路面墊層施工技術在公路工程中的應用

項陽 宋文凱

摘要 為全面提高公路路面墊層的施工整體質量，文章結合工程實例，介紹了公路路面墊層材料的路用性能及路面墊層施工主要的工藝流程，包括施工準備、混合料的拌合攤鋪、碾壓，并用回彈模量來分析評價主要施工技術效果。研究結果表明，進行公路墊層施工時應注意原材料質量控制，選擇合適的路面墊層施工工藝技術，并進行質量檢測，保證路面結構的安全性和可靠性。

關鍵詞 路面墊層;公路工程;路用性能;質量檢測

中圖分類號 U416.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）07-0106-03

0 引言

路面墊層作為路基結構處理方式中的一種技術手段，一般分為以下四類：排水墊層、隔水墊層、防凍墊層和承托墊層。在地下水位接近地表的地段可以發(fā)揮隔水、排水的作用，在冰凍寒冷地區(qū)的中濕、潮濕路段則具有抵抗凍融循環(huán)的防凍作用。墊層作為路面與路基之間的結構層，應具有足夠的強度，并將由路面?zhèn)鞒龅呢Q向荷載均勻地分布，具有傳遞荷載和保護基層穩(wěn)定的作用。隨著我國公路建設理念的不斷發(fā)展和設計觀念的不斷更新，施工維護技術方法也需要不斷修改完善，良好適用的路面墊層技術可以有效地促進公路修建。在公路實際建設施工養(yǎng)護中應當充分結合環(huán)境特點和施工技術條件來選擇合理的墊層材料[1]。該文依托某公路工程項目，重點對路面墊層材料路用性能進行研究，介紹墊層施工技術要點，并進行質量控制。

1 工程概況

以某公路工程為例，項目全線長24.45 km，按雙向四車道的車道形式設計，設計速度為120 km/h，面層采用三層式瀝青混凝土的結構方案，結構層樣式如表1所示。該公路工程處于季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕路段，根據施工規(guī)范要求設計防凍墊層不僅可以減少道路發(fā)生凍脹等病害，還具有承重和擴散荷載的作用。設計采用石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石作為路面墊層材料，墊層厚度設計為18 cm。集料結構形式采用骨架密實型結構，該結構的石灰粉煤灰碎石混合料擁有最好的力學性能和抗收縮性能，能夠滿足工程項目要求。試驗研究將選用當?shù)厥覐S生產的石灰和粉煤灰，石料來自當?shù)夭墒瘓觯匆?guī)定進行了無害化回收處理，材料配比及技術制作上均盡量采用廠拌法，并設計一套合理可行且安全有效的路面墊層施工試驗方案[2]。

2 工程實踐

2.1 原材料

（1）該文已通過《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50—2017）的試驗并確定其級配，混合料中的粗集料形成骨架，足夠多的細集料填充骨架形成內摩阻力，提高粉煤灰穩(wěn)定碎石的強度。同時參考《公路路面基層施工技術細則》（JTGT F20—2015）的相應規(guī)定，石灰粉煤灰密度為1.638 g/cm3，粗細集料體積為0.572 g/cm3，選取的石灰與集料配比為20∶80。石灰粉煤灰碎石墊層需具備足夠強度來承受施工車輛荷載的反復作用，需要石灰粉煤灰混合料具有良好結構特性。根據試驗檢測結果分析表明：石灰與粉煤灰的比例對混合料的結構特性有很大影響，最佳配比為1∶2.5，集料級配組成表如表2所示。石灰粉煤灰碎石混合料的設計最大干密度及最佳含水量如表3所示。

（2）工程項目采用集料為該項目所在地采石場生產的石料，采用石灰片巖作為粗集料，利用破碎機進行破碎，粗集料的強度是由壓碎值和磨耗值作為主要指標來表示，壓碎值控制在26%以下，磨耗值控制在35%以下。把石灰片巖碎石進行第二次破碎成石屑作為細集料，亞甲藍值控制在2.5 g/kg以下，砂當量控制在67%以上。試驗條件使用該規(guī)范前應認真參考《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42—2005）進行測試，相關技術指標與檢測方法結果如表4所示。

（3）路用性能。抗壓強度和劈裂強度均用于分析評價石灰粉煤灰穩(wěn)定類碎石路用性能的重要參考指標。在《公路路面基層施工技術細則》（JTGT F20—2015）的標準規(guī)定下，7 d齡期的無側限飽水抗壓強度和劈裂強度作為石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石類混合料路用性能的主要指標，而《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50—2017）規(guī)定在路面結構設計當中，用180 d齡期的性能指標作為石灰粉煤灰穩(wěn)定類的設計參數(shù)指標。試驗結果見表5和圖1。

路面墊層結構的另一重要功能是隔斷地下水流動對碎石路基沉降的直接影響，減少土壤在負溫度下水分徑流向碎石路面結構層。墊層材料具有良好的水穩(wěn)定性，在瀝青路面材料性能分析評價與研究工作領域過程中，采用直接計算軟化系數(shù)近似表示出該材料的水穩(wěn)性能。在進行水穩(wěn)性能研究試驗時，對不同齡期對應的石灰粉煤灰碎石碾壓成型的二組平行試件進行處理，一組需要24 h的浸水處理，一組則進行不浸水處理，再測出兩組對應的無側限飽水抗壓強度并計算出軟化系數(shù)，試驗計算結果見表6和圖2。

