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[摘 要]本文简述了将废弃塑料应用在半刚性基层沥青路面中，不仅减少了废弃塑料对环境的污染，而且可以改善路面性能，提高半刚性基层抗裂性，并且分析了半刚性基层产生裂缝机理。最后综述了废旧塑料在半刚性基层路面的研究与应用现状，并提出了相关建议和展望。
[关键词]半刚性基层；沥青路面；塑料；应用
中图分类号：G31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0205-01
0 前言
截至2018年，无论是在生活中还是工业中，我国每年产生的塑料废弃物数量相当庞大。对于这些数量庞大的塑料废弃物，无论是填埋还是焚烧都会污染空气或者土壤并造成大量的资源浪费[1]。对这些塑料废弃物清洗回收、筛选和二次加工重新利用不仅有较好的经济收益而且减少环境污染。其中将塑料废弃物在半刚性基层路面中的应用是国内外研究的一个热点，对环保绿色的建筑材料和路面性能的改善有着重要的科学意义和实用价值。
1半刚性基层裂缝机理
作为我国高等级公路路面主要结构，半刚性基层路面以其强度高、平整度良好、抗车辙性好且经济合理等优点被广泛推广应用[2，3，4]。但久而久之，发现其存在着各种各样的裂缝问题，比如干缩裂缝、温度裂缝和U型裂缝等。半刚性基层路面裂缝直接破坏了路面结构整体性和连续性，影响车辆的行驶质量。随着极端天气和车辆载荷增加等因素影响，路面的结构强度将会大大降低，并且加速路面的破坏，极大影响高速公路寿命和使用质量。
半刚性基层裂缝产生原因是多种多样的，比如半刚性基层所使用的材料水泥、石灰和粉煤灰等本身就对温度和湿度比较敏感等。半刚性基层裂缝可以分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝[2]。
1.1荷载型裂缝
沥青路面中由于行车荷载作用而引起的裂缝称为荷载型裂缝[2]。如图1荷载型裂缝示意图所示，在车轮荷载F反复作用下，半刚性基层会产生拉应力，促使半刚性基层底部逐渐将产生裂缝或疲劳裂缝。随着重载交通的增长和超载现象的影响，底部裂缝会逐渐扩展到面层，最终并使面层也产生裂缝。
1.2非荷载型裂缝
温度疲劳裂缝和干燥收缩裂缝均属于非荷载型裂缝[2，3]。如图2非荷载型裂缝示意图所示，温度疲劳裂缝是指经太阳的强烈照射，夜晚气温大幅度下降等因素日复一日的影响，使得半刚性基层材料产生温度应力，使得基层开始慢慢收缩，最终基层在温度应力的反复作用下产生疲劳开裂。干燥收缩裂缝是指基层施工结束后，在自然蒸发和水化反应下，由于表层失水量大，深层失水量小，基层内部出现不均匀的失水，基层在干缩作用较大的地方产生裂缝，这种裂缝称为干燥收缩裂缝。
2国内外研究与应用现状
国内外学者在废旧塑料掺加在混凝土方面做了大量的研究应用，主要研究集中于将废旧塑料用于混凝土中制成再生塑料改性混凝土。再生塑料改性混凝土制作流程通常是将废旧塑料进行破碎或二次加工，制备再生塑料粉末或颗粒，按混凝土中的细骨料或粗骨料进行体积或质量替代，然后在按标准养生，最后和未添加塑料的试件在抗压强度、抗拉强度、回弹模量和微观结构等方面进行比较分析研究[5，6]。在再生塑料改性混凝土研究中，通过国内外学者的研究可以总结大致规律：再生塑料的颗粒的尺寸、形状和颗粒级配对混凝土性能和新拌浆体流动性均有不同的影响；替换粗骨料的塑料其表面粗糙情况也影响改性混凝土性能；由于塑料有着较好塑性和弹性模量，密度较低等特点，尽管再生塑料改性混凝土的密度和抗压强度会有一定的降低，但是在破坏时会呈现出一定的塑性；因为塑料的塑性和弹性，在随着加入塑料的增加，再生塑料改性混凝土的密度和抗压强度变化曲线较为缓和。
然而将废旧塑料用于半刚性基层的研究应用文献甚少，徐扬[7]将废旧泡沫塑料与适量粉煤灰一起制成新的水泥稳定碎石材料，并测定其性能，试验结果表明水泥稳定碎石材料在摻入泡沫塑料后，其强度会有所降低，但水泥稳定碎石材料的温缩和干缩应变均会减小，提高了基层的抗裂性。张金喜[8]等将废发泡塑料（EPS）制成废发泡塑料骨料用于作为修建道路防冻胀层，修筑并测试含有废发泡塑料骨料的试验路的力学性能和隔热性能等指标，试验结果表明，掺加了废发泡塑料骨料的基层和一般的路基土、特别是软弱私性土路基相比有着更好的承载力。同时废发泡塑料骨料导热性差、密度小等优点可以帮助基层大幅度降低冻结深度，提高基层的抗冻能力。
3展望与总结
虽然国内外进行了关于废旧塑料在半刚性基层路面中相关研究，但是仍存在一些问题和不足：（1）我国的废弃塑料种类繁琐，回收困难，并且大部分废弃塑料制品受到不同程度的污染，含杂质较多，导致利用率低；（2）国内外废弃塑料的研究应用主要集中在混凝土上，而在半刚性基层上的应用研究较少。半刚性基层稳定性好，强度和刚度高，但易产生缩裂，而再生塑料改性混凝土试验表明废弃塑料有较好的塑性，可以尝试用废旧塑料替换半刚性基层中细集料或粗骨料制成改性稳定土。
废旧塑料对环境的污染是全世界一直关注的环境问题，将废弃塑料运用在半刚性基层路面中不仅能够有效减少日益严重的污染问题，同时减少高速公路的施工成本，有着良好的经济效益，并且对够获得更好的路面性能，改善半刚性基层的材料的抗裂性有着重要的现实意义和实用价值。
参考文献
[1]刘奉侠.废旧塑料作为沥青改性材料在道路铺设中的研究与应用[J].塑料工业，2016，44（09）：13-15+28.
