半柔性复合路面(SFP)是一种基于“刚柔中化”的思路,将沥青混合料与水泥胶浆进行复合的新型结构,既解决了刚性路面行车舒适性差、接缝多的缺点,又可以避免柔性路面因季节性的温度变化而导致路面产生破坏。经过将近几十年的发展,半柔性复合路面越来越得到人们的认可和重视,学者们对这种复合路面的研究广度和深度也逐渐增强。然而经过长时间的理论研究和工程应用,半柔性复合材料应用到上面层结构,尽管其功能性和舒适性都较传统路面有了很大改善,但是半柔性复合上面层同样存在开裂问题。这一不足是水泥胶浆的易收缩性导致的,使得沥青混合料与灌浆材料无法很好的共同工作,目前这方面的研究还较为匮乏。针对半柔性复合上面层的开裂问题,本文主要从如下几个方面展开研究:(1)依据空隙率、稳定度和流值等关键指标对母体沥青混合料进行级配设计,根据层位要求和性能指标,确定空隙率为25%的SFP-13半柔性沥青混合料的级配组成,并选择用掺加0.1%纤维的SBS改性沥青,使其在保证能够充分灌入水泥胶浆的同时,能够具有很好的整体性和抗变形能力;(2)半柔性复合路面容易开裂的关键原因在于水泥胶浆的失水收缩,针对这一问题,本文在满足水泥胶浆其他性能的基础上,通过掺加减缩剂将水泥胶浆的收缩变形降低了59.3%,显著改善了灌浆材料的体积稳定性;(3)通过一系列室内试验对SFP-13半柔性沥青混合料的路用性能进行评价分析,包括抗剪性能、高低温性能、水稳定性和收缩抗裂性。结果表明,此种半柔性复合材料的路用性能均满足路面结构要求,且由于减缩剂的加入,其28d干缩率降低了54.8%,收缩开裂得到很好的抑制;(4)针对SFP-13半柔性沥青混合料的收缩开裂性能,本文不仅根据以往测试方法对复合材料进行宏观干缩试验,还通过电镜扫描技术对其微观发展状况进行试验分析。研究发现掺减缩剂的复合材料的28d裂缝发展较慢,明显小于未掺加减缩剂的复合材料的裂缝状况,前者沥青混合料与水泥胶浆的界面联结仍较为完整,进一步验证了减缩剂不仅能够抑制水泥胶浆和复合材料的收缩,而且使得两者保持良好的整体性能;(5)针对试验SFP-13半柔性沥青混合料劈裂强度的破坏性,本文提出利用超声波检测技术进行无损检测,结果表明,SFP-13混合料的劈裂强度与波速之间具有良好的拟合度,相关系数R~2=0.95684。另外,基于超声波与劈裂强度的关系试验,对超声波传播速度与水泥胶浆、SFP-13混合料的干缩变化进行试验曲线拟合,研究发现两者的干缩变化与波速之间也具有较好的拟合度,相关系数分别是R~2=0.93476和R~2=0.9302。