我國公路半剛性路面的早期破壞形式，然后分析半剛性路面早期破壞原因，在對其瀝青面層的分析中發現，在瀝青層匯中有些是純瀝青混凝土，有些在表面層或者中面層使用改性瀝青，不過破壞基本上是發生在瀝青層面內。文章主要就瀝青路面破壞的原因進行分析，進而提出了相應防治措施。

【關鍵字】：半剛性路面；瀝青公路；早期波壞；病害防治

目前我國半剛性公路路面的早期破壞很嚴重。造成這種情況的主要原因包括超載、交通事故、有害化學物品的污染、異常氣候、設計、施工、材料的選取以及對其的不合理養護等等。其中最主要的原因是對路面結構的設計不夠合理。在我國現行的設計規范下，如果設計10t負荷的承載力，超載負荷達到16t時，相當于10t負荷的車壓過半剛性路面42.9次，瀝青路面7.7次。當前，我國高等公路半剛性基層瀝青路面占據絕大多數，所以很有必要對路面的早期破壞進行研究。

1 半剛性路面早期的破壞形式和原因

半剛性基層上鋪筑瀝青的路面就是半剛性路面。半剛性路面的早期破壞形式主要有水損壞、裂縫、路面變形、路表損壞等。其中水損壞包括松散、凍脹和坑槽等；裂縫有橫向裂縫、網裂以及縱向裂縫等；路面變形的形式有車轍、擁抱、沉陷等；路表損壞形式有剝落和泛油等。路面早期破壞最為關鍵的因素是半剛性基層本身。原因體現在以下幾個方面。

⑴剛性路面不可能避免開裂。因為在半剛性基層中，半剛性材料具有干裂收縮、溫度收縮的特性，容易造成路面開裂，由此也會引起瀝青路面裂縫的產生，無法完全避免。

⑵半剛性路面的排水性能很差。半剛性材料透水性差，對水很敏感，由于降水或者人為原因，瀝青層面進水避免不了，水從瀝青面層到達半剛性基層后不能及時的排走，造成在瀝青面層和半剛性基層之間聚集、滯留的局面。在車輛荷載的作用下會產生巨大的動水壓力，沖刷基層表面，長期下去會造成基層與面層的斷裂，導致基層的受壓能力下降。同時由于部分水分也可能由基層向下滲入，進而軟化土基，使得路面各個結構都受到水的破壞，導致路面的整體承載能力下降，造成各種路面病害。

⑶半剛性基層沒有自我愈合的能力，破壞之后修補十分困難，只能重建。

⑷路面設計方面的原因。我國瀝青路面的發展研究是近10年來隨高速公路建設發展起來的，對其設計問題方向還需要研究。《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014--97)也需要結合工程實踐進行不斷的改進與完善，也應當根據各地區的氣候、水文等情況對路面結構設計進行試驗研究并且通過實際的鋪筑試驗路，來積累相關經驗。但是，近年來公路建設發展迅速，設計施工時間倉促，對設計的調查以及研究力度底，導致瀝青路面設計的合理性不強，直接是公路遭到早期破壞。其中設計時主要存在以下幾個問題。

1．路面結構設計合理性低。如基層厚度達不到規格要求，面層分層及材料配合比設計不符合規范，面層厚度不合理。

2．設計中路面、基層以及底基層的排水設計考慮不周全。

3．路面所處地段的實際土質和水文勘察的情況與實際嚴重不符，致使路面設計參數嚴重不符合實際。

4．對公路的地基設計不合理，致使地基沉降不能夠達到允許的工后沉降等。

2 半剛性路面早期破壞的防治措施

針對以上所敘述的半剛性路面的早期破壞形式，采取的措施主要包括：增加瀝青路面的厚度；提升公路的排水性能，防治水破壞；選用干燥、溫度收縮系數小的材料鋪筑半剛性基層；加強瀝青路面的抗裂設計；采取預切裂縫以及預開裂的措施；設計應力吸收層用來減小路面應力。除此之外，還需要采取以下措施。

