报告简本
引言
结合我国已建沥青路面面层厚度较薄和养护维修工程的特点、开展旧沥青路面冷再生修筑半柔性路面基层的相关研究，提出了冷再生技术再生剂标准，研究了发泡剂对沥青发泡和混合料性能带来的影响，并进行了基于混合料力学性能的发泡效果研究以及沥青路面冷再生混合料配合比设计、路用性能研究和抗疲劳性能，据此提出了沥青路面冷再生半柔性结构的设计参数和其典型结构。
结合我国大部分地区存在湿热的气候特征、山区公路长大纵坡段多和我国沥青路面高温稳定性差、抗推移与抗车辙能力弱的缺点等技术问题，开展灌注式半柔性路面的相关技术研究，确定了推荐基体沥青混合料SFAC-20和SFAC-13的级配和最佳沥青用量、灌注用水泥基砂浆的物理力学性能和技术标准值；分析对比了灌注式半柔性路面与SBS改性沥青路面的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性与线收缩系数等路用性能；对橡胶沥青半柔性路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性能等路用性能进行研究。通过室内试验首次得到了半柔性路面的抗拉强度结构系数Ks、劈裂抗拉强度和抗压回弹模量的推荐值，据此提出了半柔性路面的典型结构图表。
根据依托工程的实施情况和国外相关研究成果，对半柔性路面的施工工艺、水泥基砂浆施工的方法及其相应的应用条件进行了分析总结。对半柔性路面水泥基砂浆灌注施工的机械配置作了较为全面的研究，提出了用稀浆封层机等配套机械施工水泥基砂浆的新工艺；提出了基体沥青混合料的参考施工定额、三种水泥基砂浆施工方法的参考施工定额以及半柔性路面与同体积普通沥青路面的施工成本比较，认为半柔性路面在技术经济上有许多优势。
项目的研究成果经示范工程验证具有良好的路用性能，特别适合作为重载交通条件路面结构层，在此基础上编制了《半柔性路面应用技术指南》，为该新型路面的推广应用奠定了基础，对提高公路交通行业整体的科技水平具有重要作用。
1概述
改革开放以来，随着国民经济的持续增长，我国公路建设也得到前所未有的发展，尤其是高等级公路发展更为迅猛。截止2008年底，全国公路总里程达到368万公里，其中高速公路达6.03万公里。目前，我国高速公路的通车里程己经跃居世界第二位，仅次于美国，高速公路密度逐年增加。但是由于我国复杂的气候环境和恶劣的交通条件等原因，许多高等级公路投入使用没有多久，就出现了不同程度的早期损坏，如沥青混凝土路面出现车辙、水损坏和开裂等主要病害，水泥混凝土路面出现断板、开裂、脱空和唧泥等损坏。虽然年年投入了大量资金进行维修，但是往往补不胜补，不仅后期维修投资大，而且影响了交通的通行能力和行车的舒适性，在社会上造成不良影响。为此，开展路面新材料研究以减少路面早期损害，具有重要的理论和实际意义。
我国现有的高速公路和城市道路路面基本可分为两大类，即沥青混凝土路面和水泥混凝土路面。其中沥青混凝土路面具有无接缝、表面平整性好、柔性强而行车平稳舒适等优点，而且施工机械化程度高、进度快、质量好、维护简单，因此，沥青混凝土路面在我国高速公路建设中得到了广泛的推广和应用。但是，由于沥青材料具有粘弹塑等特性，导致沥青路面结构层的强度和流变性受温度变化的影响很大。夏季高温时，沥青材料粘度的降低导致集料颗粒间凝聚力减弱，若在水平力作用下，极易使沥青混合料颗粒之间产生滑动和位移，导致沥青路面结构层形成车辙、推移、波浪、拥包之类的剪切变形破坏，降低了行车的舒适性。在渠化交通的高等级公路上，沥青混凝土路面容易产生过大的塑性变形而形成车辙。在冬季低温时，沥青混凝土路面结构材料的强度虽然有所增高，但因沥青材料粘度的提高而抗变形能力大为降低，表现出脆性，结果导致沥青路面结构层开裂。车辙不仅危害行车安全，降低行车操纵稳定性和舒适性，且由于车辙内易于积水，路表水通过面层裂缝渗透至基层和路基，易导致基层和路基早期损坏。
水泥混凝土路面材料具有抗变形能力强、使用寿命长以及日常养护费用低等特点，但是这种路面结构具有行驶舒适性差和路面结构产生病害后修复困难等不足。另外，水泥混凝土是由一定厚度的混凝土板组成，由于四季气温周期性的变化和一天内昼夜气温的变化，使板与周围的温度相差很大，在温度应力的作用下，水泥混凝土板容易产生裂缝；裂缝在行车荷载的反复作用下，应力集中处最先扩展，结构承载力降低，另一方面，水泥混凝土是一种非均质多相结构，在重复温度和湿度荷载的作用下，会使原有微裂纹产生新的应力集中，使裂纹向前扩展，发生破坏现象。
另外，目前我国高速公路沥青路面普遍采用半刚性基层，经过近20年的实践发现，修筑的沥青路面使用寿命远远达不到设计年限等缺陷，已建高速公路和一般公路的沥青面层普遍较薄，在进行路面维修与养护过程中如何充分利用原有路面结构实现材料的循环再生利用，且修筑成高强耐久的下面层或基层也是亟待解决的问题。
因此，研究开发一种新型的路面材料，使其兼顾刚性和柔性两种路面的优点、摒弃两者缺点的路面结构，具有重要的现实意义。据日本等国的研究与应用表明，半柔性路面正是这样一种刚柔并济的新型路面材料；它是指在碾压成型的基体沥青混合料(空隙率高达20%～28%)中，灌入以水泥为主要成分的特殊浆剂而形成的路面。与沥青混合料相比，半柔性路面既提高了抗车辙能力，同时又改善了其低温抗裂性和耐久性。另一方面较水泥混凝土而言，半柔性材料降低了其模量，提高了抗裂性能，同时也改善了其行车舒适性和耐久性。另外，半柔性路面材料还具有耐油、耐酸、耐热、耐水、抗滑、和易着色等特性。
在对原有沥青路面进行维修过程中，采用沥青路面冷再生技术修筑的半柔性基层，与柔性基层相比，半柔性基层的强度与刚度高、抗车辙能力和抗开裂能力强，造价低；与半刚性基层相比，半柔性基层的耐久性和抗水损害能力强，且可以与沥青混合料类柔性基层相当。同时，半柔性路面混合料不仅可以作为沥青路面的基层和面层材料，也是修筑水泥路面基层的优质材料。
综上所述，开展半柔性基层与路面的开发应用研究，对于提高西部地区高速公路以及一般公路建设水平，特别是提高路面的使用性能和延长路面的使用寿命，减少路面建设投资等诸多方面，都具有十分重要的理论意义和实用价值。
