公路黃土路基應用XPS保溫板工程實例研究

姚力

（甘肅省蘭州公路局，甘肅 蘭州 730030）

甘肅省中東部地區公路大多位于濕陷性、季節性凍融的黃土地段，路基病害的一個主要原因正是濕陷性。就如何提高黃土地區公路建設質量，延長公路使用壽命，2014年中國科學院寒區旱區環境與工程研究所聯合甘肅省蘭州公路局等單位對50km黃土路基進行了研究與防治，本文就分配到蘭州局1.34km的保溫隔水項目研究成果予以總結，以供同類工程參考。

1 隔水保溫材料

隔水保溫材料采用XPS保溫板，項目應用厚度采用為5cm和8cm兩種，XPS板有極低的吸水性、低熱導系數、高抗壓性、抗老化性，性能十分優良。

2 公路工程應用實例

1）2015年在G312線雞兒嘴至清水驛段公路K2019+300～+600、K2031+750～K2032+790段應用研究，共1.34km,保溫板厚度5cm。

2）2016年在G312線清水驛至和平段公路K2073+280～+700段驗證研究，共0.42km,保溫板厚度8cm。

3）設計部位。XPS保溫板鋪設在公路路基頂面，路面底基層下面，作為路面一個結構層。路基頂面鋪10cm天然砂礫并壓實，再鋪XPS保溫板，保溫板上再鋪10cm天然砂礫壓實。

3 XPS保溫板施工工藝

公路路基設計標高→整平→鋪設第一層10cm厚天然砂礫→碾壓整平→鋪設XPS保溫板→鋪設第二層10cm厚天然砂礫→碾壓整平→路面結構層。

4 XPS保溫板施工控制要點

4.1 XPS保溫板的搭接

XPS保溫板施工時，在垂直向，XPS板搭接形式主要有兩種：平接和搭接。在水平向，XPS板搭接形式主要有三種：平接、搭接、企口。本項目施工過程中XPS板搭接采用平接，鋪設過程中亦可錯縫平接（圖1）。

圖1 XPS保溫板鋪設

4.2 XPS保溫板上鋪筑填料

為了保證XPS保溫板上填料在碾壓過程中不被破壞，板上填料選取粒徑較小的砂礫，砂礫的含泥量不超過10%。施工時，禁止運料車直接碾壓XPS板，在攤鋪XPS保溫板上填料是應采用后退式攤鋪法，即運料車在XPS保溫板路基一端卸料，形成密集的料堆，再用平地機將填料按照預留壓實厚度向前推進整平，依次類推，完成板上填料的鋪筑。隨后采用施工過程中采用壓路機碾壓（圖2）。

圖2 第二層砂礫鋪筑時碾壓

4.3 施工注意事項

由于XPS保溫板上下砂礫層較薄，碾壓時壓路機應靜壓，開振動對XPS保溫板易造成損傷；砂粒粒徑易較小，粒徑較大時易造XPS保溫板的破損。XPS保溫板下面鋪設的一層砂礫墊層必須整平，板之間鋪設緊密減小縫隙。XPS保溫板之間采用平接方式搭接，用Φ8鋼筋制作“U”型錨釘對XPS保溫板進行固定；對板上砂礫含泥量進行控制，不超過10%，運料車禁止直接在XPS保溫板上碾壓。

5 XPS保溫板應用研究

5.1 功能研究

現有公路黃土路基地下水豐富，為了阻止地下水上升，鋪設XPS保溫板能起到防止路基毛細水上升的隔水作用，同時阻止路面表層水下滲，也能對路床保溫，避免路基凍脹；XPS保溫隔水路面結構能減小或避免凍融與干濕循環作用對黃土路基的不利影響，有效防治季節凍土區因壓實黃土多級濕陷而造成的路基病害。

5.2 經濟性研究

因XPS保溫板的造價約為500元/m3以上，會使得路面造價增加25元/m2以上，但采用其他工程措施，也會增加費用，其經濟性仍然在可控范圍內，具有廣闊的應用前景。

5.3 XPS保溫板厚度對比研究

5cm XPS保溫板經壓路機壓實后，鉆芯觀察壓縮成厚度1cm左右，與砂礫粘結十分緊密，路面結構層鋪筑完成后，各結構層沒有任何質量問題；8cm XPS保溫板經壓路機壓實后，鉆芯觀察壓縮成厚度2cm左右，與砂礫粘結十分緊密，鋪筑完成路面底基層、基層及瀝青下面層后，通車經過一段時間碾壓，個別地方出現了網狀裂縫，鉆芯后發現保溫板太厚，行車碾壓后形成彈簧狀路基而產生裂縫；將裂縫灌縫后，完成路面上面層，未再出現裂縫。因此，經驗證研究表明，XPS保溫板應控制在5cm以內為宜。

5.4 項目后研究

2015年和2016年應用XPS保溫板，同年完成了路面工程并通過驗收，在通車3～4年后，經長期觀察，至今路面沒有裂縫或其他病害，完好無損，與相鄰路段路面對比優勢明顯。

6 結語

XPS保溫板處理季節性凍融且多級濕陷性黃土路基效果優良，特別適合地下水豐富地區，隔水保溫效果明顯，成本可控，工藝簡單，適應范圍較大，是值得推廣的一種公路應用材料。