沥青路面改造项目路面级配碎石垫层施工技术

张晓光（唐山市交通运输局公路管理站， 河北 唐山 063000）

0 引 言

沥青路面因具有承载力高、施工周期短、行车平顺和后期养护费用少等优点，被广泛应用于高速公路路面工程中。其中的沥青路面级配碎石垫层，不仅起到排水、隔水、防冻和防污的作用，还能与土基共同起着路面承载作用。因此说，垫层在路面结构中具有重要作用。

目前，部分学者对沥青路面垫层开展了研究，如郝少军[1]对高速公路沥青路面垫层进行了研究，并分析了垫层结构特性及影响因素；马晋[2]对路面垫层施工技术现存问题与解决方案进行了研究；徐能化[3]探讨了垫层施工技术在公路设计中的应用。

多数学者虽对沥青路面垫层展开了研究，但尚未形成统一的理论体系，为此，笔者基于马达加斯加5A国道沥青路面改造项目，对沥青路面垫层施工技术及工程的重点和难点进行介绍，以期为沥青路面垫层施工提供参考与借鉴。

1 工程概况

5A国道安比卢贝—武希马里纳段沥青路面改造项目（以下简称“5A项目”）位于马达加斯加北部地区，起点位于马达加斯加安齐拉纳纳省安比卢贝，止于东部海港城市武希马里纳，是两大城市之间的交通要道。5A项目工期为24个月，缺陷责任期为12个月。

5A项目全长151.702 km，为双车道沥青混凝土二级路。一般路段路基设计宽度为8.5 m，2×3.25 m行车道+2×1.00 m碎石覆盖土路肩；城镇路段路基设计宽度为12 m，2×3.25 m行车道+2×1.75 m停车带+2×1 m盖板边沟人行道。路面结构为5 cm沥青混凝土面层+15 cm 0－31.5级配碎石基层+20 cm未筛分碎石底基层+20 cm天然精选料垫层。设计时速为一般路段60 km/h，地形困难路段和城镇路段20 km/h～40 km/h。

2 工程地质与水文地质条件

2.1 5A项目沿线工程地质条件

沿线基岩主要为下三叠统～上白垩统不同风化程度的石灰岩、页岩、砂岩、泥岩、花岗岩、片麻岩和片岩等。下三叠统（T1）主要分布于PK10—PK31+500.000段，不整合接触于中侏罗统地层之下；局部直接出露于地表。中侏罗统（J2）主要分布于PK0—PK31+500.000段，岩性为砂岩、泥岩互层夹砾岩。下白垩统（K1）属欧特里大阶，岩性主要为粗砂岩、砾岩，分布于PK144+200.000—PK146+000.000段。上白垩统（K2）中PK31+500.000—PK45与PK92—PK121+700.000段主要分布片岩，PK45—PK87与PK121+700.000—PK144+200.000段主要分布片麻岩，PK87—PK92段岩性为花岗岩。沿线第四系堆积层普遍分布，主要岩性为全新统冲积淤泥质粉质黏土、可塑～坚硬状粉质黏土、松散～稍密砂层、硬塑～坚硬状坡积黏性土、松散～稍密碎石等，厚度为1.0 m～5.0 m；沿线上更新统及以前地层主要为残坡积棕红色、棕黄色硬塑～坚硬状粉质黏土、稍密～中密坡积碎石等。

2.2 5A项目沿线水文地质条件

沿线河流众多，地下水位普遍较浅，水质较好。该区域雨季的降雨集中在 11月至次年3月，其中12月底至次年2月为大雨季，全天均有降雨；11月和次年3月降雨集中在下午和夜间。

5A项目区域内水量丰富，受季节影响较大。主要河流有Mananjeba河、Lokia河、Manankolana河、Mananbato河等。

3 工程技术标准

路线线形指标采用法国标准，其余均按照中国规范及标准执行。主要参数如下：公路等级为R60；设计速度为60 km/h；设计荷载为公路Ⅰ级；路基宽度为8.5 m（城区段为12 m）；地震动峰值加速度系数为0.05 g；路面结构类型为5 cm沥青混凝土面层+15 cm 0～31.5 mm级配碎石基层+20 cm未筛分碎石底基层+20 cm天然精选料垫层；设计洪水频率为大（中）桥1/100，小桥（涵洞）1/50。

4 施工方案

4.1 路面工程施工技术

4.1.1 垫层施工

垫层采用20 cm厚天然精选料（满足设计指标要求的粗砾砂、碎石土等），施工采用平地机进行摊铺。施工过程如下。

（1）清理及验收下承层表面。正式施工前，采用人工的方式对下承层表面石砟、浮土和杂物等进行清理，保证表面干净、整洁；须经监理方检查验收合格后，方可进入下一步施工流程。下承层表面清理完成后，要用洒水车均匀洒水湿润和压路机静碾，以达到路面平整效果。

（2）测量放样，恢复中线。每隔10 m设置1个控制桩，并在1/4路宽和路面中心线处设置加密控制桩。由试验路段得到混合料松铺系数，在控制桩上标记松铺厚度控制基准点，通过施工线将基准点连成控制面，使高程符合设计、施工要求。

传统小学数学的特点，是以大圆柱代表的算术作为核心科目，在适当的位置加入小圆柱所代表的度量衡，初等几何及概率统计入门.