根据对半柔性路面现状的调研和归纳分析，主要从以下五个方面开展研究。
1）就地冷再生半柔性路面混合料研究
（1）就地冷再生技术应用的乳化沥青及再生剂研究
（2）沥青路面就地冷再生半柔性路面混合料设计研究
（3）就地冷再生半柔性路面的结构组合形式研究
（4）就地冷再生半柔性路面施工质量控制与验收标准
2）灌注式施工半柔性路面混合料研究
（1）灌注式施工半柔性复合路面用基体沥青混合料的配合比设计方法与标准
（2）灌注水泥基砂浆的物理力学性能与技术标准研究
（3）灌注式半柔性路面的结构组合形式研究
（4）灌注式半柔性路面施工质量控制与验收标准
3）半柔性路面混合料路用性能研究
（1）半柔性路面混合料物理力学参数研究；
（2）高性能半柔性复合路面的抗裂特性研究。
4）半柔性路面典型结构形式研究
(1)高性能半柔性复合路面对路基与基层结构的要求研究；
(2)高性能半柔性复合路面结构层的最小厚度研究；
(3)高性能半柔性复合路面典型结构的推荐型式研究。
5）半柔性路面施工技术研究
（1）半柔性路面复合施工方法与质量控制指标研究；
（2）高性能半柔性复合路面混合料的不同施工工艺和方法进行对比研究。
2主要研究内容
2.1.灌注式半柔性路面路面混合料研究
1）水泥基砂浆试验研究
（1）在参考国内外研究资料的基础上，对水泥基砂浆的配合比进行了试配，确定了满足力学性能和流动度的水泥基砂浆配合比；在此基础上，掺加外加剂和聚合物乳液，检测其力学性能和流动度，研发出综合性能较好的几种配合比，即普通型、早强型、聚合物型水泥基砂浆。也进一步证明了采用表2.1所示的技术标准来控制砂浆的技术性能是可行的，可作为今后设计半柔性路面用水泥基砂浆的性能目标值。
表2.1 水泥基砂浆性能目标值
| 指标 | 范围 | 备注 |
| 流动度(S) | 10~14 | |
| 抗折强度(MPa) | >2.0 | 7天养生 |
| 抗压强度(MPa) | 10~30 |
2）半柔性路面母体沥青混合料试验研究
提出SFAC-20（Semi-Flexible Asphalt Concrete 20，简称SFAC-20）基体沥青混合料的推荐性级配范围（见表2.2）。
表2.2 SFAC-20基体沥青混合料级配范围
| 筛孔尺寸（mm） | 26.5 | 19.0 | 13.2 | 4.75 | 2.36 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 |
| 通过质量百分率（%） | 100 | 90~100 | 32~60 | 14~24 | 7~16 | 3~11 | 2~9 | 2~7 | 1~6 |
表2.3 SFAC-13基体沥青混合料级配范围
| 筛孔尺寸（mm） | 19.0 | 13.2 | 4.75 | 2.36 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 |
| 通过质量百分率（%） | 100 | 90～100 | 15～30 | 6～16 | 5～14 | 4～12 | 3～8 | 1～5 |
(1)根据本研究推荐级配制备基体沥青混合料试件，提出连通空隙率的计算公式，可在实际工程中根据连通空隙率直接计算水泥基砂浆的用量。
(2)在沥青混合料最大相对理论基础上提出了半柔性路面混合料的理论最大相对密度计算式和半柔性路面剩余空隙率的测试计算方法。
(3)对养护好的混合料进行切割试验，可知水泥基砂浆基本填满基体沥青混合料试件的空隙，比较密实，填充效果较好。
(4)对于半柔性路面混合料的高温稳定性，不论其基体设计空隙率的大小或灌何种水泥基砂浆，都具有普通沥青混合料无可比拟的优势。在低温抗裂性方面，随着基体空隙率的增大，其低温性能降低、水稳性能逐渐变好；基体混合料设计空隙率和砂浆类型对温度收缩系数影响较小。
(5)掺加聚合物水泥基砂浆的半柔性路面路用性能各项指标都优于普通水泥基砂浆的半柔性路面混合料，因此可以在水泥基砂浆中掺加聚合物，改善半柔性路面混合料的路用性能。
(6)对橡胶沥青混合料基体配合比设计进行了探讨，沥青含量在3.0~5.0%之间。
(7)对橡胶沥青半柔性路面材料ARSFAC-20的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性能等路用性能进行研究，并和ARAC-16的路用性能进行比较，得出前者优于后者的结论。
2.2 就地冷再生半柔性路面混合料研究
1)沥青路面冷再生半柔性路面结构设计参数
(1)抗拉强度结构系数Ks
我国现行《公路柔性路面设计规范》规定，对于高速公路、一级公路、二级公路的沥青路面结构，应以路表回弹弯沉值和整体性结构层的层底拉应力为设计指标。而容许拉应力表示为抗拉强度与抗拉强度结构系数之比。
通过试验研究和理论分析确定：若考虑公路等级不同的影响，则泡沫沥青再生料的抗弯拉强度结构系数可表示为下列一般表达式：
(2.1)
作为路面设计用的泡沫沥青冷再生稳定基层的抗弯拉强度结构系数推荐采用：
(2.2)
式中：为道路等级系数，高速公路一级公路和大城市主干路为1.1，二级公路为1.1, 三、四级公路为1.2。
（2）劈裂抗拉强度推荐值
我国目前尚未确定对泡沫沥青半柔性路面混合料劈裂抗拉强度的技术要求。我们对选定的最佳配合比泡沫沥青马歇尔试件做25℃相对湿度90％龄期为90d的养生，得到极限劈裂强度(15℃)范围0.69～0.91MPa,平均值0.81MPa,标准差0.077MPa，具有95%保证率的劈裂强度代表值0.75MPa。
对冷再生泡沫沥青半柔性路面混合料的试验表明，经过合理设计的泡沫沥青冷再生混合料的极限劈裂强度可以达到0.8MPa以上。参照路面设计中各种基层材料设计参数要求，结合现场试验路测试结果，我们建议，对泡沫沥青冷再生混合料极限劈裂强度的标准取为0.8MPa。
（3）抗压回弹模量推荐值
