褚丽晶　刘意恒

摘 要：半刚性基层沥青路面是华南地区应用最普遍的路面结构类型。文章通过分析华南地区高温多雨的环境条件下半刚性基层沥青路面的病害成因及预防措施，提出了相应的沥青路面结构优化方案，以提高路面整体的抗车辙性能和水稳定性。

关键词：华南地区；半刚性基层；沥青路面；结构优化

引言

我国华南地区在公路自然区划中包括东南湿热区中的Ⅳ6武夷南岭山地过湿区、Ⅳ7华南沿海台风区、Ⅳ7b海南岛西部润干副区等，是我国最湿热的地区，显着特征是高温多雨，年平均气温22℃左右，年降水量达1400～2000mm。

由于半刚性基层沥青路面对高温和水分较为敏感，易产生车辙等高温病害和下陷、坑洞等水损害，因而在高温多雨的华南地区，通过对半刚性基层沥青路面结构的优化提高路面的抗车辙性能和水稳性，是一个值得研究的课题。

1 华南地区常见的半刚性基层沥青路面结构形式

半刚性基层具有承载能力高、抗变形能力强等优点，工程材料易得，在我国的道路建设中运用范围较广。半刚性基层沥青路面作为我国目前道路常见的结构形式，其特点是“强基薄面”，强度高，经济性好，在华南地区的城市道路中应用广泛。在对华南地区城市道路中的半刚性基层沥青路面结构形式进行调查后，总结为下表。

2 高温条件下的半刚性基层沥青路面结构设计

2.1 高温条件下半刚性基层沥青路面的损坏及预防

沥青混合料具有粘弹性性质，高温时其强度和刚度均会降低，当沥青路面内部由荷载产生的剪切应力大于沥青混合料的抗剪强度时，路面会产生材料失稳的流动变形，变形的累积导致失稳型车辙的产生。在高温的华南地区，沥青路面车辙类损坏是影响行车舒适性及行车安全的突出问题。半刚性基层沥青路面车辙的预防措施有：

（1）优化沥青性能 众多相关因素中，无疑沥青的性能是影响沥青混合料抗车辙能力最显着的因素之一。添加SBS、SBR、EVA、PE等各类改性剂以改进沥青性能从而提高道路的抗车辙能力是目前常见的措施[1]。肇庆市鼎湖区民乐大道采用SBS改性沥青提高沥青混合料的高温稳定性，有效减少了车辙等病害。

（2）优化沥青混合料 华南地区的城市道路沥青路面常用的材料有密级配沥青混凝土混合料（AC）和沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。其他如开级配抗滑磨耗层（OGFC）及大粒径沥青混合料（LSAM）也开始广泛地应用。广州市珠江新城华夏路、金穗路等道路在广州亚运前的大修时采用了4cm SMA-13+5cm AC-20C的面层结构，路面经过五年的大交通量运行，基本上没有出现车辙等病害。

（3）优化基层形式 经调查，我国有部分道路采用了沥青稳定碎石基层+半刚性基层组成的混合式基层，同时增加沥青面层厚度后，明显降低了半刚性基层的疲劳应力水平和层间的剪切应力，从而提高了沥青路面整体的抗车辙能力。

2.2 高温条件下半刚性基层沥青路面结构优化

方案一：优化沥青性能及沥青混合料 本方案的特点是沥青面层使用改性材料，面层厚度和基层材料保持不变。对于城市主干路和次干路，沥青面层总厚度为14～18cm，对于城市支路，沥青面层总厚度为7～10cm，面层均可采用改性沥青混合料，以此提高路面的抗车辙能力。

方案二：优化基层形式 本方案的特点是面层与基层之间增加沥青碎石过渡层，面层材料和厚度保持不变。对于城市主干路和次干路，沥青面层总厚度为14～18cm，在面层和基层间增加15～20cm的沥青碎石过渡层，对于城市支路，沥青面层总厚度为7～10cm，在面层和基层间增加10～15cm的沥青碎石过渡层，提高路面整体的抗车辙性能。