[2]蒋应军，戴经梁，陈忠达.半刚性基层裂缝产生机理分析及防治措施[J].重庆交通学院学报，2002（02）：54-57.
[3]李建红.半刚性基层沥青路面反射裂缝的分析与防治[J].北方交通，2017（12）：39-41+46.
[4]岳福青，杨春风，魏连雨.半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治[J].河北工业大学学报，2004（01）：70-74.
[5]董振平，赵凯月，王艳.再生塑料混凝土研究现状[J].混凝土，2017（03）：100-104.
[6]刘锋，黄海滨，夏晓舟，李丽娟，钟根全，郭永昌.再生塑料改性混凝土力学性能研究及数值模拟[J].建筑材料学报，2011，14（02）：173-179.
[7]徐扬.废旧泡沫塑料填充式水泥稳定碎石基层抗裂性能研究[J].交通世界（建养.机械），2013（01）：108-109.
[8]张金喜，张奇，李爽.废发泡塑料骨料作为道路防冻胀材料的实验研究[J].北京工业大学学报，2007（09）：925-930+947.
作者简介
郭伟栋 （1993.03--） 性别：男，江西省赣州市人，学历硕士，专业：机械设计及理论。
[关键词]半刚性基层；沥青路面；塑料；应用
中图分类号：G31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0205-01
0 前言
截至2018年，无论是在生活中还是工业中，我国每年产生的塑料废弃物数量相当庞大。对于这些数量庞大的塑料废弃物，无论是填埋还是焚烧都会污染空气或者土壤并造成大量的资源浪费[1]。对这些塑料废弃物清洗回收、筛选和二次加工重新利用不仅有较好的经济收益而且减少环境污染。其中将塑料废弃物在半刚性基层路面中的应用是国内外研究的一个热点，对环保绿色的建筑材料和路面性能的改善有着重要的科学意义和实用价值。
1半刚性基层裂缝机理
作为我国高等级公路路面主要结构，半刚性基层路面以其强度高、平整度良好、抗车辙性好且经济合理等优点被广泛推广应用[2，3，4]。但久而久之，发现其存在着各种各样的裂缝问题，比如干缩裂缝、温度裂缝和U型裂缝等。半刚性基层路面裂缝直接破坏了路面结构整体性和连续性，影响车辆的行驶质量。随着极端天气和车辆载荷增加等因素影响，路面的结构强度将会大大降低，并且加速路面的破坏，极大影响高速公路寿命和使用质量。
半刚性基层裂缝产生原因是多种多样的，比如半刚性基层所使用的材料水泥、石灰和粉煤灰等本身就对温度和湿度比较敏感等。半刚性基层裂缝可以分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝[2]。
1.1荷载型裂缝
沥青路面中由于行车荷载作用而引起的裂缝称为荷载型裂缝[2]。如图1荷载型裂缝示意图所示，在车轮荷载F反复作用下，半刚性基层会产生拉应力，促使半刚性基层底部逐渐将产生裂缝或疲劳裂缝。随着重载交通的增长和超载现象的影响，底部裂缝会逐渐扩展到面层，最终并使面层也产生裂缝。
1.2非荷载型裂缝
温度疲劳裂缝和干燥收缩裂缝均属于非荷载型裂缝[2，3]。如图2非荷载型裂缝示意图所示，温度疲劳裂缝是指经太阳的强烈照射，夜晚气温大幅度下降等因素日复一日的影响，使得半刚性基层材料产生温度应力，使得基层开始慢慢收缩，最终基层在温度应力的反复作用下产生疲劳开裂。干燥收缩裂缝是指基层施工结束后，在自然蒸发和水化反应下，由于表层失水量大，深层失水量小，基层内部出现不均匀的失水，基层在干缩作用较大的地方产生裂缝，这种裂缝称为干燥收缩裂缝。
2国内外研究与应用现状
