農村公路養護現狀與處治技術應用

曹 前

(湖南省交通規劃勘察設計院有限公司,湖南 長沙 410203)

1 概 況

長期以來,交通領域的建設者們把目光投向高速公路、一級公路等高等級公路的養護當中,往往忽視了農村公路的養護。近年來,我國經濟綜合實力不斷增強,綜合國力不斷提升,國家越來越重視民生問題,農村公路是解決民生福祉問題的重點之一。黨的十八大以來,習近平總書記多次針對農村公路的發展作出重要指示,首先充分肯定了農村公路建設現階段已取得的成績,同時要求按照優化農村鄉鎮布局、發展農村經濟和廣大農民安全便捷的出行目標,因地制宜、以人為本建設好農村公路[1]。為了實現逐步消除制約農村發展的道路瓶頸,要進一步建設“四好農村公路”——即建好、管好、護好、運營好[2]。2022年兩會《政府工作報告》中明確指出,要全面鞏固拓展脫貧攻堅成果,扎實穩妥推進農村改革發展,“四好農村公路”的建設是踐行“促進鄉村全面振興”的重要舉措。農村公路是我國綜合交通運輸網絡的重要組成部分,它是服務范圍最廣、服務人口最多、公益性質最強的交通基礎設施。農村公路的建設受到區域地域、氣候特征、政策波動、城鎮體系布局、經濟發展水平、產業發展特征和布局的影響。“十四五”期間,交通基礎設施建設仍傾向于農村公路,切實解決農民出行困難的問題。隨著農村公路的發展,民眾對于出行的安全性、便捷性和舒適性等方面有了更高的要求,這不僅要求農村公路具有安全性和實用性,還要求農村公路舒適和環保,這促使著農村公路的建設應具有更高的技術含量。

2 我國農村公路現狀

2.1 我國農村公路規模

在過去四十多年的改革開放中,我國農村公路里程從1978年的58.6萬公里快速增長到2020年的438.23萬公里,翻了7.5倍,年平均增長率約4.9%,農村公路的覆蓋率、通暢率以及通達率得到快速增長,農村道路的交通條件明顯得到改善。農村公路建設基本達到了預期目標,但農村公路目前也存在著一些問題,比如地區發展不均衡、交通事故較多、養護管理不到位、路況較差等,“四好農村路”建設還任重道遠。

2.2 農村公路投資情況

根據《中國交通運輸統計年鑒》,我國農村公路通達率在2017年就已經達到了99.99%,其中路面硬化超過99%[3]。自2016年以來,我國農村公路投資呈現著顯著增長趨勢,在2019年,相較于2016年增長了1 004億元,對農村公路投資達到4 663億元[3]。

2.3 農村公路發展趨勢

我國的農村公路主要包括有縣道、鄉道和村道,到2020年,農村公路里程就已經達到438.23萬公里,其中,縣道66.14萬公里,占比15.09%;鄉道123.85萬公里,占比28.26%,省道248.24萬公里,占比56.65%[3]。從2016年到2020年,我國農村公路的里程不斷增加,得益于我國政府不斷加大政策支持力度,不斷增強對農村建設,促進農村公路的發展,使得我國農村公路事業呈現出良好的增長態勢。目前,我國農村公路的發展由里程數的增加轉變到對現有道路更好地養護和管理,延長農村公路使用壽命,更好地為“鄉村振興戰略”服務。

3 農村公路目前存在問題

3.1 農村公路基礎薄弱

在早期農村公路的建設過程中,由于農村公路技術等級低,設計和施工要求不嚴格,存在著很大的隨機性和盲目性,這在一定程度上影響了農村公路的質量[4]。往常在農村公路建設中,為了不征地拆遷、減少工程量和節約建設成本,大部分是在原有道路的基礎上進行改建,路線不規范、缺乏相應結構物設計,往往導致病害多、抗災能力差,這會導致嚴重影響農村公路的正常使用,增加養護成本,縮短使用壽命,增加養護成本,嚴重時甚至會威脅到通行安全。

