路面墊層施工技術(shù)應(yīng)用

胡振山

（新疆維吾爾自治區(qū)公路工程造價(jià)管理局，新疆 烏魯木齊 830000）

一、引言

目前，為提高公路防凍、防滲和隔水的作用效果，高速公路工程項(xiàng)目往往會(huì)選擇在路面結(jié)構(gòu)層中的面層底部加設(shè)一層墊層結(jié)構(gòu)。有關(guān)路面墊層應(yīng)用的研究顯示，路面墊層骨料顆粒材料的性能直接決定著墊層的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，因此在鋪筑路面墊層時(shí)，應(yīng)提前開(kāi)展骨料顆粒性能控制研究。

為探究路面墊層施工技術(shù)，本文圍繞路面墊層施工技術(shù)要點(diǎn)和工程特性，詳細(xì)介紹了路面墊層施工工藝，并結(jié)合試驗(yàn)路段評(píng)價(jià)施工質(zhì)量，探究其在具體工程中的應(yīng)用。

二、公路路面墊層施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（一）作用機(jī)理

目前，高速公路建設(shè)工程項(xiàng)目中應(yīng)用的路面墊層主要分為碎石墊層和砂礫墊層兩大類(lèi)，其中按照骨架結(jié)構(gòu)大小又可分為級(jí)配碎石墊層和普通碎石墊層兩種，因此在具體鋪筑路面墊層時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)合適的墊層類(lèi)型和結(jié)構(gòu)尺寸。

通常情況下，路面墊層施工原材料和公路底基層原材料需保持一致，確保路面墊層的抗變形能力和彈性，有效預(yù)防公路病害問(wèn)題。同時(shí)，在路面墊層施工時(shí)應(yīng)保持良好的排水性能，有效把積水阻隔在結(jié)構(gòu)層之外。

路面墊層主要存在于公路土基與基層之間，作為一種過(guò)渡層結(jié)構(gòu)，它能夠在保持面層與基層強(qiáng)度和剛度的同時(shí)，有效改善土基結(jié)構(gòu)層的溫度和濕度，避免或減少凍脹反應(yīng)的發(fā)生。另外，路面墊層能擴(kuò)散面層豎直傳下的行車(chē)荷載作用力，使土基在承受荷載時(shí)不會(huì)輕易變形。路面墊層在高速公路結(jié)構(gòu)層中起到的主要作用如下：

環(huán)境復(fù)雜情況下利用路面墊層能有效改善公路施工條件，間接提升公路施工質(zhì)量；當(dāng)公路路基土出現(xiàn)橫、縱向裂縫問(wèn)題時(shí)，路面墊層內(nèi)的骨架結(jié)構(gòu)會(huì)在荷載擠壓作用下自行排列組合愈合裂縫，起到改善裂縫擴(kuò)散的作用；隔離和過(guò)濾公路面層上存在的各種污染物，避免進(jìn)一步污染面層；路面墊層內(nèi)孔隙比較大，在溫度較低的情況下內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會(huì)輕易產(chǎn)生凍脹反應(yīng)，安全性和穩(wěn)定性較高；墊層可阻隔積水，避免滲透至路面結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生水泡等水損害，同時(shí)快速擠壓排出基層內(nèi)的地下水，降低水侵蝕影響；墊層為公路土基和基層之間的過(guò)渡層，可進(jìn)一步提升路基的承載荷載能力。

（二）材料要求

在路面墊層應(yīng)用中，其剛度和強(qiáng)度決定了公路整體質(zhì)量的優(yōu)劣，而在路面墊層結(jié)構(gòu)中起決定作用的是內(nèi)部碎石顆粒，碎石顆粒強(qiáng)度及其間的嵌擠作用均會(huì)影響墊層的施工質(zhì)量，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量選用質(zhì)地良好且堅(jiān)硬的碎石顆粒材料，并且在研究墊層施工質(zhì)量時(shí)也需分析碎石顆粒的技術(shù)指標(biāo)。路面墊層碎石顆粒相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)具體如下：

1.剪切強(qiáng)度

碎石顆粒材料的剪切強(qiáng)度會(huì)直接影響墊層結(jié)構(gòu)的承載能力，應(yīng)嚴(yán)格控制碎石顆粒的含水量和密度，并控制礦粉含量在12%以下，條件允許情況下應(yīng)盡量選擇紋理豐富、干燥整潔的碎石材料作為骨料顆粒。

2.抗壓強(qiáng)度

路面墊層抗壓強(qiáng)度影響因素歸納起來(lái)主要有塑性、密度、形狀、紋理、含水量等。紋理粗糙、棱角分明的碎石顆粒能提供充足的剛度和強(qiáng)度，而塑性和黏性較高的碎石能提高承載能力和黏結(jié)性。

