低等级农村公路路基路面施工质量控制研究

王晓龙

摘要 农村公路一般指为农村提供服务的公路，路基路面是其重要构造物。为了保证农村公路施工水准，文章以某三级公路为研究对象，从填料选用和含水率控制、基底处理、路基摊铺、路基压实等方面分析了其填方路基施工控制要点，从配合比设计、生产运输、摊铺、碾压等方面分析了路面施工控制要点，研究结论可供类似项目建设提供理论依据。

关键词 农村公路；路基；路面；施工要点；试验段

中图分类号 U417.1文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）05-0114-03

0 引言

农村公路由乡道、村道等组成，其设计等级低、投资金额小。路基路面是农村公路的重要构造物，如果施工质量控制不当，在车辆荷载、降雨、冻融等因素作用下，容易产生病害，影响公路运营寿命。目前，很多农村公路施工时不重视设计文件和现行规范，盲目依靠工程经验和类似项目路基路面图纸，使得路基路面施工质量差[1]。鉴于此，进一步研究农村公路路基路面工程施工质量控制十分必要。

1 工程概况

研究对象为某农村公路，全长16.8 km，起讫桩号为K0+000～K16+800，设计等级是三级公路，设计速度是40 km/h，设计标准是双向两车道，标准横断面宽8.5 m，具体尺寸如图1所示。

农村公路沿线路基以填方路基为主，局部路段填土较高，当路基填高超过8 m时，设置2 m宽平台，平台横坡取4%；路面拟选用沥青路面，厚50 cm，具体结构组合如下：4 cm细粒式AC-10C+6 cm中粒式AC-16C+

20 cm水稳碎石基层+20 cm石灰稳定土底基层。

根据地质勘察资料，公路沿线地形较复杂，大型机械无法入场，只能使用轻型机械设备施工；地基土以黏土、卵石土、碎石土、软质基岩等为主，局部路段穿越沟塘，存在淤泥、淤泥质土等。

2 农村公路路基施工技术

2.1 施工准备工作

2.1.1 填料选用

农村公路所处环境复杂，填料运输效率低、运输成本高。因此，路堤填料应优先选用开挖出的黏土，并确保填料中不含泥炭土、淤泥、冻土等，且保持洁净干燥。如挖方土不足，再从周边调配填料，且宜选择粗粒土。由于该农村公路属于三级公路，其上路床、下路床、上路堤、下路堤的填料粒径要分别小于100 mm、100 mm、150 mm、100 mm，CBR要分别大于5%、3%、3%、2%[2]。

2.1.2 填料含水率控制

由土力学理论可知，土体达到最优含水率wop时，其干密度最大。因此，为了保证路基压实质量，要将填料含水率控制在wop±2%。该农村公路所在区域的年降雨量随季节变化明显，夏季施工时填料含水率大于最佳含水率，应对其翻挖晾晒；冬季填料干燥，可通过洒水车将填料浸湿，并搅拌均匀。

2.1.3 基底处理

路基在填筑前，要先用挖掘机清表20 cm，将地基表面的草皮、生活垃圾、树根、腐殖物等清理干净，再用压实机械将地基土碾压密实，以保证其承载力≥110 kPa。由现行路基设计规范可知，三级农村公路的地基压实度K≥85%，可用灌砂法，具体见式（1）：

（1）

式中，ρ、ρ0——地基土实测干密度和室内最大干密度（g/cm3）。

对于穿越沟塘的路段，可将淤泥、淤泥质土等全部挖除，换填成强度高、水稳定性好的碎石，再分层碾压密实，碾压质量可用沉降差控制。

2.2 路基摊铺

在路基工程摊铺前，应间隔20 m设置1个测量断面，放样出路基几何参数（中心填高、坡高、宽度等），通过“平均断面法”和松铺系数推导出任意路段的摊铺方量V，见式（2）[3]：

V=h×b×k （2）

式中，h、b——路基的平均填高和宽度（m）；k——路基填料松铺系数，可利用试验段获取。

随后，利用白灰在施工区域划分出若干个3 m×3 m的小方格，采用小型推土机摊铺路基填料，确保填筑层压实后的连续厚度≥500 mm。对于物理力学性能差异较大的路基填料，应分层、分段填筑。同时，为了保证农村公路两侧土路肩的压实效果，路基应超宽填筑，每侧超宽至少30 cm。

2.3 路基压实

2.3.1 压实方案

结合相关研究成果，黏土的黏性强、内摩擦力大、土体空隙中的水分和空气不易排出，在振动力作用下容易出现“弹簧土”，故路基压实不应采用振动压路机。

农村公路的路基压实遍数要合理，压实遍数过少，路基压实度不滿足设计要求；压实遍数过多，可能压碎填料、破坏铺筑层的级配。该文以压实度为评价指标，利用试验段确定了路床和路堤在轮胎压路机下的压实度，试验结果如图2所示。

由图2可知：①填料压实遍数越多，路基压实度越大。当压实遍数从5遍增加至25遍时，路堤和路床压实度分别增加了11.8%、14.9%，增加幅度为13.8%、18.6%；②当压实遍数＜15时，路堤和路床压实度快速增加。当压实遍数=15时，路堤和路床压实度已满足现行路基设计规范。当压实遍数＞15时，路堤和路床压实度增加不明显。综上，该农村公路路基压实遍数宜控制在15遍左右。