3.2 養護管理制度不完善

根據我國現行的公路養護管理體制,農村公路的養護管理由省級公路管理部門主要負責指導,縣交通運輸部門和鄉鎮政府負責維護和管理[5]。受鄉鎮政府財政實力和可支配養護資金的影響,農村公路養護管理在不同地區差異較大,農村公路養護管理制度化程度較低,而且往往由于管理不規范、不專業、不完善,導致農村公路設計施工文件缺失,在后期修復處治中,缺少可追溯的文件資料。

3.3 養護資金不足

修建農村公路的資金來源很多,包括國家財政支持、地方財政支持和農民自籌資金等[6]。但是在農村公路修建好后,往往忽視了養護管理,養護資金不足,地方政府的財政不能應對因農村公路快速發展而持續增加的養護資金需求,農村公路的養護需要選擇經濟合理的方案。

3.4 養護人員專業化程度低

根據了解,對于農村公路養護的人員專業素養和能力水平高低不齊,專業化程度低,部分農村群眾缺乏愛護公路的意識[7],人為因素造成公路破壞,這也對公路養護造成負面影響。隨著從建設到管養思路的轉變,會更加重視對于農村公路的養護。

4 農村公路養護工程案例

4.1 依托工程概況

依托工程是位于佛山市順德區境內的一條縣道,道路等級為三級公路,雙向兩車道,路幅寬度7.5 m,由于項目建設年代久遠,原道路的設計資料、竣工資料均無法收集到。通過對現狀道路鉆芯取樣,調查可知,現狀路面結構為4 cm厚瀝青混凝土上面層+20 cm厚水泥混凝土下面層,這是一種典型的農村公路路面結構,在水泥混凝土路面板上加鋪一層薄層瀝青罩面,水泥混凝土板可承受車輛荷載,瀝青罩面可改善行車舒適性。現狀道路標準橫斷面為:0.25 m(路緣帶)+3.5 m(機動車道)+3.5 m(機動車道)+0.25 m(路緣帶)=7.5 m。

現狀道路病害較多,病害處的芯樣顯示,病害多為原水泥混凝土面板破碎后的反射裂縫,裂縫呈網狀分布,并且出現不均勻沉降現象,現狀網狀裂縫分布間隔較短且零散,在往年的養護中,做了灌縫處理。現狀道路的平整度、美觀度均較差,亟需進行路面修復。項目的路面損壞狀況(PCI)評定為差,根據《公路養護技術規范》(JTG H10-2009)中的規定:二級及二級以下公路的路面損壞狀況指數(PCI)評價為次及次以下時,應采取全路段修復或改善措施。項目已列為佛山市順德區“四好農村路”重點建設項目。

4.2 道路修復設計

(1)設計思路

由于農村公路的投資規模往往有限,需要選擇合理可靠、經濟適用的處治方案。項目針對現狀道路情況,采取了這類路面修復工程中常用的換板修補方案和加鋪方案進行方案比選。

方案一:換板修補,銑刨現狀4 cm厚瀝青混凝土罩面層后,對破損的20 cm厚混凝土板進行破板重筑,再加罩4 cm厚瀝青混凝土。

方案二:加鋪方案,現狀道路刨花8 mm后,在現狀路面上澆筑20 cm厚水泥混凝土面層,再加罩4 cm厚瀝青混凝土。

這兩種方案比選詳見表1。

表1 方案比選表

表2 抗裂貼性能指標表

換板修補方案相較于加鋪方案施工更為復雜,但是這種方案對于對道路及周邊影響較小,工程造價也相對較低,經綜合比選,推薦采用換板修補方案。

(2)道路平縱面設計

由于現狀道路沿線兩側多為魚塘,沿線有較多居民區出入口與工廠,征地拆遷阻力極大,不能實施改線、改建。因此,在滿足規范要求的前提下,不做道路平面線形的調整,并且路幅寬度保持不變。本著節省投資的原則,縱斷面設計采用就地爬坡設計方法,基本維持現狀路面標高,局部路段需調平。

