農(nóng)村公路改造工程瀝青路面早期破壞的關(guān)鍵原因分析及對(duì)策

【摘 要】 農(nóng)村公路由于其固有的特點(diǎn)和建設(shè)條件，使得質(zhì)量管理更加困難，瀝青路面早期破壞現(xiàn)象較為普遍。筆者結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)原因進(jìn)行了深刻分析，并提出解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】 農(nóng)村公路 瀝青路面 破壞 原因 對(duì)策

隨著國家加大對(duì)農(nóng)村公路建設(shè)改造，各地迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)因其任務(wù)繁重，投資之巨大史無前例，又面臨著許多挑戰(zhàn)，農(nóng)村公路由于其固有的特點(diǎn)和建設(shè)條件，使得質(zhì)量管理更加困難。根據(jù)對(duì)近幾年已完成的農(nóng)村公路改造工程項(xiàng)目成果分析，盡管我們?cè)谵r(nóng)村公路建設(shè)中取得了一定成績，工程質(zhì)量也越來越好，但瀝青路面早期破壞現(xiàn)象較為普遍，如何更好的分析解決農(nóng)村公路路面耐久性，預(yù)防其早期破壞，是一個(gè)值得研究的課題。

一、農(nóng)村公路的現(xiàn)狀

西安市境內(nèi)的農(nóng)村公路，大都建成于70—80年代，多為二級(jí)以下等級(jí)道路，路寬6.5米—8.5米， 隨彎就彎，路基填土高度一般低于0.6米，原路多為以工帶賑由農(nóng)民修路基，路面結(jié)構(gòu)由政府出資建設(shè)，基層為砂礫、泥結(jié)碎石、石灰土、灰土碎石等結(jié)構(gòu)，厚度15—20厘米，面層為瀝青表面處治，約3厘米厚，部分路基在90年代進(jìn)行了加寬改造，逐年養(yǎng)護(hù)至今，進(jìn)入2000年后，路面破損嚴(yán)重，病害主要表現(xiàn)為網(wǎng)裂、龜裂、推移、路基沉降、坑槽、翻漿等。

二、農(nóng)村公路改造的指導(dǎo)思想

隨著社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，以交通建設(shè)“三個(gè)服務(wù)”為主導(dǎo)思想，國家加大了農(nóng)村公路的改造。農(nóng)村公路改造工程建設(shè)資金由部、省補(bǔ)助及地方自籌組成，其中地方籌集資金平均占預(yù)算的40--60%左右。

三、農(nóng)村公路瀝青路面早期損壞的調(diào)查研究

通過對(duì)近幾年改造過的150多條，800多公里農(nóng)村公路的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，對(duì)早期破損的道路檢測、鉆芯取樣、開挖、病害統(tǒng)計(jì)、及交通組成等的調(diào)查，我們認(rèn)為，對(duì)各個(gè)工程來說，早期破壞的發(fā)生形態(tài)是不一樣的，有其各異的個(gè)性，同時(shí)其中又有普遍性，產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，但往往是各種原因綜合在一起才產(chǎn)生損壞，這種個(gè)性和普遍性共存，復(fù)雜性和綜合性混雜的情況使得分析路面早期破損的成因增加了許多困難，通過調(diào)查總結(jié)為農(nóng)村公路瀝青路面早期破損可以歸結(jié)為以下兩中性質(zhì)不同的早期破壞。

第一類、通車后短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的早期破壞。

這種破壞往往發(fā)生在通車后不久，有的在當(dāng)年，有的在1—3年內(nèi)發(fā)生。其破壞存在以下特點(diǎn)：

（1）針對(duì)同一地區(qū)或一條路，早期破壞是局部性的，只有個(gè)別的產(chǎn)生全路段的大規(guī)模損壞。在環(huán)境及交通相同情況下，局部的點(diǎn)或個(gè)別段落出現(xiàn)坑槽、松散、彈簧等病害。

（2）破損明顯的帶有方向性，主要和重載交通流向有關(guān)。

（3）破損的發(fā)生有明顯的時(shí)間特征及排水不暢的區(qū)域性，雨季和春融季節(jié)，排水不暢的地段，水的危害是首位的。

（4）這些損壞經(jīng)過局部維修或處理是可以得到緩解的。

這些損壞對(duì)某一條路來說，可能面積不大，但是嚴(yán)重的影響了道路的服務(wù)性能，嚴(yán)重的影響了政府的公信力，所造成的社會(huì)影響有時(shí)相當(dāng)大。

