路面墊層施工技術(shù)研究

丁良靜

（山東省昆侖路橋工程有限公司，山東 乳山 264500）

在瀝青或水泥混凝土路面中，為保證路面結(jié)構(gòu)層中滯留的自由水及時(shí)排除，或?yàn)榱藵M足抗凍的要求，在水溫條件不良地段，需要設(shè)置墊層。墊層對材料及施工的要求與級配碎（礫）石底基層不相同，僅滿足規(guī)范中對級配碎（礫）石底基層的要求的材料并不能保證墊層的質(zhì)量要求。

為了滿足使用要求，墊層應(yīng)具有較高的彈性模量，以提供良好的荷載分布作用；應(yīng)該具有高的抗剪強(qiáng)度，以減輕車輛（主要是上層施工前施工車輛行走〕作用下的轍槽；應(yīng)該具有髙的透水性，以使進(jìn)人 的自由水在有條件時(shí)能快速排出；其中的細(xì)土的塑性應(yīng)盡可能小，以保證良好的水穩(wěn)性，并應(yīng)該是低冰凍敏感性的。常用的材料一般為無結(jié)合料的級配碎（礫）石等。

其中前面的兩條要求是力學(xué)的要求，與級配碎（礫）石底基層的要求是相同的，需要通過集料間的嵌擠作用形成，少量的粘聚力有利于獲得更髙的彈性模量。在這里起決定作用的是顆粒的尺寸、形狀和 級配，在形成密實(shí)骨架或嵌擠骨架的情況下，強(qiáng)度達(dá)到比較高的水平，顆粒之間的粘結(jié)力處于可有可無 的地位。后兩條要求則不同于級配碎（礫）石底基層。它要求結(jié)構(gòu)層中存在盡可能大的空隙，以利于自 由水的排除，同時(shí)將冰凍敏感性降到最低。

單純滿足前兩條要求比較簡單，但同時(shí)要滿足后兩條要求，限制要高得多。只要級配良好，在充分 壓實(shí)的條件下，就可以保證有足夠的強(qiáng)度和模量，可以滿足受力的需要。按照路面基層施工規(guī)范規(guī)定的材料要求做，很容易即可達(dá)到。但在目前規(guī)范對這種材料的要求中，規(guī)定的墊層材料小于0.075mm顆粒含量可達(dá)7～10%，同時(shí)允許有一定的塑性指數(shù)。這種材料在壓實(shí)后，形成非常密實(shí)的狀態(tài)，滲透系 數(shù)很小，含泥量大的甚至?xí)纬山咏弩w的狀態(tài)，根本不能滿足排水的需要，其內(nèi)部的毛細(xì)空隙反而成 為一種蓄水結(jié)構(gòu)，耐冰凍能力也非常差，甚至具有一定的凍脹性。盡管有粘聚力，但非常的小，不像無機(jī)結(jié)合料具有很大的化學(xué)作用，甚至不足以抵抗由于粘粒的自然-脹作用，因此這種結(jié)構(gòu)不利于提高路面使用壽命。

要具有大的滲透系數(shù)，小于0.075以下顆粒含量應(yīng)盡可能少，材料以嵌擠骨架結(jié)構(gòu)為佳，具有較大的空隙率，這種結(jié)構(gòu)毛細(xì)作用很弱，不會存水，不具有凍脹性，真正能起到切斷毛細(xì)水上升、防凍、吸 收路基裂縫的作用。這種結(jié)構(gòu)能夠符合現(xiàn)行規(guī)范對級配碎（礫）石底基層的要求，但按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定施工的墊層很大一部分不能滿足要求，在很多項(xiàng)目中，墊層幾乎沒有真正能夠滿足使用要求的。

由于以上所闡述的墊層要求材料無粘聚性并且缺少用于填充孔隙的細(xì)顆粒的特點(diǎn)，使得其在壓實(shí)后與常見的級配碎（礫）石底基層不同，主要表現(xiàn)在：

（1）壓實(shí)后表面始終處于松散狀態(tài)，只要行車，平整的表面馬上會被破壞；

（2）標(biāo)高難以控制，由于主要是粗骨料，細(xì)料相對較少，因此比較難以用細(xì)料找平頂面，影響標(biāo)髙控制精度；

（3）壓實(shí)度難以準(zhǔn)確檢測，由于結(jié)構(gòu)層處于松散狀態(tài)，在挖坑過程中不能保證坑壁穩(wěn)定，無法用灌砂法等辦法檢測，采用核子密度儀，也只能用表面散射法檢測其密實(shí)度，而且無法校驗(yàn)；

（4）彎沉檢測困難，砂礫墊層經(jīng)常還同時(shí)擔(dān)負(fù)處理挖方段軟弱路槽的作用，路基強(qiáng)度無法檢測，就換為檢測墊層頂面的彎沉，由于汽車車輪著地面積小，在車輪作用下，表層的局部砂礫可能會發(fā)生的輕微變位，就會導(dǎo)致彎沉檢測結(jié)果不準(zhǔn)確；

