公路工程施工中路面垫层的施工技术

文／刘静 滨州市公路事业发展中心 山东滨州 256600

引言：

随着我国公共交通的快速发展，公路的建设里程持续增长。但由于我国地质环境的多样性，公路工程面临着众多施工难题。为确保路基施工达到标准，多数施工团队选择在路基与路面之间加设垫层。这种做法能够优化路基的水文状况，减少水文和温度变化对路面的不良影响，从而提高公路施工的整体质量。在垫层施工中，不仅要选择合适的材料和保障施工品质，还需注意预防裂缝、翻浆等问题。如果忽视这些问题，路面的完整性可能会受损，从而影响新公路的行车安全性。

1.路面垫层施工在公路工程中的重要性

垫层施工是公路工程中的一个核心环节，其目的是在路基与路面之间增加一个稳定的层次，从而确保公路的长期稳定和使用安全。垫层的材料和施工技术根据其具体应用和要求有所不同。垫层技术主要可分为两类：碎石垫层和砂砾垫层。这两种技术所使用的材料和施工方法有所不同。碎石垫层进一步分为级配碎石和非级配碎石两种。级配碎石垫层的材料布局更为均匀紧密，因此其质量和性能通常优于非级配碎石垫层。在高等级或质量要求较高的公路项目中，工程师和施工队伍通常会选择使用级配碎石垫层。相反，非级配碎石垫层由于其成本较低和施工简便，常被应用在低等级的公路施工中。

选择使用碎石垫层技术还是砂砾垫层技术在公路施工中是一个关键决策，取决于公路的底基层材料。如果底基是碎石，则碎石垫层技术更为合适；若是砂砾，则砂砾垫层技术更佳。施工团队在选择垫层材料时，不仅要考虑材料的种类，还需要注意其弹性模量和抗剪强度。只有当这些技术参数满足施工标准时，所选材料才适合作为垫层。

高质量的垫层不仅可以防止公路的过度变形和坑槽的产生，从而提高公路的使用寿命，还能够增强公路的透水性能。这意味着在雨水过后，路面上的积水会更快地被排放，减少积水和打滑的风险。因此，垫层的作用不仅仅是为了公路的稳定性，它也对提高公路的行车安全性和持久性起到了至关重要的作用。总的来说，无论从哪个角度看，路面垫层在公路施工中都是不可或缺的关键步骤[1]。

2.路面垫层施工在公路工程中的技术要求

2.1 控制垫层的技术标准

路面垫层的渗透性直接影响到公路的稳定性。在进行垫层施工时，施工人员必须确保其剪切强度和弹性模量满足设定的技术标准。如果这些指标不达标，那么路面可能出现凹坑或变形，进而影响公路的安全和稳定运行。为了提高施工质量，技术人员持续对垫层控制技术进行研究和创新，目的是提高垫层的强度和稳定性，进而优化土壤质量和增强路面的承载能力。施工团队在实践中除了采纳这些先进技术，还需考虑到项目的经济性，确保在满足技术要求的同时，合理控制施工成本。

2.2 材料选择与质量控制

路面垫层所使用的材料直接决定了施工的品质及公路的终极性能。因此，对材料的严格控制是确保垫层施工成功的核心环节。根据公路的规格要求和实际施工环境，施工团队需明确设定材料标准，并在材料的选择上特别注意其级配问题，保证材料的性质完全满足施工的技术要求。在挑选垫层材料时，弹性模量和剪切强度是两个重要的指标，这两个指标直接关系到公路路面长期的稳定性，确保未来不会出现路面坑槽和其他问题。

为确保路面垫层施工满足各项技术标准，施工团队必须细心完成材料的配比，并确保在控制工程成本的同时，采用质量达标的施工材料。在此基础上，团队需要对砂石材料进行严格质检，确保其在可塑性和防水性方面都达到预设标准，这样可以大大减少路基因坍塌和沉降带来的问题。同时，如果施工现场的粉尘浓度过高，这可能对垫层的质量造成不利影响。为此，施工前应进行彻底的清洁，确保砂砾表面无灰尘。在材料选择上，施工团队还需要充分考虑材料的微粒组成和可塑性。只有选择完全符合技术规范的材料，才能有效地应对路面因自然因素导致的膨胀问题。

