公路工程中路面基層施工技術研究

王元昊

（甘肅省交通戰備公路工程總隊有限公司，甘肅 酒泉 735000）

1 引言

路面基層施工是公路工程中的重要步驟，其對整個公路工程的質量有直接影響。整個路面基層施工過程不僅包括施工前材料、設備的準備工作，測量放線以及鋪筑試驗段，還包括混合料的制作、運輸、攤鋪整形、壓實施工，以及養護技術措施。每個施工環節的執行和技術措施的應用都會對路面基層的施工質量產生不同程度的影響，因此，加強對路面基層施工技術的研究十分有必要。

2 路面基層施工技術中材料組成設計

2.1 材料組成研究

1）水泥的標號和劑量。雖然不同種類、標號的水泥對路面基層的強度和模量的影響差別不大，但是水泥劑量對混合料的參數取值有直接影響。根據相關研究以及自身經驗可知，在一定區間內，適當提高水泥的劑量有助于提升混合料的強度、模量等相關參數，同時也應防止水泥劑量過高，若水泥劑量過高，會導致水化熱反應過于劇烈，降低基層抗裂性能[1]。

2）混合料結構類型。水泥穩定碎石基層的混合料結構類型主要包括以下3 種：骨架密實型（GM）、懸浮密實型（XM）以及骨架空隙型。基層的抗壓強度主要由骨架以及混合料自身的強度決定，而其中水泥砂漿的作用是提升基層的抗彎拉強度，由于不同公路對路面基層要求不同，因此，混合料的結構組成和類型也不同。

3）混合料含水量。含水量是影響基層材料性能的關鍵性因素，其主要是通過對水化熱反應的影響確定水泥膠漿的性質，進而影響基層的強度等。

4）集料的特性。在選擇材料的過程中，需要考慮集料的顆粒大小、表面特征以及含泥量，而這些性質主要由集料的壓碎值、磨光值等決定。以甘肅某碎石場生產的四擋碎石集料為例，其物理指標見表1。

表1 碎石物理指標

5）外加劑設計。基于路面基層的實際要求，其外加劑的種類相對較多，如膨脹劑、橡膠粉等，添加外加劑的主要目的在于調整基層的強度以及模量等，促使基層性能符合實際工程要求。

2.2 混合料配合比

通過對上述材料骨料密實結構以及懸浮密實結構碎石篩分情況的分析得到，不同級配集料在不同篩孔尺寸當中的通過百分率情況，其中，GM 級配的集料，在31.5 mm、19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm 篩孔下，其通過的百分率情況分別為100%、79.5%、53.6%、30.8%、22.8%、9.4%、1.5%；XM 級配的集料通過率分別為100%、94.7%、70.9%、39.5%、24.1%、14.9%以及2.6%。然后對施工所需材料的最佳含水量和最大干密度進行分析，對含水量分別為4%、5%、6%、7%以及8%的混合料展開試驗分析，均在材料拌和后的1 h 內完成振動實驗，經過實驗之后，得到的結果見表2。

表2 振動試驗結果

3 路面基層施工中關鍵工藝探討

3.1 混凝土凝結時間

為保障基層施工質量，促使相應施工工序得以順利推進，在實際施工過程中，應加強對混凝土凝結時間的控制，確保混凝土初凝時間達到3 h，終凝時間達到6 h。在實際施工時，可通過添加活性材料的方式減慢水泥凝結速度，常用的活性材料包括礦渣、粉煤灰等。此外，還可通過提升含水量的方式延長水泥凝結時間。

3.2 攤鋪整形處理

在實際攤鋪施工過程中，應結合實際施工需求以及混合料的松鋪厚度選擇相應攤鋪機，在單臺攤鋪機無法滿足要求的情況下，可選擇兩臺攤鋪機，為保障攤鋪質量，應確保兩臺機器之間的運行距離維持在約10 m。此外，還應根據攤鋪施工速度合理控制卸料距離和供料速度，避免出現攤鋪施工間斷的情況。同時，為保障施工質量，還需要融合使用自動找平與人工找平技術，在施工過程中，加強對每層攤鋪質量的控制，避免材料離析，并使用金屬鋼繩等，控制好攤鋪路線。

