摘要：瀝青路面的基層對于整個路面結(jié)構(gòu)來說，相當(dāng)于樓房的基礎(chǔ)，它對于路面的使用性能及壽命有著很大的影響。瀝青路面的基層主要有半剛性基層、柔性基層和復(fù)合式基層，因材料不同，它們各自的特點也不同。

關(guān)鍵詞：半剛性基層；柔性基層；復(fù)合式基層

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0126-02

我國瀝青路面發(fā)展迅速，瀝青路面早期破壞現(xiàn)象嚴(yán)重，路面在建成使用2～3年后，就發(fā)生了不同程度的車轍、網(wǎng)裂、坑槽等早期破壞。我國高速公路瀝青路面普遍達(dá)不到設(shè)計年限15年（國際上一般為30～50年），最多7～8年就必須大修。究其原因，最重要的一點就是我國千篇一律地使用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)。

1 半剛性基層

半剛性基層是指采用無機結(jié)合料穩(wěn)定集料或者土類材料鋪筑而成的基層。包括水泥穩(wěn)定碎石，水泥穩(wěn)定土，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石、水泥粉煤灰穩(wěn)定土等無機結(jié)合料穩(wěn)定材料。

半剛性基層瀝青路面具有不少問題，有些甚至是無法解決的。具體有以下幾方面：

（1）半剛性基層最大的問題是收縮開裂，它將導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。首先，半剛性基層開裂后導(dǎo)致瀝青面層與半剛性基層的層間條件從連續(xù)狀態(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài)，路面結(jié)構(gòu)的受力狀況發(fā)生改變，車輛荷載從裂縫的一側(cè)行駛到另一側(cè)，致使路面結(jié)構(gòu)在裂縫處發(fā)生顯著的應(yīng)力突變，形成很大的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，從而加劇了瀝青路面的破壞。其次，裂縫進水后導(dǎo)致半剛性基層、底基層以及土基的水分狀況發(fā)生變化，路面結(jié)構(gòu)整體承載力迅速降低。

（2）半剛性基層通常非常致密，基本上屬于不透水性材料，一旦有水進入路面并通過裂縫到達(dá)半剛性基層后，這些水分很難再排出路面結(jié)構(gòu)，而是集聚在瀝青面層和半剛性基層之間，在車輛荷載的反復(fù)作用下，半剛性基層的表面受到?jīng)_刷，并產(chǎn)生唧泥，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。

（3）半剛性基層具有良好的板體性，但是在使用過程中，路面一旦進水后，半剛性基層在長期的水流作用和多次的凍融循環(huán)作用下，半剛性基層的板體結(jié)構(gòu)會逐漸遭到破壞，由整體向大塊、小塊、碎塊逐漸變化，進而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞。因此，半剛性基層按照板體結(jié)構(gòu)來設(shè)計瀝青路面是偏于不安全的。

（4）半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)對重載車輛具有較大的軸載敏感性?！豆窞r青路面設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：在計算層底拉應(yīng)力時，柔性基層的軸載換算按照4次方來計算，而對于半剛性基層的軸載換算是按照8次方來計算。當(dāng)車輛軸載增大1倍時，柔性基層軸載換算的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次增大16倍，而半剛性基層的軸載換算的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次增大256倍。因此，重載、超載對半剛性基層瀝青路面的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對于柔性基層瀝青路面的危害。

（5）半剛性基層在損壞后沒有自愈能力，而且還難以修補。半剛性基層一旦遭到破壞，除非進行挖除重建，否則沒有其他辦法可以補救。因此，半剛性基層瀝青路面如果半剛性基層已經(jīng)損壞，此時它的維修只能是“開膛破肚”式地進行，這是半剛性基層瀝青路面長期使用過程中要面臨的一大難題。

（6）半剛性基層不論是直接暴露在外界還是在上面鋪一層瀝青面層過冬，都避免不了使半剛性基層發(fā)生橫向收縮裂縫，進而為瀝青路面通車后產(chǎn)生反射裂縫留下了隱患。在季節(jié)性冰凍地區(qū)，半剛性基層暴露于外界可能產(chǎn)生凍酥，從而影響到強度形成。因此，半剛性基層的凍融破壞幾乎是不可避免的。

鑒于以上列出的半剛性基層瀝青路面的各種問題，我國急需改變單一使用半剛性基層瀝青路面的現(xiàn)狀，應(yīng)該考慮探討并發(fā)展其他類型基層的瀝青路面在我國應(yīng)用的可行性。

2 柔性基層

柔性基層通常是指采用熱拌或冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式碎石，及不加任何結(jié)合料的粒料類等材料鋪筑而成的基層。柔性基層瀝青路面主要指用瀝青混凝土作為路面面層，用瀝青穩(wěn)定碎石或者是級配碎石最為路面基層的結(jié)構(gòu)形式。

柔性基層瀝青路面的特點有以下幾方面：

（1）柔性基層具有較高的抗彎拉強度、抗剪強度以及耐疲勞性，最重要的是，柔性基層與半剛性基層相比，不容易產(chǎn)生收縮裂縫。

（2）柔性基層由于其本身的力學(xué)特性與瀝青混凝土面層一樣都屬于柔性結(jié)構(gòu)，因此，在車輛荷載作用下，瀝青混凝土面層與柔性基層在應(yīng)力及應(yīng)變傳遞的協(xié)調(diào)過渡方面比較順利，同時由于柔性基層其材料都是顆粒狀材料級配成型，所以柔性基層路面結(jié)構(gòu)排水暢通，不易產(chǎn)生水損害。

