乡村道路典型路面结构及施工控制要点
2022-02-25潘嵩崧
李 曙,潘嵩崧
(广东省建筑设计研究院有限公司,广东 广州 510010)
0 引言
乡村道路的根本目的是方便广大农民群众的出行,促进物资交流,改善生产、生活条件,加快农村社会经济发展。乡村道路的特点是解决农民出行问题,其交通量不大、重车少。乡村道路建设规划资金不足是一个普遍难题,其中路面工程造价占了绝大部分,因此路面结构既要经济节省,又要经久耐用。乡村道路不同于公路和城市道路,其等级低,建设管理模式比较粗放,一般不会进行专门的路面设计,路面结构形式选用全凭经验,尚缺乏统一的参考标准,导致路面质量参差不齐。因此,对于乡村道路建设而言,常用典型路面结构形式对于指导基层施工具有重要现实意义。
1 乡村道路层次划分
乡村道路一般包括干路、支路和巷路3个层次[1]。
(1)干路。干路为连接村落的道路,能通行各类常见的机动车,有一定的建设规模,资金来源较充足,一般有正规的施工队伍,路面质量能够得到保证。各地大多以水泥路面为主,一些经济条件好、大力发展乡村旅游的地区则采用沥青路面。
(2)支路。支路为村落内部连通的道路,能够通行小汽车、农用车,路面主要采用水泥混凝土,少部分地区仍为未硬化的砂石路。
(3)巷路。巷路为村落户与户之间人行的道路,路面形式有水泥混凝土、石砌路、红砖路、碎石路等。
2 乡村道路路面结构类型
2.1 路面面层
(1)沥青路面。乡村道路沥青路面的主要类型有:沥青混凝土、沥青碎石混合料、沥青贯入式及沥青表处等。沥青路面平整性好且没有接缝、行车舒适、噪声小、耐磨性好、不产生扬尘,对环境影响较小,配合村道两边种植当地花草树木,整洁美观。但是沥青路面温度稳定性差,夏季高温容易软化,冬天低温易产生脆裂;长期受雨水作用容易发生损坏;路面易产生车辙,从而导致其平整性不佳;成本相对较高,且养护困难。
(2)水泥路面。水泥路面一般指水泥混凝土路面面层,该结构对粒料要求较宽松,可充分考虑就地取材,特点是整体强度较高,稳定性好,使用寿命长,维护费用少,工程造价较沥青混凝土路面具有一定优势。但是其养生周期长,行车噪音大,接缝多,舒适性差,破坏后较难修复。
(3)其他类路面。其他类路面主要为石板路、砂石路、红砖路以及预制板路等,在巷路上较为常见。砌块路可采用规则或不规则的块体,铺筑后形成独特的拼花效果,田园气息浓厚,行走舒适感较强。
2.2 路面基层
基层作为路面的主要承重层,在乡村道路路面结构中具有重要作用,因此基层需要具备足够强度和水稳定性。
乡村道路路面基层常采用无机结合料类半刚性基层,路基条件较好时也可采用粒料类柔性基层。一般无机半刚性基层常采用水泥稳定碎石(土)、水泥粉煤灰稳定碎石(土)、石灰稳定碎石(土)、石灰粉煤灰稳定碎石(土)等;柔性基层包括级配碎石、填隙碎石、未筛分碎石、天然砂砾等。从乡村地区的地理条件来说,基层材料应按就地取材的原则,石料丰富的地区可视情况采用粒料类基层。
干路基层大部分采用双层结构,路基条件较好时也可采用单层结构。支路和巷路基层一般常采用单层结构。基层适宜厚度为16~20cm。
常见基层类别及材料类型见表1。
表1 常见基层类别及材料类型
3 乡村道路路面典型结构
