公路工程路面墊層施工技術研究

翟咸杰 山東省濱州公路工程有限公司

1 前言

公路結構一般可以分為基層、墊層和面層三部分，其中，墊層是鋪設在路面基層和面層之間的一層特殊結構，具有蓄水、排水、隔熱和防凍等功能，可以保證路面整體的強度和水穩定性。

墊層一般設置在地下水位較高路段或常年處于寒冷地區的路段，既可以起到隔離地下水的作用，同時還可以防止路基產生凍脹裂縫。此外，墊層還可以接收基層傳遞的荷載作用，并通過墊層將這種應力擴散，有效防止土基產生應力變形，進一步穩固基層和地基的穩定性。

2 公路路面施工中存在病害的原因

2.1 坑槽問題

路面施工中常見的問題具體表現在路面的坑槽，除去重型的車輛連續作用形成的坑槽，多數是由于瀝青路面在溫差和水的作用下，瀝青加速老化而形成的。尤其是部分地區降水較為豐富，在路面溫度應力和雨水沖刷作用下，路面老化問題加快，使得路面的粘結力驟降。雨水的沖刷極易破壞路面，使得路面上的混合料松散，造成坑槽現象的出現。

2.2 裂縫問題

裂縫是路面常出現的一種病害，橫向的裂縫一般貫穿于路面的寬度方向，縱向的裂縫一般出現在行車車輛輪機帶位置。通常情況下部分公路由于養護不到位，往往會出現縱向和橫向的裂縫同時存在，并伴有少量的支縫，其主要原因在于橋梁結構的承載力不足，而從裂縫這一病害形式來看，主要是因為道路縱斷面起伏頻繁，溫差較大，車輛超載會使得路面發生裂縫問題。引起裂縫的內因還在于施工動態控制沒有做好，如混合料給配不到位、瀝青含量較低或是在實際施工環節壓實度不夠。

2.3 松散問題

結合相關調研來看，當前部分地區的瀝青路面常出現松散病害的原因，不僅與重載車輛和超載車輛較多有關，還和地區的溫度差有關。南方部分地區由于地形地貌復雜，溫差較大，尤其是雨季較多，極易導致公路路面存在松散問題。

材料上的原因主要在混合料方面，如果混合料的配置不當、溫度較高，就會導致松散的出現。因此，在實際施工過程中，需要借助相應的技術解決生產問題，并及時在施工環節，分析容易引起施工動態控制不當和質量控制不當的因素，解決路面施工環節中的松散問題。

2.4 沉陷問題

結合相關調研來看，當前公路路面典型的病害之一就是沉陷，其主要原因是當地的交通和基礎強度不夠。其內因主要是施工過程中未采用施工動態控制方式，對施工中出現的偏差和變化未能及時控制，表現在施工階段的質量控制不嚴、壓實度不達標、原材料質量選擇不合格。需要結合路面破損情況進行實時調研，并解決相應的問題。

3 土工格柵加筋碎石墊層軟基加固機理

土工格柵加筋碎石墊層之所以具有很好的軟土地基加固效果，主要是發揮了“土工合成材料－土”之間的協同作用，由土工材料和土形成的復合結構共同承擔各方面荷載。具體如下。

（1）土工合成材料和土、墊層之間的共同作用。土工合成材料由兩部分組成，上部分為土，下部分為墊層，其通過加強截面摩擦力實現作用，上部荷載傳遞到土工合成材料后，土工合成材料將其均勻傳遞到下部，讓下部結構一起承擔荷載，進而提高地基整體承載能力。因為土工合成材料可以擴散應力，所以其應用可以有效避免路基不均勻沉降問題的發生，還可以緩解和約束路基側向變形，進而達到維護路基穩定性的目的。

（2）墊層與樁的共同作用。樁插入墊層，引發墊層變形，促使樁和墊層共同承擔荷載，在這個過程中，墊層與土工合成材料之間結合形成復合墊層，該復合墊層具有加快排水、加快地基固結速度的作用。

（3）樁與樁間土、土工合成材料之間的共同作用。在特定樁長范圍內，樁側土會產生正、負摩阻力，共同承擔路基上部荷載。將土工格柵包裹在碎石樁外面，碎石在土工格柵的張拉作用下就會緊緊形成一個整體，約束樁體，避免其發生側向變形的同時防止碎石樁鼓脹破壞，達到提高碎石樁承載能力的目的。在運用碎石樁加固地基時，從某種角度來說對樁間土起始靜水壓力的產生形成了一定的抑制作用，有助于提高路基整體穩定性。

另外，施工實踐證明，公路軟基工程施工中，應用土工格柵加筋碎石墊層具有以下規律。

（1）控制素墊層厚度處于合理范圍對于減小基礎沉降具有一定的優勢。

（2）墊層加筋不僅可以提高墊層整體剛度，而且能避免墊層發生壓縮變形。

（3）土工格柵加筋碎石墊層的穩定效果隨著土工格柵層數的增加而增加。

（4）松散狀態的碎石墊層在土工格柵的作用下會形成一個整體，其具有較強的抗彎能力，同時土工格柵兩側具有較大的剪應力和摩擦力，可以對土體側向變形進行約束，進一步提高地基承載能力，防止地基沉降問題。