泡沫沥青稳定基层材料的回弹模量室内试验方法一般采用顶面法。《公路沥青路面设计规范》的沥青混合料静态抗压回弹模量的测试加载方式为：预压0.1P～0.2P（P为试件破坏荷载），然后以0.1P～0.7P七级分别加载，绘制曲线，修正原点，取0.5P时的模量作为设计参数。本研究仍然采用这种方法进行试验。
我们对选定的最佳配合比泡沫沥青马歇尔试件做25℃相对湿度90％龄期为90d的养生，得到15℃抗压回弹模量在1100MPa左右, 20℃抗压回弹模量在900MPa左右。参照路面设计中各种基层材料设计参数要求和拾方治博士做过的研究，我们建议，泡沫沥青冷再生混合料15℃抗压回弹模量在1000～1200MPa之间；20℃抗压回弹模量在800～1000MPa之间。
2）沥青路面冷再生半柔性路面典型结构研究
（1）路面结构组合设计
a.交通量等级的划分与结构层厚度的关系
交通量等级划分以不同交通等级对上基层或底基层厚度产生大致相同的效应为依据。据设计和施工经验，相邻交通等级对上基层和底基层厚度分别产生4cm和5cm左右影响为宜。据京津唐高速公路资料表明，累计标准轴次每增加106导致容许弯沉值少量差别，反映到路面厚度上，仅底基层差lcm左右，所以累计当量轴次的少量差别对路面厚度几乎没有什么影响。本课题主要根据累计当量轴次的变化对路面底基层厚度变化的影响程度来划分交通等级。
根据累计当量标准轴次，拟定4个交通量等级，分别为：
T1 20×105——45×105
T2 45×105——75×105
T3 75×105——110×105
T4 110×105——150×105
采用的路面结构层材料的回弹模量和厚度如下：
沥青面层(h1) 1200/1800 1200/1800表示20℃/15℃时回弹模量。
半柔性基层(h2) 1500
通过各地区公路调查和饱和通行能力的验证，并考虑公路重要程度和工程造价等因素，交通等级与公路等级大致有表2.4的关系。
表2.4 交通等级与公路等级关系表
| 交通等级 | T4 | T3 | T2 | T1 |
| 公路等级 | 高速公路 | 高速公路、一级公路 | 一级公路、二级公路 | 二级公路 |
路面结构设计包括：沥青面层类型的选择、面层结构组合、上基层材料选择、底基层材料选择、路面结构组合、隔离层和防冻层及路基改善层的考虑、沥青面层的最小厚度、半柔性面层或基层最小厚度等。
①沥青面层类型选择
干线公路改造沥青面层通常分一层或两层，分两层时可分别称为表面层和底面层，分一层时只做表面层。沥青面层能达到裂缝少、车辙轻、平整、抗滑性能好和经久耐用，与所用沥青、沥青混合料的类型性质以及沥青面层的厚度有密切关系，应根据各种沥青混合料的特性来选择合适的面层结构。
②沥青路面冷再生半柔性面层材料的选择
由于干线公路的基层或下面层应采用收缩性小，抗变形能力强的材料，所以可采用沥青路面冷再生半柔性面层。
③沥青面层的合适厚度
就我国使用的半柔性面层沥青路面来说，各地的实践证明路面承载能力完全可由半柔性材料层满足，沥青面层对半柔性路面的承载能力无影响。
为了减轻面层的温度裂缝而增厚沥青面层的得益不多，反而会带来一些不利后果。增厚沥青面层会明显增加车辙深度。此外增加沥青面层厚度还会明显增加路面工程费用。因此从技术经济全面分析，沥青面层厚9cm～12cm是合适的厚度。在其它高等级公路(包括轻交通一级公路)上采用的沥青面层合适厚度是6cm～9cm。具体说，当交通等级为T4时，沥青面层厚度为15cm；当交通等级为T3时，沥青面层厚度为12cm；当交通等级为T2时，沥青面层厚度为9cm；当交通等级为T1时，沥青面层厚度为6cm。
c. 沥青路面冷再生半柔性面层或基层的最小厚度
冷再生半柔性路面主要用于公路的大修，这是因为使用泡沫沥青稳定旧路更具有环保性、经济性的优点；
就再生方式来讲，高速公路通常采用厂拌再生，国道、省道等道路通常采用就地再生。由于厂拌再生可以在旧料再生前进行预处理，例如预先破碎等，不仅可以去除超粒径材料，还可以使得集料更加规格，富有棱角性。同时由于材料拌和时采用强制拌和这样也会使得半柔性沥青混合料分散的更加均匀，材料品质更为稳定。与就地再生相比，这种再生方式造价较高，工序较为复杂。
从路面结构形式上看，作为基层厚度一般在15～25cm，设计时由于考虑到半柔性沥青稳定材料属于柔性材料，其强度和抗疲劳等性质接近粗粒式沥青混合料，因此其热沥青罩面层的厚度可以适当减小，从而可以使得总的路面造价降低。
多数试验路段的路面结构也体现了组合式基层的设计理念，即把半刚性基层（或是再生后剩下的部分基层）往下放，只起到底基层的作用，这样可以使半刚性基层的拉应变减小，受温度、水分等环境的影响也减小，从各方面讲对防止反射裂缝有好处，而且成本会有所降低。
综上所述，建议半柔性基层上基层的最小厚度：
当土基强度为40～60MPa时，最小厚度18cm；当土基强度为30～40MPa时，最小厚度25cm。
公路沥青路面冷再生半柔性结构应具有以下功能：
（1）要有足够的承载能力，以承担设计使用年限内的累计当量轴次的作用，而不导致产生过早疲劳破坏。
（2） 沥青路面冷再生半柔性结构应尽量避免产生裂缝，以减少水分从裂缝渗入沥青路面而产生局部早期破坏。
（3）沥青路面的车辙槽应加以控制，以养活路面使用期间采取消除辙槽次数。
（4）表面层应具有良好的耐久性和抗滑性能，以减少交通事故。
只有满足上述要求，沥青路面冷再生半柔性基层沥青路才能完成其应有的使用功能，使车辆能够迅速、舒适、安全地通行。
根据前面论述，结合我国各地区己有实践经验，沥青路面冷再生半柔性路面基本结构如2.5。
表2.5 结构层组合
| 结构层位 | 结构1 | 结构2 |
| 面层 | 沥青混凝土 | 沥青混凝土 |
| 上基层 | 乳化沥青冷再生半柔性材料 | 泡沫沥青冷再生半柔性材料 |
| 底基层 | 旧路面基层 | 旧路面基层 |
以前述为基础，以现行公路沥青路面设计规范为依据，以我国各地区沥青路面冷再生半柔性路面为研究为对象，提出适宜旧沥青路面冷再生修筑半柔性路面的典型结构。