国内外学者在废旧塑料掺加在混凝土方面做了大量的研究应用，主要研究集中于将废旧塑料用于混凝土中制成再生塑料改性混凝土。再生塑料改性混凝土制作流程通常是将废旧塑料进行破碎或二次加工，制备再生塑料粉末或颗粒，按混凝土中的细骨料或粗骨料进行体积或质量替代，然后在按标准养生，最后和未添加塑料的试件在抗压强度、抗拉强度、回弹模量和微观结构等方面进行比较分析研究[5，6]。在再生塑料改性混凝土研究中，通过国内外学者的研究可以总结大致规律：再生塑料的颗粒的尺寸、形状和颗粒级配对混凝土性能和新拌浆体流动性均有不同的影响；替换粗骨料的塑料其表面粗糙情况也影响改性混凝土性能；由于塑料有着较好塑性和弹性模量，密度较低等特点，尽管再生塑料改性混凝土的密度和抗压强度会有一定的降低，但是在破坏时会呈现出一定的塑性；因为塑料的塑性和弹性，在随着加入塑料的增加，再生塑料改性混凝土的密度和抗压强度变化曲线较为缓和。
然而将废旧塑料用于半刚性基层的研究应用文献甚少，徐扬[7]将废旧泡沫塑料与适量粉煤灰一起制成新的水泥稳定碎石材料，并测定其性能，试验结果表明水泥稳定碎石材料在摻入泡沫塑料后，其强度会有所降低，但水泥稳定碎石材料的温缩和干缩应变均会减小，提高了基层的抗裂性。张金喜[8]等将废发泡塑料（EPS）制成废发泡塑料骨料用于作为修建道路防冻胀层，修筑并测试含有废发泡塑料骨料的试验路的力学性能和隔热性能等指标，试验结果表明，掺加了废发泡塑料骨料的基层和一般的路基土、特别是软弱私性土路基相比有着更好的承载力。同时废发泡塑料骨料导热性差、密度小等优点可以帮助基层大幅度降低冻结深度，提高基层的抗冻能力。
3展望与总结
虽然国内外进行了关于废旧塑料在半刚性基层路面中相关研究，但是仍存在一些问题和不足：（1）我国的废弃塑料种类繁琐，回收困难，并且大部分废弃塑料制品受到不同程度的污染，含杂质较多，导致利用率低；（2）国内外废弃塑料的研究应用主要集中在混凝土上，而在半刚性基层上的应用研究较少。半刚性基层稳定性好，强度和刚度高，但易产生缩裂，而再生塑料改性混凝土试验表明废弃塑料有较好的塑性，可以尝试用废旧塑料替换半刚性基层中细集料或粗骨料制成改性稳定土。
废旧塑料对环境的污染是全世界一直关注的环境问题，将废弃塑料运用在半刚性基层路面中不仅能够有效减少日益严重的污染问题，同时减少高速公路的施工成本，有着良好的经济效益，并且对够获得更好的路面性能，改善半刚性基层的材料的抗裂性有着重要的现实意义和实用价值。
参考文献
[1]刘奉侠.废旧塑料作为沥青改性材料在道路铺设中的研究与应用[J].塑料工业，2016，44（09）：13-15+28.
[2]蒋应军，戴经梁，陈忠达.半刚性基层裂缝产生机理分析及防治措施[J].重庆交通学院学报，2002（02）：54-57.
[3]李建红.半刚性基层沥青路面反射裂缝的分析与防治[J].北方交通，2017（12）：39-41+46.
[4]岳福青，杨春风，魏连雨.半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治[J].河北工业大学学报，2004（01）：70-74.
[5]董振平，赵凯月，王艳.再生塑料混凝土研究现状[J].混凝土，2017（03）：100-104.
[6]刘锋，黄海滨，夏晓舟，李丽娟，钟根全，郭永昌.再生塑料改性混凝土力学性能研究及数值模拟[J].建筑材料学报，2011，14（02）：173-179.
[7]徐扬.废旧泡沫塑料填充式水泥稳定碎石基层抗裂性能研究[J].交通世界（建养.机械），2013（01）：108-109.
[8]张金喜，张奇，李爽.废发泡塑料骨料作为道路防冻胀材料的实验研究[J].北京工业大学学报，2007（09）：925-930+947.
作者简介
郭伟栋 （1993.03--） 性别：男，江西省赣州市人，学历硕士，专业：机械设计及理论。