路面垫层施工技术应用

胡振山

（新疆维吾尔自治区公路工程造价管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

一、引言

目前，为提高公路防冻、防渗和隔水的作用效果，高速公路工程项目往往会选择在路面结构层中的面层底部加设一层垫层结构。有关路面垫层应用的研究显示，路面垫层骨料颗粒材料的性能直接决定着垫层的施工质量和稳定性，因此在铺筑路面垫层时，应提前开展骨料颗粒性能控制研究。

为探究路面垫层施工技术，本文围绕路面垫层施工技术要点和工程特性，详细介绍了路面垫层施工工艺，并结合试验路段评价施工质量，探究其在具体工程中的应用。

二、公路路面垫层施工技术标准

（一）作用机理

目前，高速公路建设工程项目中应用的路面垫层主要分为碎石垫层和砂砾垫层两大类，其中按照骨架结构大小又可分为级配碎石垫层和普通碎石垫层两种，因此在具体铺筑路面垫层时，应结合实际情况设计合适的垫层类型和结构尺寸。

通常情况下，路面垫层施工原材料和公路底基层原材料需保持一致，确保路面垫层的抗变形能力和弹性，有效预防公路病害问题。同时，在路面垫层施工时应保持良好的排水性能，有效把积水阻隔在结构层之外。

路面垫层主要存在于公路土基与基层之间，作为一种过渡层结构，它能够在保持面层与基层强度和刚度的同时，有效改善土基结构层的温度和湿度，避免或减少冻胀反应的发生。另外，路面垫层能扩散面层竖直传下的行车荷载作用力，使土基在承受荷载时不会轻易变形。路面垫层在高速公路结构层中起到的主要作用如下：

环境复杂情况下利用路面垫层能有效改善公路施工条件，间接提升公路施工质量；当公路路基土出现横、纵向裂缝问题时，路面垫层内的骨架结构会在荷载挤压作用下自行排列组合愈合裂缝，起到改善裂缝扩散的作用；隔离和过滤公路面层上存在的各种污染物，避免进一步污染面层；路面垫层内孔隙比较大，在温度较低的情况下内部结构不会轻易产生冻胀反应，安全性和稳定性较高；垫层可阻隔积水，避免渗透至路面结构内产生水泡等水损害，同时快速挤压排出基层内的地下水，降低水侵蚀影响；垫层为公路土基和基层之间的过渡层，可进一步提升路基的承载荷载能力。

（二）材料要求

在路面垫层应用中，其刚度和强度决定了公路整体质量的优劣，而在路面垫层结构中起决定作用的是内部碎石颗粒，碎石颗粒强度及其间的嵌挤作用均会影响垫层的施工质量，因此在实际应用中应尽量选用质地良好且坚硬的碎石颗粒材料，并且在研究垫层施工质量时也需分析碎石颗粒的技术指标。路面垫层碎石颗粒相关技术要点具体如下：

1.剪切强度

碎石颗粒材料的剪切强度会直接影响垫层结构的承载能力，应严格控制碎石颗粒的含水量和密度，并控制矿粉含量在12%以下，条件允许情况下应尽量选择纹理丰富、干燥整洁的碎石材料作为骨料颗粒。

2.抗压强度

路面垫层抗压强度影响因素归纳起来主要有塑性、密度、形状、纹理、含水量等。纹理粗糙、棱角分明的碎石颗粒能提供充足的刚度和强度，而塑性和黏性较高的碎石能提高承载能力和黏结性。

3.体积稳定性和耐久性

垫层结构中的碎石颗粒需具备一定的耐磨抗风化能力，在外界侵蚀作用下碎石颗粒体积不应出现较大的形变，经过碾压处理后其内部的气压、含水量需保持均衡。

4.塑性变形

碎石颗粒材料的塑性变形不应太大，以免影响垫层的整体抗变形能力，因此碎石骨料应采用骨架密实型级配设计，同时把矿粉含量控制在12%以下。

三、工程应用

（一）工程概况

某高速公路建设工程项目全长53.95km，设计为双向四车道，行车速度100km/h，路基宽度设计为26.5m，全线桥隧比41.6%，分5个土建分部同步施工，路面主要为沥青混凝土结构形式。路面工程建设期间，为提高公路整体施工质量，施工单位决定在公路基层和面层间加设一道垫层结构层，其厚度设计为16.5cm。由于该工程项目的路基工程占比较高，存在大量挖方，为实现废渣二次利用，节约施工成本，施工单位把开挖得到的弃渣作为路面垫层主要骨料碎石材料，并结合实际情况和具体气候特征制定出了相应有效的路面垫层施工步骤。

（二）材料设计

碎石颗粒材料的整体性能优异度直接影响着路面垫层的施工质量，在实际应用时需优化配置各碎石材料。尽可能选取纹理丰富且干燥整洁的碎石材料，并提前检测其含水量及密度。在垫层混合料中矿粉起重要作用，其含量需控制在8%～12%之间。沥青胶结料强度等级直接决定了垫层施工的稳定性和刚度，需合理控制强度等级。

（三）施工工艺

1.混合料拌和及运输

垫层混合料采用厂拌法拌和，由于混合料中掺加的矿粉较多，因此在拌和时需适当延长时间，并保持拌和均匀，避免产生离析现象。混合料运输过程中需妥善做好防止温度散失的措施，采用厚实塑料或帆布袋全面覆盖，施工技术人员需定期监测混合料的温度。

2.混合料摊铺

混合料运输至指定位置后应选用找平设备摊铺，自卸车需时刻保持供料充分、连续。垫层摊铺面积依据摊铺的密度和厚度设定，整个摊铺过程中应遵循人机结合的原则，摊铺完毕后结合规范设计标准检查坡度与路拱情况，同时检查平整度。垫层摊铺完毕后再针对性地处理平整度较差的区域，凹陷位置采用砂砾填补，凸起位置则通过人工铲除。

3.混合料碾压

垫层摊铺整形完毕后，利用压路机振动压实。直线段碾压时由路肩朝中央分隔带碾压；曲线段则由内至外施作。压路机全程严禁急转弯或任意加减速，以免再次破坏垫层表面的平整，另外还需定期检测垫层的湿润度，必要时需采取补水措施。

4.接缝及调头处理

路面垫层碾压施工完毕后施工技术人员采用3m直尺检测接缝处平整度，当不满足设计要求时应及时通过人工修补。接缝处理完毕后再调头，选用透明且厚实的塑料袋覆盖，提高整体养护条件。

5.施工质量评价

该工程项目路面垫层施工完毕后，选择200m长的路段作为试验路段检测垫层的施工质量，并以回弹模量作为评价标准。根据检测结果可得，该试验路段回弹模量满足规范设计要求，稳定性与抗压强度指标达标，垫层整体施工质量良好。