山东建筑大学山东济南250100
摘要：道路与我们的生活息息相关，依据道路承受荷载时工作特性的不同将其分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三种。根据形式，路面常用的结构有柔性沥青路面、全厚式沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、倒装式基层沥青路面。目前我国常用的是半刚性基层路面结构。
关键词：柔性沥青路面、全厚式沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、倒装式基层沥青路面
1.路的结构
路是我们生活中不可或缺的一部分，对我们的日常生活、商业贸易和国防都很重要。道路运输是世界上使用最广泛的运输方式，一个国家的发展通常以其铺设的道路总里程来衡量。道路建设现在是并将继续是发展中国家的一个主要产业，随着基础设施的成熟，它也将是发达国家的一个主要产业。
路面由不同的结构层组成，自上而下，分别为面层、基层和土基。高等级公路中，路面面层会有磨耗层和联结层。
2.典型路面结构
2.1柔性沥青路面
柔性路面是指各种用沥青处理和未经处理的粒料基层和各类沥青面层组成的路面结构。其结构刚度较小，在车辆荷载作用之下易产生较大的弯沉，路面结构本身的抗弯拉强度较低，它通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的单位压力。柔性路面具有以下特点：
1）沥青单价高、集料常需远运，总体造价高。
2）沥青稳定碎石属于粘弹性材料，具有自愈合功能，破坏属于功能性破坏，但同时存在变形大、弯沉大的问题，所以，路面厚度会较大。
3）施工工序较多，但具有通车速度快的优势。
4）破坏属于功能性破坏，养护费用较低，养护工序复杂，但具有碾压后即可开放交通的优势。
5）材料软化会形成车辙，沥青混合料空隙率大，耐水性差，易产生水损坏。
2.2半刚性基层沥青路面
半刚性基层指的是用无机结合料稳定土铺筑的能结成板体并具有一定抗弯强度的基层，也就是采用无机结合料稳定集料或土类材料铺筑的基层。半刚性基层起着结构承载能力作用，而沥青面层只起着功能层作用。
我国目前高等级公路多采用半刚性基层路面结构，这种路面结构形式板体性、刚度、扩散应力能力强，具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性。但是，由于半刚性基层的原因，其会在反复荷载作用下率先产生裂缝，之后沥青面层会在与裂缝接触处形成受力薄弱点，在行车荷载、温缩和干缩的作用下，沥青面层会在受力薄弱点形成应力集中，当此处应力大于材料的极限抗拉强度，那么下层将会产生裂缝，在荷载作用下，裂缝逐步向上发展直至沥青表面，反射裂缝形成。
我国的裂缝处治工艺多数从国外引进，国外的公路中全厚式沥青路面占较高比例，裂缝的发展方向也是从下往上，采用灌缝胶基本可以满足裂缝的处治要求。但我国的高速公路多数为半刚性基层沥青路面，反射裂缝居多。当在半刚性基层沥青面层上有反射裂缝时，表明裂缝已贯穿公路的整个面层甚至基层和底基层，将灌缝胶注入反射裂缝后，仅能起到封水作用，并不能从根本上达到治愈的目的。目前一些反射裂缝的处治方法有反射裂缝无损检测、反射裂缝焊灌缝材料等。前者利用探地雷达和三维成像技术，通过开发裂缝无损检测分析软件，实现对基层和沥青面层裂缝的精确检测。后者使用的灌缝材料为双组份高分子合成材料与沥青面层和半刚性基层有效结合成整体，此外，该材料还具备极强的渗透性和膨胀性，能处理细小的裂缝和支缝，焊接效果显著[1]。
2.3全厚式沥青路面
全厚式沥青混凝土路面指的是沥青混凝土面层以下各结构层（垫层除外）均采用沥青混合料铺筑的路面。
