公路施工中路面垫层施工技术的应用

2021-04-14曲东毅

卷宗 2021年24期

曲东毅

（洛宁县农村公路所，河南洛阳 471700）

路面垫层是连接路面和路基、防水层、隔水层及道路荷载的中间纽带，是路面结构的重要内容，如果这部分施工技术质量控制不佳，将会对后续公路施工带来不良影响。公路工程的路面垫层施工技术具有较高的质量要求，考虑到施工环境、施工用材的差异，从而采用碎石垫层和砂砾垫层路面垫层施工，保证施工用材必须符合公路工程的实际需要，预防道路变形及路面低洼、坑槽等不稳定因素的出现[1]。因此路面垫层是保障公路工程安全性和稳定性的重要技术，为延长公路使用寿命做出贡献。

1 路面垫层施工技术概述

路面垫层作为路面结构的重要组成部分，对路面的稳定性与安全性具有重要的作用，以水泥混凝土路面为例。垫层根据所用材料不同分为碎石垫层和砂砾垫层，其中碎石垫层又因是否经过设计级配分为级配碎石垫层与未级配碎石垫层。级配碎石垫层的颗粒排列紧密，相对质量比较好，通常用于高等级公路建设，而未级配的碎石垫层则主要应用于低等级公路工程的基层与垫层。通常情况下路面垫层材料的选择与底基层相同，具有较高的弹性模量，在外界应力作用下发生的变形较小，有利于内力的重分布。另外，路面垫层的抗剪强度也应相对较大，当车轮荷载通过路面传递到垫层时可以有效降低路面坑槽的出现，同时路面垫层的透水性能良好，路面积水可以迅速下渗排出，有利于路面整体水稳定性的提高。

2 案例概述

某公路工程的路面面层为两层式结构，其中，上面层是厚度为1.50cm的沥青混凝土，下面层为厚度是3.50cm的中粒式沥青混凝土，路面基层则由厚度为20.00cm的水泥稳定砂砾组成。在该公路工程当中，垫层由天然砂砾构成，厚度在15.00～25.00cm之间。想要更好的提升该公路路面垫层施工水平，在K698+000—K705+100选取300.00m地段进行路面垫层填筑试验[2]。

3 路面垫层施工质量的基本要求

第一、路面垫层需要具有较高的弹性模量，以此为公路过往车辆提供需要的荷载，还要求具有高强度的抗剪力，预防来往车辆遗留深深的车辙及裂缝，同时还要具备一定的透水性，能够让路面自由水快速排出，预防积水。若为砂垫层，施工中应当分层铺砂，逐层振密或压实，分层的厚度一般为15～20，密实度的控制方法有振动法（包括平振、插振、压实）、水撼法和碾压法等，且砂砾垫层粗细颗粒分离不明显，最大粒径不应大于5，砂砾垫层的宽度应当宽出路基边脚0.5～1.0mm。两侧墙以片石护砌，防止砂料流失，碾压时最佳含水量一般控制在8%～10%范围内。若为石灰垫层，施工前必须检验下卧地基，排除局部软弱土坑，使用素土或者灰土填平夯实，施工中均匀搅拌灰土并控制含水量，保证质量，如土料水分过多或者不足，应该晾干或加水浸润进行调整。

第二、路面垫层施工材料配置良好，现阶段无法保证施工用材的透水性和水稳性，对此提出了以下要求：规范用材中，规定的垫层材料颗粒含量必须<0.075mm，占据总材料的10%左右比重，允许其具备一定的冻胀性。虽然垫层材料具有黏聚力，但由于满足不了垫层的要求，不能够抵抗黏粒发生自然作用造成的损失，因此这种结构不被路面垫层施工技术所采纳，无法有效延长公路的使用年限。施工材料对分层控制影响大，使用压实机现场试验确定，常规松铺30cm，分层压实厚度为20cm，并且压实灰土后应用排水方法，避免受到雨水浸泡。在垫层铺筑完成后，要预防日晒雨淋，在路面垫层表面铺筑上层，通常选择地基表面铺设塑料编织网或者土工聚合物等。

第三、如果渗水系数较大，避免使用低于0.075mm的颗粒含量，材料最好选择的是嵌挤骨架结构，保证较大的空隙率，这种结构毛细作用微弱，不容易储存水，同时冻胀性较弱，真正实现了切断毛细水上升、防冻及吸收路基裂缝的作用[3]。当前，这种结构满足了规范化的砾石底层石配的要求，但是随着公路工程垫层路面标准的提高，这种规范的施工垫层已经不能完全满足需要，还需要进一步探索。

4 公路施工中路面垫层施工技术具体应用

4.1 施工准备

首先，从工程项目的总体施工质量出发，结合相关标准，认真按照标准化流程实施有关工作，加强各项级配材料的运输管理，构建相应的运输模型，保证各项材料运输操作流程更为规范。如果级配材料的运输量超过15t时，需要配备相应的保温篷布，该篷布要具备遮雨功能，防止级配材料间出现内壁黏连现象。

其次，做好施工放样工作，在下承层上部，施工人员要进行中线恢复，在直线段与平曲线段，每隔20m设置一个木桩，并做好指示桩设置工作，一般来讲，指示桩需要设置于公路两侧路面外缘0.5m位置，并采用红色油漆在指示桩上标出设计高程。