a.设计标准和依据
路面结钩理论分析采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状体系理论，以路表弯沉值为路面结构整体刚度的设计指标，以层底拉应力为沥青路面面层和半刚性基层材料的验算指标。
路表设计弯沉值和沥青混凝土面层、半刚性基层材料的容许拉应力分别为：
(2.3)
(2.4)
式中：
——路表设计弯沉值，沥青路面指路面温度20℃时值
——路面结构层材料的容许拉应力
——设计年限内一个车道上的累计轴次
——公路等级系数，高速公路、一级公路取1.0；二级公路取1.1
——面层类型系数，沥青混凝土路面取1.0
——基层类型系数，半刚性基层取1.0
S——路面结构层材料的劈裂强度
——抗拉强度结构系数
沥青混凝土面层
半刚性基层
沥青路面冷再生半柔性基层
路面设计的标准轴载为BZZ-100，设计年限为15年，典型结构的推荐以现行“公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)”为依据。
b.设计原则
1.沥青路面冷再生半柔性路面典型结构应具有足够强度
制定典型结构必须保证路面不发生结构性破坏。尤其是保证基层和底基层不发生结构性破坏。
2.沥青路面冷再生半柔性路面典型结构应有合理的结构组合
在保证良好的使用性能的前提下，结合当地的自然资源，就地取材，合理调整面层、上基层和底基层的厚度，降低工程造价。
3.沥青路面冷再生半柔性路面各类结构层要满足最小厚度的要求
半柔性基层各类结构最小厚度是长期工程实践和科研中总结出来的。对于干线公路半刚性基层沥青混凝土，半柔性基层最小厚度12cm (土基模量为40～60MPa)和18cm(土基模量为30～40MPa)。
4.沥青路面冷再生半柔性基层厚度应考虑施工可行性
在沥青路面冷再生半柔性公路设计中，半柔性基层变化也在12-25cm之间，在选取厚度时应考虑施工可行性。一般情况，沥青路面冷再生半柔性基层厚度符合表2.6要求。
表2.6 沥青路面冷再生半柔性基层施工厚度
| 沥青路面冷再生半柔性基层厚度（cm） | |
| 乳化沥青冷再生 | 泡沫沥青冷再生 |
| 12～25 | 13～28 |
6.沥青路面冷再生半柔性路面典型结构应满足沥青路抗滑标准，以保证行车舒适和安全性。
此外，典型结构应充分重视路基、路面综合设计，并应注意路基、路面的综合排水。
路面典型结构应遵循因地制宜、合理选标、方便施工、利于养护的原则，优先选用便于机械化和工厂化施工的方案，并采用最新研究成果.
c.适用范围
1.本课题推荐的沥青路面冷再生半柔性路面典型结构适用于沥青路面改造，设计年限内累计当量轴次20×105～150×105的沥青路面改造设计。
2.累计当量轴次Ne＞150×105时，沥青路面冷再生半柔性路面结构厚度应另行计算确定。
3.当老路基基回弹模量E0＜30MPa时，首先应对旧路基进行工程技术处理，设置垫层或改善层，使其E0＞30后，再运用沥青路面冷再生半柔性路面典型结构进行设计。
(3)沥青路面冷再生半柔性路面典型结构
根据推荐基本原则与标准及国内外路面结构设计原则，结合沥青路面冷再生半柔性路面实际情况，经综合分析，推荐出39种沥青路面冷再生半柔性路面典型结构。
2.3 半柔性路面结构设计参数与典型结构形式研究
1）半柔性路面混合料疲劳性能影响因素分析
（1）温度对半柔性路面材料疲劳试验的影响
本研究主要针对基体沥青混合料的级配中值，其空隙率为23%的半柔性路面路面材料进行四点弯曲疲劳试验，以试件断裂为破坏标准。基体沥青混合料和砂浆的配合比与第二章一致。
温度对沥青混合料疲劳性能有很大的影响，由于半柔性路面材料偏向柔性，其评价指标也与沥青混合料相似，所以研究温度对半柔性路面材疲劳性能的影响是必不可少的。所以本研究对对试验温度为5℃、15℃、40℃时的半柔性路面材料的疲劳性能进行研究。
通过试验分析可以看出随着温度的升高，半柔性路面材料的极限破坏强度不断的降低。
将三种温度下的疲劳曲线对比汇总于表2.7、2.8，可以看出温度对半柔性路面材料的疲劳寿命影响很大，40℃时的疲劳方程的斜率明显大于15℃和5℃时的疲劳方程的斜率，这说明环境温度40℃时，半柔性路面材料表现出更多的粘弹性，虽然所受极限强度降低，在同一应力强度比的疲劳寿命也较短，但是随着应力强度比的增大，疲劳寿命的降低程度有所减缓。而15℃和5℃时的疲劳寿命表现出跟多的脆性，随着应力强度比的增大，疲劳寿命极具下降，而5℃比15℃时，下降趋势更加明显。
表2.7 不同温度的疲劳试验数据
温度
| （℃） | 应力强度比 | 对数寿命lgNf | 样本数n | |
| 均值 | 标准差S | |||
| 5 | 0.2 | 5.2254 | 0.1567 | 5 |
| 0.3 | 4.4654 | 0.2458 | 5 | |
| 0.4 | 3.8685 | 0.1451 | 5 | |
| 0.5 | 3.1451 | 0.1784 | 5 | |
| 15 | 0.24 | 4.8225 | 0.0739 | 5 |
| 0.26 | 4.5102 | 0.21 | 5 | |
| 0.3 | 4.0180 | 0.2843 | 5 | |
| 0.4 | 3.5067 | 0.1781 | 5 | |
| 0.54 | 3.1395 | 0.2445 | 5 | |
| 40 | 0.2 | 3.5945 | 0.1475 | 5 |
| 0.3 | 3.1034 | 0.0987 | 5 | |
| 0.4 | 2.8811 | 0.1237 | 5 | |
| 0.5 | 2.3802 | 0.1179 | 5 | |
| 温度（℃） | 疲劳方程 | 相关系数 |
| 5 | lgNf = -6.8378 + 6.5693 | 0.9981 |
| 15 | lgNf = -5.311 + 5.8476 | 0.98 |
| 40 | lgNf= -3.8652 + 4.3426 | 0.9803 |
