农村公路养护现状与处治技术应用

曹 前

(湖南省交通规划勘察设计院有限公司,湖南 长沙 410203)

1 概 况

长期以来,交通领域的建设者们把目光投向高速公路、一级公路等高等级公路的养护当中,往往忽视了农村公路的养护。近年来,我国经济综合实力不断增强,综合国力不断提升,国家越来越重视民生问题,农村公路是解决民生福祉问题的重点之一。党的十八大以来,习近平总书记多次针对农村公路的发展作出重要指示,首先充分肯定了农村公路建设现阶段已取得的成绩,同时要求按照优化农村乡镇布局、发展农村经济和广大农民安全便捷的出行目标,因地制宜、以人为本建设好农村公路[1]。为了实现逐步消除制约农村发展的道路瓶颈,要进一步建设“四好农村公路”——即建好、管好、护好、运营好[2]。2022年两会《政府工作报告》中明确指出,要全面巩固拓展脱贫攻坚成果,扎实稳妥推进农村改革发展,“四好农村公路”的建设是践行“促进乡村全面振兴”的重要举措。农村公路是我国综合交通运输网络的重要组成部分,它是服务范围最广、服务人口最多、公益性质最强的交通基础设施。农村公路的建设受到区域地域、气候特征、政策波动、城镇体系布局、经济发展水平、产业发展特征和布局的影响。“十四五”期间,交通基础设施建设仍倾向于农村公路,切实解决农民出行困难的问题。随着农村公路的发展,民众对于出行的安全性、便捷性和舒适性等方面有了更高的要求,这不仅要求农村公路具有安全性和实用性,还要求农村公路舒适和环保,这促使着农村公路的建设应具有更高的技术含量。

2 我国农村公路现状

2.1 我国农村公路规模

在过去四十多年的改革开放中,我国农村公路里程从1978年的58.6万公里快速增长到2020年的438.23万公里,翻了7.5倍,年平均增长率约4.9%,农村公路的覆盖率、通畅率以及通达率得到快速增长,农村道路的交通条件明显得到改善。农村公路建设基本达到了预期目标,但农村公路目前也存在着一些问题,比如地区发展不均衡、交通事故较多、养护管理不到位、路况较差等,“四好农村路”建设还任重道远。

2.2 农村公路投资情况

根据《中国交通运输统计年鉴》,我国农村公路通达率在2017年就已经达到了99.99%,其中路面硬化超过99%[3]。自2016年以来,我国农村公路投资呈现着显著增长趋势,在2019年,相较于2016年增长了1 004亿元,对农村公路投资达到4 663亿元[3]。

2.3 农村公路发展趋势

我国的农村公路主要包括有县道、乡道和村道,到2020年,农村公路里程就已经达到438.23万公里,其中,县道66.14万公里,占比15.09%;乡道123.85万公里,占比28.26%,省道248.24万公里,占比56.65%[3]。从2016年到2020年,我国农村公路的里程不断增加,得益于我国政府不断加大政策支持力度,不断增强对农村建设,促进农村公路的发展,使得我国农村公路事业呈现出良好的增长态势。目前,我国农村公路的发展由里程数的增加转变到对现有道路更好地养护和管理,延长农村公路使用寿命,更好地为“乡村振兴战略”服务。

3 农村公路目前存在问题

3.1 农村公路基础薄弱

在早期农村公路的建设过程中,由于农村公路技术等级低,设计和施工要求不严格,存在着很大的随机性和盲目性,这在一定程度上影响了农村公路的质量[4]。往常在农村公路建设中,为了不征地拆迁、减少工程量和节约建设成本,大部分是在原有道路的基础上进行改建,路线不规范、缺乏相应结构物设计,往往导致病害多、抗灾能力差,这会导致严重影响农村公路的正常使用,增加养护成本,缩短使用寿命,增加养护成本,严重时甚至会威胁到通行安全。

