路基路面结构层与质量控制关键点研究

一、引言

随着我国交通运输事业的飞速发展，道路建设规模不断扩大。路基路面作为道路工程的重要组成部分，其质量直接关系到道路的使用性能、使用寿命以及行车的安全性和舒适性。良好的路基路面结构能够有效承受车辆荷载和自然因素的作用，减少道路病害的发生，降低后期养护成本。然而，在实际工程中，由于各种因素的影响，路基路面工程质量问题时有发生，如路基沉降、路面开裂、车辙等，这些问题不仅影响了道路的正常使用，还带来了巨大的经济损失和安全隐患。因此，深入研究路基路面结构层的特点，并准确把握其质量控制关键点，对于提高道路工程质量具有重要的现实意义。

二、路基路面结构层质量控制关键点分析

2.1 原材料质量控制

原材料的质量是保障路基路面工程质量的基石，对路基路面各结构层的原材料需实施严格把控。对于路基填筑材料，其土质类型、含水量、塑性指数等指标至关重要。一般而言，路基填筑适宜选用透水性佳、强度高、稳定性好的材料，像砂砾土、碎石土等。这些材料具有良好的颗粒级配，能有效提高路基的承载能力和抗变形能力。当土料含水量过高时，会显著降低其压实效果，此时应进行晾晒或掺入适量石灰等固化材料予以处理，促使其含水量达最佳含水量范围，从而确保路基压实度。在选择土料过程中，务必规避淤泥、沼泽土、冻土、有机土等不良土质。以淤泥为例，其含水量极高，压缩性大，强度低，在长期荷载作用下易产生过大沉降和变形，严重影响路基质量。

面层材料的质量控制尤为关键。沥青面层所用沥青，如道路石油沥青、改性沥青等，需符合严格技术标准，其针入度、延度、软化点等指标应符合设计要求。沥青质量直接关乎沥青混合料的粘结性、高温稳定性和低温抗裂性。高温稳定性不足的沥青，在夏季高温时易出现车辙等病害；低温抗裂性差的沥青，在冬季低温环境下易产生裂缝。集料应具备足够强度、良好耐磨性和适宜级配。粗集料的压碎值、磨耗值等指标需符合规范，细集料要洁净、干燥、无风化、无杂质。例如，粗集料压碎值过大，在车辆荷载反复作用下易破碎，导致路面结构强度降低。水泥混凝土面层的水泥，应选用强度等级适宜、质量稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其凝结时间、安定性等指标必须合格。粗集料的最大粒径、级配以及细集料的细度模数等都要严格控制，以保证混凝土的和易性和强度。和易性不佳的混凝土，在施工过程中难以振捣密实，易出现蜂窝、麻面等缺陷，影响混凝土的耐久性和承载能力。

基层材料的质量同样不容忽视。无机结合料稳定类基层的水泥、石灰等结合料，质量应符合相关标准，其剂量需精准控制，以此保证基层的强度和稳定性。剂量不足，基层强度无法满足要求；剂量过大，则可能导致基层收缩裂缝增多。粒料类基层的碎石、砂砾等集料应具有良好级配和足够强度，避免出现离析现象。离析会使基层材料的均匀性遭到破坏，局部强度降低，影响基层整体性能。沥青稳定类基层的沥青和集料质量要求与沥青面层类似，要确保沥青与集料之间有良好粘附性。若粘附性差，在车辆荷载作用下，沥青与集料易分离，降低基层的结构强度。

2.2 施工工艺质量控制

路基施工工艺质量控制涵盖基底处理、填料摊铺、压实等环节。在基底处理时，需将基底表面的草皮、树根、腐殖土等杂物彻底清除，并进行平整和压实。这是为了保证基底具有足够的承载能力，防止因杂物存在导致路基不均匀沉降。对于特殊地基，如软土地基、湿陷性黄土地基等，应依据设计要求处理。以软土地基为例，常用的换填法是将软土层挖除，换填强度较高的材料，如砂砾、碎石等，从而提高地基承载力；排水固结法是通过设置排水通道，如塑料排水板，结合预压荷载，加速软土排水固结，减少地基沉降；强夯法利用重锤从高处自由落下产生的冲击力，夯实地基，提高地基密实度。填料摊铺时，要精准控制摊铺厚度和宽度，保证摊铺均匀，防止出现离析现象。摊铺厚度过大，可能导致下层压实度不足；摊铺不均匀或离析，会使路基材料性能不一致，影响路基整体稳定性。压实是路基施工的核心环节，应根据填料性质和压实设备性能，合理选择压实机械和压实遍数，遵循先轻后重、先慢后快、先边缘后中间的原则压实，使路基达到规定压实度。不同性质的填料，其最佳压实机械和压实参数不同，需通过试验确定。

