简述公路工程施工中路面垫层

简述公路工程施工中路面垫层

李鸿飞

上海   201600中铁二局集团上海建设有限公司

摘要：公路路面主要是由基层、垫层与面层这三个部分组成，其中，路面垫层具有蓄排水、隔热、防冻、承重等关键作用，关系路面的承载能力与水稳定性，因此在公路工程施工过程中，路面垫层施工是重点内容，有必要提升路面垫层的施工质量。基于此，本文先是简要介绍公路路面垫层的功能及其对整体结构的影响，然后结合具体的工程实例，分析公路路面垫层施工的要点，最后再提出几点公路路面垫层施工质量控制和成本控制的建议，以供参考。

关键词：公路工程；路面垫层；施工要点；质量控制

公路路面是一个由基层、垫层与面层不同结构层次构成的综合体，各个结构层次因采用的材料与工艺不同，因此在公路路面中发挥的作用也有所不同。其中，垫层是介于公路基层与土基之间的结构层次，主要起到隔水、排水、隔热等作用，同时传递与扩散由基层传来的荷载应力，确保路基能在允许的应力范围内运行。公路路面垫层的施工，其施工质量与效果主要取决于施工技术，所以有必要对公路路面的垫层施工技术进行分析研究。

1、公路路面垫层的功能及其对整体结构的影响

1.1  垫层的功能

（1）隔热、防冻。在公路工程施工中，合理设置路面垫层，可提升路面结构层的刚度与硬度，使其有效发挥出隔热、防冻的功能作用，进而保证路面结构能很好运行及发挥作用。

（2）辅助提升路基结构承载力。在公路工程施工中，提升路基结构承载力是一项关键性的内容，而通过路面垫层施工中，有助于提升路基结构的承载力，促使路基与路面基层平缓过渡，确保路面结构承载力符合施工规范要求。

（3）保证路基的稳定性与可靠性。合理设置路面垫层，还有助于保证路基的稳定性与可靠性，为车辆的安全通行提供保障。

1.2  垫层对整体结构的影响

由于在公路工程建设过程中，较常用的路面结构为沥青路面，因此分析路面垫层对路面整体结构影响时，以沥青路面垫层为例进行。首先，沥青路面容易受重力负荷的影响，使得公路路面出现沉降问题，沥青基层底部还会出现较大的应力，进而破坏沥青内部结构的稳定性。以车辆荷载中心为计算基准，建立相关的模型分析可得知，不同强度等级的沥青所产生的弹性模量有所不同，可见表1所示。

表1 不同强度等级沥青对应的弹性模量

由于沥青路面垫层结构的弹性模型对路面基层底部的拉应力有较大的影响，虽然沥青路面的稳定性较强，但在较高的荷载作用下，也会破坏沥青路面的平整性，难以保证过往车辆的稳定性、安全性。因此，在路面垫层施工过程中，需要重点考虑垫层的弹性模量这一要素。

2、工程概况

    某高速公路全长50.8km，路基宽度为26m，设计行车速度为90km/h。该公路路面的垫层厚度为20.68cm。为实现对路面结构的有效保护，充分发挥出垫层的作用性能，要求施工人员必须要熟悉掌握路面垫层施工要点，强化质量控制，提升垫层施工质量。

3、路面垫层施工要点

3.1  施工流程

施工准备→测量放样→试验段施工→混合料拌和及运输→混合料摊铺→混合料碾压→质量检测→养护

3.2  施工准备

（1）材料准备。公路路面垫层施工材料应满足这些要求：①颗粒级配满足要求，最大粒径不超过53mm；②塑性指数不超过9，液限不超过28％；③均匀进行混合料拌和，无粗细颗粒离析现象；④材料含水量处于最佳含水量范围内尽快碾压，压实度达96％；⑤集料的压碎值不超过35％；⑥采用振动压力机碾压时，控制压实厚度在15~25cm之间。该工程在路面垫层施工过程中，选用隧道洞渣中的石灰岩片石作为原材料，使用碎石破粹机进行破碎后材料粒径小于5cm，压碎值小于30％。在所选的石灰岩片石中，薄片状处理的含量小于20％。细集料为碎石加工后的碎屑，碎屑的有机质含量小于1％。根据设计的比例将粗集料与细集料进行混合，进入现场用于垫层施工前，必须进行质量检测，检测合格后才可使用。

（2）设备准备。在该公路路面垫层施工中，主要使用的设备包括1台拌和设备与3台装载机，用于粗细集料的拌和；2台摊铺施工的平地机、2台振动压路机、4台轮胎压路机；若干台自卸式运输车、洒水车及小型机械设备。设备准备完成后，还需安排专业人员进行设备的调试、安装与管理。

（3）下承层检查与处理。在路面垫层施工之前，需要对下承层进行检查和处理，检查内容包括其标高、压实度、平整度，确保标高与设计标高一致，偏差控制在0.1cm内，压实度达96％，平整度偏差不超过0.05cm。检验合格后，对下承层进行清理，清理其表面存在的杂物、垃圾，若存在坑槽还需及时修补并压实。

3.3  测量放样

完成准备工作后，接下来是进行垫层施工的测量放样。在放样工作中，采用全站仪对线路的中线及边线进行放样，直线段每距离15m设一处桩位，曲线段则每距离10m设一处桩位，并用红色油漆标记垫层的施工标高，然后在路肩两侧设置施工指示桩，用于施工方向指导、摊铺厚度确定。