2.2 施工技術要點

2.2.1 墊層厚度的確定

結合該次工程項目的計算得出設計彎沉為Ld=18.74（0.1 mm），通過路表彎沉等效原則簡化路面結構如表7所示：

試驗結果表明，石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石墊層模量為200 MPa，增設墊層厚度計算表如表8所示：

2.2.2 施工準備

路面鋪裝墊層正式進入施工前，對下承層進行檢查驗收，保證路面的清潔和平整，在路基頂面灑水，保持路面的濕潤。之后進行水準測量，計算出標高，算出內外邊樁的高程作為基準線。

2.2.3 運輸與攤鋪

石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石的拌合應嚴格按照實驗室配合比進行，項目選用WBZ600穩(wěn)定粒料拌合設備，配備包含5個配料斗，并由兩臺小型裝載機同時工作進行上料。拌料期間保證混合料的含水量穩(wěn)定在最佳含水量左右。運輸混合料時，提前在運輸車內壁涂一層隔離油，在混合料的表面鋪蓋一層厚帆布用來阻止混合料的溫度和水分在攪拌和運輸過程中快速消散。混合料安全到達施工現(xiàn)場后，對運輸車輛進行清潔，避免粉塵污染。攤鋪采用2臺SP95穩(wěn)定土攤鋪機（最大攤鋪厚度為360 mm，最大攤鋪寬度為9.5 m），在攤鋪前期采用兩臺攤鋪機進行同步攤鋪，組成梯隊，前后輪跡重疊80 cm，根據路面松鋪系數(shù)反復均勻攤鋪，速度保持在1.5 m/min。每次進行混合料攤鋪時，嚴格按要求進行混合料的含水量控制，避免在攤鋪過程中出現(xiàn)水分損失而造成嚴重影響。

2.2.4 碾壓

施工配備2臺YZ18J振動壓路機、1臺20 t膠輪壓路機，碾壓從兩側路肩向路中心，碾壓時速控制在1.5～

2.0 km/h范圍之內，后輪輪跡重疊約為1/2輪寬。在碾壓過程中需要隨時灑水以保持水分，確保混凝土含水量滿足設計要求。施工安全技術人員及時處理施工碾壓工程中存在的起包現(xiàn)象。碾壓行駛速度應保持勻速穩(wěn)定。碾壓施工完畢后必須及時取樣檢測平整度、高程、壓實度系數(shù)等主要指標[3]。碾壓行車時壓路機也不得出現(xiàn)突然停車和急轉彎，以免直接破壞路面結構。

2.2.5 接縫處理

拌料鋪裝地面施工停止時，還需設置合理的水平縫，將其整齊地放置在拌料末端，并結合壓實程度及時調整土方施工。接縫施工處理應嚴格按照施工方案設計進行，確保質量。

2.3 質量檢測

在墊層施工完成之后，檢測方對墊層的各項技術指標進行檢測驗收，利用標準灌砂法來檢測現(xiàn)場壓實度，每100 m車道取樣一次。利用3 m直尺法等距離連續(xù)測試，算出標準差來表示平整度，每100 m測一處。利用水準儀測試縱斷高程與路拱橫坡，每200 m測4個斷面。測量數(shù)據及規(guī)定指標見表9。

在該工程項目路段上選取了K500+180～K500+300作為試驗檢測路段，采用路面墊層法施工試驗技術來進行道路施工的檢測，施工驗收完畢通過后，通過回彈模量值檢測來準確評價線路施工質量。試驗各路段的檢測評價結果分析如表10所示，根據上述檢測的結果，路面墊層的回彈模量值約為150 MPa，公路工程的設計中土基回彈模量約為40 MPa，表明路基結構的相對強度可以得到較為顯著提高，墊層材料通過選擇石灰粉煤灰混凝土穩(wěn)定碎石層及路面墊層等施工養(yǎng)護技術進一步提高增強了施工路面材料強度的可靠性與穩(wěn)定性。

3 結語

路面墊層作為路面和路基之間的復合結構層，不僅具有排水、防凍等功能，還要具備足夠高的強度以承受施工車輛的荷載，為底基層的施工提供良好的基礎。該文結合某公路工程項目，介紹了石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石這一特殊墊層材料，確定石灰與粉煤灰與集料的比例，并得出混合最佳配合比，使其擁有較好的抗壓強度和劈裂強度的同時具有防水抗凍的穩(wěn)定性。按照當?shù)貙嶋H地質情況選擇合適的路面墊層結構，分析路面墊層結構施工方法技術要求，總結了施工技術要點，并提出路面墊層施工質量評價指標，對提升永久性路面的穩(wěn)定性有著顯著作用。

參考文獻

[1]張志文. 道路施工中路面墊層施工質量控制[J]. 科技傳播， 2010（22）： 143-146.

[2]郭海強. 高速公路工程路面墊層的施工技術研究[J]. 工程技術研究， 2021（2）： 56-57.

[3]閆萍. 關于路面墊層施工技術在公路施工中的控制[J]. 黑龍江交通科技， 2020（2）： 40-41.