造成這中現(xiàn)象的原因可以歸來為：

1、外因---交通量和超載車問題

毫無疑問，超限超載車輛是造成公路損壞的主要因素之一，近年來，各地都加大了治超的力度，在干線公路上效果比較明顯，但不能從根本上杜絕超限超載車輛，大量的車輛被趕到農(nóng)村公路上，有些農(nóng)村公路本身就是主要原材料產(chǎn)地的唯一道路，不能從源頭治里，結(jié)果造成新修的道路的早期破壞嚴(yán)重，因此農(nóng)村公路超限超載治理要納入治超工作中，統(tǒng)籌考慮，統(tǒng)一治理，超限超載不同時(shí)治理，就談不上路面的耐久性。

2、內(nèi)因----資金、管理、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的問題

（1）資金缺口較大。農(nóng)村公路改造工程建設(shè)資金由部、省補(bǔ)助及地方自籌組成，我市農(nóng)村公路改造項(xiàng)目地方籌集資金平均占預(yù)算的40--60%左右，數(shù)額巨大，各區(qū)縣面臨巨大壓力，工程開工后地方自籌資金不能及時(shí)到位或有缺口現(xiàn)象比較普遍，部、省補(bǔ)助金僅僅勉強(qiáng)支撐路面主體工程建設(shè)，對(duì)于其他如舊路處理、排水工程等附屬工程往往在項(xiàng)目實(shí)施過程中因資金投入有限或不到位而有所減少或?qū)嶋H取消施工等，存在重主體輕附屬現(xiàn)象。

（2）項(xiàng)目前期時(shí)間過長，往往項(xiàng)目經(jīng)過計(jì)劃審批、設(shè)計(jì)、施工招標(biāo)等程序后，開工已到下半年，根本不能合理安排工期，正常的設(shè)計(jì)及施工周期得不到保證，前松后緊，造成設(shè)計(jì)深度不足，特別是對(duì)舊路的勘察深度不夠，設(shè)計(jì)方案針對(duì)性不強(qiáng)，排水設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)水的問題考慮不夠，舊路等級(jí)低，填土高度不高，排水不暢，設(shè)計(jì)因各種因素等在排水和封水上下的功夫少。一些地區(qū)違反科學(xué)規(guī)律，盲目要求當(dāng)年完工，在不宜施工季節(jié)還突擊施工，一至于忽視了必要的工序檢查及工序間的緊密銜接，基層成型差，瀝青路面壓實(shí)度達(dá)不到要求。而有些項(xiàng)目設(shè)計(jì)和具體實(shí)施時(shí)間相差幾年，基本設(shè)計(jì)已不能很好地指導(dǎo)施工，而后期重視度又不夠，產(chǎn)生大量變更或降低成本施工，埋下質(zhì)量隱患。

（3）業(yè)主、監(jiān)理管理、施工單位力量薄弱。

農(nóng)村公路改造項(xiàng)目建設(shè)一般各區(qū)縣交通局為項(xiàng)目法人單位，以前每年只有一兩個(gè)項(xiàng)目，現(xiàn)在多達(dá)十幾甚至幾十個(gè)項(xiàng)目，管理思路混亂，管理經(jīng)驗(yàn)缺乏，管理方法不當(dāng)，人員力量嚴(yán)重不足，管理水平落后與發(fā)展的高要求之間的矛盾比較突出，從項(xiàng)目分布及人員狀況情況看和質(zhì)量有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

由于工程規(guī)模較小，監(jiān)理效益不大，參與改建工程項(xiàng)目的監(jiān)理主要為規(guī)模較小的監(jiān)理單位，力量和經(jīng)驗(yàn)非常有限，往往不能勝任工作。

項(xiàng)目單獨(dú)性強(qiáng)，離散性較大，單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模不大，施工單位大都為中小企業(yè)，缺乏有經(jīng)驗(yàn)人員，機(jī)械設(shè)備投入較小，存在出賣資質(zhì)、非法轉(zhuǎn)包分包等行為，存在 “一級(jí)隊(duì)伍投標(biāo)，二級(jí)隊(duì)伍入場，民工隊(duì)伍施工”的現(xiàn)象，盲目施工，原材料質(zhì)量不過關(guān)、偷工減料、降低生產(chǎn)投入、施工自檢不認(rèn)真，普遍存在壓實(shí)度不足問題。

