摘 要：
为提高养护效率，减少养护作业对居民出行的影响，尝试对建设期重载破坏而运行期轻载交通的道路，采用“柔基强面”方式进行修复。经 HDPS 2017 验算，“柔基强面”结构可以满足中等交通强度荷载 10 年的使用要求。使用橡塑复合改性剂 RP对中上面层沥青混合料进行增强，在 70 ℃，0.7 MPa 条件下，上面层改性沥青 AC-16+橡塑复合改性剂动稳定度高于 10 000 次/mm，中面层改性沥青 AC-25+橡塑复合改性剂动稳定度高于 8 000 次/mm。“柔基强面”结构在园博园南路进行应用，经过炎热多雨夏季的考验，未见病害出现。
关键词 :沥青路面；养护；高强沥青混合料；柔基强面；项目应用效果
对于沥青路面结构，我国长期以来有“强基薄面”与“强基厚面”之争，但对“强基”已经形成共识。可很多新建城镇道路，尤其是新建开发区，由于建设期重载车辆通行导致路面短期内病害严重，甚至基层出现破碎。而这些道路真正通车运行后往往以轻型交通为主，此时若对道路采取更换基层的方式进行维修，一方面投资巨大，另一方面施工期长会引起不良的社会负面影响。能否在不处置基层的条件下通过面层材料和结构的优化，来保证维修后道路的耐久性？为了寻找这一问题的答案，本文开展了调研、室内试验，并进行工程实践，为本行业此类问题的解决提供借鉴。
1 “柔基强面”养护方案的可行性分析
我国大多数沥青道路采用半刚性基层，一般为水泥稳定碎石。水泥稳定碎石破坏后模量下降，破坏程度越高，模量下降幅度越大[1]。由于基层病害位置模量降低，基层模量较低的路面结构方面的经验可以作为借鉴。
美国、欧洲大部分国家、日本等多采用柔性基层，沥青层整体厚度在 18~30.5 cm 之间，见表 1。
法国在20 世纪 60—70 年代曾推广半刚性基层路面，沥青路面厚度 8~16 cm，半刚性基层厚度为 28~42 cm，后来为解决反射裂缝问题，将沥青路面层加厚到 19~30 cm，或采用柔性基层[2-4]。国外部分柔性基层的长寿命沥青路面使用寿命已接近 50 年。
贾凌雁[5]采用非线性有限元分析程序 ABAQUS 对比了半刚性基层与倒装式路面结构的抗车辙能力，发现倒装路面结构的抗车辙能力较弱。李宁[6]通过对广河高速公路惠州段的长期观测，同样发现倒装路面结构抗车辙能力较弱。冯伟、周兴业等[7-8]对足尺环道试验路（RIOTRACK）的研究也同样发现级配碎石基层的倒装路面结构车辙深度较大。我国由于气候条件、荷载条件等因素，部分柔性基层路面表现不够理想，柔性基层路面抗裂方面较半刚性基层有了显著提高，但抗车辙能力较差。如对柔性基层路面抗车辙能力进行增强，可能取得较好的应用效果。
调查发现，沥青路面的车辙深度与沥青混合料的汉堡车辙试验深度具有一定相关性。汉堡车辙试验深度越小，路面车辙深度越小。如表 2 和图 1 所示。
2 项目概况
2.1 项目简介
园博园南路位于北京市丰台区，道路为四幅路形式，双向六车道宽度 3.5 m，设置中央隔离带及机非隔离带。主路面层为 4 cm+5 cm+7 cm 结构，基层为 18 cm水泥稳定碎石+32 cm 二灰稳定碎石。道路早期重车较多，目前主要病害为线裂、网裂、龟裂和车辙，病害面积约占路面的 25%，本次养护项目主要针对各类病害进行日常养护。园博园南路病害芯样情况见表 3，病害位置基层均存在问题。
如对基层进行修复，养护周期较长，对周边交通影响大，本项目尝试不对基层病害修复，改为强化面层沥青路面的抗车辙能力。为沥青路面养护工程积累经验，提供参考。
2.2 路面结构力学验算
使用 HPDS 2017 软件进行路面结构力学验算，沥青路面结构性修复设计使用寿命为 10 年，交通量为中等荷载交通量，初始年大型客车与货车双向年平均日交通量为 3 500 辆。交通参数见表 4，各类车型中满载车所占的比例以 JTG D50—2017《公路沥青路面设计规范》TTC4 计算。
