陳 欣

福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司 福建 福州 350100

墊層主要為公路路面結(jié)構(gòu)中重要的結(jié)構(gòu)層，處于路面和地基之間，為路面提供防水、承載、保溫等作用，提高改善墊層質(zhì)量可直接改善公路的整體質(zhì)量[1]。目前墊層主要材料有兩種碎石墊層和砂礫墊層，通過顆粒級(jí)配的碎石墊層可用于高速公路建設(shè)，其顆粒間緊密優(yōu)于未通過顆粒級(jí)配的碎石墊層。未顆粒級(jí)配的碎石墊層常用于較低等級(jí)的公路工程中的基層和墊層[2]。一般情況下，為了在外界應(yīng)力作用下發(fā)生的變形滿足要求，路面墊層選擇具有較高的彈性模量材料，較有利于公路內(nèi)力的重新分布和緩解。另外，為了降低高速公路路面坑洼現(xiàn)象，選擇抗剪強(qiáng)度較大材料，同時(shí)為了提高路面排水效率，降低路面積水現(xiàn)象，選擇透水性良好的材料，有利于提高高速公路整體的穩(wěn)定性[3]。我們?cè)诰駬癫牧蠒r(shí)，應(yīng)當(dāng)從項(xiàng)目出發(fā)，高速公路實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，保證路面墊層材料與基層材料的一致性，避免高速公路出現(xiàn)積水、坑洼、變形等問題，嚴(yán)格把關(guān)施工過程，提升施工質(zhì)量，把控技術(shù)要點(diǎn)，提升施工質(zhì)量，提高人民出行安全性[4]。

1 路面墊層存在的不足

路面墊層結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，路面墊層材料主要存在以下幾個(gè)不足點(diǎn)：

圖1 高速公路路面結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）

①墊層材料粘聚性差，通過機(jī)械壓實(shí)，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，出現(xiàn)變形。

②極難控制標(biāo)高。由于墊層材料粒徑大，皆由粗骨料組成，影響標(biāo)高控制，找平難度大。

③由于墊層材料顆粒粒徑較大，顆粒之間空隙大，結(jié)構(gòu)間不緊密，常規(guī)的灌砂法無法在挖坑時(shí)進(jìn)行測(cè)定，其他壓實(shí)度測(cè)定誤差較大，造成測(cè)定壓實(shí)度不準(zhǔn)確，校核困難。

④彎沉檢測(cè)難度大。沙礫墊層具有防護(hù)軟弱路槽的作用，但其路基強(qiáng)度檢測(cè)難度較大，沙礫墊層位置會(huì)受到行車荷載作用發(fā)生變化，造成彎沉檢測(cè)結(jié)果誤差大。

路面墊層材料的是需要嚴(yán)格滿足國(guó)家規(guī)范和路面施工設(shè)計(jì)要求，材料是影響路面施工質(zhì)量的直接因素，并且嚴(yán)格控制施工材料的優(yōu)異性才能保障高速公路的耐久性以及強(qiáng)度，提升高速公路行車安全。在墊層工作施工前需要做好顆粒級(jí)配工作，保證墊層材料的粘結(jié)性和咬合力，提高墊層材料的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升路面的使用功能。但墊層材料的好壞往往造成更高的成本輸出，部分單位大肆控制成本上出現(xiàn)問題，造成公路質(zhì)量的問題，應(yīng)該在施工成本評(píng)估以及綜合評(píng)估經(jīng)濟(jì)效益前，成本應(yīng)當(dāng)在保證公路質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)施，否則會(huì)嚴(yán)重影響路面耐久性以及無法更好發(fā)揮出作用。因此，施工單位更傾向于具有粘聚性及顆粒粒徑較大的墊層材料，便于更好的壓實(shí)。但卻不利于路面墊層發(fā)揮應(yīng)有的作用[5]。本文為了提高我國(guó)目前高速公路路面墊層的施工質(zhì)量，對(duì)整個(gè)施工環(huán)節(jié)提出建議，望優(yōu)化我國(guó)高速路面墊層施工技術(shù)，提升其實(shí)際應(yīng)用。