全厚式沥青路面可以在保护自然资源的同时极大的节省预算，我国现有沥青路面结构采用半刚性基层沥青路面居多，路面破坏多为结构性破坏，进行修复时常需要把整个路面进行切割，将沥青和基层一起挖出并运离现场，再将新的基层和面层材料运至现场铺装，这就在材料、运输和人力方面导致成本大量增加，全厚式路面可以很好地避免这个问题。全厚式沥青路面最大特点是确保路面各类损坏控制在路面表面层顶部很薄的范围内，它的总厚度比常规半刚性基层的沥青混凝土路面结构更薄，同时可以减少疲劳裂缝产生的可能性，防止出现联结层以下的结构性损坏，表面层的损坏只需通过预防性养护即得以补救。一旦道路表面损坏达到临界水平，其经济性处理方法就是将损坏的表面层铣刨、罩面，或者加铺。
全厚式沥青混凝土路面结构可以有效克服我国半刚性基层沥青混凝土路面使用寿命较短的难题。全厚式长寿命沥青路面设计理论基础是沥青混合料疲劳极限理论，疲劳极限就是指沥青混合料存在一个弯拉应变临界点，当路面结构的弯拉应变低于此值时，沥青混合料层底就不会产生疲劳损伤，这个拉应变临界点对应的就是疲劳极限。根据弹性层状体系理论，面层越厚，结构层底的拉应变越小，沥青混合料基层在层底拉应变很小时，可以承受相当多数量的荷载作用而不发生疲劳破坏。“应变下限”理论指出，当沥青混合料的疲劳应变小于“应变下限”时，材料内部将不发生疲劳损坏的累积。理论上讲，只要控制结构层应变在“应变下限”以下，路面就可以承受“无限”次荷载作用而不发生疲劳破坏。沥青混合料存在“应变下限”是全厚式长寿命沥青路面设计的理论基础，为防止基层产生疲劳裂缝，全厚式长寿命沥青路面设计提出了控制层底拉应变小于“应变下限”的要求[2]。使路面破坏从“自下而上”的损坏转变为“自上而下”的损坏，极大的延长了路面的使用寿命。
2.4混合式基层沥青路面
混合式基层沥青路面将柔性基层和半刚性层混合起来作为沥青路面基层结构的路面结构，区别于半刚性基层沥青路面的是：半刚性基层青路面的基层甚至底基层全部采用半刚性结构，半刚性基层是整个沥青路面的主要承重层，薄沥面层仅功能层的作用。而混合式基层沥青路面结是通过柔性基层和半刚性基层的优化混合，将其混合式基层和沥青面层一起作为承重层。从达到减少半刚性基层沥青路面早期损坏、提高路使用品质的目的[3]。
2.5倒装式基层沥青路面
我国高速公路建设普遍采用半刚性基层沥青路面结构，但这种结构存在的反射裂缝问题一直未能得到有效解决。上世纪80年代末，欧美一些国家开始采用倒装式基层沥青路面结构，即在半刚性基层与沥青面层之间设置一层级配碎石基层。该结构的主要作用是减少反射裂缝，同时不增加沥青面层厚度[4]。倒装式沥青路面结构的优势包括：
1）水泥稳定碎石底基层的反射裂缝减少。
2）级配碎石层可过滤反射裂缝
3）完善了路面结构排水系统
4）维修养护方便
5）降低了路面全寿命周期的花费
3.总结
柔性路面结构刚度小、抗拉弯强度低。我国已使用的高等级公路多采用半刚性基层路面，该路面结构板体性、刚度、扩散应力能力强，抗拉强度、抗疲劳强度高，但是易产生裂缝且使用寿命短，全厚式沥青路面、组合式基层路面和倒装式沥青路面通过对基层的改进可以有效地解决这个问题，顺应了当今资源紧张和长寿命路面的趋势，对我国公路建设有很大的帮助。
参考文献：
[1]徐琦，岳光华，姜帅，蔡文才.半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治新技术[J].中国市政工程，2018，（6）：38-39.
[2]唐健娟，龚凤刚，刘润有.全厚式长寿命沥青路面设计研究[J].城市道桥与防洪，2008，（12）：96-97.
[3]黄开宇，钟梦武.混合式基层沥青路面结构设计方法的研究[J].公路工程，2010，（5）：56-57.
[4]陈尚江，张肖宁.倒装式基层沥青路面结构力学行为分析[J].建筑材料学报，2014，（4）：644-645.