路面力学验算结果如下（表 7）：2 种路面结构均可满足中等交通荷载量在设计年限内的使用要求。如使用双层改性沥青混合料加铺，厚度需增加 1 cm 才能满足设计要求，模量较高的路面结构疲劳寿命更高，方案具备可行性。
3 橡塑复合改性沥青混合料的性能
车辆荷载自上而下传递，上面层选用改性沥青，并采用橡塑复合改性剂对沥青胶结料进行进一步增强，下面层采用 70# 沥青添加橡塑复合改性剂对混合料抗车辙性能进行提升。通过室内试验对沥青混合料的性能进行验证。
3.1 原材料
粗细集料均采用石灰岩，上面层采用 SBS 改性沥青，下面层采用 70#A 沥青，添加剂为橡塑复合 RP 改性剂，在拌合过程中采用直投方式添加，用量为沥青混合料重量的 0.4%。
3.2 级配
上面层采用 AC-16，下面层采用 AC-25，试验级配见表 8。
3.3 橡塑复合改性沥青混合料性能
通过室内试验对添加橡塑复合改性剂的 AC-16和 AC-25 沥青混合料进行配合比试验并进行路用性能验证。最佳油石比下的体积指标见表 9，路用性能指标见表 10。橡塑复合改性后的 AC-16 与 AC-25 的体积指标与路用性能均满足技术要求，尤其是表征抗车辙能力的动稳定度指标，在 70 ℃条件下均高于 8 000次/mm。
3.4 橡塑复合改性沥青混合料汉堡车辙试验
用上面层橡塑复合改性 AC-16 与下面层橡塑复合普通沥青 AC-25 共同制作车辙试件，上面层 AC-16 厚度为 5 cm，下面层 AC-25 厚度也为 5 cm。在 60 ℃浸水条件下测试汉堡车辙试验深度，试验结果为1.89 mm。汉堡车辙试验也验证了该路面结构具有良好的抗车辙能力。
4 项目应用效果
2024 年 5 月，对园博园南路进行病害处治。由于高温性能较高，橡塑复合改性剂对料温要求较高，橡塑复合改性沥青混合料出料温度为 180~190 ℃。摊铺温度高于 160 ℃，使用双钢轮压路机初压，胶轮压路机复压，钢轮压路机终压。经过一个炎热多雨夏季的运行，园博园南路路面完好，未发现车辙病害，初步验证了“柔基强面”式修复的可行性，长期使用效果有待观测。
5 结束语
园博园南路在城市建设期因重交通造成少量局部基层破坏，而正常运行期虽交通量大，但几乎没有重型车辆。采用“柔基强面”式的修复，施工周期短，对交通影响小，可以承受高温和雨季。“柔基强面”养护方案为轻载道路的快速养护提供了参考。
声明：
[1] 金飞龙.半刚性基层损伤特性及服役状态评价[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.
[2] 姚康.倒装式沥青路面结构的力学行为及性能评估[D].成都：西南交通大学，2021.
[3] 夏菲.级配碎石基层沥青路面材料优化研究[D].南京：东南大学，2020.
[4] 薛小刚.设置功能层的沥青路面结构与材料研究[D].西安：长安大学，2010.
[5] 贾凌雁.福建省高速公路沥青路面温度场与车辙研究[D].福州：福州大学，2010.
[6] 李宁.广河高速公路倒装式柔性基层沥青路面结构分析与性能评价[D].重庆：重庆交通大学，2022.
[7] 冯伟.基于足尺环道试验的沥青路面车辙预估模型及变形机理研究[D].长沙：长沙理工大学，2021.
[8] 周兴业，王旭东，单伶燕，等.基于 RIOHTrack 足尺环道全寿命周期试验的沥青路面车辙变形长期演化行为[J].中国公路学报，2023，36（12）：12-21.
原创作者：王 强 1，徐俊强 2，王 坤 1，周小光 2（1.北京市城市道路养护管理中心，北京 100167；2.北京市政路桥建材集团有限公司，北京 101500）。