2 墊層材料優(yōu)化

2.1 墊層材料準(zhǔn)備

墊層材料是路面墊層工程問題之根源，占據(jù)著很大因素。墊層材料既要滿足質(zhì)量要求，又要滿足顆粒級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)。墊層材料在進(jìn)場(chǎng)前一般由施工單位選用自卸性運(yùn)輸車輛將工廠材料托運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于材料進(jìn)場(chǎng)路線應(yīng)當(dāng)合理控制運(yùn)輸距離和路線。對(duì)于材料運(yùn)輸?shù)某杀菊贾恍〉某杀据斎?，合理控制路線、車距、運(yùn)輸量有利于施工方節(jié)約成本。自卸式運(yùn)輸車輛合理控制運(yùn)輸量，不能為了節(jié)約成本而嚴(yán)重超載，造成嚴(yán)重的施工進(jìn)度影響。并且為了保證運(yùn)輸途中墊層材料水分減少損失以及沿途灰塵彌漫，應(yīng)當(dāng)蓋好帆布袋，滿足城市管理要求。施工技術(shù)人員在特殊季節(jié)中，例如冬季、夏季，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)視墊層材料的表面溫度，防止過高溫度或過低的溫度造成骨料混合料的攪拌質(zhì)量的影響，對(duì)于混合材料攪拌前做好合理的調(diào)試工作，保證符合技術(shù)規(guī)范。

2.2 墊層材料控制

在墊層材料進(jìn)場(chǎng)后，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)該對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，對(duì)國(guó)家材料規(guī)定范圍內(nèi)嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)，使材料符合墊層材料所需的剛度和強(qiáng)度要求，并保證所使用的材料滿足施工標(biāo)準(zhǔn)和粒徑需求。在墊層壓實(shí)后其強(qiáng)度及彈性模量皆要滿足需求。墊層材料的選用是首要工作，選擇級(jí)配合理、質(zhì)量?jī)?yōu)異的碎石和沙礫材料。碎石的選擇需要避免其含塵量過高，通常經(jīng)過機(jī)械破碎后需要清除碎石表層灰土，且檢測(cè)原石材的強(qiáng)度和剛度，使其滿足使用要求。路面墊層材料不同，其性能用途大不相同，目前我國(guó)常用不同碎石尺寸以及用途如表1所示。

表1 不同尺寸碎石用途匯總表

由表1可知，不同尺寸的碎石用途各不相同：當(dāng)粒徑處于0-4.75mm間時(shí)，稱之為石粉，常用作于路面小裂縫修復(fù)，例如水分揮發(fā)引起的路面收縮裂縫，還能起到路面光滑作用。石屑與石渣的粒徑分別處于4.75-13.2mm與13.2-19.0mm之間，其通過采石場(chǎng)或者碎石機(jī)篩下的部分石料，表面極其不光滑，有棱角，適用于更大的裂縫修復(fù)，粘結(jié)性強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度高，一般用于處理路面小縫隙、大裂縫等問題；粗骨料、中骨料以及細(xì)骨料占有一定比例組成稱為混合料，滿足國(guó)家規(guī)定的級(jí)配碎石，通過密實(shí)級(jí)配要求，使得公路基層和墊層抗壓強(qiáng)度更高，耐久性高。一般來說粗骨料的原材料為石灰?guī)r片或者卵石，現(xiàn)場(chǎng)破碎機(jī)械控制壓碎值處于30%左右將粗骨料破碎為碎石材料，需控制粗骨料中針片狀集料含量小于20%。

施工單位在選取材料后根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整合理的顆粒級(jí)配，使得墊層材料具有一定的粘聚力，并在外界作用下能夠有較好的抗變形能力。墊層良好的黏性能夠抵抗高溫、水等外界作用的膨脹變形，提高墊層的耐用性。為了減少高速公路積水現(xiàn)象，可提高組合材料的滲透性能，即提升墊層結(jié)構(gòu)的孔隙率，控制顆粒級(jí)配，形成良好的鑲嵌型骨架結(jié)構(gòu)，更有利于及時(shí)排出路面積水，避免冬季發(fā)生路面凍脹破壞，從根源上減少孔隙間的水分，提升路面的耐久性，大大提高高速公路的使用年限。

