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【摘要】分析了半刚性基层材料应用和研究现状，对国内路面结构设计指标提出了不同看法，针对目前反射裂缝仍是半刚性基层沥青路面早期破坏的现状提出了长寿命道路罩面层在结构抗反射裂缝设计中的重要作用和具体研究内容的建议。
【关键词】半刚性基层;沥青路面；反射裂缝；对策
【中图号】U416.02【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)03-0072-01
我国高速公路大多采用半刚性基层沥青路面的结构形式，这种结构成为我国使用最多、经验
最丰富、研究最广泛的路面结构。然而截止目前，半刚基层沥青路面结构在我国的使用情况仍不尽理想，大多数的半刚基层沥青路面结构在使用早期就出现了各种各样的破坏形式，其中裂缝特别是反射裂缝成为最主要的早期破坏形式，严重降低了路面的使用性能，缩短了路面的使用寿命，由此造成的经济损失是难以计量的。为了使半刚性基层材料更好地服务于我国的公路建设事业，如何解决上述问题成为摆在公路科技工作者面前的一道难题。
1目前半刚性基层设计中存在的问题
1．1路面结构设计指标依据半刚性基层材料在使用过程中的疲劳损坏特性和半刚性基层沥青路面结构设计理论，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层沥青路面结构设计受控于基层底部的疲劳开裂。在以基层层底拉应力控制的路面结构设计方法下，基层材料发生的结构性破坏，最终也将导致包括沥青材料层在内的整个路面结构的破坏，由此增大了路面后期维修、养护工作的难度，特别是中断交通、开挖基层并重新铺筑路面结构，不仅在经济上负担较重，而且在社会上负面影响也较大。
1．2材料设计方法对于半刚性基层材料，仅有强度、模量、劈裂强度等简单的几个力学指标，忽视了诸如抗冲刷、抗裂、耐久性等性能，难以设计出综合路用性能最佳的材料。强度指标的范围对于承载力、弯沉等指标来说是合适的，但对于抗裂、抗冲刷、抗疲劳性能而言是否同样适宜值得怀疑。级配范围过于宽泛，实际施工过程中难以掌握。级配在实际施工过程中面对原材料规格的不稳定，过程中产生的离析应如何调整也缺乏明确的指标。
2材料组成设计
2.1沥青面层类型选择除承载能力外，半刚性路面的行驶质量或使用性能主要取决于沥青面层，要求沥青面层裂缝小，车辙轻，平整，抗滑性能好和经久耐用，这一切都应根据各种沥青混合料的特性来选择合适的面层结构表面层应考虑有良好的抗滑性能，可根据情况设计抗滑表层，在冰冻地区，不宜采用空隙率较大的开级配结合料，以避免表面水在隙中反复冻融造成有害后果．而宜采用隙率小于6％的中粒式沥青砼作为表面层，而为了增加沥青面层的抗车辙能力，中面层和底面层采用粗粒式沥青砼。
2．2基层材料的选择目前我国一些公路和城市道路的路面质量不好，甚至过早产生破坏，与习惯上不重视基层和底基层材料的组成设计有关。半刚性材料主要包括用石灰、水泥、石灰粉煤灰(-灰)稳定的各种细、粗、中集料。这些被稳定后的集料具有足够的强度和刚度，而且其强度和刚度也都随龄期增长，具有足够的抗裂能力。另外，在抗疲劳性能方面，二灰稳定类优于水泥稳定类，而碎石灰土的抗疲劳性能最差。
2．3石灰和二灰稳定料类石灰粉煤灰可以用来稳定各种粒料和土，是一种可以用于基层和底基层的良好的混合料。石灰和二灰稳定材料的质量在很大程度上取决于被稳定的材料。从以前的研究报告中，我们可以得出：当灰土稳定料类中的集料含量在60％左右，二灰结合料类的集料含量在75％左右时，其耐湿性均最佳，抗裂性能最好，但这只是一种试验性的结果．各地的集料组合不同．性质各异，所以集料的最佳组成应有一个统一的规定。
