级配碎石垫层施工技术在高速公路路面施工的应用探析

曹野

摘要：结合具体工程实例，分析级配碎石垫层材料方案，并主要从下承层处理、级配碎石装运与铺装路面碾压、纵横接缝处理、路面养护处理等方面，研究级配碎石垫层施工技术。将其应用在在高速公路路面施工，总结级配碎石垫层施工过程的控制要点，以提升高速公路施工质量。

关键词：级配碎石垫层；技术要点；高速公路；路面施工

0   引言

公路表层结构的路基垫层为高速公路整体结构的重要组成，其主要处于路基同基层所夹的中间层，垫层结构兼具了抗冻、防水、承载等作用，所以其施工质量直接关系到高速公路路基及路面动载荷支撑效果和运行年限，是公路使用状况的重要影响因素[1]。

为确保高速公路安全通行，减少公路运行风险，应采用科学的垫层技术保障高速路路面施工质量。本文对级配碎石垫层施工技术展开研究，在分析技术实施工艺的基础上，结合实际论述施工过程中的技术应用，并提出施工控制要点，以达到提升高速公路路面实施效果的目的。

1   工程概述

某高速公路建设项目公路标段总长约39.73km，工程建设规模为全程双向四车道。项目路面层厚约0.24m，基层层厚约0.51m；路基最大宽为25.8m，工程路基特征主要体现在填方工程量大，挖方工程量小，借方体积约占237.5万m3。根据施工设计方案，选择级配碎石垫层施工技术，以提升高速路面结构强度。

2   级配碎石垫层材料方案

此高速路建设工程的级配碎石垫层设计实施层厚为17cm。级配碎石垫层选材方面，主要选取硬度为刚硬型碎石级配石料，石料粒径应控制3.25cm以下，并应保证级配等级和清洁程度满足工程所需。石料的压碎程度应控制低于23%，碎石垫层级配筛孔粒径质量比应严格按照级配规范确定。

3   级配碎石垫层施工技术应用

3.1   高速公路下承层处理

依据高速公路项目相应路基验收标准和频次要求，针对工程实施完成的公路路基进行基宽、厚度、坡度、平整度等参数的工程验收检验。下承层工程实施中，主要采用20t压路机，配合辅助压实设备实施压实度检验，压实度检测次数通常不低于3次。

实施压实度检验时，一旦发现土层呈现松散干燥情况，应做适量洒水处理以达到土层含水量要求。如土层含水量过大出现“弹簧”现象，应实施挖掘翻晒或土层换填处理，如有必要可适当掺入土石粒料及石灰外加剂等，以满足下承层的土质要求。

3.2   垫层级配碎石装运

依据高速路项目施工设计确定的级配比例实施拌和，参考外界环境及装运距离，确保碎石拌和料含水率低于1%。选择压实作业实施前进行检验含水量，以确保级配碎石拌料在合理含水率状态下压实定型[2]。

拌料应选择自卸车实施装运，装运前应保证内部清洁，装车进料顺序应以“先前后两端、再中间、再两端”的次序完成。装车进料时应适当增加车辆移动频次。自卸车装运时应做表面篷布织物加盖处理，以防止拌料洒落及水分散失[3]。到达公路作业地点，应及时移装至摊铺机械实施摊铺。

3.3   垫层的铺装及平整

3.3.1   设备配置

依据摊铺机械的摊铺速度，确定自卸车的装载运输速度。垫层摊铺过程中，应保证不少于2辆的自卸车停靠在摊铺机械附近待命。由专人负责自卸车的协调工作，以保证垫层铺装的匀称程度和连续效果。摊铺机械采用单幅两台梯形铺装方式作业，如出现摊铺机械卡顿停工，应控制自卸车数量不可过多闲置，避免发生机停等料的现象。

3.3.2   自卸车卸料要求

碎石拌料运至作业位置后，自卸车应按双排排放，车辆间距应保持在10m范围，并应停靠在摊铺机械前距离0.3m位置[4]。拌料卸装过程中应实现精准定位，避免同摊铺设备形成触碰。

