路面垫层施工技术在公路工程中的应用

张晓婷

（张家口泰保工程监理咨询有限责任公司，河北 张家口 075000）

0 引言

垫层作为道路承上启下的结构层，但是在现行公路施工规范中，只是简单指明了铺设垫层的一般原则，针对不同地区水文地质情况，还需要做更深入工作[1]。故本文介绍垫层施工技术所用原材料和施工工艺，依托实际工程，使用三种不同集料配合比制备拌和料铺设试验路段A、试验路段B、试验路段C，通过试验检测试验路段A、B、C弯沉值和渗水系数，研究不同集料配合比对路面垫层施工质量的影响。

1 原材料

1.1 集料

路面垫层施工技术对碎石集料严格把关，铺设试验路段垫层的集料不仅应该满足标准规范要求，还应该具备强度高、硬度大、软石含量少、颗粒碎石棱角分明等优点[2]。本文试验路段选用碎石集料为某工厂生产的石料，并对其性能物理性能指标进行试验检测。

1.2 集料配合比

本文主要研究不同集料配合比对路面垫层施工质量的影响，选用配合比A、配合比B、配合比C铺设路面垫层。三种集料配合比在各级筛孔通过率如表1所示。

表1 三种集料配合比在各级筛孔通过率

1.3 粉煤灰

粉煤灰作为矿物掺和料粉煤灰是否满足施工要求将直接决定路面垫层施工质量是否达到规范要求，故本文对所使用粉煤灰物理性能进行试验检测，试验结果各项指标均满足施工要求。

2 工程实践

2.1工程概况

某公路全长20.95km，道路施工里程为k02+360～k1+540，设计车道为双向三车道，路基宽25.5m。本文选用某公路k03+000～k04+500道路右侧作为试验路段，研究不同集料配合比对路面垫层施工质量的影响。

2.2 施工技术

（1）施工准备

垫层施工前需对拌和料每个原材料进行试验检测，试验结果各项指标均满足施工要求，再进行拌和，本文采用路拌法进行垫层施工。路基进行清扫，保证下承受层平整坚固，若压实度不够，需要采用15t以上压路机进行复压，保证压实度符合施工最低标准要求。

（2）垫层施工

选取某正在施工公路1.5km作为垫层施工试验路段，将1.5km试验路段平均分成3段，每段长0.5km。将集料配合比A制备的拌和料铺设路段A垫层，集料配合比B制备的拌和料铺设路段B垫层，集料配合比C制备的拌和料铺设路段C垫层。

本文试验路段拌和料摊铺采用摊铺机和推土机联合摊铺法，首先推土机进行整平，推土机工作时需要均匀前行，往返整平3到5遍，推土机行驶速度不应该超过15km/h，推土机完成工作后，再用摊铺机进行摊铺拌和料，注意试验路段A、B、C摊铺的拌和料不一样，应将对应拌和料摊铺在对应试验路段上。

垫层结构强度的形成主要取决于碾压施工，碾压工作可以使粗细集料相互挤压密实，因此碾压作业十分重要。本文试验路段碾压施工采取分段碾压方式进行，采用科学的碾压成型方法，首要压实机械选用振动压路机，辅助压实机械选用胶轮压路机，碾压成型规则为“先轻压，后重压、先慢压，后快压、先压两边，后压中间”[3]。

（3）养护

垫层施工完成后，需要进行7天养护，养护工作完成后，为探究路面垫层施工技术对公路工程施工质量的影响，本文在三个不同试验路段对弯沉值和渗水系数进行试验检测。

2.3 性能检测

（1）弯沉值检测

弯沉值作为道路设计主要规范指标，它与垫层结构强度与承载能力密切相关，故为了研究级配类型对垫层弯沉值的影响，本文分别在试验路段A、试验路段B、试验路段C三个路段，随机选取5个试验检测点，记为检测点1、2、3、4、5，采用贝克曼梁法对三个试验路段所铺设垫层行车道弯沉值进行检测。三个试验路段所铺设垫层行车道弯沉值检测结果如表2所示。

表2 三个试验路段所铺设垫层行车道弯沉值检测结果（单位：0.01mm）

密实型连续级配碎石铺设路面垫层可以有效减小行车道弯沉值，由表2可知，试验路段A垫层弯沉值远远小于试验路段B和试验路段C垫层弯沉值，试验路段A垫层弯沉平均值为41.6，而试验路段C垫层弯沉平均值58.2，其弯沉性能提高了39.9%，这是因为试验路段A是连续级配碎石拥有一定结构强度的粗集料组成骨架结构，同时细集料经过碾压施工可以较好填充骨架空隙，垫层整体结构强和承载能力明显优于试验路段B。

试验路段B垫层弯沉平均值46.8，试验路段A较试验路段B弯沉性能提高了12.9%，说明密实型连续级配碎石铺设路面垫层可以有效减小行车道弯沉值。因此公路工程运用到路面垫层施工技术中，要注意碎石集料级配，选择孔隙率小的连续级配碎石铺设垫层。

（2）渗水性能检测

排水性能是评价公路工程施工质量的重要指标，为了研究级配类型对垫层渗水性能的影响，本文分别在试验路段A、试验路段B、试验路段C三个路段，随机选取5个试验检测点，记为检测点1、2、3、4、5，使用渗水系数检测方法对试验路段垫层进行试验检测。三个试验路段垫层渗水系数检测结果如表3所示。

表3 三个试验路段垫层渗水系数检测结果（单位：ml/L）

使用配合比A集料铺设垫层可以有效减小离析，提高垫层抗渗性能，由表3可知，试验路段A垫层渗水系数远远小于试验路段B和试验路段C垫层渗水系数，在相同碾压施工下，试验路段A垫层渗水系数均值为89.6，而试验路段C垫层渗水系数平均值117.6，使用配合比A集料可以大幅度提高垫层抗渗性能，这是因为配合比C为间断级配，粗集料过多，拌和料内粒径较大碎石不能紧密接触，孔隙率较大，导致垫层抗渗性能降低。因此公路工程运用到路面垫层施工技术中，做好排水措施，需要选择粗细搭配均匀集料铺设垫层。

3 结论

垫层作为道路承上启下的结构层，它的施工质量是整个公路使用寿命的根本保障。本文介绍垫层施工技术所用原材料和施工工艺，依托实际工程，使用三种不同集料配合比制备拌和料铺设试验路段A、试验路段B、试验路段C，通过试验检测试验路段A、B、C弯沉值和渗水系数，研究不同集料配合比对路面垫层施工质量的影响。研究结果表明：

（1）密实型连续级配碎石铺设路面垫层可以有效减小行车道弯沉值；

（2）试验路段A垫层弯沉值远远小于试验路段B和试验路段C垫层弯沉值，试验路段A弯沉性能较试验路段C提高了39.9%；

（3）使用配合比A集料铺设垫层可以有效减小离析，提高垫层抗渗性能。