翟咸杰 山东省滨州公路工程有限公司

1 前言

公路结构一般可以分为基层、垫层和面层三部分，其中，垫层是铺设在路面基层和面层之间的一层特殊结构，具有蓄水、排水、隔热和防冻等功能，可以保证路面整体的强度和水稳定性。

垫层一般设置在地下水位较高路段或常年处于寒冷地区的路段，既可以起到隔离地下水的作用，同时还可以防止路基产生冻胀裂缝。此外，垫层还可以接收基层传递的荷载作用，并通过垫层将这种应力扩散，有效防止土基产生应力变形，进一步稳固基层和地基的稳定性。

2 公路路面施工中存在病害的原因

2.1 坑槽问题

路面施工中常见的问题具体表现在路面的坑槽，除去重型的车辆连续作用形成的坑槽，多数是由于沥青路面在温差和水的作用下，沥青加速老化而形成的。尤其是部分地区降水较为丰富，在路面温度应力和雨水冲刷作用下，路面老化问题加快，使得路面的粘结力骤降。雨水的冲刷极易破坏路面，使得路面上的混合料松散，造成坑槽现象的出现。

2.2 裂缝问题

裂缝是路面常出现的一种病害，横向的裂缝一般贯穿于路面的宽度方向，纵向的裂缝一般出现在行车车辆轮机带位置。通常情况下部分公路由于养护不到位，往往会出现纵向和横向的裂缝同时存在，并伴有少量的支缝，其主要原因在于桥梁结构的承载力不足，而从裂缝这一病害形式来看，主要是因为道路纵断面起伏频繁，温差较大，车辆超载会使得路面发生裂缝问题。引起裂缝的内因还在于施工动态控制没有做好，如混合料给配不到位、沥青含量较低或是在实际施工环节压实度不够。

2.3 松散问题

结合相关调研来看，当前部分地区的沥青路面常出现松散病害的原因，不仅与重载车辆和超载车辆较多有关，还和地区的温度差有关。南方部分地区由于地形地貌复杂，温差较大，尤其是雨季较多，极易导致公路路面存在松散问题。

材料上的原因主要在混合料方面，如果混合料的配置不当、温度较高，就会导致松散的出现。因此，在实际施工过程中，需要借助相应的技术解决生产问题，并及时在施工环节，分析容易引起施工动态控制不当和质量控制不当的因素，解决路面施工环节中的松散问题。

2.4 沉陷问题

结合相关调研来看，当前公路路面典型的病害之一就是沉陷，其主要原因是当地的交通和基础强度不够。其内因主要是施工过程中未采用施工动态控制方式，对施工中出现的偏差和变化未能及时控制，表现在施工阶段的质量控制不严、压实度不达标、原材料质量选择不合格。需要结合路面破损情况进行实时调研，并解决相应的问题。

3 土工格栅加筋碎石垫层软基加固机理

土工格栅加筋碎石垫层之所以具有很好的软土地基加固效果，主要是发挥了“土工合成材料－土”之间的协同作用，由土工材料和土形成的复合结构共同承担各方面荷载。具体如下。

（1）土工合成材料和土、垫层之间的共同作用。土工合成材料由两部分组成，上部分为土，下部分为垫层，其通过加强截面摩擦力实现作用，上部荷载传递到土工合成材料后，土工合成材料将其均匀传递到下部，让下部结构一起承担荷载，进而提高地基整体承载能力。因为土工合成材料可以扩散应力，所以其应用可以有效避免路基不均匀沉降问题的发生，还可以缓解和约束路基侧向变形，进而达到维护路基稳定性的目的。

（2）垫层与桩的共同作用。桩插入垫层，引发垫层变形，促使桩和垫层共同承担荷载，在这个过程中，垫层与土工合成材料之间结合形成复合垫层，该复合垫层具有加快排水、加快地基固结速度的作用。

（3）桩与桩间土、土工合成材料之间的共同作用。在特定桩长范围内，桩侧土会产生正、负摩阻力，共同承担路基上部荷载。将土工格栅包裹在碎石桩外面，碎石在土工格栅的张拉作用下就会紧紧形成一个整体，约束桩体，避免其发生侧向变形的同时防止碎石桩鼓胀破坏，达到提高碎石桩承载能力的目的。在运用碎石桩加固地基时，从某种角度来说对桩间土起始静水压力的产生形成了一定的抑制作用，有助于提高路基整体稳定性。

另外，施工实践证明，公路软基工程施工中，应用土工格栅加筋碎石垫层具有以下规律。

（1）控制素垫层厚度处于合理范围对于减小基础沉降具有一定的优势。

（2）垫层加筋不仅可以提高垫层整体刚度，而且能避免垫层发生压缩变形。

（3）土工格栅加筋碎石垫层的稳定效果随着土工格栅层数的增加而增加。

（4）松散状态的碎石垫层在土工格栅的作用下会形成一个整体，其具有较强的抗弯能力，同时土工格栅两侧具有较大的剪应力和摩擦力，可以对土体侧向变形进行约束，进一步提高地基承载能力，防止地基沉降问题。