3.4  试验段施工

在路面垫层正式施工前，有必要进行试验段施工，由此确定垫层施工各项参数及施工各工序间的配合，包括摊铺速度、摊铺厚度、碾压次数、碾压方式等。该工程选择了200m路段进行试验段施工。如果试验段施工后，施工质量较差，需施工单位及时调整相关参数，并分析引起质量问题的原因后再次进行试铺，若试验段施工后质量良好，则仅对出现缺陷的部分进行调整。在后续正式施工时如原材料发生重大变化，还应重新选取试验段施工。在试验段施工完成之后的正式施工中，必须要严格按照试验段的施工参数进行施工。

3.5  混合料拌和及运输

按照设计规范要求进行混合料拌和并行质量检验，应结合天气情况合理调整含水量，保证级配碎石混合料的含水量在最佳含水量状态下。在混合料拌和过程中，需注意控制好时间，不宜过长，也不宜过短，也要合理调控水比例，考虑混合料的水分较容易流失，所以应在标准配水比例上适当增加1％~2％水量。在路面垫层施工中，采用自卸车运输混合料，每辆自卸车的运料量一致，并控制好运输距离，确保混合料运输过程的稳定性。根据路面垫层施工实际需求选择卸料点，选择最优的卸料点。若混合料的运输距离较长，还需用帆布对混合料进行全覆盖，避免材料水分过快流失。

3.6  混合料摊铺

    在路面垫层摊铺施工中，需依据试验段确定的各项参数进行。首先，待混合料运输在施工现场后，使用平地机展开混合料的摊铺作业，期间需要注意摊铺厚度与放样的标高一致，也要在场地内时刻有两台以上卸料车等候卸料，避免出现摊铺混合料中断的情况。如果在混合料摊铺过程中，遇到粒径较大的集料时，需要及时清理。另外，针对摊铺过程中无法使用机械摊铺的位置，应结合使用小型机械进行人工摊铺，直至摊铺完成。完成摊铺作业后，施工人员使用压路机对摊铺成型的混合料进初步碾压，碾压次数1~2次。这期间需要施工人员注意对不均匀凸起位置、混合料离析位置、坑槽位置等进行修补，对于凸起的位置建议置换其中粒径过大的材料；对于混合料离析位置，则需要置换该部位的全部混合料；坑槽位置则使用符合质量要求的材料进行填补。最后由监理工程师进行验收，确认平整度符合施工要求后，再进行下一步的碾压操作。

3.7  混合料碾压

待混合料平整度符合施工要求后，进行混合料的碾压施工。在具体碾压过程中，先采用轮胎压路机进行静压2~3遍，由此进行平整度的调整。之后使用振动压路机进行振动压实，大约压实6~7遍，确保垫层压实度达96％。需要注意的是，针对直线段的碾压，应按照从两侧向中间原则进行碾压；针对曲线段或超高直线度，应按照从内侧向外侧的顺序进行碾压。另外，在碾压过程中，应注意控制压路机的碾压速度，一般控制在1.5~2.0km/h，在碾压路段的端部进行3~4m的横向碾压，避免纵向碾压时端部出现裂缝、松动等问题。在碾压过程中，禁止出现碾压机在施工路段掉头、急转、通车的问题。若是遇到雨天，应及时做好防护措施，并停止施工，待雨停后，先对雨水破坏部位进行修补，然后重新碾压，碾压完成后，及时进行质量检测。

3.8  质量检测

   在路面垫层施工后，施工单位进行自检，检验合格后再报请监理工程师进行复检。具体的检验项目与检验要求见表2所示。

表2 路面垫层检测项目及要求

3.9  养护

在路面垫层施工完成后，需及时开展养护工作，避免出现裂缝等问题，提升路面垫层的施工质量。对于混凝土材质的路面，可通过洒水车均匀洒水，确保垫层处于湿润的状态。还需在路面垫层铺盖一层遮光布，避免太阳光强烈照射。另外，在养护期间，应禁止车辆与行人通过。

4、路面垫层施工质量控制和成本控制建议

4.1  加强原材料质量控制

    在公路路面垫层施工中，为提升垫层施工的质量，施工单位须加强施工原材料的质量控制，确保使用的材料粒径均匀，也要保证各种材料杂质含量和清洁性，避免有其他材料和杂质混入其中。在混合料拌和时，应均匀进行拌和，从而保证垫层施工的质量。

4.2  加强施工过程质量监督

在施工设计环节，施工单位可借助信息技术构建数据库，整理分析路面施工的各项数据，使用专业软件绘制施工图纸，提升垫层施工方案的科学性。建立完善的监督管理体系，强化各个施工环节的控制，安排专门的人员进行质量监督与检查，确保路面垫层各个施工环节的质量，从而提升路面垫层施工的质量与效果。

4.3 加强施工中的成本控制

    在垫层施工前，首先应确保下承层填筑标高满足设计值和规范要求，尽量减少标高的变化。其次在试验段施工时做好数据收集整理确定好松铺系数，在后期施工时也应根据现场实际情况适当调整铺筑厚度。最后施工时严格按照规范和设计要求控制铺筑宽度。尽量减少垫层材料的使用和浪费，节约项目材料成本。

5、结语

作为公路工程施工的重要部分，施工单位必须高度重视垫层施工及质量控制，采取有效的施工技术措施，确保各个施工环节顺利开展，也要认真开展质量检查验收及养护工作，确保路面垫层施工质量合格，避免出现质量问题，为提升公路工程路面施工效果和项目材料节约成本控制奠定良好的基础。

参考文献：

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