3.3 壓實度要求

壓實度對于基層性能、質量的影響相對較大，良好的施工質量控制能夠有效提高路面基層的抗壓性能，減少干縮、開裂情況的出現，因此，加強對路面基層施工壓實度的控制十分重要。高速公路要求其基層壓實度應至少為98%，其他公路的壓實度應至少為97%。在實際施工的過程中，應事先進行試驗，并根據試驗結果進行技術優化調整，然后再正式展開壓實施工。在此過程中，需要加強對碾壓速度的控制，確保碾壓速度為2.5 km/h[2]。

4 路面基層施工中養護技術的應用研究

養護技術應用的主要目的是確保基層強度、剛度等性能能夠符合工程要求，養護過程中影響基層性能的主要因素包括養護的齡期、環境溫度和濕度等。根據以往經驗以及試驗研究，發現適當延長養護齡期會提升基層的強度和剛度，而提升環境溫度，適當增加水泥劑量，也能提升強度和模量的增長速度。水泥穩定碎石的成型特點為前28 d 快速增長，此后增長速度逐漸減緩，直至達到最終強度。

因此，在實際養護過程中，應著重關注養護的溫度和濕度控制。其中，保濕養護的目的是為水泥水化提供水分，在實際進行基層養護過程中，應確保環境濕度始終維持在80%以上，對此應在養護過程中適當進行灑水處理。在溫度方面，標準情況下的養護溫度應控制在18～22 ℃，對于有特殊需求的高溫養護，其溫度應控制在59～61 ℃。在養護過程中，可使用具有一定保水或者透水性的無紡土工布進行覆蓋保溫，然后再進行灑水養護。

5 影響路面基層施工技術效果的因素

5.1 影響基層抗壓強度的因素

影響基層抗壓強度的因素主要包括養護齡期、水泥劑量以及級配類型。

1）養護齡期方面，經試驗研究分析后，得到抗壓強度代表值與養護齡期之間的關系情況見表3。根據表3 可知，隨著養護齡期的延長，基層抗壓強度也在不斷提升，在第90 d 時其抗壓強度已經達到90%以上。

表3 抗壓強度代表值與養護齡期之間的關系

2）水泥劑量方面，水泥劑量的增加能夠助推水化反應發生，增加膠結物，以此提升混合料黏結力，進而提升基層抗壓強度。

3）在級配類型方面，經試驗分析發現，在水泥劑量相同的情況之下，GM 級配的抗壓強度要稍高于XM 級配類型，而且振動成型條件下，GM 型混合料的抗壓強度有著更為明顯的優勢。

5.2 影響抗壓回彈模量的因素

養護齡期對于基層抗壓回彈模量的影響與抗壓強度變化規律相似，隨著齡期的延長，抗壓回彈模量不斷增加，而且前7～28 d 的增長速度較快，之后逐漸變緩，并在90 d 之后趨于平穩。因此，通常路面基層回彈模量要求的養護齡期應至少為90 d。水泥用量與回彈模量之間呈正相關，隨著水泥用量的增加，回彈模量也在不斷增加，但是隨著養護時間的增加，水泥用量對回彈模量的影響逐漸下降，因此，若路面基層養護齡期較短，可以通過提高水泥用量的方式，增加基層抗壓回彈模量。此外，級配類型也會對抗壓回彈模量產生一定的影響，經試驗發現，在水泥劑量相同的情況下，XM 型的混合料的抗壓回彈模量要略高于GM 型。

5.3 影響基層彎拉強度的因素

根據試驗研究分析發現彎拉強度與養護齡期以及水泥劑量之間均呈正比。值得一提的是，級配類型對于基層彎拉強度的影響也是隨著水泥劑量的增加而增大的，相同水泥劑量下，XM 型的彎拉強度要稍高，而不同水泥劑量下XM 型與GM型結構下基層彎拉強度的比值見表4，不同齡期或者水泥劑量下，兩種不同配級類型下的彎拉強度比值變化較小，由此可知兩種配級下，基層彎拉強度的增長情況基本相同[3]。

表4 不同級配類型時基層彎拉強度比值增長情況

6 結語

綜上所述，公路工程中路面基層施工過程中，需要著重注意的技術要點內容包括材料組成、混合料配合比，水泥凝結時間控制，攤鋪整形和壓實處理施工，以及養護技術的應用。由于養護齡期、水泥劑量以及配級類型等均會對基層抗壓強度、抗壓回彈模量以及彎拉強度等產生不同影響，因此，在實際進行基層施工的過程中，應加強相應施工技術措施、環節的控制，以此確保路面基層施工技術的應用效果，保障工程質量。