半刚性基层沥青路面问题分析

半刚性基层沥青路面问题分析
半刚性基层沥青路面具有与柔性路面完全不同的结构特征。

因此，其病害成因和维修对策也与传统的柔性路面有所不同，本文根据半刚性基层沥青路面的典型病害特征及产生原因，提出了路面养护维修的主要对策。

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一、半刚性基层路面的典型病害特征
半刚性基层沥青路面的典型病害可划分为两大类型:非结构性损坏和结构性损坏。

前者指半刚性基层的板体性未受到破坏，而后者是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏，板体强度减弱或完全丧失。

1、非结构性损坏
该类病害主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂和正常车辙等，病害特征如下。

（1）桥头跳车桥头跳车有两种情况:(1)台背填土压实不足，导致填土在台背后数十米范围内下沉。

其特征为:沉降在行车方向是渐变的，延续距离相对较长，路面的整体强度未受破坏，路表面也少有损坏，但行车时具有明显的“波浪”感；(2)由于桥梁与台背填土刚度的差异而产生的不均匀沉降，从而出现的跳台。

其特征为:延续距离短，只有几米，路面少有损坏发生，行车时具有明显的“瞬间跳车冲击”感。

（2）间距规则的横向裂缝这种裂缝一般为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝。

它横向贯穿公路全幅路面，深度方向贯通全部结构层，并且缝隙宽随季节变化。

一般认为这种裂缝不可避免，对路面的整体性没有损害。

（3）纵向裂缝这种裂缝的数量较少，大多发生在高路堤地段路基外侧。

成因是路堤中央与外侧压实不均匀、旧路帮宽或地基受外部水源的长期侵蚀，导致路基或地基的不均匀沉降。

一般情况下裂缝较宽。

（4）路表局部网裂路表局部网裂多发生在行车道轮迹下，成因为路面局部施工缺陷。

如:材料不均匀、基层成型不好、沥青面层与基层间有软弱夹层等。

它起始于轮迹处，而远离轮迹处的路面施工缺陷由于受车辆荷载的影响较小，因此难以出现此类损坏。

2、结构性损坏该类损坏主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽。

（1）路面局部凹陷龟裂这种损坏是路面局部网裂的延续。

因局部网裂没有得到及时的维修封堵，雨水渗入到基层，而高速行驶车辆轮胎的强大“泵吸”作用
使半刚性基层的胶结材料被吸出。

长时间下去，导致基层材料散失，路面出现局部下陷和网裂，进而由局部网裂发展成为明显的凹陷龟裂，对行车的平顺性和安全性有很大影响。

其特征为:起始于轮迹处，路面结构在该处完全破坏，在破坏过程中雨天有灰浆外泻痕迹。

（2）结构性辙槽结构性辙槽是由于路面承载能力不足，在车辆荷载和环境因素的综合作用下而在轮迹处产生的路面变形。

辙槽产生初期伴有微细裂缝，其发展规律类似于路面局部凹陷龟裂。

二、具体路面维修对策
针对以上病害，在制定路面维修方案时需考虑四方面影响因素: (1)病害的类型和平面位置。

对行车的影响以及行车对病害发展的影响；(2)病害的严重程度；
(3)经济条件；(4)维修目标。

1、非结构性损坏的维修
维修的基本目的有两个，一是恢复行车平顺，二是封闭裂缝，以避免引发结构性损坏。

（1）恢复行车平顺主要是对桥头跳车和车辙的处理。

它们的平面分布截然不同，桥头跳车是横向的，车辙是纵向的。

对桥头跳车应以整幅路作为维修宽度，维修长度应满足三个要求:(1)从桥梁伸缩装置起，伸入正常路段一定长度；(2)保证摊铺机能正常施工；(3)拉坡平顺。