为了对比加载频率对半柔性路面材料疲劳性能的影响，除了研究在加载频率10HZ，环境温度为15℃加载环境下的疲劳试验，还研究了加载频率15HZ，环境温度为15℃加载环境下的疲劳试验。
与加载频率为10HZ的疲劳方程相比，在15HZ的加载环境下，疲劳寿命要高于在10HZ的加载环境下的疲劳寿命。但我们不能因为这样就说在15HZ加载频率环境下的疲劳寿命比10HZ加载频率环境下的疲劳寿命要长，因为虽然随着频率的增大，加载循环次数增加，但是循环次数的增加没有频率增加的幅度大，也就是说如果以时间作为参量的话，疲劳寿命并没有随着频率的增大而增加。如果以时间t为参量的话，加载频率为10HZ和15HZ的对数线相差不大。
（3）灌注不同砂浆对半柔性路面材料抗疲劳性能的影响
在灌入基体沥青混合料的砂浆中掺入丁苯胶乳能显著改善半柔性路面材料的路用性能，为了了解聚合物砂浆半柔性路面材料的疲劳性能，本研究对灌注普通水泥基砂浆的半柔性路面材料与灌注聚合物砂浆的半柔性路面材料进行疲劳试验对比研究，通过试验研究确定，在砂浆中掺入聚合物能有效的改善半柔性路面材料的疲劳性能，使半柔性路面材料对应力水平的敏感度降低，也就是可以使半柔性路面材料的柔性增加。
（4）与半刚性基层和普通沥青混合料抗疲劳性能的对比
为了方便与国内外已有的研究成果比较，本研究也整理出了半柔性路面材料的应力水平—寿命均值的疲劳方程：
（2.5）
即： （2.6）
相关系数： =0.9526
即半柔性路面的疲劳方程参数：，。
表2.9给出了一些半刚性基层材料的疲劳方程。从表2.9的数据可见，半刚性基层材料的疲劳寿命对荷载水平时很敏感的，应力水平的很小变化就能导致疲劳寿命的很大变化。从这点上来看，半柔性路面混合料和半刚性基层材料的性能还是有很大区别的，半柔性路面材料更加接近柔性。
表2.9 半刚性基层材料的疲劳方程参数
| 试验方法 | 材料 | 研究者 | K | n |
| 弯曲 | 二灰碎石 | 重庆公路所 | 2.57×1019 | 18.954 |
| 二灰钢渣 | 1.21×1021 | 20.065 | ||
| 水泥土 | 7.27×1021 | 24.029 | ||
| 弯曲 | 二灰小梁 | 重庆公路所 | 18.66332 | 22.672 |
| 二灰中梁 | 70.11276 | 23.003 | ||
| 水泥小梁 | 4138.805 | 19.198 | ||
| 水泥中梁 | 16961.82 | 17.274 |
2） 半柔性路面抗拉强度结构系数
通过室内四点弯曲疲劳试验,对半柔性路面材料的抗疲劳性能进行研究，得到以下研究成果。
（1）对比三种温度5℃、15℃和40℃条件下疲劳寿命发现，随着温度的升高同一应力强度比的疲劳寿命变短；同时发现温度15℃和5℃时的疲劳破坏表现出更多的脆性。
（2）对比加载频率10HZ和15HZ下的抗疲劳性能发现，在15HZ的加载条件下，疲劳寿命要高于在10HZ的加载环境下的疲劳寿命；但如果以加载时间作为参量的话，疲劳寿命并没有随着频率的增大而略有增加。
（3）在砂浆中掺入聚合物能有效的改善半柔性路面材料的疲劳性能，使半柔性路面材料对应力水平的敏感度降低，即柔性增加。
（4）半柔性路面材料的疲劳性能要优于普通沥青混合料，特别是在低应力区，半柔性路面材料要远优于沥青混合料。随着应力水平的增加，半柔性路面材料的疲劳寿命下降速度要快于沥青混合料，但是又比半刚性基层材料要慢得多。
（5）运用数理统计的方法得到了置信度90%，存活率95%的疲劳方程和路面结构设计用的抗拉强度结构系数。
灌注普通砂浆：
灌注聚合物砂浆：
3） 半柔性路面的材料设计参数
（1）劈裂强度
我国现行《公路沥青路面设计规范》 (JTG D50-2006)中规定，用于检验拉应力的劈裂强度试验，其测试温度采用15℃。对水泥稳定类材料系指龄期为 90d 的极限劈裂强度；对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为 180d 的极限劈裂强度；对水泥粉煤灰稳定类材料系指龄期为 120d 的极限劈裂强度。
本研究对级配上、中、下限的半柔性路面材料的马歇尔试件养护28d，并测定其15℃和20℃时的劈裂强度。试验结果见表2.10。
表2.10半柔性路面劈裂强度试验结果
| 项目 | 普通砂浆 | 聚合物砂浆 | |||||
| 上限 | 中值 | 下限 | 上限 | 中值 | 下限 | ||
| 劈裂强度（MPa） | 15℃ | 1.53 | 1.61 | 1.72 | 1.22 | 1.28 | 1.37 |
| 20℃ | 1.31 | 1.45 | 1.56 | 1.08 | 1.16 | 1.25 | |
（2）抗压强度和回弹模量
室内试验采用圆柱体试件，其直径d为100mm，高h为100mm。试验加载的速率为2mm/min。基体沥青混合料试件采用静压法成型，等其冷却后再灌注水泥基砂浆。用于抗压强度试验和抗压回弹试验的试件个数均为3个。对抗压强度要求以 2mm/min的加载速率均匀加载直至破坏，对抗压回弹模量，应根据试件的平均抗压强度对应的荷载均匀分成10级，分别取0.1P，0.2P，0.3P，0.4P，0.5P，0.6P，0.7P七级作为试验荷载。测试结果见表2.11。
表2.11 半柔性路面抗压强度和抗压回弹模量试验结果
| 灌注砂浆类型 | 龄期 (d) | 级配 | 抗压强度（MPa） | 抗压回弹模量（MPa） | ||
| 15℃ | 20℃ | 15℃ | 20℃ | |||
| 粉煤灰型砂浆 | 28 | 上限 | 3.26 | 2.36 | 2025.3 | 1825.3 |
| 中值 | 3.78 | 2.87 | 2281.1 | 1996.1 | ||
| 下限 | 4.51 | 3.49 | 2404.6 | 2204.6 | ||
| 聚合物型砂浆 | 28 | 上限 | 2.75 | 1.82 | 1738.5 | 1562.5 |