路面施工工艺质量控制方面，沥青面层施工包含沥青混合料的拌制、运输、摊铺和压实。沥青混合料拌制时，要严格控制拌和温度、拌和时间，确保混合料均匀性和质量。拌和温度过高，沥青会老化，影响混合料性能；拌和时间过短，混合料搅拌不均匀。运输过程中要注重保温、防污染，防止混合料温度降低和离析。温度降低会使沥青混合料的施工和易性变差，难以压实；离析则会导致路面局部质量缺陷。摊铺时要把控好摊铺温度、摊铺速度和摊铺厚度，保证路面平整度。摊铺温度过低，沥青混合料难以压实；摊铺速度过快或过慢，都会影响摊铺质量和平整度。压实应采用初压、复压和终压三个阶段，合理选择压路机类型和碾压参数，使沥青面层达到良好压实效果。初压主要是为了稳定混合料，复压进一步提高压实度，终压则是消除轮迹，提高路面平整度。

水泥混凝土面层施工包括混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣、养生等。混凝土搅拌应严格控制配合比和搅拌时间，保证混凝土强度和和易性。配合比不准确，混凝土强度和耐久性无法保证；搅拌时间不足，混凝土均匀性差。运输过程中要防止混凝土离析和坍落度损失。离析和坍落度损失过大，会影响混凝土的施工性能和浇筑质量。浇筑和振捣时应确保混凝土密实性，避免出现蜂窝、麻面等缺陷。振捣不密实，混凝土内部存在空隙，会降低混凝土强度和耐久性。养生阶段要保证混凝土表面湿润，养护时间应符合要求，以保证混凝土强度增长。养生不足，混凝土强度无法正常增长，影响路面使用寿命。不及时养生或养生期间车辆通行，会导致面层开裂、强度降低。粒料类基层施工要保证集料级配良好，摊铺均匀，采用合适的碾压设备和碾压工艺，使基层达到规定密实度。级配不良的集料，无法形成紧密的嵌挤结构，影响基层强度和稳定性。沥青稳定类基层施工与沥青面层施工类似，但在压实度和平整度要求上略有差异，要严格按照施工规范操作。

2.3 施工过程监测与检测

施工过程监测与检测是及时察觉质量问题、保障工程质量的重要手段。在路基施工过程中，应定期对路基的压实度、高程、平整度等指标检测。压实度检测可采用灌砂法、环刀法、核子密度仪法等方法。灌砂法是通过测定试洞内砂的质量，计算试洞体积，从而得出路基材料的压实度，该方法精度较高；环刀法适用于细粒土，通过测量环刀内土样的质量和体积计算压实度；核子密度仪法则利用放射性元素测定路基材料的密度和含水量，快速便捷，但需严格按照操作规程使用，确保检测结果准确，以此确保路基压实度符合设计要求。高程检测可使用水准仪等测量仪器，控制路基填筑高度，保证路基平整度和坡度。水准仪通过测量两点间高差，推算路基各点高程，及时发现填筑高度偏差。平整度检测可采用 3m 直尺等工具，对路基表面平整度检查，及时发现并处理不平整部位。3m 直尺可直观反映路基表面的不平整程度，偏差过大的部位需进行修整，以保证后续路面施工质量。

路面施工过程中，对于沥青面层，要实时监测沥青混合料的温度、摊铺厚度、压实度等指标。温度监测可采用红外测温仪等设备，保证沥青混合料在合适温度下摊铺和压实。沥青混合料在不同温度下的粘聚力和流动性不同，合适的温度是保证施工质量的关键。摊铺厚度检测可通过在摊铺机上安装传感器或在摊铺后钻孔取芯等方法进行。传感器可实时监测摊铺厚度，钻孔取芯则能直观检查摊铺厚度是否符合设计要求。压实度检测可采用钻芯法、无核密度仪法等，确保沥青面层压实度达到设计标准。钻芯法通过钻取路面芯样，测定其密度计算压实度，是较为常用的检测方法；无核密度仪法操作简便、检测速度快，但需与钻芯法进行比对校准，保证检测结果可靠。对于水泥混凝土面层，要检测混凝土的坍落度、强度、平整度等指标。坍落度检测可反映混凝土和易性，保证混凝土施工性能。坍落度合适的混凝土，便于浇筑和振捣，能保证混凝土的密实度。强度检测可通过制作混凝土试块，在标准养护条件下养护，然后进行抗压强度试验，评定混凝土强度是否符合设计要求。试块制作和养护过程需严格按照标准执行，确保试验结果能真实反映混凝土实际强度。平整度检测同样可采用 3m 直尺等工具进行。

基层施工过程中，要对基层的压实度、厚度、强度等指标检测。压实度检测方法与路基类似。厚度检测可采用钻孔取芯或利用测量仪器测量。钻孔取芯能直接测量基层厚度，测量仪器则可通过非接触方式测量基层厚度，提高检测效率。强度检测对于无机结合料稳定类基层可通过制作无侧限抗压强度试件试验；对于粒料类基层可采用承载板试验等方法检测其承载能力。无侧限抗压强度试验可测定基层材料在无侧向约束条件下的抗压强度，评估基层强度是否满足设计要求；承载板试验通过在基层表面施加荷载，测量其变形，推算基层的承载能力。