2．4水泥稳定料类水泥稳定料类的组成原则是密实的最大干密度的集料，以水泥胶结并填充其部分空隙而成，因此集料应具有一定的级配。稳定粒料所需的水泥剂量取决于碎石中所含的数量和质量以及最终压实密度，其水泥最佳用量可直接通过试验确定，有研究报告表明：当水泥含量为5～6％时，抗温缩和抗干缩的性能最好，水泥稳定料的水泥含量一般为4～6％为宜，并视各地气候情况而定。水泥处理基层同其它水泥处理材料一样，都必须经过养生，其竣工产品的强度一部分也取决于这一施工工序。
3对策
3.1降低半刚性材料层底拉应力水平为使维修工作仅限于表面层，必须对基层材料的应力水平做更高的要求，即基层层底拉应力应保持在较低的水平上。为了降低半刚性材料层底拉应力水平，从结构设计角度考虑有如下几个途径：①全厚式沥青路面，仅对土基较软弱处使用无机结合料处治材料；②下放半刚性材料至底基层，使用柔性基层；③复合式结构，如过渡层结构，也称“隔断层”结构。采用级配碎石层作为上基层，半刚性材料作为下基层；④采用“倒装结构”，即降低半刚性基层材料的模量至较低的水平，同时提高底基层和土基模量以达到不降低承载力的情况下减小基层层底拉应力水平。
3．2提高半刚性材料的抗拉性能为使半刚性材料能适应较大拉应力，具有优良的耐久性能和抗疲劳性能，应研究提高半刚性基层材料的力学、抗裂、抗冲刷、抗疲劳、耐久性等性能的措施，建立基于综合路用性能的半刚性基层材料多指标、多因素设计体系及相应的合理技术标准。应深入研究骨架密实级配及相应的评价方法，从实践当中找出有价值的、不易离析、结构良好的级配。
在较薄沥青面层的情况下，以半刚性基层层底拉应力为控制指标，则半刚性材料先于沥青面层材料达到疲劳寿命，为避免早期破坏和开挖破坏性的维修，把养护工作仅限于道路表层，就必须在结构设计上设法降低半刚性基层层底拉应力水平，同时研究长寿命、高耐久性的半刚性材料。我国目前对路面罩面和维修的重视程度不够，因此对初期防反设计效果对罩面防反设计效果的影响的研究也比较欠缺，如果考虑罩面和维修的因素会使路面裂缝度大大降低，从而提高路面的使用寿命。
参考文献
[1]沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面[M]．北京：人民交通出版社．1997．
【关键词】半刚性基层;沥青路面；反射裂缝；对策
【中图号】U416.02【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)03-0072-01
我国高速公路大多采用半刚性基层沥青路面的结构形式，这种结构成为我国使用最多、经验
最丰富、研究最广泛的路面结构。然而截止目前，半刚基层沥青路面结构在我国的使用情况仍不尽理想，大多数的半刚基层沥青路面结构在使用早期就出现了各种各样的破坏形式，其中裂缝特别是反射裂缝成为最主要的早期破坏形式，严重降低了路面的使用性能，缩短了路面的使用寿命，由此造成的经济损失是难以计量的。为了使半刚性基层材料更好地服务于我国的公路建设事业，如何解决上述问题成为摆在公路科技工作者面前的一道难题。
1目前半刚性基层设计中存在的问题
1．1路面结构设计指标依据半刚性基层材料在使用过程中的疲劳损坏特性和半刚性基层沥青路面结构设计理论，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层沥青路面结构设计受控于基层底部的疲劳开裂。在以基层层底拉应力控制的路面结构设计方法下，基层材料发生的结构性破坏，最终也将导致包括沥青材料层在内的整个路面结构的破坏，由此增大了路面后期维修、养护工作的难度，特别是中断交通、开挖基层并重新铺筑路面结构，不仅在经济上负担较重，而且在社会上负面影响也较大。
1．2材料设计方法对于半刚性基层材料，仅有强度、模量、劈裂强度等简单的几个力学指标，忽视了诸如抗冲刷、抗裂、耐久性等性能，难以设计出综合路用性能最佳的材料。强度指标的范围对于承载力、弯沉等指标来说是合适的，但对于抗裂、抗冲刷、抗疲劳性能而言是否同样适宜值得怀疑。级配范围过于宽泛，实际施工过程中难以掌握。级配在实际施工过程中面对原材料规格的不稳定，过程中产生的离析应如何调整也缺乏明确的指标。