| 中值 | 3.14 | 2.27 | 1854.1 | 1719.8 | ||
| 下限 | 3.68 | 2.81 | 1995.6 | 1824.3 | ||
| SBS改性沥青 AC-16C | 3.59 | 2.90 | 1885 | 1396 | ||
由水泥稳定砂砾基层和半柔性路面建立弹性双层体系，按区间测得的弯沉进行反算得基层和半柔性路面的回弹模量，具体见表2.12和表2.13。
表2.12 基层的弯沉及回弹模量
| 标段 | 区间（m） | 代表弯沉 (0.01mm) | 回弹模量EC(MPa) |
| 第一段 | 50 | 33 | 1438 |
| 50 | 29 | 1527 | |
| 第二段 | 50 | 30 | 1413 |
| 第三段 | 70 | 31 | 1395 |
| 标段 | 区间 （m） | 平均弯沉 (0.01mm) | 标准差σ (0.01mm) | 代表弯沉 (0.01mm) | 回弹模量EC (MPa) |
| 第一段 | 50 | 14 | 3.352 | 19 | 1659 |
| 50 | 10 | 1.728 | 14 | 2230 | |
| 第二段 | 50 | 13 | 2.137 | 16 | 1962 |
| 第三段 | 70 | 12 | 1.653 | 15 | 2038 |
从表2.13可以看出，由实测弯沉反算得到的回弹模量值一般大于1800MPa，所有的模量值都在1600MPa～2400MPa范围内，与室内试验所研究的回弹模量（普通型基本一致）。本研究提出半柔性路面混合料的回弹模量值为：1600MPa～2400MPa（普通型）和1400MPa～2000MPa（聚合物型），认为半柔性路面混合料仍属于柔性材料的范畴。
通过室内外试验分析结合设计规范的规定，确定半柔性路面材料回弹模量可按表2.14的范围取值。
表2.14 半柔性路面材料回弹模量建议取值范围
| 类型 | 抗压回弹模量EC(MPa) | |
| 20℃ | 15℃ | |
| 灌注普通砂浆 | 1800~2400 | 2000~2600 |
| 灌注聚合物砂浆 | 1400~2000 | 1600~2200 |
4） 半柔性路面典型结构研究
（1） 交通参数分级
我国现行的《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中，沥青路面按照公路等级确定其路面等级、面层类型和设计年限。交通量宜划分为四个等级，见表2.15。设计时可根据累计当量轴次（次/车道）或每车道、每日平均大型客车及中型以上的各种货车交通量[辆/(d·车道)]，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。
表2.15 交通等级
| 交通等级 | BZZ-100累计标准轴次（次/车道） | 大客车及中型以上的各种货车交通量 [辆/(d·车道)] |
| 轻交通 | <3×106 | <600 |
| 中等交通 | 3×106～1.2×107 | 600～1500 |
| 重交通 | 1.2×107～2.5×107 | 1500～3000 |
| 特重交通 | >2.5×107 | >3000 |
土基是影响沥青路面结构承载能力、结构层厚度和使用性能的重要因素。土基的强弱直接影响路表弯沉值的大小和沥青路面使用寿命的长短。路面力学计算结果表明，沥青路面的回弹弯沉值绝大部分是由土基引起的。合理划分土基等级，保证土基施工质量对路面弯沉控制有重要的意义。
土基强度等级划分为S1、S2、S3三个等级与各参数间相互关系见表2.16。
表2.16 土基强度等级
| 土基强度等级 | 回弹模量范围(MPa) | 承载比范围(CBR) |
| S1 | 30～45 | 4.5～7.0 |
| S2 | 45～65 | 7.0～10.0 |
| S3 | ＞65 | ＞10.0 |
根据以上研究成果，提出半柔性混合料的材料参数汇总如表2.17。
表2.17 半柔性混合料材料参数
| 类型 | 抗压回弹模量EC(MPa) | 劈裂强度 | 抗拉强度结构系数 | ||
| 20℃ | 15℃ | 15℃ | |||
| 普通砂浆 | 1800~2400 | 2000~2600 | 1.5~1.8 | ||
| 聚合物砂浆 | 1400~2000 | 1600~2200 | 1.2~1.5 | ||
由于城市区域发展日益庞大，使得人口密集、不透水建筑面积增加、排热机器繁多，其结果导致自然降雨渗入地面土壤的机会相对减少，城市的热平衡受到破坏，以致于路面热量无法释放。改善城市“热岛”效应，减少对生态的影响、节约水资源的保水降温路面成为未来的发展趋势。本论文拟开发出一种保水降温砂浆，将其应用于半柔性路面结构而成为一种新型的保水降温半柔性路面，达到降低城市道路路面温度、改善城市生态环境的目的。
保水降温半柔性路面是指以大空隙率沥青混合料（空隙率高达20%-28%）作为基体，通过灌注并渗入一定比例的保水砂浆组分，最终硬化形成的一种高性能特殊路面。保水砂浆能够在下雨或路面洒水时自动蓄水，一旦气温升高时水分蒸发而吸收热量，从而达到降低路面及环境温度的效果，温度降低最大可达10℃以上。同时，该路面具有一定的排水功效，可以防止路面积水。
以半柔性路面为基体铺筑保水降温路面，国外进行了较为广泛的研究和应用，其中以日本为代表。如日本横浜市道路局开展了保水性铺装路面性能及施工研究，提出了性能和施工要求；三菱商事プラスチック株式会社在“保水性舗装構造” 发明专利中对保水材料、路面施工、路面结构提出了相应的要求，结果显示保水性路面具有良好的降温效果。相对而言，我国在保水降温半柔性路面领域研究极少，目前几乎没有相关报道。
通过本项目研究表明，保水降温半柔性路面混合料SFAC-13表现出极强的高温稳定性、水稳性，且其低温（温度-10℃）抗裂性能（破坏拉伸应变、劲度模量）比AC-16稍好；半柔性混合料抗疲劳性能优于普通沥青混合料。本研究提出了路面24小时保水量和洒水8小时后的路面降温参数为两项评价指标。