（3）运输与摊铺。将天然精选料通过自卸汽车运至施工路段，均匀放置在路基上，然后通过平地机进行摊铺。

（4）碾压。混合料整型完成后，用振动压路机进行碾压。先进行2～3遍静力碾压，然后复压成型。振动碾压时，在直线路基上，由路中心向两侧进行碾压；在弯道路基上，由一侧向另一侧进行碾压。后轮应重叠1/2前轮宽，后轮须超过2段接缝处；总碾压遍数由试验路段确定，直至表面无明显轮迹。碾压过程中如果出现松散推移现象，必须停止碾压，经翻拌平整后再继续碾压。在靠近排水沟侧或桥头、涵洞附近位置时，要用小平板夯机具辅助压实。严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车。

4.1.2 底基层和基层施工

对底基层和基层，分别采用未筛分和0～31.5 mm级配碎石。主要施工工艺如下。

（1）清洁并湿润下承层表面。检测下承层高程、平面位置、宽度、横坡度、厚度、弯沉和表面清洁情况等，且须满足施工要求。摊铺前，须在下承层上洒水，保持表面湿润且不留明水。松散部位应重新进行碾压。

（2）拌合碎石料。采用厂拌法连续拌合碎石料，含水量应较最佳含水量增加0.5%～1.0%。拌合站连续作业，严格控制喂料速率和加水时间，保证混合料色泽相近、拌合均匀。及时测试出料级配及含水量等并合理调整指标参数。

（3）运输碎石料。采用足量大吨位自卸车进行运输，对运输时间进行准确控制，保证运输道路畅通。

（4）摊铺碎石料。进行整断面全宽一次性摊铺，将摊铺机外侧传感器支臂放在钢丝基准线上，内侧使用移动式基准梁进行摊铺。摊铺机行走须视拌合能力和运输能力进行速度调整，行走速度应均匀。

（5）压实碎石料压路机按照“稳压、振动、收面”和“先慢后快、先低后高、先轻后重”的原则进行碾压，后轮应重叠1/2前轮宽，后轮须超过2段接缝处。严禁压路机在正在碾压的路段上急刹车、突然起步或调头。前2遍碾压速度因为1.5 km/h～1.7 km/h，以后宜为2.0 km/h～2.5 km/h，碾压长度≤50 m。碾压时，碎石料表面应保持湿润；如果遇到起皮、松散等现象，应及时翻开摊铺新料重新碾压。碾压过程根据试验段得到的工艺参数确定，也可根据工程经验进行。

4.2 路面工程重点和难点

路面结构层基层碎石配合比和沥青混合料配合比的设计，关系到路面结构层的施工质量，是路面工程的重点内容。施工过程中，防止基层碎石与沥青混合料离析，是路面工程施工质量控制的重点和难点。

根据现场原材料，加强前期配合比设计工作。路面工程施工前先做试验段，以确定合理的机械配置、松铺系数及碾压遍数等；合理调整级配碎石配合比和沥青混凝土配合比；尽量不进行高温时段作业，雨天暂停施工，保证级配碎石和沥青混凝土施工质量。

减少级配碎石离析的措施如下。

（1）拌合站集料仓设置挡板或预留间隙。设置挡板使料仓隔开，铲车上料时应注意堆料高度并清理杂料，避免发生离析。如果预留间隙，间隙以50 mm为宜。

（2）应采用凹槽式运输皮带。凹槽倾角宜合适，防止粗骨料滚落或下滑。运输皮带末端设置刮刀，防止细骨料黏在皮带上等。

（3）合理规划运料车数量。保证连续拌合及摊铺机稳定工作，以减少级配碎石离析。

（4）合理设计刮板宽度和料斗形状。通过合理设计料斗形状减少料斗集料量，避免大颗粒集料滚落聚集，从而避免产生“窝状”离析。

（5）根据混合料与集料含水量及时调整加水量。

防止沥青混合料离析的措施如下。

（1）严格做好沥青混凝土的马歇尔实验，是防止沥青混凝土路面出现离析的关键。

（2）精准、合理设计沥青混合料配合比，设计时考虑沥青混合料施工性能、压实性和易摊铺性，防止沥青混合料离析。

（3）加强运输管理，避免因运输原因造成温度或级配离析。

（4）提前预热熨平板，避免造成沥青混合料温度离析。

（5）摊铺机速度须均匀，以免因速度过快造成沥青混合料离析。

5 结 语

综上所述，得出以下主要结论。

（1）在垫层施工时，须严格按照下承层清理与验收、测量放样、运输与摊铺、碾压等施工步骤，严格控制施工质量。

（2）底基层施工工艺主要包括施工准备、碎石料拌合、碎石料运输、摊铺与碾压、验收，前2遍碾压速度应为1.5 km/h～1.7 km/h，以后宜为2.0 km/h～2.5 km/h，碾压长度≤50m。

（3）严格进行沥青混凝土马歇尔试验，是防止沥青混凝土路面出现离析的关键。精准、合理设计沥青混合料配合比，设计时考虑沥青混合料施工性能、压实性和易摊铺性，防止沥青混合料离析。