3.2 养护管理制度不完善

根据我国现行的公路养护管理体制,农村公路的养护管理由省级公路管理部门主要负责指导,县交通运输部门和乡镇政府负责维护和管理[5]。受乡镇政府财政实力和可支配养护资金的影响,农村公路养护管理在不同地区差异较大,农村公路养护管理制度化程度较低,而且往往由于管理不规范、不专业、不完善,导致农村公路设计施工文件缺失,在后期修复处治中,缺少可追溯的文件资料。

3.3 养护资金不足

修建农村公路的资金来源很多,包括国家财政支持、地方财政支持和农民自筹资金等[6]。但是在农村公路修建好后,往往忽视了养护管理,养护资金不足,地方政府的财政不能应对因农村公路快速发展而持续增加的养护资金需求,农村公路的养护需要选择经济合理的方案。

3.4 养护人员专业化程度低

根据了解,对于农村公路养护的人员专业素养和能力水平高低不齐,专业化程度低,部分农村群众缺乏爱护公路的意识[7],人为因素造成公路破坏,这也对公路养护造成负面影响。随着从建设到管养思路的转变,会更加重视对于农村公路的养护。

4 农村公路养护工程案例

4.1 依托工程概况

依托工程是位于佛山市顺德区境内的一条县道,道路等级为三级公路,双向两车道,路幅宽度7.5 m,由于项目建设年代久远,原道路的设计资料、竣工资料均无法收集到。通过对现状道路钻芯取样,调查可知,现状路面结构为4 cm厚沥青混凝土上面层+20 cm厚水泥混凝土下面层,这是一种典型的农村公路路面结构,在水泥混凝土路面板上加铺一层薄层沥青罩面,水泥混凝土板可承受车辆荷载,沥青罩面可改善行车舒适性。现状道路标准横断面为:0.25 m(路缘带)+3.5 m(机动车道)+3.5 m(机动车道)+0.25 m(路缘带)=7.5 m。

现状道路病害较多,病害处的芯样显示,病害多为原水泥混凝土面板破碎后的反射裂缝,裂缝呈网状分布,并且出现不均匀沉降现象,现状网状裂缝分布间隔较短且零散,在往年的养护中,做了灌缝处理。现状道路的平整度、美观度均较差,亟需进行路面修复。项目的路面损坏状况(PCI)评定为差,根据《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)中的规定:二级及二级以下公路的路面损坏状况指数(PCI)评价为次及次以下时,应采取全路段修复或改善措施。项目已列为佛山市顺德区“四好农村路”重点建设项目。

4.2 道路修复设计

(1)设计思路

由于农村公路的投资规模往往有限,需要选择合理可靠、经济适用的处治方案。项目针对现状道路情况,采取了这类路面修复工程中常用的换板修补方案和加铺方案进行方案比选。

方案一:换板修补,铣刨现状4 cm厚沥青混凝土罩面层后,对破损的20 cm厚混凝土板进行破板重筑,再加罩4 cm厚沥青混凝土。

方案二:加铺方案,现状道路刨花8 mm后,在现状路面上浇筑20 cm厚水泥混凝土面层,再加罩4 cm厚沥青混凝土。

这两种方案比选详见表1。

表1 方案比选表

表2 抗裂贴性能指标表

换板修补方案相较于加铺方案施工更为复杂,但是这种方案对于对道路及周边影响较小,工程造价也相对较低,经综合比选,推荐采用换板修补方案。

(2)道路平纵面设计

由于现状道路沿线两侧多为鱼塘,沿线有较多居民区出入口与工厂,征地拆迁阻力极大,不能实施改线、改建。因此,在满足规范要求的前提下,不做道路平面线形的调整,并且路幅宽度保持不变。本着节省投资的原则,纵断面设计采用就地爬坡设计方法,基本维持现状路面标高,局部路段需调平。

