摘要：刚性路面塑性性能低，车辆反复碾压路面变形无法恢复，柔性路面承载力无法满足车辆荷载要求，半柔性路面逐渐替代上述两种路面。半柔性复合路面主要是两种材料组成，将水泥等特殊浆体材料灌入开级配大孔隙基体沥青混合料中，复合材料兼具混凝土的刚性、沥青的柔性等优点，在抗高温、抗疲劳方面具有优良的性能，同时具有良好的低温抗裂性能和水稳定性能。文章针对当前半柔性路面应用情况分析了半柔性路面的设计方法和施工工艺，为半柔性路面的推广应用具有借鉴意义。
关键词：半柔性路面；设计；施工
0引言
随着经济的发展，交通运输行业对道路的要求越来越高，工程技术人员对道路结构、道路用料都正在进行深入研究。为适应道路建设的发展要求，克服当前路面结构耐久性过短的不足，半柔性复合路面技术及结构形式逐渐受到广大工程技术人员的重视。半柔性路面不仅能够在耐久性方面有很大提升，在抗裂性、耐高温性能方面都能有所提升，因此，在交通工程领域推广较快。
半柔性复合路面材料的组成是在开级配沥青混合料的大孔隙基体路面中，灌入以水泥为主要成分的特殊胶浆材料最终复合形成一种刚柔并济的新型路面结构，半柔性路结构形式见图1，原理两种材料性质互补。
图1 半柔性路面结构形式
1 概述
半柔性复合路面其自身材料在力学强度性能方面具有独特优势。相比普通沥青混凝土路面，半柔性复合路面属于密实—骨架嵌挤型结构。填充其空隙的水泥混合胶浆胶结后形成的强度和密实性与沥青混合料骨架结构共同抵抗汽车荷载的作用和防水。由于水泥混合胶浆凝结硬化后具有水泥混凝土路面的特性，表面色泽接近于白色，具有反射光线作用，不易吸收热量[1]。因此，半柔性复合路面耐高温稳定性能优于普通沥青混凝土路面，又由于采用具有一定柔性的沥青混合料作为骨架结构，其低温抗裂性能也都优于普通水泥混凝土路面，而且可以不设或少设温度等各种收缩缝，增加行车平稳舒适度。同时具有耐油污，耐酸、可着色等特性，复合路面材料结合了沥青与水泥材料的优点，有效的规避了二者缺点，充分发挥了两者各方面的优势。
2 半柔性复合路面设计
2.1基体沥青混合料设计
半柔性复合路面材料构成的路面结构属于骨架致密结构，而基体沥青混合料属于骨架-孔隙结构，即在形成骨架时必须提供相当大的空隙率。因此，基体沥青混合料的体积特性相比半柔性路面的力学性能有显著的影响。为了提高基体沥青混合料的容积特性和路面耐久、耐涨缩性能，多种材料综合设计方法显得尤为重要。
当前国际上提出了一种沥青混合料设计方法--容积法。容积法的主要思路是通过测量骨料骨架的孔隙率，计算骨料级配后的空隙体积，并使细骨料体积、矿物粉体体积、沥青体积和最终设计孔隙体积总和作为混合物等于主要骨架的空隙量[3]。其优点是强调主骨架的充分嵌塞，充分利用细骨料的充填和粘结效果。
2.2 水泥胶浆配合比设计
水泥胶浆材料是由胶结料、细集料和水通过一定的比例配制而成。为了优化胶凝材料的各方面性能，可选择专项增加性能的外加剂掺入，比如减水剂和膨胀剂。水泥胶浆的设计可采用分期正交实验设计。第一期以强度为指标，确定水泥胶浆强度的主要影响因素和基本级配范围；第二期材料的性能指标主要以强度、抗收缩性能和流动度进行试验，通过试验确定水泥胶浆配比和外加剂的掺量。
2.3路用性能试验
沥青混凝土试件成型后，在试件中加入水泥浆胶质材料。并保正试验在标准条件下，然后进行马歇尔测试。根据试验结果，对沥青混合料基体与水泥砂浆胶凝材料的配比进行调整设计。然后对复合路面结构的路用性能进行了马歇尔试验、浸泡马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验、低温劈裂和疲劳试验根据试验结果进行路用性能评价。
3施工方法及施工工艺
3.1沥青混合料路面的铺设
复合材料中沥青混合料路面施工过程主要包括四方面：沥青水泥混合材料的拌和、运输、路面摊铺、压实成型过程，施工工艺与方法同普通沥青路面混凝土路面相同。
3.2水泥胶浆拌和及灌注
采用水泥砂浆搅拌机在现场生产水泥砂浆、水泥膨胀剂--硅砂-减水剂-水，以投入各种材料。加水前应将其他材料掺入1~2分钟，加水再拌2~3分钟即可制成水泥砂浆。将多孔基沥青混合料冷却到40℃时，在多孔基层沥青混合料铺装层表面反复扩散了用于设计使用的水泥浆，橡胶路面最终目标为自然摊铺、拉伸，使其自然饱和，如有必要辅设小颗粒，也可采用小型压路机振动轧制成型，将水泥砂浆完全倒入混合料中。最后用橡胶路面的标准清洗表面残留的水泥砂浆，保证骨料表面的平整度，防止水泥泥浆残留在路面上，从而降低路面的抗滑性能。在小面积施工中，水泥砂浆充填可采用人工浇注法，即一桶水泥泥浆洒在半柔性混合物上，使其自然饱和，然后使用橡胶路面的标准进行铺路施工；如果条件允许，可参照国外半柔性路面的施工工艺及方法，采用专用水泥砂浆喷淋车进行灌洒。
半柔性路面最大的特点是组成面层结构的材料的模量和充填方式不一样，刚度相差比较大。水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、温度敏感性小，材料模量相对比较稳定的材料特性，属单纯脆性材料。沥青面层材料模量小，温度敏感性大，材料模量随温度变化，呈现明显的黏-弹-塑性。
4 结语
半柔性路面结构兼具沥青混凝土路面和水泥混凝土路面两种材料在力学性能上的优势，二者结合有着优良的路用性能，相比单一材料铺设路面，并没有增加施工方法和施工工艺的难度，经济性、安全性、耐久性都优于单一材料性能，能够广泛应用于机场、市政道路、公路等基础设施，具有很好的推广价值。
参考文献
[1]潘大林,张肖宁,王树森.半柔性路面基体沥青混合料的设计方法[J].中南公路工程,2000,26(1):22-23.
[2]杨宇亮.半柔性混合料的设计与研究[D].哈尔滨建筑大学硕士论文,1999.
[3]李常贵.半柔性路面混合料设计方法[J].重庆交通学院学报,2003,22(增刊):42-48.
论文作者:张思博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/8
标签：路面论文; 柔性论文; 沥青论文; 水泥论文; 材料论文; 性能论文; 基体论文; 《基层建设》2018年第17期论文;