關于半剛性基層瀝青路面病害分析及防治措施研究

王俊

摘 要：當前，由于半剛性基層瀝青路面強度較高、穩定性較好且經濟合理，因此廣泛的應用于路面。但是，半剛性基層不可避免會產生干縮和低溫收縮裂縫，并在溫度和荷載的作用下基層的裂縫不斷的向面層擴展，進而形成反射裂縫。本文主要分析了半剛性基層瀝青路面病害及防治措施，以期提高路面的使用壽命。

關鍵詞：半剛性基層；瀝青路面；病害分析；防治措施

隨著我國經濟的發展，道路交通作為各城市之間發展的重要的連接途徑，也取得了突破性的進展。由于瀝青路面長期暴露在自然環境中，并在行車荷載作用下，使得瀝青路面過早的出現了病害，大多數路面結構使用年限達不到設計的年限。瀝青混凝土路面會出現各種形式的病害，例如裂縫、坑槽、車轍、等病害，這些病害若不及時維修就會嚴重影響道路的路用性能和行車安全性。

一、半剛性基層瀝青路面病害分析

（一）瀝青路面反射裂縫

瀝青路面反射裂縫主要分為荷載型反射裂縫和溫度型反射裂縫。荷載型反射裂縫的形成原因包括：首先，由于行車的荷載駛向裂縫的一側，裂縫兩側產生較大的相對切向的位移，裂縫尖端所對應的面層底部出現較大的剪應力；其次，當行車荷載位于裂縫頂面時，裂縫兩側面幾乎沒有相對的位移，但是，裂縫尖端對應的面層底部出現較大的彎拉應力；最后，當行車荷載駛離裂縫時，將會重復第一次的反方向的剪應力。溫度反射型裂縫主要有低溫收縮裂縫和溫度開裂兩種類型。由于惡劣的天氣突然降溫或者寒冷的冬季基層收縮開裂，使得裂縫尖端對應的面層底部出現拉應力，進而使得裂縫面產生背向移動而張開型開裂；由于晝夜溫差變化，導致面層頂部溫度變化較大，而底部變化較小，產生溫度梯度，且由于各材料具有不同的溫縮系數，造成面層頂面產生拉應力而底面產生壓應力，導致瀝青面層的收縮和翹曲進而產生反射裂縫。

（二）瀝青路面車轍病害

瀝青路面車轍一般分為以下三種基本類型：第一，磨耗型車轍，由車輪摩擦和自然因素作用造成的瀝青路面磨損形成，如冬季車輪使用防滑鏈容易形成磨損性車轍。半剛性基層瀝青路面因其強度高、穩定性好、板體性好等優點，使得我國已建的高速公路普遍采用此種路面結構。如果基層施工出現質量問題，那么會出現結構性車轍，否則幾乎不會出現此類車轍。通過政策引導減少車輛冬季使用防滑鏈等就能減少磨損性車轍。因此，瀝青面層的永久變形引起的流動性車轍是半剛性基層瀝青路面的主要車轍病害；第二，流動性車轍，瀝青路面結構層在行車車輪的反復作用下，瀝青混合料穩定性不足，從而發生粘性流動變形而形成車轍，車轍的斷面呈W型，兩側出現隆起現象；第三，結構性車轍，行車荷載的作用下，路基和碎石的基層的變形，使得基層內的結構產生整體永久的變形，此類車轍呈凹型，寬度較大兩側沒有鼓起現象。

二、半剛性基層瀝青路面病害防治措施

（一）基層反射裂縫的防治措施

1、合理選擇面層材料和適當增加面層的厚度。面層的材料在選擇時應該采用級配良好的集料，選用溫度敏感性較低、針入度較大的瀝青或者改良瀝青，提高面層的抗裂性能。此外，還要增加面層的厚度，不僅可以延緩反射裂縫的向上擴展，還可以降低車輛荷載引起的剪應力。當面層厚度較小時，應力強度因子的變化速率很大，但是當面層厚度大于20cm時應力強度因子的變化速率逐漸平緩。2、在面層和基層間增加柔性基層。半剛性基層瀝青路面雖然具有強度高、穩定性較強的特點，但是，半剛性基層常用的水泥、石灰、粉煤灰等水硬性材料來穩定碎石，這類材料對溫度和濕度都有較高的要求，所以在后期的使用過程中就不可避免的產生干縮和低溫收縮裂縫。半剛性基層上設置的柔性基層改善了半剛性基層的溫濕狀況，減小了半剛性層的溫度梯度和濕度變化，從而減輕了半剛性基層的溫度收縮和干燥收縮。柔性材料具有礦料粒徑大、瀝青含量少、孔隙率大等特點，可以削弱拉應力的傳遞，吸收消散荷載應力和溫度應力，進而有效阻斷裂縫的擴張路徑。另外，柔性材料的大粒徑、多空隙使得其溫縮系數較小且具有較大的塑性變形能力，從而可以吸收裂縫釋放的應變能，延緩裂縫的向上擴展。

（二）加大施工管理，提高施工質量

施工管理是病害防治的根本，完善路面材料和結構設計提高路面的抗性變能力，是提高路面質量的關鍵，因此在施工中要注意以下幾點：第一，由于瀝青混合料在拌合、攤鋪、壓實過程中溫度的影響較高，所以要嚴格控制施工中的瀝青混合材料的溫度；第二，嚴格控制壓實度、平整度等，保證良好的抗車轍能力；第三，嚴格把控瀝青、砂石料的數據，使數據真實有效，并對混合料進行合理的設計，保證瀝青路面材料的使用性能；第四，按配合比要求控制水泥量及含水量，并選用優良的材料來配制水泥穩定類基層，嚴格控制施工質量，加強養護防止反射裂縫的產生；第五，加強路面施工質量管理，保證路面施工質量符合設計要求。

三、工程實例

石安高度的路面結構為4厘米碎石混凝土和粗粒石瀝青混凝土，其由于經濟發展，交通量增大，加之路面材料和結構強度不足，導致出現車轍變形和裂縫等病害。在施工過程中加大施工管理，合理的選用施工材料，使病害問題得以解決。

四、結語

本文通過對半剛性基層瀝青路面的病害進行研究，瀝青路面主要的病害有反射裂縫和車轍病害，并針對病害提出防治措施，希望能夠提高路面的質量，延長使用年限。

參考文獻：

[1]白鵬飛.半剛性基層瀝青路面病害分析及防治研究[D].鄭州大學，2016.

[2]王靜杰.半剛性基層瀝青路面主要病害及防治措施[J].山西建筑，2010，12：265-266.endprint