无砂石地区农村公路典型路面结构研究

宋高嵩 殷立文 程有坤 郑朝阳

哈尔滨理工大学，哈尔滨 150080

无砂石地区农村公路典型路面结构研究

宋高嵩 殷立文 程有坤 郑朝阳

哈尔滨理工大学，哈尔滨 150080

通过对无砂石地区的材料调查以及路面结构的调查分析，经过方案和造价比较论证，确定了无砂石地区典型合理的路面结构，对提高路面设计质量和水平，加快设计速度，控制工程成本，降低工程造价、保证工程质量，加快农村公路建设具有重要意义。

农村公路；路面结构；固化剂

1、农村公路现状

农村公路为县道、乡道和村道，但不包括为田间作业服务的机耕道。农村公路是我国公路网的组成部分，是广大农村地区最主要甚至是唯一的运输方式，是农村经济社会发展的重要基础设施。改革开放以来，特别是“十五”以来，国家投入大量车购税、国债、以工代赈等资金，先后实施了贫困县出口路、通县油路、县际和农村公路改造工程、通达工程等，使农村公路落后面貌发生了显著改变。农村公路总里程迅速增长，经过几十年的建设，我国农村公路已经具有相当的规模，基本形成了连接千家万户的农村公路网络。“十二五”农村公路发展目标是：继续加快推进农村公路建设，农村公路网络化水平得到明显提高，通行条件得到明显改善，安全保障措施得到明显加强。到2015年，农村公路总里程达到390万公里，面对如此艰巨的建设任务,建设资金短缺成为目前农村公路建设中最突出的问题。在农村公路造价中所占比重最大的是路面,因此,降低农村公路造价的关键在于降低路面造价。降低路面造价的途径有降低路面厚度、采用经济型路面结构、充分利用老路。对于无砂石地区，减少砂石材料的使用量，选用经济型典型路面结构是解决问题的关键。

2、农村公路等级标准的研究

农村公路应原则上以现有道路为主，路线线形满足规范要求的，尽量利用老路改扩建，避免大改大调或大挖大填占用有限耕地资源。

农村公路的建设标准，主要是路基路面的技术标准。经论证确定农村公路进行等级的划分以路面类型为主，则划分为农村公路通畅级（即以沥青路面和水泥混凝土路面为主）和农村公路通达级（即以砂石路面为主），这样与交通部的建设目标和政策相一致。路基的建设标准主要是路基的宽度问题；而路面的技术标准主要是路面的类型和结构问题，路面工程的技术标准是：

农村公路通畅级应全部采取路面硬化，大力提倡采用水泥混凝土路面，在交通量大、重载车行驶较多的路段，宜采用沥青混凝土路面结构。硬化宽度乡道6米以上，村道不得少于3.5米，并在一定距离范围内设计错车道。

农村公路通达级则全部采用砂石路面，既以砂、石等为骨料，以土、水、灰为结合料，通过一定的配比铺筑而成的路面的统称，包括级配碎(砾)石路面、泥结碎(砾)石路面、水结碎石路面、填隙碎石路面及其他粒料路等。

桥涵、路线交叉及沿线设施的技术标准：在满足《农村公路建设管理办法》中建设标准的原则同时，尽可能地利用旧路的现有桥涵和设施进行加固改造，满足使用要求。

3、无砂石地区路面结构组合的研究

路面结构组合的基本原则是在满足强度要求的基础上，还应满足结构层最小厚度的要求，且层间结合尽量紧密。我国在农村公路建设中大部分路面基层都采用强度高、刚度大、稳定性好的无机结合料稳定类材料,其类型主要包括水泥稳定粒料和石灰稳定粒料。但我国的华北平原、淮海平原、松辽平原及其他一些省的部分地区，没有砂石，粒料材料的价格是有砂石地区的3倍以上，对农村公路建设影响非常大。那么，课题组就如何降低无砂石地区农村公路的造价，加快农村公路发展进行了广泛的调研和分析，一致认为，采用土壤固化剂技术是减少砂石用量，选用经济型路面结构，可以降低农村公路造价最有效的途径。然而，选用什么样的土壤固化剂，课题组进行了调研分析。