（4）原材料質(zhì)量差，質(zhì)量不穩(wěn)定，混合料離析和變異性十分嚴(yán)重，路面存在許多上下貫通的空隙，致使局部滲水嚴(yán)重，有的石料與瀝青粘附性差，在動(dòng)水壓力下發(fā)生剝落和水損壞，或在反復(fù)凍漲（縮）等情況下薄層瀝青脫空發(fā)生剪切破壞。

（5）路基的問題反映到路面上，路基的問題具體體現(xiàn)在處理不徹底，由于農(nóng)村公路舊路基本身處于潮濕或過濕狀態(tài)，其強(qiáng)度主要來源于原路面結(jié)構(gòu)這層硬殼的特點(diǎn)，資金的限制及設(shè)計(jì)勘察深度的問題等，造成對(duì)處理舊路普遍重視度不足，有些舊路模量甚至僅有30MPa、破損成幾乎無瀝青層或砂石路，還采用單層補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，有些明顯的彎沉過大的舍棄點(diǎn)、超過代表值的過大點(diǎn)、已經(jīng)破損的不放置檢驗(yàn)儀器的點(diǎn)得不到處理。

（6）試驗(yàn)檢測不規(guī)范。在檢查中發(fā)現(xiàn)自檢及監(jiān)理抽檢資料合格率整體偏高，與工程實(shí)體存在一定差距，個(gè)別項(xiàng)目存在控制指標(biāo)錯(cuò)誤問題，甚至出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù)。配合比、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，中間重要環(huán)節(jié)驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)，對(duì)彎沉等關(guān)鍵指標(biāo)的檢測可信度不高等。

（7）半剛性基層施工含水量過大，養(yǎng)生不規(guī)范，干縮裂縫較為嚴(yán)重，基層完工后未及時(shí)鋪筑面層；頂面有松散夾層；成型不好，處于松散狀態(tài)。

（8）薄層瀝青面層和基層及橋涵等構(gòu)造物間結(jié)合不緊密，脫空，瀝青進(jìn)水后不能及時(shí)排出，出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂、坑槽。

（9）交叉口及彎道處，由于車輛反復(fù)起制動(dòng)及離心力作用，剪切推移破壞嚴(yán)重。

第二類、深層次原因?qū)е碌脑缙谄茐摹?/p>

從更深層次上分析，農(nóng)村公路盡管搞了多年，但大都達(dá)不到設(shè)計(jì)年限就得大修或改建，可以說也屬于早期破壞，而且這種破壞的性質(zhì)更為嚴(yán)重。

農(nóng)村公路千篇一律的采用薄層瀝青加半剛性基層路面結(jié)構(gòu)，面層瀝青一般為3—7厘米，從長遠(yuǎn)情況看，無法防止開裂，無法阻水又不能及時(shí)排水，尤其在有超載車輛通行的路段，超載車輛和水使瀝青面層在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大破壞，并導(dǎo)致基層破壞。

第一種破壞必須從局部找原因，其施工因素所占比例要高，總的離不開資金、管理、設(shè)計(jì)、施工、材料、養(yǎng)護(hù)等。而第二種破壞則是全局性的，瀝青路面的耐久性差和使用壽命短已嚴(yán)重的困擾著各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員，遺憾的是在農(nóng)村公路建設(shè)中我們還暫時(shí)找不到更為廉價(jià)的路面結(jié)構(gòu)形式，盡管冷再生等技術(shù)得到了一些應(yīng)用，但還脫離不了半剛性基層路面結(jié)構(gòu)的理論框架。

四、農(nóng)村公路瀝青路面早期破壞的水損壞的防治措施

農(nóng)村公路瀝青路面的水損壞其主要是表面型的坑槽，俗稱干坑，它的行成是水滲入面層，基層滲水困難，面層空隙較多，在汽車荷載的壓應(yīng)力和高速行駛產(chǎn)生的真空吸力行形成剪應(yīng)力反復(fù)作用下，瀝青從石料表面脫落，失去粘結(jié)力，發(fā)展到松散、掉粒、坑槽。

造成這種破壞的原因主要為瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率或施工殘余空隙率過大，滲水嚴(yán)重；局部瀝青混合料的離析；基層污染嚴(yán)重，和面層結(jié)合不緊密，局部脫空，雨雪水難以下滲產(chǎn)生唧漿。多發(fā)生在雨季、春融季節(jié)及排水不良路段。

