柔性基層在城市道路的應用研究

宋濤 郭彩香

【摘要】為貫徹“低碳、綠色、可持續發展”的設計理念，必須走結構材料高利用率的節約型發展道路，需要從建設速度及建設成本的控制理念逐漸向長壽命瀝青路面設計理念的轉變。隨著國民經濟發展及國際石油市場的變化，瀝青修筑基層的技術經濟條件已逐漸完善，瀝青材料的供應與施工設備已發生了重大的變化。文章通過對柔性基層路面特點的闡述，主要結合城市道路中柔性基層的具體應用進行探討。

【關鍵詞】基層柔性基層;城市道路

一直以來我國城市路面在結構設計方面的設計理念是“強基薄面”，很多瀝青路面新建的時候，基層采用都是半剛性基層，柔性基層使用較少。隨著我國機動車保有量的不斷增加，城市面臨的交通壓力也越來越大，城市道路的病害也不斷出現，特別是北方地區，道路凍害、裂紋成為了較普遍的問題，需要經常進行改造。半剛性基層雖然優點很多，但比較突出的缺點就是養生期較長，容易出現基礎病害。因此，有必要在城市道路上研究利用柔性基層，適應快速、重復荷載對路面結構化使用性能與功能性使用性能的全面要求，豐富瀝青路面結構形式。

1、路面基層

基層在瀝青路面結構中起到承上啟下的作用，一般會分設兩層，分別為基層和底基層，主要有四方面作用，一是承受行車荷載，作為道路的主要承重層和面層一起將車輪的荷載傳到下層的結構中去。二是增加了道路的整體強度和面層的疲勞抗力和承載力。三是可以緩解土基不均勻凍脹或不均勻體積變形對面層的不利影響。四是為面層施工機械提供穩定的行駛面和工作面。路面基層按剛度差異分為柔性基層、半剛性基層和剛性基層三類，其中柔性基層的路面從結構來看，主要包含級配碎石類材料和瀝青穩定碎石類材料。

2、柔性基層特點分析

柔性基層能夠很好的避免反射裂縫產生，排水性較好，溫度穩定性和水溫性較好，施工時間短，對交通影響小，可再生利用，耐久性好，使用壽命較長。缺點是抗疲勞性差，抗變形能力較差，建設成本較高。國內應用相對較少，路面設計規范、施工規范不夠成熟。

3、柔性基層應用案例

瀝青穩定碎石基層最早出現在歐洲， 從1949年英國開始研究這種基層結構，他們通過鋪筑試驗路來對比不同類型和厚度的基層性能。通過長時間觀測和試驗，得出瀝青穩定碎石基層使用15年以上才需要維修，使用20年以上才會明顯損壞。1970年后，美國、加拿大、德國、法國也開始大量地進行試驗研究，并得出這類基層比其他基層具有更好的耐久性的結論。近年美國更是致力于永久瀝青路面或者長壽命瀝青路面的研究，它的特點是確保路面各類開裂、車轍控制在表面層頂部較薄范圍， 避免中面層及以下結構層損壞， 這些表面層的損壞只需通過蓋被、再生等表面處理就能解決，使路面結構具有30-50年的使用壽命。

國內研究起步較晚，北京在上世紀80年在京密路、京周公路進行試驗，1988年河北正定建設試驗路，1992年江蘇滬寧高速公路江陰段進行試驗，通過試驗得到柔性基層級配碎石基層可以減少、延緩瀝青面層裂縫，抗車轍性能較半剛性結構好的結論。

4、柔性基層設計

對于級配碎石基層，要求適當增大粗集料的用量，使混合料形成緊密嵌擠骨架的結構，決定級配混合料回彈模量的主要因素是骨架，而細集料的填充對控制塑性變形起著主要作用。一般要求級配碎石基層回彈模量波動值540-825Mpa，空隙率30.7%-32.9%。而瀝青碎石基層作為一類柔性結構層，具有很強的柔性和變形能力，作為應力消散層，可以有效地減少路面結構中的應力集中現象，延緩路面反射裂縫的發生;而且瀝青碎石基層與面層材料結構相似，并且模量接近。在實際設計中實現瀝青碎石上基層與穩定粒料半剛性下基層的優化組合較為可行，特別對于瀝青面層較厚的高等級路面，將瀝青面層適當減薄，把原來屬于瀝青面層的投資用于修建瀝青碎石基層，雖然增加了瀝青層總厚度，但由于瀝青碎石基層的瀝青用量較低，增加瀝青層總厚度所需的石料，可以通過減薄半剛性基層總厚度彌補。

5、柔性基層施工

5.1拌和和運輸。瀝青材料在加熱的時候一般都會采用導熱油，加熱的過程中要對溫度進行嚴格的控制，一般要保持在175攝氏度左右，不低于170攝氏度，不高于180攝氏度，加熱礦料的時候，溫度要高于瀝青的溫度，一般高出的溫度保持在10攝氏度到20攝氏度之間就可以，瀝青和礦料的加熱溫度也需要調控，只要能保證出廠的瀝青拌和混合料溫度在170攝氏度至185攝氏度這個區間就可以。瀝青混合料拌好以后是沒有花白料的，整體均勻，不出現結團現象和材料分離現象。運輸的時候一般采用自卸車，運輸車的底板必須是金屬的，要保持干凈整潔，還要保證運輸車的數量。在運輸的過程中要注意的問題就是做好熱量的保持，還要避免受到塵埃的污染。還需要注意運輸時瀝青混合料不能直接裝運，需要進行隔離處理。運輸車在行駛的過程中要注意速度，盡可能保持勻速行駛。

5.2混合料攤鋪。瀝青混合料攤鋪時要緩慢勻速進行。攤鋪的過程中要使用攤鋪機，借助于強振完成混合料的攤鋪。一般情況下兩臺攤鋪機同時工作，一臺在前，主要結合中間鋼絲線與臨時設置的控制尺進行標高、厚度和平整度的控制，另一個主要是結合邊部的泛線控制標高、厚度和平整度的控制。兩臺攤鋪機主要采用熱接縫。

5.3混合料壓實。分為初壓、復壓和終壓。初壓先是靜壓兩次，從低往高的方向進行碾壓;復壓在初壓之后進行，采用組合碾壓，一般經過四遍;終壓在復壓之后進行，靜壓兩遍，直到輪跡消除為止。

5.4接縫的處理。如果是縱向的接縫，采用的方法一般是梯隊攤鋪的熱接縫。而處理橫向接縫的時候，做好橫向接縫的控制。

小結：

柔性基層的路面性能良好，使用壽命長，在城市道路中具有較好的應用前景，應該通過設置試驗段的方式予以逐步推廣。

參考文獻：

[1]北拉里丁.阿力木.柔性基層瀝青路面結構研究[J].2018（07）46-47.

[2]呂劍.柔性基層在瀝青路面改建中的應用[J].2018（04）34-34.

作者簡介：

宋濤（1982.01-），男，漢族，山東榮成人，碩士研究生，職稱：高級工程師，研究方向：道橋、交通規劃;

郭彩香（1981.03-），女，漢族，山西大同人，碩士研究生，高級工程師，研究方向：道路橋隧。