（3）柔性基層其自身剛度比較低，因此在柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)中瀝青面層將會承受較多的荷載作用。因此，在同樣的交通荷載作用之下，才用柔性基層路面結(jié)構(gòu)時，瀝青混凝土面層的厚度要增加。

（4）對于柔性基層瀝青路面，其路面結(jié)構(gòu)的破壞主要是由于瀝青混凝土面層的抗剪強度不足以及層間存在的較大的剪切應(yīng)力所致，與半剛性基層瀝青路面自下而上的破壞模式不同，柔性基層瀝青路面的破壞模式是自上而下的，其路面損壞僅限于路面表面，不發(fā)生結(jié)構(gòu)性的破壞，維修費用低。

（5）柔性基層不需經(jīng)過28天的養(yǎng)護，其修筑時間短，而且路面結(jié)構(gòu)受水與冰凍的影響較小，因此使用壽命大大延長，但是柔性基層與半剛性基層比較造價相對較高。

總之，柔性基層瀝青路面具有很好的耐疲勞性，使用壽命長，但是其造價較高，推廣應(yīng)用存在很大的

問題。

3 復(fù)合式基層

鑒于半剛性基層瀝青路面的低造價、易開裂的特點，柔性基層壽命長、造價高的特點，提出了復(fù)合式基層瀝青路面。復(fù)合式基層是指上基層采用柔性基層，下基層采用半剛性基層的形式。

因此，復(fù)合式基層瀝青路面綜合了半剛性基層和柔性基層的優(yōu)點：

（1）復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)其各項力學(xué)響應(yīng)量都介于柔性基層瀝青路面和半剛性基層瀝青路面之間。

（2）復(fù)合式基層瀝青路面不會發(fā)生半剛性瀝青路面中由于半剛性基層的疲勞開裂而引起的自下而上的結(jié)構(gòu)性破壞，同時也緩解了瀝青混凝土面層的剪應(yīng)力水平，使得路面結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)得到很大程度的

改善。

（3）復(fù)合式基層瀝青路面一方面利用柔性基層抗疲勞性能好的特點，另一方面能夠充分發(fā)揮半剛性基層的板體性分散車輛荷載的作用，并且減小土基壓應(yīng)力的特點。

（4）復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的車轍病害大部分主要發(fā)生在瀝青混凝土面層的表面，而且一般不會發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變形及破壞，便于路面的養(yǎng)護維修。

根據(jù)上基層材料類型的不同，復(fù)合式基層主要有兩種形式：一種是用瀝青穩(wěn)定碎石作為上基層，用無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作為下基層；另一種是用級配碎石作為上基層，同樣用無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作為下基層。

用瀝青穩(wěn)定碎石作為上基層、無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作為下基層的復(fù)合式基層瀝青路面其特點有以下幾

方面：

（1）由于瀝青混凝土面層與瀝青穩(wěn)定碎石上基層的變形相容性較好，模量比相對適中，這種類型的復(fù)合式基層瀝青路面的各結(jié)構(gòu)層的層底拉應(yīng)力（除上面層外）均小于半剛性基層瀝青路面相應(yīng)位置的層底拉應(yīng)力，因此這種復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命與半剛性基層瀝青路面相比較會顯著增加。

（2）該類型復(fù)合式基層瀝青路面的各結(jié)構(gòu)層的剪應(yīng)力與半剛性基層瀝青路面同結(jié)構(gòu)層的剪應(yīng)力相比明顯減小，設(shè)置瀝青穩(wěn)定碎石上基層不會導(dǎo)致瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)因為剪應(yīng)力過大而出現(xiàn)比較嚴(yán)重的混合料側(cè)向流動，因此這種復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)在車輛荷載的作用下不會出現(xiàn)較大的車轍病害。

用級配碎石為上基層、無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作下基層的復(fù)合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的特點有以下幾方面：

（1）碎石材料屬于散粒體，密實的級配碎石上基層具有較高的抗壓強度但是卻不能承受拉應(yīng)力，因此級配碎石上基層不能傳遞半剛性基層的拉應(yīng)力與拉應(yīng)變。

（2）由于剛度較大的半剛性基層下臥于級配碎石基層之下，半剛性基層的存在限制了級配碎石的豎向位移使整個路面結(jié)構(gòu)更具有整體性。

（3）級配碎石上基層不僅具有良好的應(yīng)力擴散效應(yīng)，還能減弱或者消除反射裂縫頂端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，而且改善了半剛性基層所處的溫度條件和干濕條件，從而能有效地減少半剛性基層在使用過程中所產(chǎn)生的收縮裂縫。

綜上所述，復(fù)合式基層瀝青路面在受力狀態(tài)、抗疲勞性等方面都有著很大的改善，而且造價不會太高，值得在全國范圍推廣應(yīng)用。

作者簡介：陳曉娟（1985—），女，寧夏吳忠人，寧夏建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教。