3.路面垫层施工技术的完善与优化技术

3.1 材料筹备

路面垫层施工的材料筹备是工程成功的基石。不仅仅是选择合适的材料，更是要确保这些材料能满足特定的工程要求。（1）需求级别的明确：不同等级的路段有不同的材料需求。例如，高速公路的垫层与乡村道路的垫层在材料选择上是有很大差异的。因此，首先要明确施工目标路段的具体等级和需求。（2）石砟材料的筛选：石砟是垫层的主要组成部分，选择高质量的石砟对于确保垫层的稳定性和持久性至关重要。首先，石砟的颗粒大小、形状和质地都应该满足工程标准。其次，经过破碎的石砟必须经过筛选，以确保颗粒大小均匀。（3）环境保护措施：在破碎和筛选石砟的过程中，会产生大量的粉尘，这不仅对工人的健康有害，还可能对环境造成污染。因此，必须采取除尘措施，例如使用喷雾系统或除尘器。同时，应实施严格的废料管理和回收措施。（4）气候条件的考虑：石砟的性能可能会受到温度和湿度的影响。例如，在寒冷地区，需要选择可以抵御冻融循环的石砟。另外，过高或过低的湿度都可能影响垫层的施工质量。（5）成本管理：材料成本是工程预算的重要组成部分。施工单位应时刻关注市场上石砟和其他材料的价格，这样才能确保采购到合适的价格。此外，通过准确估算所需材料的量，可以避免浪费或短缺，从而确保施工进度不受影响。路面垫层施工的材料筹备不仅要考虑材料的质量和性能，还要考虑工程的经济效益、环境保护和工人的健康安全。只有综合考虑所有这些因素，才能确保工程的成功和长久的效益[2]。

表1 路面垫层施工材料的准备

3.2 材料控制

搅拌是路面垫层施工中不可或缺的环节，其质量直接决定了整个工程的成功与否。在搅拌过程中，材料的含水量对于混合材料的整体性能和工作性有着至关重要的影响。（1）含水量的重要性：含水量是决定混合材料粘度和流动性的关键参数。最佳的含水量可以确保混合物具有良好的工作性，便于摊铺和压实。同时，保持适当的水分也有助于混合物的固结，提高其强度和稳定性。（2）监测与调整：在整个搅拌过程中，定期检测混合物的水分是必要的。使用湿度计或其他水分测量设备可以实时了解混合物的含水量，从而进行实时调整。（3）环境因素的考虑：工地上的温度、风速和相对湿度都会影响水分的蒸发速率。例如，在炎热和干燥的天气中，水分的蒸发会加速，可能导致混合物过于干燥，影响其工作性和强度。（4）预测与预防：为了应对水分的潜在损失，施工团队应根据当天的天气和环境条件预估蒸发量，并据此调整初始的含水量。如您所提到的，将初始含水量设置得比设计值高1%～2% 是一个实际的策略，确保即使在搅拌过程中有水分损失，混合物仍然保持在理想的状态。（5）混合设备的选择与维护：使用适当的混合设备并确保其良好运行对于保持理想的含水率至关重要。同时，定期清洁和维护混合设备可以避免水分的不必要损失和材料的浪费。确保路面垫层施工中混合物的含水量是一个综合性任务，需要施工团队的密切合作、精确的设备和细致的工作方法。只有这样，才能确保施工的质量和工程的成功。

3.3 场地加固

场地硬化是一个根据地面土质调整的过程，旨在增强地面的稳定性和承载力。土质，作为场地硬化决策的一个核心因素，不仅影响着硬化的方式，还决定了硬化的厚度和所选用的材料。首先，为了获取场地的土质信息，通常需要进行土壤测试，这包括对土壤的颗粒大小、密度、渗透性、含水量和其他相关属性的测定。这些测试结果将为工程师提供关于如何进行场地硬化的宝贵信息。在确定了土质的基础上，换填过程便可以开始。换填是指将原有的土层替换为更适合的材料，以提高地面的承载力。例如，如果原土含有过多的有机物或杂质，那么将其换填为山皮石或其他合适的材料，将是一个理想的选择。在清理地面后进行换填，并将土质厚度控制在50cm 的山皮石。山皮石由于其坚硬、耐磨的特点，适合用作硬化材料。此外，50cm 的厚度是一个经验值，它既可以提供良好的支撑，又可以确保水分和其他液体不会渗入下层土壤。