(3)设计方案

项目路面处治修复采用的具体措施如下。

①铣刨本道路现状4 cm厚沥青混凝土上面层。

②铣刨沥青上面层后,对于没有病害或轻微裂缝的水泥混凝土面板予以保留,轻微裂缝采用路面抗裂贴处理,对已产生较严重病害的水泥混凝土面板进行破除重筑,当水泥混凝土面板板下基层没有开裂现象,表面平整、无松散、整体结构较好时应予以利用;当水泥混凝土面板板下基层有严重裂缝或破碎时,应挖除基层采用C15贫混凝土予以补强基层。

③水泥混凝土板换板完成后,对全线纵、横向裂缝进行清缝灌封处理,并贴上路面抗裂贴,然后全线铺上土工布用来延缓反射裂缝的产生,再摊铺调平层和4 cm厚沥青混凝土上面层,最后恢复路面标志标线。

(4)抗裂贴的使用

由于项目是4 cm厚沥青混凝土上面层+20 cm厚水泥混凝土下面层的结构层,混凝土面板间的纵缝和横缝,以及混凝土板上的轻微裂缝,在道路后期运营过程中,车辆荷载的作用下,会向上产生反射裂缝。抗裂贴是一种滚卷式阻裂防水隔膜,它是由1.5 mm或2 mm厚的聚合物防水膜涂在抗皱抗重载型聚丙烯材料上,经严格工艺碾压复合在一起。抗裂贴具有很高的抗拉强度,很好的韧性和表面黏度,可防止裂缝反射到沥青面层。

工程采用33 cm宽抗裂贴,抗裂贴的抗裂性能满足以下指标。

使用抗裂贴有以下优势。

①隔离,抗裂贴贴在混凝土面板的纵缝和横缝,以及混凝土板上的轻微裂缝上,避免了缝与沥青层的直接接触,而且抗裂贴采用较高强度织物可以承受较大的拉应力,阻止缝处的拉应力向上扩展,导致沥青产生反射裂缝。

②加筋,抗裂贴的抗拉性能能够使缝两侧的混凝土板具有一定的抗弯拉性能,起到加筋抗裂的作用。

③价格低,相较于其他在混凝土面板和沥青层间设置应力吸收层的方法,如敷设一层加筋网、满铺土工格栅等,抗裂贴的造价低,经济适用。

(6)施工技术要点

项目的主要施工内容包括基层补强、水泥混凝土面板破板重筑、沥青罩面等,主要的技术重难点在于基层补强和水泥混凝土面板破板重筑,项目中主要施工技术要点如下。

①原路面水泥稳定碎石基层的处理

a旧水泥混凝土路面板破除后,应注意基层否有较大范围的网状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、唧浆等病害,当基层有较严重病害时,应挖除15 cm厚基层后,再浇筑C15贫混凝土。

b当基层整体强度较好、仅在表面有少许缺陷时,可只清除基层表层松散材料,对基层表面裂缝采用灌缝处治后,可直接浇筑早强水泥混凝土面板。

②在破碎旧水泥混凝土面板时,应使用液压或气压的破碎设备(如液压式开凿机),以尽量避免旧板破碎时对相邻完好板块的影响。

③在新旧水泥混凝土板之间的连接,需要采用植筋工艺,旧板植筋深入长度不应小于钢筋长度的一半,以保证足够的拉拔强度,以便于恢复水泥混凝土面板接缝的传荷能力。

④为了更好适应炎热天气的施工条件,可以在混凝土中适当掺入引气剂、早强剂等外掺剂。

⑤沥青罩面施工与一般项目的沥青路面摊铺的施工相同。

5 结束语

(1)我国农村公路的发展由里程数的增加转变到对现有道路更好地养护和管理,延长农村公路使用寿命,更好地为“乡村振兴战略”服务。

(2)农村公路养护中存在着基础薄弱、养护管理制度不完善、养护资金不足、养护人员专业化程度低的问题,随着从建设到管养思路的转变,建好、管好、护好、运营好,逐步消除制约农村发展的道路瓶颈。

(3)农村公路养护的处治措施应因地制宜,选择经济合理的方案,路面抗裂贴在延缓沥青路面反射裂缝的产生能发挥重要作用。