4 公路工程路面墊層施工技術分析

4.1 施工技術原則

將按一定級配拌和好的碎石采用攤鋪機一前一后進行攤鋪，攤鋪機械可根據現場實際情況選擇碾壓裝配機械，同時搭配振動壓路機和膠輪壓路機等，并按照初壓、復壓和終壓的順序，由靜壓到動壓再到靜壓，需要注意在靜壓后噴灑水，保證墊層含水率符合要求。碾壓順序為先路肩兩側再到路基中間部分，以保證路基形成一定路拱橫坡度，有利于排出路表面積水。

在振動碾壓階段，按照先低頻后高頻的順序，避免重復碾壓造成路面破壞。最后階段，采用膠輪壓路機進行碾壓，以保證級配碎石墊層結構的穩定性。整個攤鋪過程中及時檢查壓實系數和輪跡重疊寬度，其中壓實系數應控制在1.25~1.35之間，輪跡重疊度在1/3~1/2之間。

4.2 施工準備

施工開始前，應先認真做好以下各項準備工作。

（1）路面施工開始前，先檢查基層狀況，經檢查確認基層質量滿足要求后，即可開始瀝青路面面層的施工。

（2）施工開始前對所有進場材料進行抽樣檢測，以此確定材料質量能否達到施工要求。

（3）施工開始前檢查并調試各類施工機具設備，使其始終處在良好工作狀態，尤其是混合料的拌和樓、攤鋪機與壓路機等重要機具設備。

（4）不同礦料應分類堆放，不同類型的集料需要放置在各自場地范圍內，避免被其他材料污染。

4.3 點位選取

想要有效提升攤鋪精度，施工人員需根據工程特點，結合現場施工實際情況合理設置控制點。選取點位時，以線路邊緣為準，將控制點設置在1m~30m內，確保地勢平坦開闊，避免對攤鋪精度造成影響。通常控制點間距在160m~200m，可根據工程規模適當調整，為后續工程順利開展奠定基礎。隨著攤鋪工作的進行，需對攤鋪精度等測試和維護。

以觀測墩作為水準基點建立標準，嚴格控制觀測墩深度、打樁深度等，盡量減少控制網點建設費用，為建設單位節省成本。在瀝青路面施工過程中，可設置臨時點，利用打鋼釘的方式對其固定，避免施工人員對臨時點造成破壞。在復檢時，要確保工程質量滿足要求，可根據瀝青路面的鋪設合理調整臨時點具體位置，確保后續工作順利進行。

4.4 瀝青混合料攤鋪技術

做好混合料的配比和研究工作后，選出適合的材料就可以進行實際的施工作業了。瀝青混合料攤鋪是第一步也是關鍵性的環節，實際操作過程中要關注周邊天氣變化情況，防止雨水天氣對材料進行破壞。還要提前預設攤鋪機的鋪設速度，攤鋪速度對于不同的瀝青材料的要求不同，普通瀝青材料一般控制在每分鐘2m~6m，改性瀝青的攤鋪速度要求控制在每分鐘1m~3m。

攤鋪機在整個的施工作業工程中，需要一直保持均勻的速度前進，這樣才能夠保證瀝青混合料被均勻的以同一個標準鋪撒在路面上，能夠確保路面的平整和完整。攤鋪技術一定要確保一次完成，盡量不要返工第二次，因為細微的偏差就可能會導致路面出現問題。

攤鋪技術是一個完整的技術，一旦開始就要一氣呵成，因此，若攤鋪技術實施過程中出現了意外情況，就要根據情況的嚴重程度選擇重新攤鋪或立即停止攤鋪作業。路面施工需要的是穩定性和平整性，這兩個特性完成的關鍵就在于攤鋪技術的實際操作。

4.5 接縫處理

攤鋪過程中不設置橫向接縫，防止墊層碎石被隨意擾動。每天結束時，需要設置橫向接縫，兩臺攤鋪機所鋪設的縫隙需要保持一致，直至施工結束，采用搭接的方式，將橫向接縫保存到后期作業部分。

一般施工條件下不設縱縫，凡有特殊原因需規劃縱縫、豎向縱縫的，禁止斜向切斷。攤鋪、碾壓結束后，對接縫進行平整度、壓實度檢測，確保接縫的平整度、壓實度滿足規范要求。

5 結束語

公路施工中，應用土工格柵加筋碎石墊層結構可以很好地處理軟土路基，避免路基出現嚴重的沉降問題，進一步提高整個公路工程的施工質量。從流程上看，土工格柵加筋碎石墊層結構的應用并不復雜，但是要求施工人員必須具有足夠規范的施工意識，根據公路項目的實際情況選擇最為合理的施工材料，并且在任何一個施工環節中注意控制好規范和標準，只有這樣，才能保證軟土路基的施工質量，提升特殊區域的公路施工項目的施工水平。