保水降温半柔性路面可广泛应用于城市小区道路铺装、城市主干道铺设以及大型广场路面铺装。若在城市道路大面积铺装该路面，可改善城市生态结构，降低城市热岛效应，优化城市人居环境。
2.5 灌注式半柔性路面的施工技术与技术经济分析
针对半柔性路面水泥基砂浆的施工特点，并结合现阶段现有的路面施工机械情况对半柔性路面水泥基砂浆的施工工艺与机械配置进行了优化和改进，主要研究成果如下：
① 稀浆封层机用于水泥基砂浆的制作与灌注。首先分析了国内现有的稀浆封层机的型号与特点以及稀浆封层机的工作原理，在此基础上结合水泥基砂浆的施工特性分析了稀浆封层机用于半柔性路面施工的可行性以及施工注意事项。
② 小型振动压路机用于水泥基砂浆的辅助灌注作业：考虑到平板振动器施工的低效性以及大型振动压路机对基体沥青混合料的破坏性，所以选择小吨位的振动压路机比较适合于水泥基砂浆的辅助灌注施工。
③ 根据施工路段水源的充足与否提出了洒水车与清扫车用于半柔性路面残余水泥基砂浆整除施工的可行性：首先分析了国内主要洒水车的型号以及洒水车用于砂浆整除施工的特点与注意事项；清扫车用于砂浆整除施工的可行性考虑了国内与国外清扫车两种情况，用国内清扫车进行施工需对其技术进行相关改进，提高施工效率及功能多样化，国外的清扫车可直接用于水泥基砂浆的清除工作，但成本较高。
④ 结合以上机械配置情况，得出优化后的水泥基砂浆的施工工艺：备料—稀浆封层机拌和灌注水泥基砂浆—小型振动压路机辅助灌注—洒水车或清扫车进行整除—养生、开放交通。
本项目研究从技术经济角度分析了半柔性路面的特点以及与普通沥青路面的比较。首先按照半柔性路面的施工工艺对其施工定额作了分析研究：基体沥青混合料的施工定额、应力吸收层的施工定额、人工拌和施工水泥基砂浆施工定额、厂拌施工水泥基砂浆的施工定额以及稀浆封层机施工水泥基砂浆的施工定额。在这些定额的基础上并参考纵横造价软件上的最新定额对半柔性路面的施工成本作了较为详尽的分析。最后对同一体积的路面实体将半柔性路面与普通沥青路面的施工成本作了对比，得出半柔性路面在技术经济方面的优势。
3 结论
3.1主要结论
项目研究通过国内外调研、室内试验研究和依托工程的实施应用，得到如下结论：
（1）通过对沥青路面冷再生混合料的微观结构与再生机理的分析，研究了沥青发泡技术并分析其影响因素。首次进行了基于混合料力学性能的发泡效果评价研究，讨论了用于冷再生的乳化沥青标准与其效果评价；通过对泡沫沥青混合料的强度形成机理分析，提出了其强度增长的三个重要阶段。研究了沥青路面冷再生混合料配合比设计及其水稳定性、高温稳定性和抗裂性能，发现其路用性能优于半刚性基层，也是目前我国薄层沥青路面再生利用的最佳选择之一。
（2）通过疲劳试验并用统计学分析了其抗疲劳性能，首次提出了该类半柔性路面的抗拉强度结构系数，并得到了劈裂抗拉强度、抗压回弹模量的推荐值等设计参数，在此基础上提出了沥青路面冷再生修筑半柔性路面的典型结构。
（3）在参考国外研究资料的基础上，结合室内试验分析提出了灌注式半柔性路面用水泥基砂浆的技术标准值。在此基础上，掺加外加剂和聚合物乳液，检测其力学性能和流动度，优选研制出了综合性能较好的4种砂浆，即普通型、早强型、聚合物型水泥基砂浆和彩色水泥基砂浆。
（4）对基体沥青混合料的配合比设计进行了探讨，并结合国内实际情况，提出了沥青混合料基体设计步骤流程，确定了基体沥青混合料SFAC-20和SFAC-13的级配范围。
| 混合料类型 | 通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%） | |||||||||
| 26.5 | 19.0 | 13.2 | 4.75 | 2.36 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | ||
| SFAC-20 | 100 | 93~100 | 40~60 | 12~24 | 8~18 | 6~14 | 5~10 | 4~8 | 2~6 | |
| SFAC-13 | 100 | 100 | 82~90 | 20~32 | 10~21 | 8~13 | 5~10 | 3~8 | 2~7 | |
（6）半柔性路面的抗高温变形能力比普通沥青混凝土路面明显增强，路面的车辙深度很小，抗车辙性能好，抗车辙动稳定度达到15000次/mm；随着基体孔隙率的增大，半柔性路面材料的低温抗裂性能呈现下降趋势，本研究推荐级配的半柔性路面混合料的低温抗裂性能在对比试验中，低温性能优于普通AC-16型沥青混凝土；在水稳性能方面，而是随着空隙率的增大，其水稳性能逐渐变好，水稳性能略低于普通AC-16型沥青混凝土。因此，在北方或高原严寒地区，基体混合料空隙率设计过程中应偏向级配的级配上限；在南方高温多雨地区，基体混合料空隙率设计过程中应偏向级配的下限。
（7）半柔性路面混合料的温度收缩系数随温度的降低逐渐减小，在高温区减小趋势较快，随温度的降低趋于缓和，且具有较小的线收缩系数，测试表明其线收缩系数＝1.2×10-5~2.5×10-5，小于普通AC-16型沥青混凝土的线收缩系数（＝2.6×10-5~4.5×10-5）。可见半柔性路面由于降温引起的收缩比较小，从而产生较小的温度应力，产生温度裂缝的可能性不大。
（8）灌注聚合物水泥基砂浆的半柔性路面混合料各项路用性能指标（高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性）均得到普遍提高。综合考虑路用性能其排序为：聚合物砂浆型半柔性路面混合料＞普通砂浆型半柔性路面混合料＞普通AC-16型沥青混凝土。
（9）在国内首次研究橡胶沥青半柔性路面，得出橡胶沥青形成的沥青膜比较厚，基体橡胶沥青混合料的空隙率比普通沥青基体混合料的空隙率较小，为保证水泥基砂浆的充分灌入，因此在基体橡胶沥青混合料的配合比设计过程中偏向级配下限；并对其高温稳定性、低温抗裂性、水稳性能等路用性能进行分析研究和试验路的铺筑，其性能优于ARAC-16的路用性能，在重载、大纵坡等路段具有很好的抗车辙、抗推移等性能。
