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路面级配碎石垫层施工技术的应用研究

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：韩瑞祥谭鹰汪慰慈

[导读] 摘要：公路路面主要由基层、垫层和面层三部分组成，其中垫层具有蓄水、排水、隔热、防冻及承重的功效，能够保证路面的水稳定性能和承载能力。

        中电建路桥集团有限公司北京 100044
        摘要：公路路面主要由基层、垫层和面层三部分组成，其中垫层具有蓄水、排水、隔热、防冻及承重的功效，能够保证路面的水稳定性能和承载能力。对于地下水位较高的地区铺设路面垫层能有效发挥隔水作用，对于寒冷地区铺设路面垫层则具有防冻的作用，同时垫层还能扩散由基层传来的应力，能有效减少土基应力和变形，确保基层和土基的结构性能。本文就此进行了分析。
        关键词：路面施工；级配碎石；垫层施工技术
        引言：
        随着我国经济的不断发展，建筑行业也逐渐受到重视。公路是当今社会带动经济发展的重要途经，对于车流量的日益增肌，从前的建筑技术水平已经不能够满足当今社会对于公路的需求。对于现在的建筑行业来说，公路路面的建设主要由以下三部份组成，分别为基层、垫层和面层。对于垫层来说具有蓄水、排水、隔热、防冻及承重等功能。
        1级配碎石垫层施工技术概述
        级配碎石半刚性材料强度、刚度和板体性能良好，在各等级沥青路面与水泥混凝土路面中作为垫层材料，级配碎石垫层还具有一定的抗变形能力，稳定性好，但是半刚性材料也面临温缩裂缝、干缩裂缝、唧浆等诸多技术问题，甚至引发基层沥青路面早期破坏，其施工中其材料级配、摊铺碾压参数、离析、养生等控制难度较大，一旦出现失误，将影响其厚度、密实度与强度的均匀性，出现局部松散，难以达到设计要求，甚至引致路基和上层路面结构的破坏，造成难以预估的巨大损失[1]。为此，必须加强级配碎石垫层施工中原材料及拌和质量控制、摊铺碾压养生等施工控制。某城市道路段全长1.1763km，按照城市主干路道路等级设计，机动车道路面结构为4cm厚AC-13细粒式沥青混凝土+6cm厚AC-20中粒式沥青混凝土+8cm厚AC-25粗粒式沥青混凝土+48cm厚水稳碎石+20cm厚级配碎石；非机动车道路面结构为4cm厚AC-13细粒式沥青混凝土+32cm厚水稳碎石+20cm厚级配碎石。
        2垫层施工技术原则
        对于公路垫层来说，需要根据一定比例对材料进行调配，才能够保证公路垫层具有一定功能。在完成基层后，需要对垫层材料进行摊铺，需要利用多台摊铺机，摊铺后需要对垫层材料进行碾压，利用碾压组装机进行多次反复碾压。碾压方式主要采用静压及动压两种，通过不同的碾压方式来对垫层材料进行加固。一般在静压与动压时都需要从道路两侧向中间碾压，在静压后还需要在路面上洒一层水，保证动压所需的湿润条件。动压的主要作用是对道路凹凸不平处进行处理，保证路面平坦。动压时先采用低频进行碾压，后再进行高频碾压，在碾压过程中也要控制振动频率，方式频率过高影响路面。最后需要通过轮胎碾压，需要保证碾压后的压实系数满足1．25～1．35范围内。
        3垫层施工技术应用要点
        3.1施工准备
        检查下承层各项技术指标符合规范且验收合格后进行道路路面垫层施工，在垫层施工之前要彻底清扫路面，保证路面清洁、平整、密实，无松散、无翻浆，并在路基顶面喷洒水，确保路面在施工前处于湿润状态。内外边桩的设置应根据路面垫层宽度，在桩外各50cm处设置控制线支撑杆，根据传感臂与控制线关系挂钢丝绳；水准测量后进行下承层高程复测，并根据所测定的试验段松铺系数（1.35）计算标高，再根据设计坡比所推算出的内外边桩高程调整控制线标高后，以此作为摊铺机摊铺时标高自动控制基准线。另外，对于下承层准备工作而言，在进行垫层施工前的施工是下承层施工，在垫层施工前需要对下承层施工进行验收，验收合格后才能够进行垫层施工。垫层施工前的准备工作主要包括对下承层路面的清理，保证路面的洁净后还需要在路面洒上一层水，保证路面的湿润。

