高速公路沥青路面半刚性基层病害的防治

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1、高速公路沥青路面半刚性基层病害的防治【摘要】本文分析了高速公路半刚性基层沥青路面早期主要病害及原因，结合实际并借鉴国内外有关先进技术和工艺，提出在重交通荷载作用下，对半刚性基层沥青路面结构组成设计和大修方案，以及养护方面有关新工艺、新技术。【关键词】半刚性基层超载柔性基层中图分类号：u412.36+6文献标识码：a文章编号：l前言山东省高速公路建设起步于1990年。全省通车的高速公路中基本全部采用半刚性基层加沥青面层的结构形式。由于种种原因，部分高速公路通车l～2年就出现各种病害，5～6年即开始路面大修，不仅给国家造成了大的经济损失，导致了材料的浪费，而且产生了不良的社会影响。2早期破坏

2、主要病害及原因高速公路沥青路面的设计使用寿命一般为15年，但通常在通车1～3年内就会发生不同程度的损坏。根据实际调查结果，沥青路面中出现较多的病害主要为面层横向裂缝、纵向裂缝、网裂、坑槽、车辙、局部沉陷、唧浆等。结合我们日常维修保养、病害调查及往年路面大修中发现的情况分析，半刚性基层沥青路面病害产生的主要原因有：2.1半刚性基层破坏由于受优质石油沥青缺乏及经济不发达等因素的限制，我国长期以来奉行“强基薄面”的设计原则，承载能力强的半刚性基层在高速公路中得到广泛应用。但是，正是由于半刚性基层具有板体强度高、整体性好的特点，结构层本身非常致密，与面层和土基层相比，弹性模量相差很大，在路基发生

3、不均匀沉降或在重交通活荷载作用下，都极易导致模量很高的板体断裂，形成面层反射裂缝。2.2货车比重大，车辆超载严重近几年，高速公路上超限运输车辆急剧增加，据调查，在京沪、京福高速公路上通行的车辆，货车占了70%以上，其中超限车辆达60%以上。货车以半挂车和大货车为主，其全钢丝子午线轮胎额定的最大充气压力单轮组使用时为0.84mpa，双轮组使用时为0.77mpa，与路面设计规范中采用的轮胎接地压力值基本相当。由于车辆超载，轮胎的实际充气压力均不小于1.2mpa，最大1.45mpa，实测单轴最重30t。从路面大修过程来看超载严重路段，行车道轮迹处半刚性基层基本破碎，形成面层反射纵向裂缝或沉陷。

4、2.3水损坏一是路表水渗入面层中但不能形成径流，不易排出，在行车荷载，尤其是重车荷载作用下，对沥青混合料进行冲刷，造成沥青膜剥离，混合料松散脱落。二是由于半刚性基层收缩裂缝或在重荷载作用下发生破碎，导致面层形成反射裂缝或局部网裂，雨水下渗到基层冲刷二灰碎石表面的细料，在动水压力下从路面裂缝中唧出（唧浆〕。三是部分雨水下渗至上下基层的交界面，滞留在基层中，浸泡和冲刷二灰碎石混合料，造成混合料强度下降，形成面层龟裂、沉陷等病害。四是雨水、浇灌树木水下渗，部分水向下渗入路基．部分侧向渗入路面结构层。2.4内力作用下的破坏一是温度应力作用下沥青面层出现横向裂缝。温度裂缝主要是横向裂缝，通常出现在

5、大风降温天气。二是半刚性基层因干缩或温缩而引起的裂缝，并反射至面层形成裂缝。2.5交通量大大超过预测交通量随着高速公路的贯通和联网，促进了社会经济的快速增长。而社会经济的快速增长，又反过来刺激交通量飞速增长，部分高速公路通车5年左右，其实测交通量即已超过路面设计寿命期末预测交通量。3主要防治措施3.1结合实际，加快理论创新步伐一是《公路沥青路面设计规范》的结构设计以弹性层状理论为基础在设计结构厚度和验算沥青层底拉应力时，假设路面各层面之间的界面处于完全连续状态。二是按照《规范》中的弹性层状体系理论和完全连续状态的假设进行计算，沥青面层底部始终处于受压状态，其弯拉应力验算失去了意义，弯沉成

6、为路面设计唯一指标，这不能正确的反映路面的使用状况。三是随着交通量的增长及路基路面各结构层剩余沉降量的变形积累，一般通车2至3年后，面层平整度值就会开始明显增大。四是随着土工织物类材料的广泛应用，为了防止半刚性基层产生反射裂缝，许多新建工程和大修工程常采用土工格珊等材料进行处理，这与规范中的层间界面接触条件不完全一致。五是superpave等新的路面结构形式已在国内部分高速公路上得到应用,并取得较好效果,但现行规范中却没有相应内容。六是由于设计时交通量的预测与通车后实际情况相比往往发生较大变化。3.2改进沥青路面设计方案，分类指导（l）在交通量较大，但重载交通较少基本无超载车，预计沥青路

7、面使用寿命可达到设计年限（约10年后进行大修）的地区，可仍采用目前规范中推荐的路面结构形式，即半刚性基层＋沥青面层结构。但半刚性基层要严格控制材料质量、级配、含水量、碾压及养生等各工序，并采用预切缝等措施，以尽可能减少干缩、温缩裂缝。（2）在交通量较大，超载车较多，重载车多的地区，根据经济条件可选择永久路面或常规三层式沥青面层+一层lsm基层（约12cm)+一层半刚性基层（12～16cm）路面形式。（3）在石料丰富及潮湿多雨地区，推