3 多雨条件下的半刚性基层沥青路面结构设计

3.1 多雨条件下半刚性基层沥青路面损坏及预防

沥青的粘结作用和集料间的骨架作用是沥青混合料形成强度的两个原因。当水分通过沥青混合料空隙进入路面结构内部并滞留，不但会造成沥青粘结力丧失，还会在交通荷载作用下使基层顶面的水分产生动水压力，将基层顶部细集料以白浆的形态唧出路表，导致沥青面层产生网裂和下陷，继而产生坑洞等病害。华南地区降水量高、降水频率大，松散、坑洞等水损坏是华南地区半刚性基层沥青路面较为常见的病害。预防路面水损坏的主要措施是减少水分进入路面结构和将已进入的水及时排出。

（1）设置防水层 在上面层和中面层之间设置SBS改性沥青粘结防水层。SBS改性沥青碎石在高温碾压后会在上面层的下部形成富油沥青层，同时防水层下部产生一层沥青薄膜，两者共同形成粘结防水层[2]。在广西百色莲塘组团的部分道路设置防水层后，明显降低了沥青路面的渗透性。

（2）改善沥青混合料 大孔隙开级配沥青磨耗层（OGFC）的空隙率能达到18%以上，混合料的空隙相互连通，结构排水能力较强。华南地区的OGFC路面已经实施了不少，不但路面的透水性能好，抗滑性能也得到提升。

（3）采用排水基层 在沥青路面结构中设置多空隙的沥青稳定碎石排水层（ATPB），可以使渗入结构层的水迅速排出，减轻水损害的发生。汕头市中山西路工程中用10cm ATPB代替7cm AC-25沥青混凝土下面层，检测结果表明沥青路面结构渗透能力得到了明显提高，改善了排水能力。

3.2 多雨条件下半刚性基层沥青路面结构优化

雾封层是在沥青面层上喷洒的一种高渗透性高分子改良乳化沥青，形成的防水层可以减少路面的水破坏。在对华南地区半刚性基层沥青路面进行结构优化时，均引入了雾封层来改善路面的抗水损坏能力，文章不再作为单独方案来论述。

方案一：优化基层材料。本方案的特点是不改变面层的结构和厚度，仅对基层材料进行优化。基层采用骨架密实结构的水泥稳定碎石或骨架孔隙结构的水泥稳定碎石，前者可以显着提高基层强度，后者则能改善基层的排水性能。

方案二：优化面层材料。本方案的特点是保持路面结构的厚度不变，使用改性材料以提高路面整体的水稳定性。对于城市主干路和次干路，沥青面层总厚度为14～18cm，对于城市支路，沥青面层总厚度为7～10cm，上面层均采用OGFC混合料，基层材料采用骨架孔隙结构的水泥稳定碎石。

4 结束语

半刚性基层材料具有一定的环境适用性，在高温条件下，半刚性基层沥青路面易出现车辙损坏，需对沥青性能和沥青混合料进行优化调整，增加沥青碎石过渡层，提高路面整体的抗车辙性能；在多雨条件下，半刚性基层沥青路面易出现松散、坑洞等水损坏，需对基层材料进行优化提升，提高基层的强度或改善其排水性能，或采用大孔隙开级配沥青磨耗层，提高路面整体的水稳定性。

华南地区还有一些其他特殊的气候、交通特征，同时也有一些如水泥混凝土路面等应用较为广泛的路面结构类型，在以后的研究中，应注意对其一一分析，总结各种条件下不同路面类型的结构优化方案，提高华南地区道路的耐久性、舒适性和安全性。

参考文献

[1]邱志雄，李晋峰，卢辉，等.高模量改性沥青在长陡坡沥青路面中的应用[J].中外公路，2006，26（3）：105-107.

[2]Huang B S，Shu X，Qiao D and Shen J A. Laboratory evaluation of moisture susceptibility of hot-mix asphalt containing cementitious fillers[J].Journal of Matierials in Civil Engineering，2010，22（7）： 667-673.

作者简介：褚丽晶（1983，2-），现工作于广州市城市规划勘测设计研究院，路桥工程工程师。