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        3.2测量划线
        为了能够保证垫层的摊铺工作精准进行，组要沿垫层路面两侧每10m设置一个中桩，以及内外边桩。在距离桩50cm处设置控制线支撑杆，在根据实际情况以及精准计算来挂钢丝绳。在对下承层高程及逆行测量后能够得出松铺系数，根据计算推测出内外边桩的高程[2]。控制线的调整决定摊铺机摊铺时的基准线，按照规定要求设置标高，减小误差。摊铺数据进行确定后，需要对垫层材料进行拌制，需要的机器有WCB701稳定粒料拌和机以及五个配料斗。在将配级碎石原材料加入搅拌机后，需要对材料的含水量进行控制，保证能够达到标准要求的最佳含水量。在施工时还需要注意天气情况，如果空气湿度低需要适当增加材料含水量，如果空气湿度高则需要适当较少材料含水量。在材料配置完成后，需要通过自卸车运输到施工现场，立即开启摊铺机进行摊铺，避免长时间挥发减少材料含水量。
        3.2级配碎石拌和及运输
        拌和过程中加强对集料含水率的控制，在夏季晴朗干燥的环境下应适当增加集料含水量，阴雨天或夜晚水分等蒸发小的情况下适当减小集料含水量，并始终将集料最佳含水量和富余量控制在设计范围[3]。待混合料拌和完毕，应采用与摊铺、碾压设备相匹配的大型自卸汽车尽快运送至铺筑施工现场，运输途中用帆布覆盖混合料以降低水分蒸发速度。
        3.3摊铺工艺控制
        公路路基基床表层下层摊铺施工采用地坪机和小型推土机配合进行，摊铺速度控制在1.0～1.5m/min，摊铺施工工序间隔120～200m。本工程采用方格网+挂线法进行地坪机摊铺施工虚铺厚度控制，摊铺机施工虚铺厚度控制则通过挂线法完成。待机械摊铺达设计平整度后还应进行人工观察，对于存在的离析或低洼处人工找平后换料处理，并采用5～10mm碎石和石粉作为补平用料。
        3.4碾压工艺
        采用自行式振动压路机按照先轻后重、先慢后快的原则碾压2遍，保证大面平整后再采用平地机结合人工找平，按照试验段现场试验数据，复压轻振压实1～2遍后，静压1～2遍收光。在碾压过程中密切注意表层因振动可能出现的破坏，避免过度碾压及表面无法收光等问题。为防止水分过度流失，碾压施工必须紧接在摊铺施工之后，并在碾压现场安排喷雾洒水车，当路面检测结果显示失水超标，必须及时喷雾洒水后继续碾压[4]。直线路段碾压从两侧向中间进行，曲线路段碾压则从内测向外侧进行，纵向重叠段长度至少0.4m，横向搭接处至少2m，靠边0.3m位置的补压夯实通过冲击夯进行。碾压过程中含水量的控制对于路面碾压施工质量至关重要，本工程碾压含水量控制在5～7%，机械静压2遍后人工撒料补洼再振动压实，纵横接缝处和路基两侧边缘修补也影响碾压施工质量。因石粉存在一定的水化黏结作用，级配碎石层碾压成型后会出现板结，试验表明，碾压成型后1d、3d、5d的板结强度分别达60%、70%和85%，所以养护期确定为5d。养护期内严禁车辆行驶扰动，按设计时间喷雾洒水确保碾压层含水量。
        结束语：
        总之，为保证路面级配碎石垫层施工质量，除了文章所提及的方面外，还应注意混合料运输和摊铺的及时性，碾压时间过长会导致混合料和碾压路面水分损失超标，增大料粒固结难度，影响压实度和弯沉值。级配碎石垫层碾压结束必须根据含水量测定值及时喷雾养生，保证级配碎石正常板结，保证级配碎石施工质量。
        参考文献：
        [1]张登峰，王文博，吕莹，魏欢.未筛分碎石垫层施工技术及质量控制研究[J].建材世界，2019，40（01）：65-69.
        [2]王昌海.高等级公路级配碎石垫层施工质量控制探讨[J].西部交通科技，2019（01）：4-6+77.
        [3]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.
        [4]蔡军.阿尔及利亚东西高速公路级配碎石垫层施工工艺[J].路基工程，2017（04）：196-199+203.