具體措施

（1）采用抗剝落劑么有達(dá)到目的或未采用，為此必須盡可能選擇與瀝青粘附性好的集料，盡量避免采用天然砂，材料含泥量必須小，礦粉采用石灰?guī)r磨制的粉，而不能采用回收粉，不使用酸性的石屑，推廣使用長期有效的剝落劑。

（2）嚴(yán)格配合比設(shè)計(jì)、施工三步法，控制設(shè)計(jì)空隙率，嚴(yán)格每個(gè)工作日馬歇爾試驗(yàn)，生產(chǎn)混合料級(jí)配校驗(yàn)應(yīng)不超出規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)配比范圍，而非在和規(guī)范規(guī)定的大范圍對(duì)比。

（3）加強(qiáng)施工過程控制，減小材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、存放、使用過程的離析，減小瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪過程的離析，嚴(yán)格控制集料粒徑和攤鋪厚度相匹配，采用半幅攤鋪施工。

（4）加強(qiáng)碾壓過程控制，優(yōu)先輪胎壓路機(jī)揉搓碾壓，避免片面追求平整度而忽視碾壓想象，嚴(yán)禁低溫情況下進(jìn)行薄層瀝青混合料施工，事實(shí)證明，這種強(qiáng)行施工的教訓(xùn)是很慘痛的。

（5）加強(qiáng)層間結(jié)合，場地硬化，及時(shí)封層或透層施工，嚴(yán)格控制交通。

（6）重視排水，路面防排水綜合設(shè)計(jì)，保證路面排水暢通，路側(cè)不積水，采取降低地下水位的措施，始終使路基處于半干或干燥狀態(tài)。

（7）加厚瀝青層厚度，嚴(yán)格下封層或透層施工，延長水的滲入。

（8）減少半剛性基層中細(xì)料含量，嚴(yán)格控制含水量，減少半剛性基層的開裂。

（9）防止早期破壞迅速發(fā)展，發(fā)現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂等初期破壞或排水不暢，及時(shí)采取措施進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)滲水嚴(yán)重路段及時(shí)采用上封層，有些地方的做法是為預(yù)防瀝青面層滲水，碾壓剛結(jié)束就在在未冷卻的混合料上立即撒石屑來封空隙，但僅限于雨量較少的干旱地區(qū)。

五、農(nóng)村公路早期破壞的裂縫防治措施

從調(diào)查分析，農(nóng)村公路產(chǎn)生的裂縫有溫縮裂縫、半剛性基層的反射裂縫、綜合原因形成的橫向裂縫、網(wǎng)裂龜裂、車撤裂縫、沉降裂縫、構(gòu)造物接頭裂縫等，其中造成農(nóng)村公路過早破壞的主要裂縫為半剛性基層的反射裂縫和路基沉降裂縫。

1、溫縮裂縫，主要是瀝青路面在低溫在條件下開裂，普遍認(rèn)為和瀝青種類有關(guān)，因此在農(nóng)村公路面層應(yīng)采用較高瀝青用量的密級(jí)配瀝青混合料，盡量采用改性瀝青，因農(nóng)村公路車輛普遍行駛速度較低，安全系數(shù)相對(duì)較高，因此瀝青混合料宜適當(dāng)偏細(xì)，構(gòu)造深度可取低線。

2、半剛性基層的收縮裂縫有干縮和冷縮，而干縮占的比例要大得多。為此應(yīng)采取以下措施盡力在施工中預(yù)防半剛性基層開裂。

（1）有效的控制礦料集配，減小變異性，嚴(yán)格控制礦料中的泥土含量，減少細(xì)粉含量，水泥穩(wěn)定類控制水泥含量不超過6%，大力提倡廠拌機(jī)鋪。

（2）嚴(yán)格控制穩(wěn)定料的施工含水量，實(shí)踐證明，施工期間的干縮是造成基層開裂的重要原因，而含水量每增加1%，干縮裂縫會(huì)成倍增加。

（3）加強(qiáng)碾壓，保證達(dá)到要求的壓實(shí)度，嚴(yán)格碎石含量修正壓實(shí)度，嚴(yán)禁采用最佳含水量計(jì)算壓適度。加強(qiáng)對(duì)碾壓成型的基層的養(yǎng)生，成型后以盡快做封層為宜，嚴(yán)格交通管制。