3.4 场地排水设计

确保场地中心部位高于其他区域，使得水能够有效流向四周。对于混凝土表层，排水坡度应设定为1.5%或更高，并对砂浆表面进行精细处理。在雨季施工时，应高度重视排水工作，特别是材料的防水性。合理分类和存放材料，防止其受潮或损坏。对于高度为2m 的隔墙，需要对其进行水泥砂浆抹面处理，并设置适当的坡度，以确保有效的排水。此外，存储在料仓内的细集料上应覆盖有防水功能的布料，确保材料不受湿气影响。在材料运输车辆进入场地前，应进行彻底清理，避免可能的污染或损坏。

3.5 材料运输与摊铺流程技术

公路垫层施工期间，高效的材料运输和摊铺是确保最佳质量的关键。首先，为防止水分流失，运输中的混合料应当被适当遮盖，这样才能确保其质量在铺设时仍保持一致。考虑到路况和运输效率，施工团队应选择最佳的运输路径，确保路程最短，而且尽量避免颠簸的路段，以减少料浆的飞溅或分层。在装载混合料时，建议的装载量应稍低于车辆的最大承载量，这样可以在颠簸路段时减少飞溅的风险。为保持施工的连续性，建议同时派遣多台大型运输车同步进行混合料的搬运。同时，车辆之间和与摊铺机的间距需要得到妥善管理，确保安全距离，从而减少潜在的安全风险和施工中断。完成摊铺后，及时的碾压是关键，以确保混合料的紧实度和持久性，从而使公路的垫层质量达到预期标准[3]。

在垫层施工的摊铺阶段，施工单位应提前策划摊铺机的分配，并根据混合料的装载高度明确各细节任务。摊铺完成后，要及时检查路面的平整性，确保其达到工程标准。在卸料环节，专门的指挥人员应引导运输车辆，以确保安全并减少事故风险。对于宽幅的路段，可以同时部署2 台摊铺机以加快施工进度。为确保连续性，施工单位应规划施工流程，避免摊铺机的中断，并加快施工速率。在摊铺过程中，关注混合料的含水率是关键，确保其满足施工要求。在路面调整阶段，应禁止车辆驶入，以保证路面质量。同时，监测粗、细骨料的分布和渗透，对所有情况进行详细记录，以便于后续的质量评估。

3.6 优化路面垫层的碾压技术

路面垫层施工在公路建设中是至关重要的，其中碾压环节尤为关键。一旦摊铺完成，垫层应立即进行初次碾压，使用轻型双轮压路机来确保平整度。随后，为进一步增强密实度，需切换到重型振动压路机进行深层压实。特别需要注意的是接缝部分，必须经过至少6 次碾压以确保其与其他部分具有相似的密实度。在整个碾压过程中，适当的水分管理是关键，施工团队应随时监控垫层的水分含量，并进行必要的调整。若在碾压中出现问题，如局部凸起，应立即分析原因并进行调整。完成碾压后，还需对路面进行平整度和密实度的检测，并根据结果采取必要的修复措施。最后，为确保碾压质量和工人安全，工作区域应设立明显警示并中断交通，确保没有非施工车辆进入。完成碾压工作后，还需检查路面厚度，确保其符合规定的标准，具体的厚度标准参见表2。

表2 水泥混凝土面层厚度参考范围

3.7 精细化路面垫层的接缝处理

路面垫层施工过程中，正确处理接缝显得尤为关键。因为，一旦接缝处理不当，整体路面的稳定性和耐用性都可能受到威胁。横向接缝是在摊铺过程中出现中断时设置的，其目的是确保路面的连续性和一致性。为了精确地处理这些接缝，施工团队在混合料的两侧放置两块木板。这些木板的位置是根据预计的压实深度调整的。在必要时，如重新摊铺时，施工团队首先清理旧的材料并重新调整木板，以确保新的接缝与之前的接缝紧密相连[4]。