3 施工技術(shù)優(yōu)化

3.1 混合材料攤鋪

墊層整體施工過程一般是：①篩分碎石材料；②采用機(jī)械攤鋪材料；③機(jī)械壓實(shí)碎石墊層；④人工整平墊層。采用半機(jī)械半人工的方式完成整體建設(shè)。攤鋪碎石需要提前清理作業(yè)面上面的雜物、廢棄土料，保證作業(yè)面的干凈整潔，澆水保濕，提升作業(yè)面的粘結(jié)性。碎石通過顆粒級(jí)配采用混合料形式進(jìn)行提升整體咬合力，但需要保證攤鋪時(shí)材料攪拌均勻，不出現(xiàn)粒徑分離現(xiàn)象。

當(dāng)路面整平清理完成混合料入場(chǎng)后，采用自動(dòng)找平機(jī)械對(duì)混合料進(jìn)行攤鋪工作，并且能夠確保自卸式運(yùn)輸車來往卸貨工作區(qū)間，保證混合料能夠及時(shí)輸送，避免發(fā)生斷面等施工問題。施工人員時(shí)刻監(jiān)督施工進(jìn)度，協(xié)助完成混合料攤鋪工作，更有效完成機(jī)械找平工作，降低混合料發(fā)生離析的概率，并且在完成攤鋪工作后保證坡度、接口處、平整度滿足設(shè)計(jì)要求以及國(guó)家規(guī)范。

3.2 混合材料碾壓

在混合料攤鋪完成后進(jìn)行碾壓工序，保證墊層碾壓的平整度以及厚度的均勻性，并且施工人員及時(shí)檢測(cè)碾壓結(jié)果，判斷是否滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，避免碾壓不符合要求后續(xù)出現(xiàn)返工現(xiàn)象，造成成本以及施工時(shí)間的浪費(fèi)。碾壓機(jī)械的選擇也應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)，控制碾壓施工成本輸出，注重環(huán)境溫度、碾壓速度、碾壓力度、碾壓平整度以及碾壓厚度等參數(shù)。建議在碾壓前，規(guī)劃一段碾壓路線當(dāng)作測(cè)試路段，調(diào)整各個(gè)參數(shù)，保證墊層碾壓質(zhì)量，施工人員同時(shí)還需要注意混合料是否出現(xiàn)離析等問題，避免因?yàn)槟雺汗ば蛐纬纱止橇显训葐栴}。采用機(jī)械攤鋪不但需要注意作業(yè)面清理，還需要采用平地機(jī)進(jìn)行表面整平，最后采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓壓實(shí)。壓路機(jī)壓實(shí)功、碎石料的含水量、攤鋪預(yù)設(shè)厚度皆會(huì)對(duì)壓實(shí)程度產(chǎn)生影響。在保證攤鋪厚度的情況下，對(duì)機(jī)械壓實(shí)功進(jìn)行預(yù)設(shè)，控制好碎石料的含水量，才能夠保證壓實(shí)程度的有效性，最大增加碎石料之間的粘結(jié)性，促進(jìn)墊層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。當(dāng)墊層鋪設(shè)壓實(shí)完成后，應(yīng)當(dāng)自然風(fēng)干晾曬，將墊層中的多余水分排出，起到保護(hù)墊層作用，將污水及時(shí)排出，排水施工圖如圖2所示。

圖2 高速公路排水示意圖

3.3 接縫與調(diào)頭處理

高速道路在整個(gè)路段施工過程中，不可避免的是接縫與調(diào)頭的處理工作，接縫的施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)高速公路的項(xiàng)目質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。施工人員在完成墊層碾壓工序后，需要對(duì)墊層碾壓的平整度進(jìn)行全面檢測(cè)，一般情況是采用3m直尺進(jìn)行校驗(yàn)。倘若某一路段墊層出現(xiàn)平整度問題或者不夠的情況，施工人員需要立即采取措施進(jìn)行修復(fù)。在碾壓墊層新路段時(shí)，壓路機(jī)的停放需要規(guī)整化，不能隨時(shí)停放于新路段，應(yīng)停于已壓實(shí)的路段上。對(duì)于橫向墊層施工縫的處理，可向作業(yè)墊層路段深入15cm后，再展開機(jī)械碾壓，當(dāng)碾壓達(dá)到施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，選用長(zhǎng)度為10m左右且厚度較大的塑料布或者油氈覆蓋住碾壓面，最后采用砂土覆蓋住碾壓面，砂土鋪蓋厚度為10cm左右，完成這些工序后方可調(diào)頭。