（4）盡可能快的在基層上鋪筑瀝青面層，瀝青面層宜厚，基層頂面松散夾層及成型不好，處于松散狀態(tài)的必須嚴(yán)格處理，鋪筑封層前，基層頂面俘灰應(yīng)清掃干凈。

（5）嚴(yán)格禁止在不適宜的溫度條件下進(jìn)行基層施工，嚴(yán)格避免基層受凍。

3、路基沉降裂縫

從調(diào)查結(jié)果可以看出，路基沉降所造成的各種裂縫已經(jīng)占了農(nóng)村公路病害的80%，是產(chǎn)生裂縫的主要跟源，這主要是由于農(nóng)村公路舊路強(qiáng)度離散性大，填土高度低，處于潮濕或過濕狀態(tài)，在基層施工結(jié)束后，毛細(xì)水上升，舊路水份重新平衡，強(qiáng)度降低等。舊路病害及彎沉過大點(diǎn)處理不徹底，或處理深度不夠，一方面造成基層施工不能嚴(yán)格壓實(shí)成型，另一方面在重載交通情況下，路基發(fā)生沉降，造成基層拉裂破碎，雨水下滲，強(qiáng)度降低，從而過早出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂、縱向裂縫、推移等。

（1）為此必須提高認(rèn)識(shí)，徹底拋棄在舊路處理上不愿投入的思想，要把舊路處理當(dāng)成頭等大事。設(shè)計(jì)單位對(duì)舊路進(jìn)行勘測時(shí)要認(rèn)真交通調(diào)查，確定設(shè)計(jì)彎沉，特別是確定舊路回彈模量時(shí)，對(duì)破損特別嚴(yán)重的舊路及砂石路采用路面基層規(guī)范里的公式去按照新路處理，對(duì)要加寬成二級(jí)或已經(jīng)過多次加寬的道路建議每個(gè)斷面測6點(diǎn)，找出實(shí)際強(qiáng)度最薄弱點(diǎn)，對(duì)舊路只有6米寬的，實(shí)際車輛大都跨線行使，薄弱點(diǎn)在半幅的路中靠右位置，和檢測車的點(diǎn)位不對(duì)應(yīng)，也應(yīng)補(bǔ)測，進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，不論道路等級(jí)建議驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)厚度滿足要求。

（2）建議對(duì)舊路模量大于85MPa，原則上根據(jù)農(nóng)村公路的實(shí)際情況，辯證的進(jìn)行單層補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；模量在40--85MPa的應(yīng)采用雙層結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，下層宜采用級(jí)配碎石類等柔性材料；模量小于40MPa的路段，宜通過換填等措施處理后再進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，舊路就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用，為農(nóng)村公路老路處理提供了新的思路，經(jīng)過處理可以作為底基層，其目的是盡量縮小材料間的模量比，預(yù)防拉裂，取85 MPa為分界線，主要是從新建道路土基模量取34左右，在半剛性底基層（20厘米左右）頂面、砂礫處理路基頂面，能普遍達(dá)到的數(shù)值，及原舊路面結(jié)構(gòu)的狀況和已改造的成道路功經(jīng)驗(yàn)而給出。考慮到高速公路把土基模量小于40MPa 列入軟基范圍，系于舊路的非線性特點(diǎn)及其復(fù)雜性，和彎沉代表值的計(jì)算公式，從安全角度考慮，也以40MPa為分界線。

（3）加強(qiáng)對(duì)交叉口及小半徑曲線及陡坡路段的舊路處理，在對(duì)翻漿、坑槽、網(wǎng)裂、龜裂等各類病害處理完成后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)測并驗(yàn)算，盡可能的消沉彎沉過大點(diǎn)，降低彎沉標(biāo)準(zhǔn)差，事實(shí)證明，瀝青路面彎沉值不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主要是標(biāo)準(zhǔn)差過大，已經(jīng)是控制農(nóng)村公路能否合格的主要因素之一。

通過分析，認(rèn)為水損壞及超載是造成農(nóng)村公路瀝青路面早期破壞的外部重要原因，各種裂縫是農(nóng)村瀝青路面早期破壞的重要因素，其中沉降裂縫是造成裂縫的主要因素。對(duì)于外部因素，我們可以通過加大資金投入，通過加強(qiáng)管理、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等措施，重視人才培養(yǎng)，通過查找問題原因、總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，都是可以克的服。而對(duì)于半剛性基層瀝青路面早期破壞深層次的原因，我們還得加大對(duì)新材料、新方法、新理論的研究應(yīng)用。

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