为了加快摊铺速度并确保接缝处理的效率，施工现场经常会使用两台摊铺机同时工作。这种方法不仅可以提高工作效率，还能确保新旧摊铺的材料能够更好地融合，从而减少因接缝造成的潜在问题。然而，仅仅依赖高端的设备和机械是不够的。接缝处理的成功取决于创新的施工方法和严格遵循施工规范。只有施工团队全面掌握了接缝的处理技巧和方法，才能确保路面的整体质量和长久的使用寿命。这意味着，施工团队必须经过充分的培训，并在实践中不断完善他们的技能和经验，从而确保每一个接缝都能达到最高的工程标准。

3.8 精化材料养护流程

碾压是路面垫层施工中的核心步骤，完成后必须采取一系列措施确保其质量和稳定性。首先，对于新铺设的路面，保护措施至关重要。通过定期洒水，可以确保路面的湿润度，并减少由于环境变化造成的潜在损害。而在此期间，对于交通流量的管理也显得尤为关键。为了确保新铺设的垫层不被破坏或出现质量问题，应该限制或禁止车辆进入，并设置明确的标志和警示，这样可以最大化地保护垫层，并确保其长期的稳定性和耐用性。

接下来，为了进一步强化垫层的稳定性和延长其使用寿命，施工团队通常会在其上涂抹透层油。这不仅能够提供额外的保护，还能够增强垫层与上面的沥青层之间的黏合力。但涂抹的过程中，必须确保透层油的用量与施工计划中规定的相一致，以防止浪费或可能出现的质量问题。而在涂抹透层油后，撒布碎石则是一个关键步骤，它能够为上一层提供额外的支撑，同时还能进一步增强路面的稳定性。

当垫层施工和养护工作全部完成后，施工团队将开始进行沥青表层的铺设。在开始铺设之前，彻底清理工地是非常重要的，因为这将确保沥青与垫层之间达到最佳的附着效果。此外，为了保护新铺设的垫层，施工团队应特别注意运料车的行为，避免在垫层上进行掉头、急刹车或其他可能导致垫层损坏的行为。这样，可以确保整个路面施工过程的顺利进行，同时也保证了工程的质量和效率[5]。

垫层上的车辆行驶需要特别的注意。由于垫层相对较为脆弱，任何不当的车辆行为都可能导致其受损。因此，施工区域内应设立明显的速度限制标志，告知驾驶员必须按照规定的速度行驶。更为关键的是，车辆在垫层上应尽量避免突然转弯或急刹车。这样的行为会对垫层产生巨大的压力和摩擦，可能导致其损坏或形变。为了确保垫层的完整性和长久性能，应加强现场监管，确保所有车辆都遵循这些基本的驾驶准则。

冬季的沥青铺设由于低温和其他环境因素，带来了额外的挑战。在这种情况下，防冻措施显得尤为重要。首先，需要在待铺设的区域上覆盖塑料膜，这一层塑料膜可以有效隔离地面与空气中的冷气，减少地温的下降。接着，用黏土覆盖塑料膜，为上面的沥青铺设提供坚固的基底，同时也进一步隔离冷空气。考虑到交通安全和施工质量，此时应进行临时交通管制，避免非施工车辆进入。然后，根据气温和土壤的湿度状况，在塑料膜上适当铺设一定厚度的土工布，这可以提供额外的隔热层，保持土壤的温度。而在所有这些步骤之前，草席的铺设是关键，它不仅可以提供一个保温的缓冲层，还可以防止塑料膜直接与冷土壤接触。整个防冻流程需要细致、有序地进行，确保每一个环节都得到充分的考虑，从而确保施工的顺利进行和工程质量的稳定性。

结语：

在公路施工中，路面垫层的施工技术的优化显得尤为关键。这不仅关乎施工的品质与效果，更直接影响到道路的耐久性和行车安全。高质量的路面垫层施工不仅确保了道路的平整和稳定，还为广大民众提供了安全、舒适的行车体验。因此，施工队伍必须持续创新和完善施工方法，以确保每一步施工都达到最高的标准，从而确保整个公路项目的成功与长久。