浅析砂砾垫层在路面结构中的重要性

摘要：砂砾垫层在路面结构的组成部分中,起着很重要的作用，而我们在实际的运用当中，往往忽视它。它起着连接路面和路基、截水、传递路面荷载的作用。其施工质量的控制尤为重要,其直接影响工程质量的好坏。我们现有的这种结构能够符合现行规范对级配碎（砾）石底基层的要求，若要满足路面对垫层材料的要求，其材料限制要高得多，在实际应用中，几乎没有符合要求的天然砂砾，垫层不能够满足使用的要求。为此对路面垫层制定专门的技术要求是必要的。

关键词：砂砾垫层路面结构连接路面截水传递荷载质量控制

中图分类号：O213文献标识码： A

一、工程概况

太原环城高速太谷连接线是晋中太谷通往太原的一条重要通道，原路为二级公路，路基宽度7.5米，严重制约了当地经济的发展。太原环城高速太谷连接线工程采用平原一级公路设计标准，设计行车速度100公里/小时，双向四车道，路基宽度为24.5米。沿线地质情况较为复杂，多为软土地基。在从土路基到路面基层的过渡时，采用20cm厚的砂砾垫层。

二、砂砾垫层的作用

砂砾垫层是路面结构的重要组成部分, 起着连接路面和路基、隔水、防水、传递路面荷载的作用。其施工质量的控制尤为重要,因其直接影响工程质量的好坏。尽管这种结构能够符合现行规范对级配碎（砾）石底基层的要求，若要满足上面对路面垫层材料的要求，其材料限制要高得多，在实际应用中，几乎没有符合要求的天然砂砾，垫层不能够满足使用的要求。在公路工程施工中，我们也往往忽略了砂砾垫层的重要性。为此对路面垫层制定专门的技术要求是必要的。

①过渡作用。砂砾垫层起到刚性体与柔性体之间的过渡，采用的材料级配良好，在充分压实的条件下，就可以保证有足够弹性模量，可以满足受力的需要，当它具有了较高的弹性模量，这样就能提供良好的荷载分布能，如：路面基层与路基之间的过渡。

②反滤作用。砂砾垫层中小于0.075mm以下颗粒含量应尽可能少，材料以嵌挤骨架结构为佳，具有较大的空隙率，这种结构毛细作用很弱，不易存水，这样砂砾垫层就具有了较高的透水性。路基土体不断地冻融，产生的毛细水也不断上升，当毛细水进入到砂砾垫层时，在有条件的情况下能够快速排出路基体外，真正能起到切断毛细水上升的作用。

③抗冻胀。砂砾垫层中的细土的塑性要尽可能小，这样可以保证良好的水稳性，具有较小冻胀性、防冻、吸收路基裂缝所产生的作用。

三、砂砾垫层施工方法

根据施工中的实际情况，这里提出以下质量检验标准，能够达到优良水平为标准，仅供参考。

（1）、材料要求

优先选用优质砂砾或用石料破碎的碎石，但粉尘大的石料不宜采用；材料应洁净，采用破碎碎石时，碎石破碎时间不能过长，表面沾有大量石粉的石料不宜于垫层；骨料材料应具有足够的强度，应满足三级以上石料的标准；小于5mm部分应基本没有塑性，建议塑性指数小于2。其中小于0.075mm颗粒含量应尽可能少，最好少于3%，受条件限制的也不宜超过5%，并应具有足够的渗透系数；对级配要求不需要太严，但应保证稳定性要求。

（2）、施工要求

天然混合砂砾或未筛分碎石，可直接摊铺碾压；分级准备的材料宜用拌和机拌和均匀后方可摊铺；用推土机配合平地机进行摊铺，应用推土机充分排压后再整平，方可碾压。初始压实度不均的后果将是局部压实度不足；应在适当含水量下压实，适当的含水量可以保证压实效果；压实合格的标准是自重10-12t的振动压路机在30t激振力下进行碾压，表面无明显推移和轮迹。

在进行下一层施工前，必须封闭交通，缺少粘聚力的垫层在行车荷载作用下表面必然会被破坏，如果长期大量行车，受影响深度将相当大。因此，车辆应尽可能少在垫层上行走。表面的破坏不会对其整体强度产生影响，但在下一层施工时必须注意切实压实，使受破坏的表面重新处于稳定状态。

（3）、 施工方法

施工工艺流程为：

路基路床整理施工放样培路槽原材料检测汽车运输到工地推土机摊铺平地机整平检测含水量振动压路机碾压检测压实度。

1、测量放样

施工测量放样时，要恢复中线，直线段每15至20米设一个标桩，曲线段每5至10米设一个标桩，并做出明显标记标出垫层的设计标高。垫层宽度一般两侧应比基层宽15厘米，边线可通过撒白灰线来控制。