（5）如前所述原因，其他諸如平整度、厚度、橫坡等的指標(biāo)控制難度也相對較大。

由于以上原因，施工單位在具體實(shí)施時(shí)一般傾向于選擇細(xì)顆粒較多、具有一定粘性、易于壓實(shí)和成 型的級配，盡管表面看效果非常好，但實(shí)際影響了墊層的使用效果。

通過對已竣工高速公路的鉆探調(diào)査結(jié)果令人震驚一一當(dāng)年壓實(shí)后效果非常好、強(qiáng)度也非常高的墊層竟然變成了含水的凍脹層，更有的由于材料粘粒含量非常大，石料強(qiáng)度低，竟成了一層泥狀。這說明現(xiàn)在非常有必要對路面墊層做出專門的要求和規(guī)定。

1 材料要求

1）優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)砂爍或石料破碎的碎石，但粉塵大的石料不宜采用。風(fēng)化巖石，盡管也具有較好 的初期強(qiáng)度和穩(wěn)定性，但大量的風(fēng)化成分決定了透水性和冰凍穩(wěn)定性都比較差，同時(shí)在自然作用下繼續(xù)風(fēng)化（主要是由于冰凍、水作用下強(qiáng)度降低導(dǎo)致破碎成細(xì)粒狀；)，因此不能用于墊層；

2）材料應(yīng)潔凈，無泥土。采用破碎碎石時(shí)，碎石破碎時(shí)間不能過長，表面沾有大量石粉的石料不 宜用于墊層；

3）骨料材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)滿足三級以上石料的標(biāo)準(zhǔn)；材料壓碎值對于高速公路不宜大于26%，對于其他公路不宜大于30%，容易壓碎的巖石會產(chǎn)生大量的石粉，影響其滲透性；

4）5mm以下部分小于0.075mm顆粒含量應(yīng)盡可能少，最好少于3%，受條件限制時(shí)也不宜超過5%，并應(yīng)具有足夠的滲透系數(shù)；

5）小于0.5mm部分應(yīng)基本無塑性（建議塑性指數(shù)小于2）；

6）對級配要求不需要太嚴(yán)，但應(yīng)保證穩(wěn)定性要求，并且承載比(CBR)應(yīng)不小于60%，(對浸水天數(shù)不做嚴(yán)格規(guī)定，滿足以上要求材料的值受水浸影響很小)，以滿足受力的要求。

2 施工要求

1）天然混合砂礫或未蹄分碎石，可直接攤鋪碾壓，分級準(zhǔn)備的材料宜用拌和機(jī)（瀝青混凝土、水 泥混凝土或穩(wěn)定土拌和機(jī)均可）拌和均勻后方可攤鋪；

2）采用機(jī)械攤鋪，在攤鋪過程中應(yīng)避免離析；對于局部發(fā)生離析的部位，應(yīng)通過補(bǔ)充拌和保證其 均勻性，嚴(yán)重離析的應(yīng)局部換料；

3）攤鋪后的墊層應(yīng)具有合適的路拱和均勻一致的初始密實(shí)度，以保證壓實(shí)效果。初始壓實(shí)度不均勻的后果將使局部壓實(shí)度不足；

4）應(yīng)在適當(dāng)含水量下壓實(shí)，適當(dāng)?shù)暮靠梢员ＷC壓實(shí)效果；

5）壓實(shí)合格的標(biāo)準(zhǔn)是自重10～12噸的振動壓路機(jī)在20～22噸激振力下進(jìn)行碾壓，表面無明顯推移和輪跡；

6）在進(jìn)行下一層施工前，必須封閉交通，如果長期大量行車，受影響深度將相當(dāng)大，在下一層施工時(shí)，車輛應(yīng)盡可能少在墊層上行走；

表面的破壞不會對其整體強(qiáng)度產(chǎn)生影響，但在下一層施工時(shí)必須注意切實(shí)壓實(shí)，使受破壞的表面重新處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

推薦質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下:

4 強(qiáng)度檢測方法

墊層經(jīng)常還同時(shí)被用于處理挖方段軟弱路槽，此時(shí)需要對塾層頂面進(jìn)行檢測以確定其強(qiáng)度。如前所述，墊層的強(qiáng)度不能用貝克曼梁準(zhǔn)確檢測，經(jīng)過對比分析，用承載板法（《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī) 程》JTJ059-95）是比較合理的方法。首先，測點(diǎn)不是在車輪位置上，避免了行車的影響；其次，荷載分布在直徑30cm的面積上，可以充分發(fā)揮其整體受力能力。

采用落錘式彎沉儀也是可用的方法。

5 使墊層具有排水功能

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮墊層內(nèi)的水有合適的出口，最好是設(shè)計(jì)邊緣排水系統(tǒng)，將水集中引到適宜的位置，將墊層的水排至邊溝，只有在邊溝設(shè)計(jì)深度相當(dāng)大時(shí)（邊溝頂面標(biāo)高低于墊層邊緣標(biāo)高）才合適，在通常情況下是難以達(dá)到目的的。

路面墊層由于其功能決定了它不同于路面基層，把握住路面墊層的使用特點(diǎn)，使得墊層真正發(fā)揮其作用，是保證路面的正常使用壽命的重要條件之一。