（10）保水降温半柔性路面是将特殊级配的水泥基保水砂浆灌入大空隙基体沥青混合料(空隙率高达20%-28%)中而形成的一种新型路面。保水降温半柔性路面具有半柔性路面的一切优点，同时还具有保水降温的功效，具有可降低城市热岛效应的功能。对四种保水剂A、B、C、D进行保水砂浆配合比试验，确定出了满足力学性能、流动度和保水率等技术要求的水泥基保水砂浆配合比。与普通AC-16沥青混凝土进行比较表明，保水降温半柔性复合路面材料表现出良好的路用性能。在其保水性能和降温性能的试验研究基础上，提出采用“路面24h保水量”和“洒水8h后的路面降温参数”为主要评价指标。
（10）通过半柔性路面材料的四点弯曲疲劳试验，研究了不同加载频率（10HZ和15HZ）、不同温度（5℃、15℃和40℃）和不同性能的水泥基砂浆（普通型和聚合物型）对半柔性路面材料的疲劳性能的影响。研究发现：频率对半柔性路面材料的疲劳性能影响不大；温度越高半柔性路面材料的极限强度越小，抗疲劳性能也越差；灌注聚合物型水泥基砂浆的半柔性路面比普通型水泥基砂浆的半柔性路面抗疲劳性能好。还与普通沥青混合料面层和无机结合料稳定基层的疲劳性能进行了对比分析，发现半柔性路面的疲劳寿命对应力水平的增减没有半刚性基层敏感，但比沥青混合料敏感，其抗疲劳性能介于两者之间。还得到了置信度90%，存活率95%时的疲劳寿命预估方程和半柔性路面结构的抗拉强度结构系数；再结合室内试验所得的半柔性路面材料设计参数（劈裂强度、抗压回弹模量），提出了灌注式半柔性路面的典型结构。
（11）根据依托工程的实施情况和国外相关研究成果，对半柔性路面基体沥青混合料的配合比、水泥基砂浆的配合比与材料技术要求作了相关规定，对基体沥青混合料的施工工艺进行了较为详尽的分析总结，提出了三种用于水泥基砂浆施工的方法：人工拌和灌注法、厂拌法及稀浆封层机施工法，及其相应的应用条件。根据国内现有的路面施工机械，对半柔性路面水泥基砂浆灌注施工的机械配置作了较为全面的研究，提出了用稀浆封层机等配套机械施工水泥基砂浆的新工艺：备料——稀浆封层机拌和与灌注——小型振动压路机辅助灌注——清扫机清理残余水泥基砂浆——养生。另外，本研究对半柔性路面施工定额、技术经济特点作了相应的研究，提出了基体沥青混合料的参考施工定额、三种水泥基砂浆施工方法的参考施工定额以及半柔性路面与同体积普通沥青路面的施工成本比较，认为半柔性路面在技术经济上有许多优势。
（12）在室内试验研究的基础上，依托山西晋中地区榆社县境内南太公路和顺县境内董榆公路，以及湖北省汉－孝高速公路修筑的普通沥青灌注式半柔性路面试验工程，依托重庆大渡口区西小线小南海水泥厂段和重庆北碚区碚－金公路橡胶沥青灌注式半柔性路面等试验工程，证明灌注式半柔性路面具有良好的路用性能，完全满足重载交通运输的需要；并通过试验路总结完善了其施工工艺和经济评价指标。通过广西壮族自治区国道G324线白色至平班路段大修工程沥青路面冷再生工程，对比了其先后使用的乳化沥青和泡沫沥青冷再生的施工工艺与质量控制要求，并推荐今后采用泡沫沥青冷再生技术来修筑半柔性路面。在此基础上编制了相应的《半柔性路面应用技术指南》（人民交通出版社出版），为今后推广应用半柔性路面的奠定了基础。
3.2创新点
（1)在国内首次通过疲劳试验并用统计学分析了沥青路面冷再生半柔性路面的抗疲劳性能，该类半柔性路面的抗拉强度结构系数以及劈裂抗拉强度、抗压回弹模量的推荐值等设计参数，在此基础上提出了沥青路面冷再生修筑半柔性路面的典型结构。
（2)在国内首次结合室内试验分析提出了灌注式半柔性路面用水泥基砂浆的技术标准值，确定了半柔性路面基体沥青混合料SFAC-20、SFAC-13的推荐级配和最佳沥青用量。与SBS改性沥青AC-16进行比较表明，半柔性路面混合料表现出很好的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等，且具有较小的线收缩系数；首次将橡胶粉改性沥青用于半柔性路面，并对橡胶沥青半柔性路面的配合比设计方法，以及高温稳定性、低温抗裂性、水稳性能等路用性能进行研究，表明橡胶沥青半柔性路面具有很好的应用前景。
（3)在国内首次对保水降温半柔性路面进行了开发研究，研制出了满足力学性能、流动度和保水率等技术要求的水泥基保水砂浆和保水降温半柔性路面，并提出了“路面24h保水量”和“洒水8h后的路面降温参数”为主要评价指标。
（4)在四点弯曲疲劳试验的基础上，研究了不同加载频率（10HZ和15HZ）、不同温度（5℃、15℃和40℃）和不同性能的水泥基砂浆（普通型和聚合物型）对半柔性路面材料的疲劳性能的影响。研究发现：频率对半柔性路面材料的疲劳性能影响不大；温度越高半柔性路面材料的极限强度越小，抗疲劳性能也越差；灌注聚合物型水泥砂浆的半柔性路面比普通型水泥基砂浆的半柔性路面抗疲劳性能好。还与普通沥青混合料面层和无机结合料稳定基层的疲劳性能进行了对比分析，发现半柔性路面的疲劳寿命对应力水平的增减没有半刚性基层敏感，但比普通沥青混合料敏感，其抗疲劳性能介于两者之间。还得到了置信度90%，存活率95%时的疲劳寿命预估方程和半柔性路面结构的抗拉强度结构系数；再结合室内试验所得的半柔性路面材料设计参数（劈裂强度、抗压回弹模量），提出了灌注式半柔性路面的典型结构。
（5)在国内首次编制了《半柔性路面应用技术指南》，并提出了半柔性路面三种水泥砂浆灌注施工方法（人工拌和灌注法、厂拌法及稀浆封层机施工法）及其应用条件；提出了用稀浆封层机等配套机械施工水泥砂浆的新工艺。
（6)本研究在国内首次提出了半柔性路面基体沥青混合料的参考施工定额、三种水泥砂浆灌注施工方法的参考施工定额以及半柔性路面与同体积普通沥青路面的施工成本比较。
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