三、G354 冷水江至新化公路工程项目案例分析

G354 冷水江至新化公路工程项目起于冷水江市北侧中连，与原 S312 改线段相接，线路绕开金石公司与科技园化工工业园后进入新化境内，随后往西南方向延伸，在老屋院与陈家垅分别建设资水大桥跨越资水，途经向荣村、光义村、新塘村、三洲村，最终止于新化县城东侧，全长 13.035 公里。项目于 2016 年 4 月破土动工，历经近四年建设，于 2020 年 1 月顺利完成交工验收。该项目严格遵循一级公路建设标准，设计时速达 80 公里每小时，路基宽度为 24.5 米，路面采用沥青混凝土路面结构，其具体构造为 4 厘米 AC-13C 细料粒沥青混凝土上面层、5 厘米 AC-20C 中粒式沥青混凝土路中面层、7 厘米 AC-25C 粗粒式沥青混凝土下面层，铺装 1 厘米沥青封层与透油层，以及 36 厘米 5% 水泥稳定碎石基层、20 厘米 4% 水泥稳定砂砾底基层和 15厘米未筛分碎石垫层, 在质量控制管理方面，各结构层都有着严格的把控措施。未筛分碎石垫层施工前，对原材料进行严格检验，确保碎石颗粒级配、含泥量等指标符合设计要求，施工时控制好摊铺厚度与平整度，采用振动压路机进行碾压，保证压实度。 4% 水泥稳定砂砾底基层施工中，精确控制水泥剂量和含水量，通过试验段确定最佳施工工艺，摊铺过程中采用摊铺机匀速作业，保证厚度均匀，碾压遵循先轻后重、先慢后快原则，确保底基层密实度达标。5% 水泥稳定碎石基层施工时，加强原材料质量控制，对碎石的压碎值、针片状含量等严格把关，施工过程中严格控制摊铺速度、松铺系数，每层压实厚度不超过 20 厘米，碾压完成后及时进行养护，保证基层强度增长。沥青封层与透油层施工前，对基层表面进行清扫、冲洗，确保干净整洁，采用沥青洒布车均匀洒布沥青，严格控制洒布量，洒布后及时撒布石屑并碾压，保证封层与基层粘结牢固。AC-25C 粗粒式沥青混凝土下面层、AC-20C 中粒式沥青混凝土路面层和 AC-13C 新立式沥青混凝土上面层施工时，从沥青、集料等原材料的采购源头抓起，严格检测各项指标；在拌和环节，精确控制拌和温度与时间，保证沥青混合料均匀性；摊铺时控制好摊铺温度、速度和厚度，采用多台摊铺机梯队作业；碾压过程分为初压、复压和终压，根据不同层位和材料特性选择合适的压路机和碾压工艺，确保沥青路面的平整度、压实度和抗滑性能满足设计要求。

此外项目团队制定并实施了一系列针对性措施。路基施工中，对松软地基采用换填、强夯等方法加固。路面施工环节，严格筛选沥青及骨料，沥青需满足高温不软化、低温不开裂的性能要求，骨料级配必须符合标准；基层施工坚持分层摊铺、多次碾压，确保密实度达标；沥青面层借助高精度摊铺机和压路机，精确控制摊铺厚度与平整度。娄底市交通建设质量安全监督站在项目中全程发挥监督指导作用，对原材料进行高频次抽检，对桥梁桩基完整性、路基压实度、路面平整度和抗滑性能等关键指标严格检测，同时强化施工安全监管。最终，项目成功实现预期目标，桥梁稳固、路基坚实、路面优良，为同类公路工程建设提供了丰富且实用的经验。

四、提高路基路面结构层质量控制的建议

4.1 加强原材料管理

建立严格的原材料采购制度，选择信誉良好、质量可靠的供应商。加强对原材料进场检验，严格按照相关标准和规范进行检测，确保每一批原材料都符合质量要求。对于不合格的原材料，坚决予以退场处理，严禁用于工程建设。同时，要加强对原材料的储存管理，防止原材料在储存过程中发生变质、损坏等情况。

4.2 优化施工工艺

施工单位应根据工程实际情况，结合先进的施工技术和经验，制定科学合理的施工工艺方案。加强对施工人员的培训，提高施工人员的技术水平和操作技能，使其能够熟练掌握施工工艺和操作规程。在施工过程中，要加强对施工工艺的监督和管理，及时发现并纠正施工过程中的不规范行为，确保施工工艺的严格执行。

4.3 完善质量检测体系

建立健全质量检测机构，配备专业的检测人员和先进的检测设备。加强对施工过程的质量检测，增加检测频率，扩大检测范围，确保对路基路面各结构层的质量进行全面、准确的检测。同时，要建立质量检测数据管理系统，对检测数据进行及时分析和处理，为质量控制提供科学依据。

结论

路基路面结构层的质量控制是道路工程建设中的关键环节，直接关系到道路的使用性能和使用寿命。通过对路基路面结构层的组成、功能及特性的研究，明确了各结构层在道路工程中的重要作用。深入分析路基路面结构层质量控制关键点，包括原材料质量控制、施工工艺质量控制和施工过程监测与检测等方面，为保证路基路面工程质量提供了具体的