垫层摊铺时，应遵从边卸料边摊铺的原则，自卸车辆完成卸料后应马上驶离作业地点，以方便后续自卸车与摊铺设备配合施工。驶入铺装区域时应放缓速度，避免急速启停动作，并安排专人实施自卸车的协调，以确保垫层碎石铺装的匀称度和连续效果。

3.3.3   碎石垫层铺设

项目级配碎石垫层设计层厚17cm。正式铺设碎石垫层前，铺设区中线及两端应在各间距10m安装一导向柱，同时标定3条线位的基准线。完成层厚调节线支架安装后，依据设计垫层厚度调节线高度，并挂设调节线至规定点位。

科學调控设定标高，摊铺机标尺应参照中间摊铺机外沿标高完成设定，边缘摊铺区标高使用钢索标度实施调节标定。铺设初期，通过水平标尺对中部摊铺区域横向坡进行校验，确保其满足规划设计标准。级配碎石垫层标高检测如图1所示。

不同摊铺机械间前后交错间距保持在5～10m距离，按1.2m/min的摊铺速度行进，阶梯状同步作业[5]。摊铺交错宽度控制在30cm，拌料应保持在摊铺机械搅拌仓内2/3容积，以达到最优的拌料摊铺效果，并有效防止拌料离析情况。设计含水率同摊铺拌料的实际含水率偏差值，应在1%～1.5%区间，并随时参考外部环境因素进行调整。

摊铺机后方应安排专人进行粗细集料处置，以避免拌和集料产生离析，特别应重点控制粗集料汇聚区域及窝集区域等，同时利用新的集料完成替换并实现均匀拌和。铺设级配碎石垫层时，应秉承“就高不就低，就刮不就补”的原则进行作业，禁止使用薄垫层贴补工艺实施垫层处理。

3.4   路面碾压施工

依据工程实际建立级配碎石碾压作业方案，内容包括确定碾压机械型号及数量搭配、碾压遍数、碾压顺序、碾压频次等。

3.4.1   碾压顺序

要科学规划碾压作业顺序。将高速路高程较低点设定为碾压起点，利用振动压路机公路走向由低点向高点碾压。作业时应按先静压后振压的顺序。碾压交错宽度应为车轮宽的约1/3，避免由于碾压距离过大而出现压实效果差或漏压情况。单次作业后应及时完成压实度校验，正常情况下应实施2轮以上的强化振压操作。

3.4.2   碾压工序

整体压实工序可分别按初压、复压、终压的步骤完成[6]。参考碎石拌料摊铺传送距离、拌和产量、路面平整效果等因素，单次碾压距离应低于30m，并参照相关影响因素进行距离减少。严格控制由集料拌和至摊铺压装定型的总时长低于3h，作业区并标有明显的界定标记。

垫层初压主要采用单台振动压路机进行碾压，前向采用静压方式，逆向采用弱振方式。垫层复压主要通过双台振动压路机同时强振的方式碾压。实时校验垫层压实度效果，直至碾压达到高于设计标准的96%程度，对压实频次和总遍数做标记。垫层的终压通过单台压路机实施碾压，确保表面最终达到无痕迹的效果。碾压作业过程中应控制路面含水率达到设计标准。

3.4.3   碾压要点

邻近碾压机应保持半轮宽度的错位，呈阶梯状实施碾压，禁止在同一截面实施碾压。初期碾压行进速度应控制在1.5km/h左右，密实度提升后，可按2km/h的速度行进，行进中后轮碾压痕迹应与前轮吻合[7]。

为确保边缘压实度，应适当增加碾压次数。作业区域碾压次数应标记，防止出现漏操作或过量碾压，避免出现开裂、起皮、凹凸等现象，保证路表同横坡拱具有统一的平顺度及压实效果。

碾压机械行进或倒车过程中，尽量避免出现调头、急刹及急转的操作，保证挡位切换的平顺，禁止对垫层实施拽拉。碾压机械停止时，应保证在已压实碎石路面的3m以上位置错位停靠。

在作业剖面范围内实施稳压处理，完成初次稳压后，应将机械按原有路线驶离区域。挡位切换操作应在压实后的区域完成。垫层表面出现凸凹时，应立即整平处理，保证垫层表面无显著的胎痕，保证压实度和平整度施工效果，随后以人工方式进行垫层边缘的外观处理。

