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摘要：路面垫层是连接路面和路基、防水层、隔水层及道路荷载的中间纽带，是路面结构的重要内容，如果这部分施工技术质量控制不佳，将会对后续公路施工带来不良影响。公路工程的路面垫层施工技术具有较高的质量要求，考虑到施工环境、施工用材的差异，从而采用碎石垫层和砂砾垫层路面垫层施工，保证施工用材必须符合公路工程的实际需要，预防道路变形及路面低洼、坑槽等不稳定因素的出现。因此路面垫层是保障公路工程安全性和稳定性的重要技术，为延长公路使用寿命做出贡献。
关键词：公路工程；路面垫层；施工技术；控制对策
1公路工程的路面垫层施工技术概述
路面垫层施工的基础条件是路面垫层的弹性满足各种交通工具的行车需要，同时具备透水性和间隙性，避免由于雨天路面积水而发生侵蚀地面，软化路基的现象出现，从而危及到行人及车辆的安全，发生意外交通事故，这就要求施工用材具有良好的级配，保证公路工程的路面有标准化的强度和路面弹性，防止由于过往车辆过重而遗留车辙裂痕等。此外，路面垫层施工技术重视细节施工，如果材料是砂砾，那么必须选择塑性较好的碎石，以均匀分摊路面力量，提高垫层的稳定性，避免路基沉陷、坍塌等问题的出现。还要彻底清理路面相关的砂砾和碎石，保证施工材料的塑性和相关颗粒含量的标准化和规范化，适合道路路面的自然膨胀力，提升道路施工的持久性和耐塑性。随着我国交通事业的发展，相应的施工技术得到明显进步，道路施工的质量标准明显提升，对质量要求更加严格，施工用材的强度和硬度更高，因此，公路工程的使用年限延长，我国公路工程的施工更加安全可靠、施工变得快捷化和简便化。路面垫层技术是公路工程施工中的重要组成部分，在公路工程中不可或缺，发挥出不可替代的作用，同时提升了我国公路的施工质量，降低了施工部门的成本，增强了交通效益，为我国现代化建设做出显著贡献。
2 高速公路路面垫层结构分析
2.1高速公路路面垫层结构功能分析
高速公路沥青路面垫层结构形式布设在路面基层和路基上层之间，属于典型的过渡结构层，垫层的基本功能是改善和缓解路基结构的温湿度状况，确保沥青路面面层及基层的承载能力、变形刚度、荷载稳定性等指标不会受到游离水冻胀作用的影响。垫层结构还能够及时疏散路面基层及面层传导来的车辆荷载，从而降低路基土体及沥青混合料的变形值。综合分析高速公路沥青路面垫层结构，其功能作用可以归纳为以下几点：第一，辅助提升路基结构的承载能力，实现路基和路面基层之间的平缓过渡；第二，借助汽水平衡原理，垫层能够及时平衡渗透至路面基层及垫层中的游离水；第三，高速公路垫层结构的碎石粒径值较大，进而导致垫层结构的自然孔隙率较大，不容易引发毛细效应，可以有效防止在冬季环境下的沥青路面冻胀破坏；第四，垫层结构可以显著抑制来自路基层的反射裂缝，且垫层结构在荷载作用下具有天然地裂缝自愈合能力，路基开裂后，垫层碎石能够在外荷载作用下实现颗粒重分布，进而实现应力重分布，实现路基开裂裂缝的自愈合。
2.2 高速公路沥青路面垫层对整体结构的影响
高速公路沥青路面在外荷载作用下容易出现弯沉变形，导致半刚性沥青路面的基层底部出现较大的应力，在拉应力作用下，容易导致沥青路面结构出现应力疲劳破坏。经理论模型计算可知，半刚性沥青路面基层底部的拉应力值与沥青基层厚度、面层弹性模量等参数联系紧密，因此，文章选取车辆荷载中心位置作为计算基准。表 1 为垫层结构不同弹性模量条件下的路面基层底部拉应力理论值。
分析表 1 可知，高速公路沥青路面垫层结构的弹性模量值对于路面基层底部的拉应力效应影响显著；此外，高速公路沥青路面垫层结构的弹性模量值与高速公路路面基层底部的拉应力值呈明显的负相关关系。对于高速公路沥青路面而言，在荷载作用下的弯沉也是沥青路面的典型病害之一，沥青路面的竖向变形是表征路面综合承载能力及运营状态的基本指标之一，路面竖向变形是路面层、路基层变形的几何叠加结果，是路面路基层变形的集中体现。依照国内现行的设计施工规范要求，在标准轴载作用下，沥青路面表面的轮隙中心位置的弯沉指标是路面抗变形能力的重要参照。表 2为沥青路面垫层结构中，不同弹性模量垫层材料对应的路面弯沉值统计结果。
分析表 2 可知，高速公路沥青路面垫层结构的弹性模量提升程度对沥青路面的弯沉影响极其显著，高速公路沥青路面垫层结构弹性模量提升的前提下，可以显著降低沥青路面的弯沉值。高速公路沥青路面结构体系中的垫层结构处于路基结构层和路面结构层的交界处，在具体施工过程中，垫层结构视为路基结构层的一部分。但是，在路基及路面检测验收过程中，选用的路基土体的弹性模量值为原值，即：40 MPa。加设垫层后，路基路面系统的整体弹性模量值明显高于原始的路基模量值，在该条件下，原有的公路交竣工验收标准则略微偏低，继续依照原有的标准进行验收，将无法满足施工质量控制的目的。表 3 为路基弹性模量差异对路面弯沉的影响统计结果。
分析表 3 可知，路基结构层的弹性模量值增加，路面表面的弯沉值相应降低，且降低速率不断减小，且在路基结构的弹性模量值处于低位时，材料弹性模量值对沥青路面弯沉的影响反而较大。
3施工过程注意事项
首先，垫层施工需要注意施工人员和施工机械设备步伐相一致问题，合理配置原材料，然后通过人工的方式铺平处理道路。同时，垫层铺设前，保证高质量的放线处理，明确桩位挂线的确定位置，对路基路面进行清洁，并且使用清水来润湿处理路基路面。其次，摊铺处理所用的天然砂砾混合料需要摊铺平整，使用压路机实施压实处理。碾压混合料的最大湿度保持在95%以上。垫层施工技术在公路工程中发挥着至关重要的地位，由于路面垫层自身具有特定化的功能，因此，选择路面垫层使用施工材料时，能够最大限度保证垫层材料的作用，延长道路工程的使用年限。一般来讲，路面垫层施工过程中，经常出现路面垫层的弯沉设计不符合规范化、标准化要求的问题，导致这一现象的重要原因是铺设垫层厚度达不到施工的要求，如果原材料配制不够合理，那么路面垫层离析现象会经常出现。
结束语
综上所述，路面垫层施工技术在公路工程中不可或缺，只有严格控制施工技术的质量才能保证整个路面垫层施工的高质量，因此，注重加强施工中的规范落实、细化路面垫层施工准备工作，根据施工准则和技术规范提高公路工程的质量，对建筑事业的发展具有积极作用，同时促进了我国经济的健康有序发展。
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[3] 牛俊锋. 路面垫层施工技术在公路施工中的应用[J]. 环球市场，2017（10）：200.
论文作者: 范柳阳,刘会艳
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第30期
论文发表时间:2019/9/3
标签：路面论文; 路基论文; 结构论文; 弹性模量论文; 沥青路面论文; 高速公路论文; 施工技术论文; 《建筑模拟》2019年第30期论文;