2.3.2 压实顺序

在压实速度较慢时，填土路基压实效果更好。结合相关研究成果及现行规范，填土路基碾压应遵循“先快后慢”的原则，将压实机械行走速度控制在2～6 m/min，且压实期间不得随意变换压实速度，不得中途停车或掉头。同时，对于直线段的填土路基，压路机应从两侧到中间压实；对于曲线段的填土路基，压路机应从内侧（低侧）到外侧（高侧）压实。

2.3.3 施工质量检查

农村公路路基压实至设计高程后，应对其施工质量进行检查，具体检查内容如表1所示。如检查结果不满足要求，需返工处理。

3 农村公路沥青路面施工技术

3.1 沥青混合料生产

3.1.1 配合比设计

农村公路沥青路面使用的基质沥青、粗集料、细集料、填料、外加剂等应结合交通等级、气候气象条件、投资金额等因素确定。原材料确定后，先用“水洗法”设计目标配合比，并按式（3）计算出最佳沥青用量OAC，得到生产配合比。随后，通过试验段铺筑来验证生产配合比，如试铺时发现质量不满足设计要求，及时调整配合比和相关施工工艺。

（3）

式中，OAC1——最大密度、最大稳定度、空隙率中值、饱和度中值所对应沥青用量的平均值（%）；OAC2——最大和最小沥青用量的平均值（%）。

3.1.2 混合料生产

为了防止沥青混合料老化，在生产时要严格控制拌和温度（≤180 ℃），总拌和时间控制在60～75 s，直至混合料拌和均匀，且无花白料。在拌和期间，要抽样开展提抽试验、马歇尔试验等，明确各项技术指标满足要求。

3.2 沥青混合料运输

3.2.1 运料车数量

农村公路沥青混合料运输宜采用自卸汽车，运料量要能保证路面连续施工，运料车数量N可按式（4）估算。需注意，运料车数量并不是固定不变的，可结合当日交通限行状况、施工安排等动态调整。

（4）

式中，k——储备系数，可取1.1～1.2；t1、t2、t3——分别为重载时间、空载时间、现场卸料和等待时间（s）；T——拌和一车沥青混凝土所耗费时间（s）。

3.2.2 运料车管理

在装料前，自卸汽车要将车厢内的土、泥等杂物清理干净，并在车厢侧壁和底部涂抹一层隔离剂，避免沥青混凝土与车辆黏结；在装料时，自卸汽车需按照前部—后部—中间的顺序平衡装料，不可将沥青混凝土堆积过高，以免产生“离析”问题；材料运输过程中，自卸汽车上方要覆盖一层薄膜，以充分发挥保温、防雨作用；自卸汽车到达施工现场后，要缓慢行驶，不得急刹车、急弯掉头等，以免破坏沥青路面功能层（透层、封层、黏层）。

3.3 沥青混合料摊铺

為了提高施工效率，农村公路沥青混凝土路面摊铺应以摊铺机摊铺为主，以人工找补为辅。摊铺设备应提前1 h对熨平板预热，防止机械起步时因平板温度低而黏住沥青混凝土。

为了保证农村公路沥青路面摊铺能连续作业，摊铺速度V应提前计算好，见式（4）：

（4）

式中，C——拌和站供料能力（t/h）；W、D——分别为路面的摊铺宽度和厚度（m）；P——压实后沥青混合料密度，可取2.33 t/m3。

摊铺设备的熨平板温度小于沥青混合料，在起步时摊铺速度宜＜1.5 m/min，待起步后，将摊铺速度缓慢提高至计算值V。如需更换料车，再将摊铺速度缓慢降低。

3.4 沥青混合料碾压

3.4.1 压实机械组合

农村公路沥青路面的碾压包括初压、复压、终压等阶段，其中，初压是为了整平和稳定混合料，复压可以使混合料密实成型，终压是为了消除轮迹，形成平整的路面。但是，现行施工规范只控制最终的压实效果，并没有对每一阶段的碾压遍数有明确规定。结合相关研究成果，归纳了不同压实机械的碾压遍数和碾压速度参考值，如表2所示。

3.4.2 有效压实时间

农村公路如果在冬季施工，因天气寒冷，周边空气温度低，沥青混合料会与周围冷空气产生剧烈的热交换作用，使得沥青混凝土温度迅速下降，从而降低路面压实质量。此时，需严格控制路面有效压实时间。为了解决这一问题，基于试验段统计了沥青混合料不同初压温度所对应的有效压实时间，并用线性函数（y=0.34x?21.6）拟合了两者之间的关系，如图3所示。

图3统计结果表明：沥青混合料初压温度越大，有效压实时间越长，路面的压实效果越好。故农村公路沥青路面碾压时要严格控制沥青混合料温度，不宜过低。

4 结论

该文以某三级农村公路为研究对象，分析了路基路面工程的施工质量控制要点，得到了以下研究成果：

（1）路基填料应就近取材，并对基底进行清表、填前碾压，确保压实度＞85%。如公路穿越沟塘，应换填处理。

（2）路基应采用平均断面法确定摊铺方量，碾压变数不宜过多或过少，且碾压速度应“先快后慢”。

（3）沥青混合料生产前要按目标配合比设计—生产配合比设计—生产配合比验证的顺序开展作业，并按施工规范严格控制沥青混合料的拌和、运输、摊铺、压实等环节。

参考文献

[1]程宏. 低等级公路路面汇水冲刷路基防护研究[J]. 交通科技与管理， 2023（19）： 83-85.

[2]杨励夫. 农村公路工程建设中路基路面施工研究[J]. 低碳世界， 2021（4）： 246-247.

[3]王绍鹏. 农村公路施工图设计要点分析[J]. 四川水泥， 2018（10）： 346-347.