3.體積穩(wěn)定性和耐久性

墊層結(jié)構(gòu)中的碎石顆粒需具備一定的耐磨抗風(fēng)化能力，在外界侵蝕作用下碎石顆粒體積不應(yīng)出現(xiàn)較大的形變，經(jīng)過(guò)碾壓處理后其內(nèi)部的氣壓、含水量需保持均衡。

4.塑性變形

碎石顆粒材料的塑性變形不應(yīng)太大，以免影響墊層的整體抗變形能力，因此碎石骨料應(yīng)采用骨架密實(shí)型級(jí)配設(shè)計(jì)，同時(shí)把礦粉含量控制在12%以下。

三、工程應(yīng)用

（一）工程概況

某高速公路建設(shè)工程項(xiàng)目全長(zhǎng)53.95km，設(shè)計(jì)為雙向四車(chē)道，行車(chē)速度100km/h，路基寬度設(shè)計(jì)為26.5m，全線橋隧比41.6%，分5個(gè)土建分部同步施工，路面主要為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。路面工程建設(shè)期間，為提高公路整體施工質(zhì)量，施工單位決定在公路基層和面層間加設(shè)一道墊層結(jié)構(gòu)層，其厚度設(shè)計(jì)為16.5cm。由于該工程項(xiàng)目的路基工程占比較高，存在大量挖方，為實(shí)現(xiàn)廢渣二次利用，節(jié)約施工成本，施工單位把開(kāi)挖得到的棄渣作為路面墊層主要骨料碎石材料，并結(jié)合實(shí)際情況和具體氣候特征制定出了相應(yīng)有效的路面墊層施工步驟。

（二）材料設(shè)計(jì)

碎石顆粒材料的整體性能優(yōu)異度直接影響著路面墊層的施工質(zhì)量，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需優(yōu)化配置各碎石材料。盡可能選取紋理豐富且干燥整潔的碎石材料，并提前檢測(cè)其含水量及密度。在墊層混合料中礦粉起重要作用，其含量需控制在8%～12%之間。瀝青膠結(jié)料強(qiáng)度等級(jí)直接決定了墊層施工的穩(wěn)定性和剛度，需合理控制強(qiáng)度等級(jí)。

（三）施工工藝

1.混合料拌和及運(yùn)輸

墊層混合料采用廠拌法拌和，由于混合料中摻加的礦粉較多，因此在拌和時(shí)需適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間，并保持拌和均勻，避免產(chǎn)生離析現(xiàn)象。混合料運(yùn)輸過(guò)程中需妥善做好防止溫度散失的措施，采用厚實(shí)塑料或帆布袋全面覆蓋，施工技術(shù)人員需定期監(jiān)測(cè)混合料的溫度。

2.混合料攤鋪

混合料運(yùn)輸至指定位置后應(yīng)選用找平設(shè)備攤鋪，自卸車(chē)需時(shí)刻保持供料充分、連續(xù)。墊層攤鋪面積依據(jù)攤鋪的密度和厚度設(shè)定，整個(gè)攤鋪過(guò)程中應(yīng)遵循人機(jī)結(jié)合的原則，攤鋪完畢后結(jié)合規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)檢查坡度與路拱情況，同時(shí)檢查平整度。墊層攤鋪完畢后再針對(duì)性地處理平整度較差的區(qū)域，凹陷位置采用砂礫填補(bǔ)，凸起位置則通過(guò)人工鏟除。

3.混合料碾壓

墊層攤鋪整形完畢后，利用壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)。直線段碾壓時(shí)由路肩朝中央分隔帶碾壓；曲線段則由內(nèi)至外施作。壓路機(jī)全程嚴(yán)禁急轉(zhuǎn)彎或任意加減速，以免再次破壞墊層表面的平整，另外還需定期檢測(cè)墊層的濕潤(rùn)度，必要時(shí)需采取補(bǔ)水措施。

4.接縫及調(diào)頭處理

路面墊層碾壓施工完畢后施工技術(shù)人員采用3m直尺檢測(cè)接縫處平整度，當(dāng)不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)及時(shí)通過(guò)人工修補(bǔ)。接縫處理完畢后再調(diào)頭，選用透明且厚實(shí)的塑料袋覆蓋，提高整體養(yǎng)護(hù)條件。

5.施工質(zhì)量評(píng)價(jià)

該工程項(xiàng)目路面墊層施工完畢后，選擇200m長(zhǎng)的路段作為試驗(yàn)路段檢測(cè)墊層的施工質(zhì)量，并以回彈模量作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可得，該試驗(yàn)路段回彈模量滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定性與抗壓強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)標(biāo)，墊層整體施工質(zhì)量良好。