4 養(yǎng)護(hù)及質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化

4.1 養(yǎng)護(hù)作業(yè)優(yōu)化

高速公路墊層完成后，施工方需要重視后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作。及時(shí)進(jìn)行路面清理、灑水養(yǎng)護(hù)工作，保證公路路面的濕度，避免在夏季等高溫環(huán)境中發(fā)生干裂、隆起等問題。在路面墊層施工完成后需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，有助于提高高速路面墊層的耐久性。養(yǎng)護(hù)作業(yè)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)完工時(shí)氣候、水溫、含水率等進(jìn)行合理灑水養(yǎng)護(hù)，制定養(yǎng)護(hù)灑水頻次、灑水量，時(shí)刻監(jiān)督，隨時(shí)應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的影響，調(diào)整灑水頻次和灑水量，避免過量或者少量帶來路面墊層干縮而產(chǎn)生裂縫，影響投入使用。路面墊層雖具有排水功能，但還是需要注意灑水時(shí)，不能出現(xiàn)大量積水現(xiàn)象，并時(shí)刻關(guān)注路面排水功能是否正常，對(duì)排水能力作出有效的判斷。在夏季，路面有可能受到爆嗮，從而影響質(zhì)量出現(xiàn)裂縫、鼓包等，可在路面上遮蓋遮光布或草席形成隔離層，避免爆嗮。在路面墊層養(yǎng)護(hù)期間，加強(qiáng)交通管理，避免無關(guān)車輛駛?cè)胧┕がF(xiàn)場(chǎng)，否則影響施工質(zhì)量，造成交付困難，形成經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 質(zhì)量檢測(cè)優(yōu)化

高速公路墊層項(xiàng)目工程驗(yàn)環(huán)節(jié)是一項(xiàng)至關(guān)重要的掃尾工作：①首先要保證墊層表面的整潔性、平整性等，一般采用直接觀察法進(jìn)行判定；②其次需要檢測(cè)機(jī)械攤鋪平整度是否滿足設(shè)計(jì)要求，一般采用直尺對(duì)每隔20m左右的點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)定，誤差需要小于10mm；③最后需要對(duì)碾壓的墊層厚度進(jìn)行測(cè)定，一般采用鋼尺對(duì)每1000㎡的定位進(jìn)行測(cè)定，誤差厚度不得大于20mm。高速公路墊層的施工質(zhì)量要求甚高，主要是為了確保行車的安全性，保證墊層擁有更好的使用功能以及有良好的彈性模量，將路面上的荷載更加有效的傳遞至地下。還需要檢測(cè)高速公路墊層的抗剪強(qiáng)度，判斷檢測(cè)結(jié)果是否滿足要求，避免因?yàn)榭辜魪?qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求，造成路面車轍等事故。

5 結(jié)語(yǔ)

為了更好的讓路面墊層在高速公路中發(fā)揮更好的作用，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，更好地優(yōu)化路面墊層施工技術(shù)。采用級(jí)配良好的墊層材料，合理科學(xué)的施工和養(yǎng)護(hù)，讓路面墊層發(fā)揮出更好的應(yīng)用功能，提升高速公路整體質(zhì)量和耐久性，有效發(fā)揮出高速公路的社會(huì)價(jià)值，創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)。本文主要介紹的高速公路墊層結(jié)構(gòu)以及目前墊層施工存在的問題，對(duì)整體公路結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)整個(gè)墊層施工技術(shù)進(jìn)行研究分析，提出了墊層材料、施工工藝、養(yǎng)護(hù)以及質(zhì)量檢測(cè)的注意事項(xiàng)，通過詳細(xì)的施工技術(shù)分析，證實(shí)了墊層施工技術(shù)更新的可行性和必要性，給相關(guān)領(lǐng)域研究人員提供一個(gè)思路。