路面受到车辆荷载和自然环境的作用,路面等级和结构厚度设计受交通组成和交通量等因素直接影响。一般来说,道路路面结构设计以交通荷载等级进行划分,对应路面设计使用年限内车道承受标准轴载(100kN)的累计作用次数。针对乡村道路而言,其日交通量较小,而且主要为轻型车辆(三轮车、摩托车、农用车、小客车等),设计年限内标准轴载累计作用次数非常少,属于特轻交通等级。因此,乡村道路路面结构建议按以下典型路面结构(见表2~表5)直接进行选型[1-3]。
表2 干路沥青路面典型结构
表3 干路水泥路面典型结构
表4 支路水泥路面典型结构
表5 巷路路面典型结构
4 乡村道路路面施工控制要点
4.1 沥青路面施工[4]
4.1.1 沥青混合料路面施工
沥青混合料路面施工工艺见图1。
图1 沥青混合料路面施工工艺
混合料集料颗粒应具有良好外形,保证洁净干燥,具有足够的强度和耐磨耗性。
基层应具有足够的强度和抗变形能力,从而保证薄层沥青混凝土能够承受重压。基层需与沥青面层完全黏结,其构造深度宜在2mm以上,然后在其表面喷洒黏层油。
沥青混合料施工需控制好摊铺行进速度,应保证摊铺匀速且不间断,速度宜控制在2~6m/min[5],并与拌合和运输能力相匹配。由于面层厚度较小,为保证压实效果和路面平整度,采用钢轮压路机进行初压。初次碾压采用“高频、低幅”方式静压,防止混合料出现“拥包”等现象。
乡村道路路面较窄,一般采取封闭交通,直接全幅摊铺施工。在确实需要采用半幅施工时,应处理好平接缝。
加强对混合料施工质量的管控,如果混合料出现较严重的离析现象时,应立即返工。
路面压实完成后,表面应密实平整,不出现泛油、集料松散和面层裂缝等现象,不见明显碾压轮迹。面层与路缘石相接顺适,不得出现坑洼现象。
4.1.2 沥青贯入式路面施工
沥青贯入式路面施工工艺见图2。
图2 沥青贯入式施工工艺
沥青贯入式路面应选择在温度高于15℃的季节进行施工。
表面应同步加铺封层料或拌和层,以保证路面质量及平整性。
碎石集料应选择棱角分明、易嵌挤、强度高的石料,其级配和用量应根据沥青贯入式面层的厚度来确定。
施工前先进行中桩放样,按每10m设置1处桩位。沿路边线外0.5m处设置指示桩,按松铺系数标出主层碎石厚度的标高。
沥青贯入式主层集料级配应合理,粗集料较多时,需搭配较多的嵌缝料。表面不加铺拌和层时,应另备足量的石屑或粗砂等供初期养护使用,其规格应与最后撒布的嵌缝料规格一致。
沥青贯入式路面通车后注意初期养护,出现泛油现象时,应及时补撒石料。
4.1.3 沥青表处路面施工沥青表处路面施工工艺见图3。
图3 沥青表处施工工艺
沥青表处应选择在温度高于15℃的季节进行施工。
集料颗粒外形完整,洁净无杂质,强度高,表面耐磨。
沥青表处施工在路缘石安装完成后进行,基层必须清理干净。
施工前检查沥青洒布车设备处于正常状态,保证油嘴干净,并进行试洒布,以便确定喷洒速度和喷洒量。检查集料撒布机系统,并进行试撒布,确定不同规格集料的下料间隙及行进速度。
在2幅搭接位置,第1幅洒布沥青后留10~15cm宽度范围暂不撒石料,与第2幅浇洒沥青后一起撒布集料。
沥青表处碾压完毕后可以开放交通,宜对车辆通行进行引导,使路面满幅均匀压实。在路面结构完全成型前,限制车辆行驶速度不得超过20km/h,严格限制畜力车及铁轮车上路。
初期养护发现部分存在泛油现象时,在该位置及时补撒嵌缝料,扫除多余浮动的集料,不得搓动已黏结的集料。