最后，加强施工材料保存与管理，保证碎石的含水量符合有关规定，级配达标。因为该公路工程施工规模比较大，施工人员要认真按照公路路面垫层施工流程进行施工，在提升垫层施工质量的基础上，减少施工材料的损耗。

4.2 混合料拌和

施工人员在进行混合料拌和时要使用连续式的稳定土厂拌设备，要确保集料符合最大粒径和级配要求。在每次拌和施工以前，需要对所用设备进行调试，对各种材料和含水量进行准确测量，按照试验段确定的配合比及时调整混合料的含水量。一旦原集料的颗粒组成出现变化，需要重新对设备进行调试。拌和时要准确称量各种材料，在允许范围内控制其误差，施工人员需要定期检查称量系统，通过及时修正来确保配合比的准确性。施工人员要对拌和时的水流比率、加水时间随时抽查，对进水口及拌和用水的储备情况进行定期复核，在最佳含水量的基础上，混合料含水量需要适当增加0.5%―1.0%左右，避免运输和施工环节水分蒸发导致的含水量不足现象出现[4]。

4.3 垫层施工

垫层是指位于路面与路基之间的结构层，也是路面结构的最底层，主要具有防水、防冻等功能。此外，路面垫层还可以有助于荷载的传递，从而提高路面的可靠性，因此被广泛的应用于公路施工当中。一般来说，依据施工材料的不同可以将路面垫层施工分为级配碎石层施工与砂砾垫层施工，相比砂砾垫层施工，碎石垫层施工质量较高，能够用于高等级的公路建设，但同时成本也远远高于砂砾垫层施工，因此相关工作人员在选择施工材料时，需要考虑到公路施工整体的预算以及要求，在确保达到公路工程质量与安全要求的同时，控制施工成本，从而实现经济效益与社会效益的统一。

4.4 摊铺

每车混合料的摊铺面积需要根据要求达到的压实干密度和摊铺层的厚度进行计算，运输车在卸料时需要由专人进行指挥。运料车要在路幅中间均匀卸下混合料，如果路幅较宽，可以按照两行进行混合料卸载。施工人员要将混合料通过摊铺机根据松铺厚度均匀摊铺，拌和机与摊铺要保持相互协调的生产能力，保持均匀的摊铺速度，不允许有停工等料或拌和临时停止的问题出现在摊铺现场。施工人员要采用轻型压路机对摊铺成型的混合料进行1～2遍的快速碾压，使潜在的不平整暴露出来，随后通过人工方式进行整形，通过轻型压路机进行1遍的碾压。粗细集料离析现象在整形过程中需要及时消除[5]。

4.5 碾压

针对路基的下部位置，对其进行压实，就是为了有效避免因路基下部在静载作用下而出现固结变形现象，有效避免路面在投入使用过程中出现不均匀沉降现象。针对路堤的上部位置，这部分对压实强度提出较高的要求，为确保路堤具有较高的承载能力，路堤上部的压实强度一定要足够高。为能够紧密连接新路基和旧路基，应有效提高路基的完整度和强度，同时在对旧路基进行拓宽过程中，一定要严格控制新路基的压实施工作业，必要时还应提高新路基的压实度要求。为对新旧路基接缝的压实控制进行有效加强，有效避免旧路基拓宽部分和新旧路基拼接部分出现差异变形现象，可以选用强夯或者压力轧制等方法。在高等级公路路基进行拓宽时，我国大多数施工单位都是选用高强冲击力措施和强压实措施。

4.6 接缝处理

如果混合料摊铺时超过2h的中断时间，需要设置横向接缝，用人工弄整齐基层末端含水量合适的混合料，将两根方木紧靠混合料防止，要根据混合料的压实厚度调试方木；对紧靠方木的混合料进行整平，方木的另一侧进行3m长的回填，所用材料为砂砾或碎石，要碾压密实混合料。随后对混合料重新摊铺以前，需要清除方木，清扫干净下承层，将混合料从已压实层的末端重新开始摊铺。施工人员要以中央分隔带为界分两幅施工，避免纵向接缝。可使用两台摊铺机间隔5～15m前后同步向前摊铺混合料，并同时开始碾压施工。在不能避免纵向接缝的情况下，需要垂直相接纵缝，不允许出现斜接。

5 公路施工中路面垫层施工质量控制

第一、路基质量检测、整形需在路面矿粉稳定级配碎石垫层施工前进行，严格按照施工图纸、施工规范等确定路床表面平整度、压实度、高程等，且在施工前期清理干净表面浮土、杂物等，并做好保湿洒水工作，在获得相关部门认可后，即可摊铺混合料。第二、做好全过程的检查。路面垫层施工技术的应用管理，要贯彻落实全过程把控理念，实现对质量的全面把控。结合公路工程的规模，组建施工质量管理小组，配置专业人员，负责路面垫层施工现场检查，实现对施工作业的动态化把控。对发现的路面垫层施工技术问题，要求相关人员进行整改，整改后进行检查，确保施工达到标准。除此之外，严格按照路面垫层施工质量检验标准，做好施工前、施工过程中和施工后的质量检查，保障施工质量达标[6]。