低等级农村公路现状及养护设计研究

2024-01-31郭靖

北方交通 2023年12期

郭靖

(苏交科集团股份有限公司南京市 210017)

0 引言

关于农村公路的概念,国家有关部门有如下定义:农村公路一般是指通乡(镇)、通行政村的公路,其中通乡(镇)公路是指县城通达乡(镇)以及连接乡(镇)与乡(镇)之间的公路;通行政村公路是指由乡(镇)通达行政村的公路[1]。文章中所指低等级农村道路即县乡公路和通村公路。根据《2021年交通运输行业发展统计公报》统计显示,截止至2021年末,全国公路总里程528.07×104km,农村公路里程446.60×104km,其中县道里程67.95×104km、乡道里程122.30×104km、村道里程256.35×104km,农村公路总里程约占全国公路总里程的84.57%[2]。

现阶段农村公路面临存量大、路龄老、路面结构落后等问题,低等级农村公路养护改造需求急迫。基于此,文章从低等级农村公路现状、检评、养护设计为出发点,对低等级农村公路现状、养护改造痛点进行剖析,以期为低等级农村公路养护设计提供参考。

1 低等级农村公路路面特征

目前,我国农村公路路面类型主要有三类:水泥混凝土路面、沥青混凝土路面、水泥混凝土加铺沥青路面。

1.1 水泥混凝土路面

水泥混凝土路面是农村道路最常见的路面类型,在上世纪80年代到本世纪初我国公路大建设初期,由于社会发展需求与经济环境制约的矛盾,造价低、适用性强的水泥路面成为了道路铺筑的首选。在农村公路建设发展中,随着社会经济的发展,对道路交通需求日益提升,同时受到农村公路建设体量大、资金有限等条件约束,水泥路面得到大规模推广应用,时至今日,水泥路面仍是现阶段农村道路中占比最高的路面类型。水泥路面具有较高的强度,能抵抗频繁的汽车荷载作用,且兼具一定的抗水损性和高温稳定性,但同时,水泥路面也存在养生周期长、运营期养护维修难度大、板底脱空等隐蔽病害以及检测维修成本高等缺点。

1.2 沥青混凝土路面

农村公路中沥青路面的情况主要分为两类:(1)近些年新铺筑沥青混凝土路面农村道路(包含新建农村道路、原砂石路面等外公路提升改造)。随着地方经济的发展和人们对出行要求的逐步提高,新铺筑道路的类型逐步由经济性向路面全寿命周期转变,公路的修建逐步摒弃了养护难度大、行车舒适性欠佳的水泥混凝土路面,优先考虑舒适性好、养护维修便捷的沥青混凝土路面;(2)原水泥混凝土路面“白改黑”改造后的沥青混凝土路面。随着通车年限增长,以水泥混凝土路面为主要结构形式的农村道路逐渐暴露出缺陷,例如行车噪音大、行驶颠簸明显、路面病害维修困难且周期较长等,这种道路特性与地方经济发展存在必然冲突,“白改黑”是公路养护改造的行业趋势。

1.3 水泥混凝土加铺沥青路面

此类路面类型大多为原水泥混凝土路面养护改造中直接加铺沥青层后形成的路面类型,直接加铺沥青层的改造方案,大多是基于原水泥路面状况相对良好,为充分利用原路面结构和提高经济性而选择。此类路面一般具有较高的结构承载能力、优于水泥路面的行驶舒适性,但同时往往也将伴随大量沥青路面反射裂缝产生,以及层间粘结性不良等问题。

2 低等级农村公路技术状况检测与调查

2.1 路面病害类型

(1)水泥混凝土路面病害

《公路技术状况评定标准》(JTG 5210—2018)中,水泥混凝土路面病害类型分为破碎板、裂缝、板角断裂、错台、拱起、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、唧泥、露骨、修补等十一类[3]。交通运输部2021年12月发布的《低等级农村公路技术状况评定指南》中,低等级农村公路水泥混凝土路面病害包括破碎板、裂缝、错台、拱起、坑洞五种损坏类型[4]。

(2)沥青混凝土路面病害

《公路技术状况评定标准》(JTG 5210—2018)中,沥青混凝土路面病害类型分为龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、松散、沉陷、车辙、波浪拥包、泛油、修补等十一类[3]。交通运输部2021年12月发布的《低等级农村公路技术状况评定指南》中,低等级农村公路沥青路面病害包括网裂、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽四种损坏类型[4]。

在对路面病害的分类和界定时,低等级农村公路简化了路面病害类型,将部分病害类型进行归并,例如水泥路面中将裂缝和板角断裂统一归类为裂缝、沥青路面中将龟裂与块状裂缝统一归类为网裂;另外去掉了低等级农村公路中不常见、对路面技术状况评定影响较小的病害类型,例如边角剥落、接缝料损坏、波浪拥包、泛油等病害,修补不纳入路面破损PCI的计算。这一系列的调整,使低等级农村公路的路面技术状况评定方法逐步趋向于城市道路评定标准。另外,在低等级农村公路中,增加了对砂石路面的技术评定,其路面病害类型主要包括沉陷、波浪搓板、车辙、坑槽四种损坏类型。

2.2 检测指标及手段

低等级农村公路中:

(1)三级公路路面检测包括路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI两项指标;(2)四级及以下公路路面可只检测路面损坏状况指数PCI,路面行驶质量指数RQI作为抽样检测指标进行;(3)砂石路面检测与调查仅包含路面损坏状况指数PCI一项指标。

相较公路路面检测,低等级农村公路检测中,路面技术状况指数PQI的计算仅包含路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI两项,可不进行路面车辙深度指数、路面跳车指数、路面磨耗指数、路面抗滑性能指数、路面结构强度指数等指标检测。

同时,在低等级农村公路的检测中,难以像公路一样做到全面实施自动化检测,大多采用小型自动化检测结合人工调查的组合方式进行,在砂石道路检测中,也仅能通过人工调查的方式进行。

3 低等级农村公路养护设计

3.1 原道路路面的调查评定

在道路养护改造工程中,对原道路路面状况调查评定是至关重要的,甚至直接决定养护改造方案的选择。原道路路面调查的内容主要包括:原道路通车年限、路面结构、交通量状况、路面技术状况、主要病害类型及成因、沿线附属设施等情况。

对于低等级农村公路而言,养护改造工程中的原路面调查不应局限于路面破损和平整度两项指标,尤其是水泥混凝土路面改造,应加强对水泥板调查,进行水泥板接缝传荷能力、板底脱空状况等调查评定,在此基础上对路面整体路况进行评定,并以此为依据综合考虑水泥路面“白改黑”方案的选择。

3.2 水泥路面“白改黑”方案选择

通常水泥路面“白改黑”方案分为“全改造”和“半改造”两种方式,所谓全改造是指将原水泥混凝土路面全部破除或者采用水泥路面碎石化后重新铺筑路面,半改造是指在原水泥混凝土路面基础上直接加铺“沥青面层”或“基层+沥青面层”。两种改造方式的选择主要取决于原水泥路面状况,当选择“半改造”改造方案时,需要重点考虑路面层间粘结性问题,从封层类型和材料出发,优选封层。

在水泥路面“白改黑”方案选择中,主要需考虑以下两点:

(1)原水泥板状况。若路面水泥板完整性较好,破碎板较少、断板率和板底脱空情况低,同时接缝传荷能力评价较好,可优先考虑“半改造”方式的方案,既可充分利用原路面,又减少建筑垃圾的产生,同时经济性也较好;反之,则应优先考虑“全改造”方式。

(2)沿线居民分布情况及其他附属设施分布。农村公路大多会穿越居民聚集区,路面与居民门前路面大多处在同一高程,出于对居民出行、生活便捷性考虑,难以实现对路面的直接加铺。此外,该类道路附近及其范围内,都可能分布着一些隐蔽设施,例如自来水管、燃气管、电缆等设施,对道路改造产生了一定局限。由于涉及面较广,在养护设计调查中,隐蔽设施的调查难以做到面面俱到,对养护方案的选择需要综合考虑。

3.3 交安及附属设施改造提升

在农村公路建设、改造中,交安是最容易被忽视的专业,也一直是农村公路中的薄弱环节。农村公路中普遍存在交安设施不完善、布设不规范、安全等级不符合等问题,随着农村公路路面状况日渐良好,沿线交安问题逐渐突显。

在养护改造中,应重点考虑道路交安设施与人居环境相适应,逐步消除低等级农村公路中的交安盲点,降低农村公路交安事故率。文章建议可从以下方面进行考虑:

(1)增设道路硬路肩。现阶段大部分农村公路仅设置有车行道,或硬路肩宽度严重不足,机动车、非机动车、行人等多在同一车道行驶,安全隐患极大。同时硬路肩的缺失,也导致部分交安设施缺少布设条件,例如护栏等设施增设。在农村道路养护改造中,应在确保道路行车宽度基础上,增设道路硬路肩或增加其宽度,以确保道路交安设施具有一定布设空间,同时还能改善道路会车及临时停车状况。

(2)完善交安标志标线设施。现有农村公路中,标线磨损严重、标志标牌残缺损坏、信号灯缺失等问题司空见惯,同时由于低等级农村公路连续弯道较多,普遍存在行车视距不良、车道狭窄等状况,标志标线的缺损,对行车的有效引导降低,甚至误导驾驶人员。农村公路的养护改造中,应对道路标线、标志进行全面优化,尤其是事故多发路段应进一步完善交通安全设施,平交路口应布置信号灯系统,保持信号灯正常稳定工作。

3.4 与沿线居民生活环境适宜性

随着“四好农路”的推广,对农村公路的改造趋向多样化,“互联网+”、“旅游+”、“农村产业+”、“体育+”等概念层出不穷,对于道路改造也提出了更高要求,道路改造也不仅仅停留在路面,更应聚焦于道路沿线设施改造,考虑道路环境与人居需求的适宜性,全面提高道路整体服务水平,紧跟新农村建设步伐。

在农村公路养护改造设计中,应综合利用原有公路线型、走向、沿线居民分布状况等,充分理解地方政策发展需求,引入自然科学、人文理念、视觉影响学、心理学等学科,通过合理化、科学化、人文化理念,在道路横、纵断面基础上,通过沿线绿植、指示性景观、沿线交安设施、照明设施等专业改造,实现道路与沿线自然、人文环境相融合。