1．提高路面承載力，以此適應超重車的現象，主要是通過增加下面層的厚度來實現的，建議下面層厚度在10cm以上。

2．瀝青混凝土面層內適當鋪設土工合成材料，這樣不但可以提高面層的抗裂、防滲性能，還能提高基層或路基承載能力，提高面層抗疲勞強度，以及增強抗車轍和抗鼓包能力，與此同時也能夠降低彎沉值。

3．在粘層使用高性能的粘結材料，增強路面的層間結合，這樣使路面具有好的防水能力，又提高了路面的整體強度。在高速公路工程上，粘層可采用改性瀝青或者橡膠乳液預處理等新技術。

4．為防止水對路面的損壞，必須加強路面結構的防滲以及排水功能的設計。實際情況中，無法避免雨水透入瀝青面層，關鍵問題是，一旦雨水透入瀝青層后，如何將其及時排出使其不滯留在路面結構層內，如果是在多雨潮濕地區這個步驟尤其重要。除了在路面結構層中采取設置防水層、在路面各層間設置粘油層、在半剛性基層頂面設封層等措施來利于層間粘結和防水，還要在路面的半剛性基層間以及面層設置級配碎石排水層。

5．采取一定措施提高瀝青面層的壓實度，并且嚴格控制瀝青混合料空隙率，以此來增強瀝青混凝土面層的不透水性能。

6．相關部門加強對施工質量的監督控制。要組織相關技術人員對原材料檢驗和混合料配合比進行試驗，進一步完善瀝青混合料攤鋪、拌和以及壓實工藝。與此同時，公路管理部門要加強對超限、超載運輸現象的家督力度，嚴格限制超載、超限車在公路上形式。

7．研究和探索先進的路面結構，并將這些先進的路面結構應用于實際工程之中，如采用SMA面層或者改性瀝青，來提高路面的抗磨耗能力和抗永久變形能力；為了增強公路路面的抗車轍能力和抗疲勞性能，在路面結構的下面層以及中面層采用FAC—20結構；通過采用大粒徑碎石，改善基層的類型，使路面的反射裂縫等大大減少。

8．對一些先進的路面設計成果進行推廣和使用。如目前對高性能瀝青路面的研究成果中就有新的發現，即使用性能作為基礎的瀝青分等的方法，用新試驗設備、新指標的試驗方案檢測瀝青；使用體積配合比法對混合料進行設計。

9．在對瀝青路面設計，要積極參照國外比較成功的路面設計理論以及實際情況。國外公路大多數采用永久性路面結構，這種結構的路面層的不透水、抗車轍以及抗磨耗的能力很強，公路路面中間層也有好的耐久性能，路面基層的抗疲勞以及耐久能力也很強。所以，實際工程中，可通過增加路面結構的總厚度來降低拉應變能力或者提高基層的瀝青含量等措施來提高路面結構的抗疲勞能力。

3 結論

目前我國高級公路路面基本上都是半剛性的，但是路面容易出現各種病害，使道路的服務水平大大降低，也造成比較嚴重的經濟損失。以上討論中，首先從半剛性路面的早期破壞形式著手，分析了半剛性路面早期破壞的原因，進而提出了解決半剛性路面早期破壞的措施，要做以下工作：對已經提出的瀝青和瀝青混合料的性能指標以及標準做標做準進一步驗證和完善；研究新的瀝青和瀝青混合料的新型改性劑和改性工藝；加大對新型瀝青路面結構與鋪筑工藝的研究，進一步提高瀝青路面的使用品質；研究改善瀝青混合料設計方法，使其在不同環境下滿足瀝青路面的使用要求；對瀝青路面使用性能的評價與預測方法進行進一步的研究和完善，在此基礎上提出比較合理的維修養護方式。

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