3.5   纵横接缝的处置

垫层接缝应尽量按横向接缝处理，在后续路面作业前，应及时清理不符合紧实要求的接缝，同时将标高、压实度符合标准的区域挖出与道路竖直方向的横向剖面，进行混合料的摊铺。

为有效避免出现纵缝，应采用双摊铺机梯度作业方式，竖直衔接纵向缝隙。在上轮接缝操作时，应在中部安防方木形成结构支护，以确保路面边缘压实度达到标准。在实施下轮接缝处理时，应提前拆卸木方，并针对未达到路拱和压实度标准的区域实施喷水保养，待完成下一轮拌料铺装后进行后续的压实和平整。

3.6   高速路面养护

保养过程中，应在垫层表面加盖工布，并做水湿梳理，上方应加盖养生膜。通过洒水设备实施保养处理过程中，应选取喷雾效果好的喷头，禁止选择高压喷嘴喷水，以防止高压损坏垫层表面。保养时应依据外部环境确定喷洒保养频次，严格控制垫层表面的水分含量。

4   级配碎石垫层施工控制要点

铺设拌料前，应实施加湿预处理措施，以有效提高拌料过程的易能程度。垫层施工过程中应严格控制垫层含水量，应建立完备的校验制度，严控铺装料的含水量检测频次。含水量未达标应及时处理，防止影响后续施工作业。

压路机的振幅频率和振动幅度较大，易引起粗集料碎石垫层凸起。其形成原因是受振动强压的外力作用，级配碎石集料内部密度形成差异化。为防止此类异常现象出现，应参照振动压路机的性能及垫层材料特征，合理确定振幅和振频，并通过胶轮压路机实现垫层的收压施工，以提高高速路面压实效果。

完成级配碎石垫层压实作业后，应及时对作业场地实施封闭围挡，以防止施工机械、车辆、人为等外力作用，并应有专人实施垫层质量的监控和保养处理，以保证级配碎石垫层的施工标准。

完成垫层表面晾晒处理后，应对公路表面做喷油操作，并对作业场地实施二次封闭。待喷油层渗入路基内部，方可对施工路段接触封闭。在选取透层油材料时，其配比中沥青比例应适中。沥青含量过大会引起公路垫层起皮、龟裂，沥青含量过小则会影响公路垫层的透油质量。

5   结束语

公路表层结构的路基垫层为高速公路整体结构的重要组成，主要处于路基同基层所夹的中间层，垫层结构兼具抗冻、防水、承载等作用，其施工质量直接影响公路路基及路面的动载荷支撑能力和使用年限。本文围绕级配碎石垫层施工技术在高速公路路面施工应用展开研究，分析技术实施工艺，建立级配碎石垫层材料方案，根据工程实际探讨级配碎石垫层技术应用，探究施工控制要点，以为相关高速公路垫层施工质量提高提供借鉴。

參考文献

[1] 赵晓康，董侨，肖源杰，等.基于细观非均质模型的水稳碎石基层材料疲劳开裂研究[J].中南大学学报（自然科学版），2021，52（9）：3132-3142.

[2] 黄志德.间断级配碎石铺筑路面垫层的配合比设计的试验分析[J].西部交通科技，2018（6）：70-72.

[3] 韩振强，沙爱民，胡力群，等.级配碎石基层沥青路面合理沥青层厚度[J].长安大学学报（自然科学版），2018，38（4）：1-9.

[4] 占春苗.公路路面级配碎石垫层施工设计及技术[J].交通世界，2018（24）：58-59+61.

[5] 索智，查伟，聂磊，等.超大粒径级配碎石在沥青路面基层中的应用研究[J].公路，2022，67（4）：35-40.

[6] 张敏江，方竹胜，刘洪涛，等.水泥稳定级配碎石基层材料路用性能及超轴载下疲劳寿命研究[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2016，32（6）：1075-1082.

[7] 郑全.级配碎石厚度对倒装式沥青路面结构受力及寿命的影响研究[J].现代交通技术，2017（5）：89-91.