基层基面层施工技术研究

谢志雄

【摘要】在当前的公路建设中，想要提高路面的质量水准，只从提高公路结构的耐久性一个方面去考虑是远远不够的，我们必须对基层施工技术和基面层施工技术进行研究，这样才能使路面结构保持完整，形成一个整体结构，从而提高公路路面的使用寿命。

【关键词】基层;基面层;施工;技术;公路

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.132

1、引言

公路路面结构能否经久耐用主要还是由基层和基面层的层间粘结质量来决定的。本文以国内某段公路的原始路段和新建路段为例进行施工技术研究，通过现场采样分析影响路面结构使用寿命的因素。找出提高路面质量等级的具体措施。根据该路段的原始路段现场取芯采样，发现只能面层与上基层连接的芯样进行取芯采样，无法对公路的下基层进行取芯采样。而从新建路段的现场取芯采样结果上来看，上基层脱离了下基层，这些情况都是不正常，不合理的，严重制约着公路路面整体结构的稳定性以及耐用性。因此，本文重点研究基层和基面层的施工技术。

2、基层施工技术研究

2.1基层粘结性的力学计算

本文选择国内某公路段的路面维修工程案例为研究对象。该工程总长22.7公里，交通量巨大，且大型运输车辆往来频繁，该公路的原始基本结构由沥青混凝土路面和水泥稳定碎石基层组成。方案中，需要对原始道路基层进行强度为160兆帕的处理，根据施工方案设计的道路基层参数计算模型为：两个当量圆的半径记作11厘米，其中圆中心距为32厘米，采用双圆均布荷载，设计汽车轮胎压强为0.9兆帕。假设道路的基层与面层之间是不间断的，我们可以分析基层粘结状态对结构层的影响情况，在道路基层中的各个层之间，可以假设完全连续、半连续和完全滑动的状态来进行计算，通过计算，得到拉应力值为0.4152，此值远远超出水泥稳定碎石基层的拉应力的合理范围，抗拉强度是不达标的[1]。道路的基层就随之被破坏开裂。

2.2基层施工质量控制

为了避免道路基层间因粘结度不够而出现破坏开裂，延长公路路面结构的寿命，我们根据结合现有的公路的施工技术水平，从多角度考虑，提出了新的基层施工质量控制技术。

2.2.1基于水泥稳定碎石的分层摊铺施工技术

水泥稳定碎石构成了公路基层的基本形式。一般來讲，基层的厚度大约为33厘米左右。从传统情况上来看，原有的道路基层摊铺施工设备无法一次性地对道路进行摊铺和压实，只能分两次进行施工，分为上基层和下基层。这样每层基层的摊铺厚度才能小于20厘米。在下基层施工结束后一周，我们需要对其进行洒水养生作业，在养生作业期间，需要对道路进行全部封闭，车辆不可以正常通过，待养生结束之后，我们才能继续进行上基层的施工。在上基层施工操作之前，工人必须清理下基层作业面，避免下基层界面受到污染。但是，目前这种施工技术在整体性上还不具有优势，因此施工中的水泥净浆质量应该按照每平米的1.3公斤左右来计量，以增加上基层和下基层的整体、联系和紧密度。

2.2.2基于水泥稳定碎石的基层整体施工技术

如果道路的水泥稳定碎石基层之间没有出现薄弱的粘结情况导致基层分离，我们就可以采用整体式施工技术来进行施工，解决技术难题。目前，基于水泥稳定碎石的整体式施工技术必须采用高标准的抗离析大功率摊铺设备以及大吨位的激振力压路机。对于整体式施工技术来讲，需采用十三吨级的双钢轮设备进行重复式碾压，然后再用更高吨位的单钢轮振动碾压，最后再使用胶轮压路机完成最后的碾压。施工结束后，我们在现场即时检测压实度，如果满足规范要求，进行养生作业。

3、基面层施工技术研究

道路路面是否能经久耐用取决于基面层中上下层之间是否能粘结紧密，强度是否达标。相关路面芯样的研究表明，大部分路面破损开裂的基层与面层之间缺少整体性，导致脱离现象[2]。此外，根据芯样分析结果，我们发现透层油使用的多少、透层油在何时何地进行喷洒作业、不同种类的透层油的使用、下封层的油温、下封层种类等因素也极大地制约着基面层的粘结稳定性。透层油的作用是是基层和面层之间能够平稳的过度，增加层间的粘结强度。但是，过量食用会导致富油层的形成，反而使层间结构变得很脆弱。目前，我国道路施工中使用的透层油的基本都是乳化沥青。

3.1基面层粘结性的力学计算

本文选择了国内某段公路的沥青路面改造方案来进行基面层粘结性的力学计算。该路段交通量巨大，以沥青混凝土和水泥稳定碎石为基层。通过计算受力最不利点应力，我们发现如果基面层的各层状态发生了变化，应力也随之改变，因此，基面层粘结强度也对路面工程能否经久耐用起到了极大的影响作用。

3.2基面层粘结性测试

通常，在基层上面设置透层和下封层可以增加层间粘结强度。下封层可以使碎石封层以及稀浆封层得到同步。斜剪、直剪、拉拔可以测试透层的粘结强。在本文的基层粘结强度测试中，采用的是斜剪测试。

3.2.1测试材料

测试中使用了水泥稳定碎石基层集料、同步碎石封层碎石、稀浆封层石屑。其中，集料采用石灰岩，透层采用乳化沥青，同步碎石封层采用70号基质沥青[3]。

3.2.2测试原理

测试中，对水平荷载和竖向荷载、温度作用下的基层面抵抗剪切破坏的能力进行模拟，得到剪应力公式：

（1）

式中， τ为基面层的各层之间的接触面剪应力;F代表最大压力;A代表基层面的粘结面积。被破坏时，层间接触面的剪应力就会和层间界面的抗剪强度相等。

3.2.3测试方式

为了对道路路面的实际结构进行模拟，计算出基面层在高温、常温、荷载等不同作用下的抗剪力，从而分析出变化规律，在文中，剪切测试与拉拔测试被用于基面层的粘结强度测试。

3.2.4测试件

测试件包括五个部分，分别为水泥稳定碎石基层、喷洒透层油、封层、沥青混凝土、切割设备。

3.2.5测试结果分析

由于每平米封层的最佳用油量两公斤左右，当沥青用量达到最佳时，我们可以看到同步碎石封层的抗剪力比封层的抗剪力高出很多。在高温条件下，同步碎石封层的抗剪力也大大高于封层的抗剪力。因此，在夏季施工时，采用粘结强度高的改性沥青是十分合理和具有优势的。

3.3合理化建议

为了提高施工质量，增加耐用和使用寿命，结合测试结果，本文提出两项建设性意见：

（1）合理控制透层油的喷洒时间及用量，每平米用量不能大于1斤，且喷洒时间应当在水泥稳定碎石基层成型后24小时。

（2）同步碎石的下封层每平米的用油量控制在1.3公斤左右比较合理。在下封层施工结束后，需要全部封闭交通进行养生作业。在路面达到基本强度后，即可解除封闭正常通行，车轮对下封层的压实即可，无需其他设备。

结论：

本文通过研究基面层施工技术和基层施工技术总结出：

（1）路面的使用寿命受到基面层粘结、基层粘结等因素的极大制约。

（2）目前，基层和基面层粘结对路面的影响可通过分层摊铺施工技术和整体式摊铺施工技术来解决。