铣刨厚度以沥青面层的一个结构层为单位，一般只铣刨表层。

对车辙的维修，在其横向平面位置应作适当调整。

我国车辆基本为左位驾驶，驾驶员驾驶车辆有明显靠车道左侧行驶的习惯，从而导致车辙在行车道上分布偏左，部分高速公路行车道左轮迹的车辙外轮廊还延伸到超车道。

因此，维修宽度应满足以下条件:(1)包括车辙的整个影响范围；(2)与摊铺机的摊铺宽度及碾压机的轮宽相适应；(3)纵向接缝距行车道轮迹外边缘30cm以上。

维修长度以车辙出现的长度作为基本长度，并伸入相邻路段一定距离，或以结构物为界。

在与相邻路段的连续上要注意轮迹平顺过度，选择合适的碾压机械和碾压方式，必要时辅以人工修整，避免在连接处形成新的行车冲击点。

如需铣刨，铣刨厚度以沥青面层的一个结构层厚度为宜。

(2)封闭裂缝对于单条横缝和纵缝建议采用常规的灌缝措施如果缝隙太宽灌缝难以实施，可沿裂缝两侧切割出10～15cm宽的条形槽，深度为沥青面层全厚。

随后清洁槽壁，人工填实至表层底部。

最后，涂刷粘油层，用细粒式沥青混合料填筑碾压作为路面表层。

这种处理方法属柔性连接，由于胶结材料充足，可以适应缝宽的季节性变化，宜在春融或秋冬交替季节实施。

局部网裂发生于行车轮迹位置，对路面整体结构的危害最大。

其维修原则是:(1)及时处置，以免损坏范围和程度扩大；(2)维修范围不宜定得太小，在横向至少以一个单向车道为单位，在纵向以一辆重车长度的115倍为单位。

同时，保证路面维修的横、纵向平整，减小颠簸；(3)在平面上全部清除局部网裂的影响范围；(4)与摊铺机和碾压
设备相适应；(5)维修深度以沥青面层的结构厚度为单位；(6)纵向接缝位置与车辙处理方案相同。

2、结构性损坏的维修
（1）局部凹陷龟裂虽然局部龟裂表现的是路面存在局部缺陷，但也可能是整个路段施工所存在的问题，只是该处路面裂缝出现得早、局部渗水严重而提前破坏。

因此，局部凹陷龟裂分以下两种情况进行维修。

①基层局部存在缺陷有两种备选方案:一是将损坏的基层挖出，用半刚性材料回填修补；二是将损坏的基层局部挖出，用沥青混合料回填修补。

②整个路段基层均匀存在缺陷有三种备选方案:①如果整个路段达到大修期限，则对存在缺陷的半刚性基层进行翻新重铺，同时对局部凹陷龟裂一并处置；
②虽然存在缺陷，但累计轴次远未达到使用期限，则按①方法进行处置；③如对有缺陷的路段实施整体补强措施，施工前将局部凹陷龟裂仍按①的方案先行处置。

(2)结构性辙槽这种辙槽的特点是路面承载力不足，基层损坏或板结完全丧失。

它对路面结构和交通安全的威胁较大，需专门设计维修方案。

确定维修方案时要考虑以下因素:(1)辙槽虽然只在轮迹处发生，但它反映了整幅路面均有缺陷；(2)辙槽的产生表明了半刚性基层已受侵害或已破坏；(3)两侧车道未出现辙槽，表明两侧车道与行车道实际上成为拥有不同承载能力的“两种路面”，此时行车道的结构承载力已达到极限，而两侧车道的结构承载力有较多富余，尚有较长的使用寿命。

因此，拟定两种维修方案:(1)一次性整幅重铺基层，彻底消除缺陷，使整个路段的路面完全恢复其正常的使用性能;(2)两侧车道与行车道分期维修，先维修行车道。

根据两侧车道的承载能力，结合已有的交通资料分析确定其剩余使用寿命，以此作为行车道辙槽损坏维修方案的设计使用寿命。

待两侧车道与行车道同时达到使用寿命末期时再一并整幅处置。

半刚性基层沥青路面的早期破坏有材料、设计方面的原因也有施工方面的原因，有些因素是可控的，如施工管理、设计参数等，也有一些因素是不可控的，如半刚性材料的温缩和干缩，但是只要我们从那些可控的因素着手分析研究就一定能解决或在很大程度上缓解路面的早期破坏，同时也能降低不可控因素的影响最终达到改善半刚性基层沥青路面早期破坏的状况。