施工后表面平整密实,无油包、油丁、波浪、泛油、封面料明显松散、烂边等现象;面层与路缘石及其他构筑物应衔接平顺,无积水现象;压路机碾压后无明显轮迹。
4.2 水泥路面施工
水泥路面施工工艺见图4。
图4 小型机具水泥混凝土路面施工工艺
水泥混凝土路面板的强度以28d龄期的弯拉强度来控制。由于乡村道路交通量小,以通行三轮车、摩托车、农用车、小客车为主,其弯拉强度标准值不宜小于4.0MPa。
水泥混凝土路面板一般采用矩形,路面宽度在6m以上的应在板中设置纵缝。纵缝两侧的横缝应与纵缝垂直相交,且不得相互错位。
纵缝采用平缝型式,上部切槽口,深度为30~40mm,缝宽为3~8mm,槽内灌塞填缝料,其纵向施工构造图见图5。拉杆采用螺纹钢筋,设置在板厚中央,并对拉杆中间100mm范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距可参照表6选用。埋设拉杆时,拉杆间距应按照横缝位置进行适当调整,保证端部位置的拉杆与横缝的距离不小于100mm[6]。
表6 拉杆直径、长度和间距
图5 纵向施工缝构造图(单位:mm)
横缝一般为横向接缝、施工缝和胀缝,横缝构造图见图6。
图6 横缝构造图(单位:mm)
长度方向的横向缩缝宜等间距布置,间距一般为4~6m,面板的长宽比不宜超过1.30;采用不设传力杆的假缝形式,缩缝的深度为路面板厚度的1/5~1/4,缝宽为3~8mm,缝内填塞填缝料[6]。
在临近桥涵处、与其他道路相交处、小半径圆曲线和凹形竖曲线底部应设置胀缝。胀缝宽度一般为20mm,缝内应进行填缝处理,材料可选用木材或纤维。
每日结束施工或临时中断施工间隔超过30min时,应设置横向施工缝。采用不设传力杆的平缝形式,其位置应尽可能选在缩缝和胀缝处。
接缝填料应选用黏结性好、回弹性好、抗老化的材料,一般可采用乳化沥青、热沥青、橡胶嵌缝条等。
表面构造可采用压槽、刻槽、拉槽或拉毛等工法,构造深度一般为0.5~1.0mm[7]。
模板应采用槽钢或方木组成。模板高度不应小于路面板厚度,单节模板长度不宜小于3m,弯道和坡底位置可使用3m的短模板[7]。
4.3 砌块路面施工
巷路砌块路面铺砌砖块,施工工艺较简单。
砌块路面的基层应均匀、密实,能保证砌块稳固,不得局部缺失。
铺砌前,先进行施工放样,并设置铺砌表面水平线。
人工铺砌采用前进法施工,铺砖应垂直下放坐稳。砌块放置到位后,使用橡胶锤敲击,将砌块铺装平整。
砌块铺筑完成后,接缝整体应平直,缝宽控制在2~4mm[7],可采用砂浆填缝。
砌块的边缘及端部不完整部分,当其面积大于或等于砌块面积的1/3时,宜切割砌块或使用断裂的砌块填补;当其面积小于砌块面积的1/3时,宜使用水泥混凝土夯实填补并抹平[7]。
道路转弯路段,可根据实际铺接情况调整缝宽,弯道外侧砌块缝宽不宜大于5mm;竖曲线路段应铺筑成连续曲线,不得铺砌为折线,缝宽宜控制在2~5mm[7]。
5 结语
乡村道路虽然道路等级低,但是总的体量大。改善乡村道路条件是广大农民群众最切实的日常生活需要,也是乡村振兴提升农村风貌的重要一环。乡村道路路面结构应根据道路分级、功能需求、当地常见材料等,充分结合现阶段乡村道路施工和养护的特点,做到既经济节约又经久耐用。本文总结了乡村道路常用典型路面结构及相关施工工艺,可为乡村道路建设的设计和施工提供参考。