土壤固化剂是一种所谓的非标准稳定剂，主要用于解决缺乏砂石料地区的筑路材料问题，适宜用于农村公路路面基层。土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与黏土矿物反应生成胶凝物质的土壤硬化剂。从固化剂发展的过程以及固结机理来看,现有的固化剂大体可以分成四大类。（1）石灰水泥类固化剂；（2）矿渣硅酸盐类固化剂；（3）高聚物类固化剂；（4）电离子溶液(ISS)类固化剂。 在固化剂的研究上,要综合考虑诸多因素,包化效果、适用性、耐用性、施工方式、成本、环境程度等等,而且还要考虑建设施工本身的要上述四类固化剂各有优缺点,有各自适用的特合。例如液体固化剂的施工比较方便,固化速较快,而且一般维护也比较方便,所以适合农村公路,这些公路在承载上要求不高，液体固化剂的固化效果就能够满足要求。而像固体固化剂的粉煤灰、矿渣,利用它们加固土利于保护环境,废物利用,成本很低廉,在钢铁厂和发电厂附件的农村公路的建设中具有无可比拟的优势。吉林省交通科研所选用美国的RDS-8固化酶、EN-1固化剂，以及自主研发的ZL-1固化剂等三种固化剂稳定土路面基层的应用证明：固化剂稳定土路面基层的应用，解决了无砂石地区修路难的问题，所产生的经济效益和社会效益是非常显著的。

4、无砂石地区农村公路路面结构方案的比选

目前农村公路建设处于大发展的重要时期，典型路面结构的拟定应遵循就地取材、节约工程造价，充分利用地方材料或非标准材料，避免或减少材料的外运。

对于通畅级农村公路应选用广为使用的沥青混合料路面和水泥混凝土路面，从建设、养护综合考虑，在条件适合的情况下，优先考虑水泥混凝土路面。无砂石地区推荐典型路面结构为：沥青路面类，3～5 c m沥青混凝土面层＋30cm两层石灰土基层或16～20cm土壤固化剂稳定当地土基层；水泥混凝土类，18～20cm水泥混凝土＋15～20cm石灰土基层或16～20cm土壤固化剂稳定当地土基层。

对于通达级农村公路，主要采用砂石路面。而对于无砂石的地区，可采用砖砌路面。砖砌路面是指在路基或基层上将砖侧立铺筑的路面，其路面厚度为砖的立体高度，适应于中小客车、轻型货车等轻轴载交通运输车辆和农用机械车辆。 也可在原土路的基础上，进行整平、找拱、压实,然后在路基上直接铺筑砖面。

课题组分别对海林市长汀的山区农村公路、无砂石地区的大庆市的普通农村公路和双城市兰陵的采用固化剂稳定土的农村公路进行了调查分析，采用同条件中分析造价，即各种路面结构的人工、料场、运距等均相同，包括面层和基层，按地方道路预算标准进行计算，结果如下表1：

表1 造价比较与分析 每公里造价（万元）

根据黑龙江省的地理地貌特征，牡丹江地区海拔高，属于山区、采石场和建材多，运距短，建材价格较低，而大庆除了当地生产的沥青价格相对较便宜外，其他所有建筑材料均从外部购入。因此，结合无砂石地区的建材分布特点，根据实际交通量、气候条件、材料供应情况综合分析，选择适应当地经济特征的路面结构极为重要。

5、结论

通过前面的论证，得出如下结论：

（1）农村公路等级以路面结构类型为主，确定为以水泥混凝土和沥青路面为结构类型的通畅级和以砂石路面类型为结构类型的通达级农村公路。

（2）针对无砂石地区的特点，从降低农村公路造价出发，提出了无砂石地区农村公路典型路面结构类型：通畅级农村公路：沥青路面类，3～5cm沥青混凝土面层＋3 0 cm两层石灰土基层或16～20cm土壤固化剂稳定当地土基层；水泥混凝土类，18～20cm水泥混凝土＋15～20cm石灰土基层或16～20cm土壤固化剂稳定当地土基层；对于通达级农村公路，主要采用砂石路面。而对于无砂石的地区，可采用砖砌路面。

[1]黄维蓉.交通部专家委员会.县乡公路水泥混凝土路面设计与施工[M].北京:人民交通出版社.2003

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[3]交通部公路科学研究所.低造价县乡道路修筑技术的研究[R].北京:交通部公路科学研究所.2003

[4]吉林省交通科学研究所.固化剂稳定土路面基层应用研究报告[R].2007

[5]杜雪峰.浅析砖砌路面施工工艺[J].山西建筑.2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.16.022

黑龙江省教育厅科研项目 编号 11541070

宋高嵩 1964年12月出生，男，工学硕士，教授，研究方向：道路工程，哈尔滨理工大学建筑工程学院；

殷立文 哈尔滨理工大学，副教授；

程有坤 哈尔滨理工大学，讲师；

郑朝阳 黑龙江工程学院，实验师。