2、培路槽

为了节约材料，我们应尽可能的在在垫层两侧相邻边桩上依次挂线培出路槽，路槽比垫层高出30厘米左右，每隔5至10 米交错开挖临时泄水口，避免雨天积水。

3、备料

备料尤为重要，它将直接决定我们施工质量的好坏、成败，在取样经试验合格后，方可备料。备料时应根据施工段落长度、宽度、厚度及砂砾的堆积密度和最大干密度，计算出需要的砂砾质量，根据料场砂砾的含水量以及运料车的吨位，计算出砂砾的堆放间距。

砂砾垫层总质量=垫层长度×宽度×砂砾密度

砂砾垫层总质量=运料车吨位×车数

运料车每车装料的数量应基本相同，卸料应由远到近，料堆距离应基本相等，避免摊平后砂砾过多或过少；运送砂砾在正式施工前几天就可完成，堆放时间不宜过长。

4、铺筑试验路段

在正式施工前应铺筑200至300米试验路段，总结得出砂砾垫层的最佳含水量、松铺厚度、碾压遍数、机械设备组合以及施工人员配备等施工参数，这些施工参数在整个的施工过程当中起着指导性作用，必不可少，所以它的真实性、准确性尤为重要。

5、摊铺、整平

砂砾垫层施工宜分段进行，每个作业段长度以300米左右为宜。用推土机将砂砾大致推平，反复的排压，直至摊铺的砂砾密实度大致均匀，如若在这个环节压实不均匀，直接导致的后果就是局部压实不够。排压后用洒水车均匀地洒足需要的水分，接着用平地机反复平整砂砾，直到砂砾均匀地摊铺在路基上，并形成规定的路拱为止。同时，人工配合找补，防止出现局部缺料或粗料集中离析等现象。

6、碾压

砂砾整形完毕后，用压路机进行碾压，直线段和不设超高的平曲线段由两侧向路中心碾压，平曲线超高段由低向高处碾压。碾压时应重叠1/2轮宽，先慢速静压一两遍，然后振动碾压4至6遍，直到达到规定的压实度为止。

四、施工质量检测

砂砾垫层碾压成型后，要按照施工图设计及规范的有关要求及时检测压实度、平整度、纵断高度、宽度、厚度、横坡等指标，全部合格后，可进入下一层施工。

四、砂砾垫层的缺点

由于以上所讲的垫层要求材料粘聚性小，并且缺少用于填充孔隙的细颗粒的特点，因此其在压实后与常见的级配碎（砾）石底基层不同，主要表现在如下：

①压实后表现始终处于松散状态，一旦行车，表面的平整马上会被破坏。

②标高难以控制，由于主要是粗骨料、细料相对较少，因此难以用细料找平顶面，影响标高精度控制。

③压实度检测不准确，由于结构层处于松散状态，在挖坑过程中不能保证坑壁稳定，无法用灌砂法等办法检测，采用核子密度仪，也只能用表面散射法检测其密实度，而且无法校验。

④弯沉检测困难，砂砾垫层经常担负处理挖方段软弱路槽的作用，路基强度无法检测，就换为检测垫层顶面的弯沉，由于汽车车轮着地面积小，在车轮作用下，表层的部分砂砾可能会发生轻微变位，就会导致弯沉检测结果不准确。

由于以上原因，施工单位在具体实施时一般倾向于选择颗粒较多、具有一定粘性、易于压实和成型的级配，尽管表面看效果非常好，但却影响了垫层的使用效果。

砂砾垫层的质量是不容忽视的，在这个施工作业环节要引起我们足够的重视，才能保证我们的路基路面有着良好的排水、稳定性能。以上是我在施工过程中的一些心得体会，如有不足之处，共同探讨。

结束语

在我们国内的一些工程当中，往往觉得砂砾垫层不太重要，施工的时候得不到足够的重视，结果导致路基的裂缝、冻胀等很多病害的发生，这些就足够让我们深深地意识到砂砾垫层的质量是不容忽视的，在这个施工作业环节只有引起我们足够的重视，才能保证我们的路基路面有着良好的排水、稳定性能。以上是我在施工过程中的一些心得体会，如有不足之处，共同探讨。

作者简介：白红银，男，（1983-），工程师，山西省太谷县人才中心030800毕业于长沙理工大学大学本科 电话:13513682331 张龙，男，（1981.9-），工程师，山西省交通建设工程监理总公司030012毕业于太原理工大学大学本科 电话:13643415505