4 公路工程路面垫层施工技术分析

4.1 施工技术原则

将按一定级配拌和好的碎石采用摊铺机一前一后进行摊铺，摊铺机械可根据现场实际情况选择碾压装配机械，同时搭配振动压路机和胶轮压路机等，并按照初压、复压和终压的顺序，由静压到动压再到静压，需要注意在静压后喷洒水，保证垫层含水率符合要求。碾压顺序为先路肩两侧再到路基中间部分，以保证路基形成一定路拱横坡度，有利于排出路表面积水。

在振动碾压阶段，按照先低频后高频的顺序，避免重复碾压造成路面破坏。最后阶段，采用胶轮压路机进行碾压，以保证级配碎石垫层结构的稳定性。整个摊铺过程中及时检查压实系数和轮迹重叠宽度，其中压实系数应控制在1.25~1.35之间，轮迹重叠度在1/3~1/2之间。

4.2 施工准备

施工开始前，应先认真做好以下各项准备工作。

（1）路面施工开始前，先检查基层状况，经检查确认基层质量满足要求后，即可开始沥青路面面层的施工。

（2）施工开始前对所有进场材料进行抽样检测，以此确定材料质量能否达到施工要求。

（3）施工开始前检查并调试各类施工机具设备，使其始终处在良好工作状态，尤其是混合料的拌和楼、摊铺机与压路机等重要机具设备。

（4）不同矿料应分类堆放，不同类型的集料需要放置在各自场地范围内，避免被其他材料污染。

4.3 点位选取

想要有效提升摊铺精度，施工人员需根据工程特点，结合现场施工实际情况合理设置控制点。选取点位时，以线路边缘为准，将控制点设置在1m~30m内，确保地势平坦开阔，避免对摊铺精度造成影响。通常控制点间距在160m~200m，可根据工程规模适当调整，为后续工程顺利开展奠定基础。随着摊铺工作的进行，需对摊铺精度等测试和维护。

以观测墩作为水准基点建立标准，严格控制观测墩深度、打桩深度等，尽量减少控制网点建设费用，为建设单位节省成本。在沥青路面施工过程中，可设置临时点，利用打钢钉的方式对其固定，避免施工人员对临时点造成破坏。在复检时，要确保工程质量满足要求，可根据沥青路面的铺设合理调整临时点具体位置，确保后续工作顺利进行。

4.4 沥青混合料摊铺技术

做好混合料的配比和研究工作后，选出适合的材料就可以进行实际的施工作业了。沥青混合料摊铺是第一步也是关键性的环节，实际操作过程中要关注周边天气变化情况，防止雨水天气对材料进行破坏。还要提前预设摊铺机的铺设速度，摊铺速度对于不同的沥青材料的要求不同，普通沥青材料一般控制在每分钟2m~6m，改性沥青的摊铺速度要求控制在每分钟1m~3m。

摊铺机在整个的施工作业工程中，需要一直保持均匀的速度前进，这样才能够保证沥青混合料被均匀的以同一个标准铺撒在路面上，能够确保路面的平整和完整。摊铺技术一定要确保一次完成，尽量不要返工第二次，因为细微的偏差就可能会导致路面出现问题。

摊铺技术是一个完整的技术，一旦开始就要一气呵成，因此，若摊铺技术实施过程中出现了意外情况，就要根据情况的严重程度选择重新摊铺或立即停止摊铺作业。路面施工需要的是稳定性和平整性，这两个特性完成的关键就在于摊铺技术的实际操作。

4.5 接缝处理

摊铺过程中不设置横向接缝，防止垫层碎石被随意扰动。每天结束时，需要设置横向接缝，两台摊铺机所铺设的缝隙需要保持一致，直至施工结束，采用搭接的方式，将横向接缝保存到后期作业部分。

一般施工条件下不设纵缝，凡有特殊原因需规划纵缝、竖向纵缝的，禁止斜向切断。摊铺、碾压结束后，对接缝进行平整度、压实度检测，确保接缝的平整度、压实度满足规范要求。

5 结束语

公路施工中，应用土工格栅加筋碎石垫层结构可以很好地处理软土路基，避免路基出现严重的沉降问题，进一步提高整个公路工程的施工质量。从流程上看，土工格栅加筋碎石垫层结构的应用并不复杂，但是要求施工人员必须具有足够规范的施工意识，根据公路项目的实际情况选择最为合理的施工材料，并且在任何一个施工环节中注意控制好规范和标准，只有这样，才能保证软土路基的施工质量，提升特殊区域的公路施工项目的施工水平。