2材料组成设计
2.1沥青面层类型选择除承载能力外，半刚性路面的行驶质量或使用性能主要取决于沥青面层，要求沥青面层裂缝小，车辙轻，平整，抗滑性能好和经久耐用，这一切都应根据各种沥青混合料的特性来选择合适的面层结构表面层应考虑有良好的抗滑性能，可根据情况设计抗滑表层，在冰冻地区，不宜采用空隙率较大的开级配结合料，以避免表面水在隙中反复冻融造成有害后果．而宜采用隙率小于6％的中粒式沥青砼作为表面层，而为了增加沥青面层的抗车辙能力，中面层和底面层采用粗粒式沥青砼。
2．2基层材料的选择目前我国一些公路和城市道路的路面质量不好，甚至过早产生破坏，与习惯上不重视基层和底基层材料的组成设计有关。半刚性材料主要包括用石灰、水泥、石灰粉煤灰(-灰)稳定的各种细、粗、中集料。这些被稳定后的集料具有足够的强度和刚度，而且其强度和刚度也都随龄期增长，具有足够的抗裂能力。另外，在抗疲劳性能方面，二灰稳定类优于水泥稳定类，而碎石灰土的抗疲劳性能最差。
2．3石灰和二灰稳定料类石灰粉煤灰可以用来稳定各种粒料和土，是一种可以用于基层和底基层的良好的混合料。石灰和二灰稳定材料的质量在很大程度上取决于被稳定的材料。从以前的研究报告中，我们可以得出：当灰土稳定料类中的集料含量在60％左右，二灰结合料类的集料含量在75％左右时，其耐湿性均最佳，抗裂性能最好，但这只是一种试验性的结果．各地的集料组合不同．性质各异，所以集料的最佳组成应有一个统一的规定。
2．4水泥稳定料类水泥稳定料类的组成原则是密实的最大干密度的集料，以水泥胶结并填充其部分空隙而成，因此集料应具有一定的级配。稳定粒料所需的水泥剂量取决于碎石中所含的数量和质量以及最终压实密度，其水泥最佳用量可直接通过试验确定，有研究报告表明：当水泥含量为5～6％时，抗温缩和抗干缩的性能最好，水泥稳定料的水泥含量一般为4～6％为宜，并视各地气候情况而定。水泥处理基层同其它水泥处理材料一样，都必须经过养生，其竣工产品的强度一部分也取决于这一施工工序。
3对策
3.1降低半刚性材料层底拉应力水平为使维修工作仅限于表面层，必须对基层材料的应力水平做更高的要求，即基层层底拉应力应保持在较低的水平上。为了降低半刚性材料层底拉应力水平，从结构设计角度考虑有如下几个途径：①全厚式沥青路面，仅对土基较软弱处使用无机结合料处治材料；②下放半刚性材料至底基层，使用柔性基层；③复合式结构，如过渡层结构，也称“隔断层”结构。采用级配碎石层作为上基层，半刚性材料作为下基层；④采用“倒装结构”，即降低半刚性基层材料的模量至较低的水平，同时提高底基层和土基模量以达到不降低承载力的情况下减小基层层底拉应力水平。
3．2提高半刚性材料的抗拉性能为使半刚性材料能适应较大拉应力，具有优良的耐久性能和抗疲劳性能，应研究提高半刚性基层材料的力学、抗裂、抗冲刷、抗疲劳、耐久性等性能的措施，建立基于综合路用性能的半刚性基层材料多指标、多因素设计体系及相应的合理技术标准。应深入研究骨架密实级配及相应的评价方法，从实践当中找出有价值的、不易离析、结构良好的级配。
在较薄沥青面层的情况下，以半刚性基层层底拉应力为控制指标，则半刚性材料先于沥青面层材料达到疲劳寿命，为避免早期破坏和开挖破坏性的维修，把养护工作仅限于道路表层，就必须在结构设计上设法降低半刚性基层层底拉应力水平，同时研究长寿命、高耐久性的半刚性材料。我国目前对路面罩面和维修的重视程度不够，因此对初期防反设计效果对罩面防反设计效果的影响的研究也比较欠缺，如果考虑罩面和维修的因素会使路面裂缝度大大降低，从而提高路面的使用寿命。
参考文献
[1]沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面[M]．北京：人民交通出版社．1997．