关键词：高速公路工程；路面垫层；施工技术
前言：
高速公路是现代化交通重要的标志，其最早出现在上世纪30年代的欧洲。而我国则是在改革开放以后，在国家有关领导和专家的支持下，规划了我国首条高速公路京津塘高速公路，1984年，沈大高速公路开始动工，成为内地开工兴建的第一条高速公路，而1988年沪嘉高速公路建成通车，成为我国内地首条投入使用的高速公路。三十多年来，我国在高速公路的覆盖范围越来越广，逐步建成了覆盖全国的高速公路网络。截止到2018年底，我国高速公路里程数已经达到14万公里，跃居全球第一。
一、高速公路工程路面垫层简析
路面垫层是指在公路交通工程施工中，施工单位为了排水、蓄水、防冻或隔热等目的，在基层或底基层与路基之间较湿或者有翻浆地段建设的特殊结构层次。在实际施工中，这一特殊结构层次的作用主要是扩散公路路面的荷载应力，并改善公路路基的水文状况，从而保证公路面层与基层这些结构层次在刚度、强度与稳定性方面不会因为工程土基受水温状况变化而出现不良的影响。在实际施工中，并不是每一条高速公路都需要进行路面垫层结构施工的，设计单位必须根据工程所在地的实地地形、地质水文情况以及气候条件等方面的因素进行综合分析后，才能确定是否进行路面垫层结构施工。
在进行高速公路路面垫层结构施工中，根据施工选用的材料不同，大致上可以分为“透水性垫层”与“稳定性垫层”两大类。其中，透水性垫层主要是由较为松散的颗粒材料构成，如砾石、碎石、砂石、片石和炉渣等，这些松散的颗粒材料具有较强的隔热性、吸水性和水稳性；而稳定性垫层则是由整体性材料构成的，如石灰石或者石灰煤渣土等材料。
二、高速公路工程中路面垫层的作用分析
高速公路是分向行驶、分车道行驶的全封闭汽车专用道路。其间行驶的汽车行驶速度极快，因此，汽车的荷载对路面破坏较大。相对而言，汽车荷载作用导致的路面弯沉是高速公路路面典型的病害。这种病害会导致高速公路路面的基层底部出现较大的应力，在这种拉应力的作用下，高速公路路面结构会出现应力疲劳破坏。根据相关研究，高速公路路面垫层结构的弹性值对这种拉应力效应影响具有十分显著的影响，呈明显的负相关关系。具体而言，高速公路路面垫层结构具有如下的功能作用：
首先，高速公路路面垫层结构能辅助提升路基结构的承载能力，实现路基层面与路面基层之间的平缓过渡。因为在很多高速公路工程建设中，土质情况较为复杂，而施工结束后，车流量较大，特别是会出现一些严重的超限超载现象，从而导致土基应力变大出现变性现象，通过设置路面垫层结构，能有效阻止路基土挤入到路面基层当中，从而保证基层的结构性能；其次，高速公路路面垫层结构还符合汽水平衡原理，能够及时平衡渗透到路面基层及垫层当中的游离水。因为在高速公路工程施工中，会经过一些潮湿或者具有翻浆状况的地段，加之高速公路在运行中会遭受到雨雪天气的侵袭，如果水量过大，会导致一部分水分渗入到路面基层当中，这样在往来车辆荷载的作用下，会导致路面基层结构出现水破坏现象。而采用垫层结构，能保证路集合路面基层之间的有效排水，避免高速公路出现路面水破坏问题；再次，高速公路工程中路面垫层结构一般会采用碎石粒、片石或煤灰渣等颗粒径直较大的材料，这就导致垫层结构具有一定的自然孔隙率，从而保证不会引发公路整体的毛细效应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样在北方较为寒冷的地方，高速公路路面不会因冻胀问题出现破损；最后，高速公路工程路面垫层结构还可以有效抑制源自于路基层面的反射裂缝。在实际生活中，高速公路的路面和路基结构每天都会承受大量车辆的荷载作用，而部分路段因土质原因，极易出现地基开裂现象，这就会影响到高速公路路面的质量。而修建路面垫层结构，垫层结构中的碎石能够在外在荷载的作用下，实现颗粒的重新分布，这样就可以实现路基拉应力的重新分布，进而实现路基开裂裂缝的自我愈合，从而提升高速公路的使用年限。
三、高速公路工程路面垫层施工工艺及技术分析
在高速公路工程路面垫层结构施工中，常用的施工工艺大致可以分为两种：一是平地机联合推土机施工工艺；二是利用集料铺设设备，将其与拌合机联合施工。这两种施工工艺各有自身独特的优势与不足：第一种工艺显著的优势是施工成本较低，但无法高效掌控施工的质量；第二种工艺在质量控制方面具有极大的优势，但因为施工工艺对自动化的要求较高，导致施工成本较高。就目前我国高速公路工程路面垫层结构施工而言，大多数采用第二种施工工艺。接下来，文章就详细介绍这种工艺的施工技术：
首先，施工企业必须合理级配垫层材料的质量，这是保证垫层结构施工质量的前提和核心所在。在实际施工中，施工企业可以根据工程所在地的实际地形、地质、水文情况以及气候条件等方面的因素，进行综合分析科学、合理地级配垫层材料。例如，在某高速公路工程中，施工企业经过实地考察，选用了碎石垫层并借助拌合机，合理级配碎石的拌合率。而为了保证垫层摊铺的质量和效率，在该工程中，施工企业使用了专业的摊铺机，使该工程级配碎石摊铺后没有明显离析现象，且级配碎石的水分散失率低，此外，摊铺的厚度和表面平整度都完全符合施工方案的要求。
其次，做好垫层压实施工。在高速公路工程路面垫层结构施工中，压实施工是该施工的核心环节，直接关系到垫层结构的承载强度。因为在压实施工中，摊铺的垫层集料在压实设备的荷载作用下，垫层集料颗粒，如碎石、片石会在彼此间的相互挤压下，截止压实设备的振动作用，将级配碎石拌合物中的细集料充分填充、嵌入到粗集料的孔隙当中，从而有效增强垫层结构的承载强度。在压实施工中，施工人员应遵循“先轻压、后重压；先慢速、后快速”的压实原则，将整个压实作业环节划分为初压、复压和终压三个步骤。其中初压和终压环节均采用静压实的方式，但终压压实的速度应略高于初压作业；而在复压作业环节，则应采用动压模式，但压实推进速度应与终压推进速度保持一致。且在复压环节，压实机械操作人员还应先进行两次低频压实作业后，在切换至高频压实作业，并保持高频压实作业3次。这样才能保证压实施工的质量。
结束语
综上所述，在高速公路工程施工中，路面垫层结构是一种提升路面及路基结构体制整体性的施工手段，能显著提升高速公路的服役年限。本文就简单分析了高速公路工程路面垫层及其功能作用，并以某工程为例对其施工技术进行了分析，希望能对相关企业的高速工程垫层结构施工提供参考，促进我国高速公路建设事业的健康发展。
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论文作者:宋春晓
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/9
标签：路面论文; 高速公路论文; 结构论文; 公路工程论文; 路基论文; 压实论文; 碎石论文; 《建筑实践》2019年第23期论文;