(3)設計方案

項目路面處治修復采用的具體措施如下。

①銑刨本道路現狀4 cm厚瀝青混凝土上面層。

②銑刨瀝青上面層后,對于沒有病害或輕微裂縫的水泥混凝土面板予以保留,輕微裂縫采用路面抗裂貼處理,對已產生較嚴重病害的水泥混凝土面板進行破除重筑,當水泥混凝土面板板下基層沒有開裂現象,表面平整、無松散、整體結構較好時應予以利用;當水泥混凝土面板板下基層有嚴重裂縫或破碎時,應挖除基層采用C15貧混凝土予以補強基層。

③水泥混凝土板換板完成后,對全線縱、橫向裂縫進行清縫灌封處理,并貼上路面抗裂貼,然后全線鋪上土工布用來延緩反射裂縫的產生,再攤鋪調平層和4 cm厚瀝青混凝土上面層,最后恢復路面標志標線。

(4)抗裂貼的使用

由于項目是4 cm厚瀝青混凝土上面層+20 cm厚水泥混凝土下面層的結構層,混凝土面板間的縱縫和橫縫,以及混凝土板上的輕微裂縫,在道路后期運營過程中,車輛荷載的作用下,會向上產生反射裂縫。抗裂貼是一種滾卷式阻裂防水隔膜,它是由1.5 mm或2 mm厚的聚合物防水膜涂在抗皺抗重載型聚丙烯材料上,經嚴格工藝碾壓復合在一起。抗裂貼具有很高的抗拉強度,很好的韌性和表面黏度,可防止裂縫反射到瀝青面層。

工程采用33 cm寬抗裂貼,抗裂貼的抗裂性能滿足以下指標。

使用抗裂貼有以下優勢。

①隔離,抗裂貼貼在混凝土面板的縱縫和橫縫,以及混凝土板上的輕微裂縫上,避免了縫與瀝青層的直接接觸,而且抗裂貼采用較高強度織物可以承受較大的拉應力,阻止縫處的拉應力向上擴展,導致瀝青產生反射裂縫。

②加筋,抗裂貼的抗拉性能能夠使縫兩側的混凝土板具有一定的抗彎拉性能,起到加筋抗裂的作用。

③價格低,相較于其他在混凝土面板和瀝青層間設置應力吸收層的方法,如敷設一層加筋網、滿鋪土工格柵等,抗裂貼的造價低,經濟適用。

(6)施工技術要點

項目的主要施工內容包括基層補強、水泥混凝土面板破板重筑、瀝青罩面等,主要的技術重難點在于基層補強和水泥混凝土面板破板重筑,項目中主要施工技術要點如下。

①原路面水泥穩定碎石基層的處理

a舊水泥混凝土路面板破除后,應注意基層否有較大范圍的網狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、唧漿等病害,當基層有較嚴重病害時,應挖除15 cm厚基層后,再澆筑C15貧混凝土。

b當基層整體強度較好、僅在表面有少許缺陷時,可只清除基層表層松散材料,對基層表面裂縫采用灌縫處治后,可直接澆筑早強水泥混凝土面板。

②在破碎舊水泥混凝土面板時,應使用液壓或氣壓的破碎設備(如液壓式開鑿機),以盡量避免舊板破碎時對相鄰完好板塊的影響。

③在新舊水泥混凝土板之間的連接,需要采用植筋工藝,舊板植筋深入長度不應小于鋼筋長度的一半,以保證足夠的拉拔強度,以便于恢復水泥混凝土面板接縫的傳荷能力。

④為了更好適應炎熱天氣的施工條件,可以在混凝土中適當摻入引氣劑、早強劑等外摻劑。

⑤瀝青罩面施工與一般項目的瀝青路面攤鋪的施工相同。

5 結束語

(1)我國農村公路的發展由里程數的增加轉變到對現有道路更好地養護和管理,延長農村公路使用壽命,更好地為“鄉村振興戰略”服務。

(2)農村公路養護中存在著基礎薄弱、養護管理制度不完善、養護資金不足、養護人員專業化程度低的問題,隨著從建設到管養思路的轉變,建好、管好、護好、運營好,逐步消除制約農村發展的道路瓶頸。

(3)農村公路養護的處治措施應因地制宜,選擇經濟合理的方案,路面抗裂貼在延緩瀝青路面反射裂縫的產生能發揮重要作用。