沈艷東等

摘要： 本文針對(duì)吉林省農(nóng)村公路在使用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了調(diào)查分析，針對(duì)農(nóng)村村村通公路的建設(shè)過程中存在的問題進(jìn)行了闡述，并針對(duì)遼源地區(qū)的村村通公路進(jìn)行了病害破損的調(diào)查，形成破損與時(shí)間的關(guān)系曲線，提出村村通公路的處理方法和預(yù)養(yǎng)護(hù)方案，為有效改善和提高村村通公路的使用性能和使用質(zhì)量提出建議，通過實(shí)踐證明具有良好的使用效果。

Abstract： This paper researches and analyzes the problems in the use process of rural highway in Jilin Province， and expounds the problems in the construction process of rural village to village road. The disease damaged of village to village road in Liaoyuan Area is investigated to get the curve relation of damaged-time and the processing methods and maintenance plans of village to village road are put forward to provide the suggestions for effectively perfecting and improving the using performance and quality of village to village road. The practice shows that it has good effect.

關(guān)鍵詞： 水泥混凝土路面；公路施工；預(yù)養(yǎng)護(hù)；水泥混凝土路面破損

Key words： cement concrete pavement；highway construction；precurtion；breakage of cement concrete pavement

中圖分類號(hào)：U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）22-0100-04

0 引言

近幾年吉林省加快農(nóng)村基本建設(shè)，促使農(nóng)村公路里程的增長迅速，一般情況下農(nóng)村公路中的縣、鄉(xiāng)公路已有現(xiàn)成的規(guī)范可循，基本上采用瀝青混凝土路面面層，但一些小交通量的鄉(xiāng)村公路路面，即俗稱農(nóng)村公路或者村村通道路，在修筑時(shí)沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來指導(dǎo)，也沒有嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收系統(tǒng)控制施工質(zhì)量，基本上在路面結(jié)構(gòu)的選擇是結(jié)合本地實(shí)際、造價(jià)低、利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民養(yǎng)護(hù)的水泥混凝土路面。盡管水泥混凝土路面雖具有耐久性好的特點(diǎn)，但一旦出現(xiàn)損壞，要簡單、快速地修補(bǔ)比瀝青混凝土路面相對(duì)難得多。本文通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)這些農(nóng)村公路水泥混凝土路面經(jīng)過3～5年寒冷交替影響，其使用性能易發(fā)生嚴(yán)重劣化，尤其是吉林省四季分明，致使全省農(nóng)村道路已經(jīng)全面進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段。為提高農(nóng)村公路的使用質(zhì)量，有效改善農(nóng)村公路的使用性能，本文針對(duì)吉林省農(nóng)村公路進(jìn)行調(diào)查、分析、提出處理的方案。

1 道路選擇及調(diào)查

根據(jù)吉林省地形、地貌，自然氣候環(huán)境條件，交通狀況等具體進(jìn)行分析，首先對(duì)農(nóng)村交通量調(diào)查，農(nóng)村公路的主導(dǎo)交通荷載為農(nóng)用車，拖拉機(jī)，小轎車等輕型荷載，部分路段為避免重車通過，還采用了混凝土拱、混凝土梅花墩等措施，在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)交通量一般小于600輛/晝夜，荷載較少，因此路面結(jié)構(gòu)荷載原因產(chǎn)生破壞基本較少，但是路面結(jié)構(gòu)依然破損嚴(yán)重，如板體斷裂、裂縫、接縫損壞、唧泥、表層破損等，針對(duì)這種情況，本文選定遼源地區(qū)公路進(jìn)行調(diào)查分析。

遼源地區(qū)屬半濕潤溫帶大陸性季風(fēng)氣候，一年四季分明：3-5月為春季，寒暖交替，天氣變化較大，升溫迅速、干燥，多西南大風(fēng)；6-8月為夏季，濕熱多雨，盛行西南風(fēng)；9-10月為秋季，溫涼短暫，多晴好天氣，盛行偏西風(fēng)，始降霜雪；從11月至翌年2月為冬季，嚴(yán)寒干燥而漫長，具有典型的季節(jié)性冰凍特點(diǎn)，溫差幅度大，對(duì)吉林省水泥混凝土路面研究具有顯著特點(diǎn)。

2 破損調(diào)查

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中具有非常高的設(shè)計(jì)使用年限，一般為20年，路面結(jié)構(gòu)最小厚度為18cm，作為村村通公路依然遵循這樣的原則進(jìn)行，在調(diào)查過程中，為是數(shù)據(jù)具有典型性，我們分不同路段，相同或者相近的路面結(jié)構(gòu)類型，不同的設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行了路面結(jié)構(gòu)調(diào)查評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果如表1。

根據(jù)道路的等級(jí)，參考四級(jí)公路，主要考慮路面破損狀況指數(shù)和路面行駛質(zhì)量指數(shù)對(duì)路段進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算結(jié)果如表2。

根據(jù)以上調(diào)查數(shù)據(jù)，得出的時(shí)間和相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系曲線進(jìn)行擬合，擬合為PCI=105.8523e-0.1274t。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，農(nóng)村公路都存在一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是在2年使用期內(nèi)公路的技術(shù)狀況保持較為完好，超過三年，則使用狀況顯著下降。

3 原因分析

3.1 設(shè)計(jì)方面存在因素分析

經(jīng)過調(diào)查，采用20CM水泥混凝土+20cm二灰穩(wěn)定碎石及20CM水泥混凝土+20cm水泥穩(wěn)定碎石（砂礫）在同等條件下路面的使用性能好于20CM水泥混凝土+山皮石（風(fēng)化砂）等路面，主要體現(xiàn)在路面裂縫和斷裂板上。

3.2 自然因素分析

吉林省氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候，有比較明顯的大陸性。夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。四季分明，雨熱同季。春季干燥風(fēng)大，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷漫長。從東南向西北由濕潤氣候過渡到半濕潤氣候再到半干旱氣候。吉林省氣溫、降水、溫度、風(fēng)以及氣象災(zāi)害等都有明顯的季節(jié)變化和地域差異。冬季平均氣溫在-11℃以下。夏季平原平均氣溫在23℃以上。吉林省氣溫年較差在35～42℃，日較差一般為10～14℃。全年無霜期一般為100～160天。吉林省多年平均日照時(shí)數(shù)為2259～3016小時(shí)。年平均降水量為400～600mm，但季節(jié)和區(qū)域差異較大，80%集中在夏季，以東部降雨量最為豐沛。

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)受溫度影響比較大，水泥混凝土路面除受車輛荷載作用外還受到環(huán)境因素的影響，溫度變化引起的翹曲是環(huán)境對(duì)路面結(jié)構(gòu)的最主要的綜合體現(xiàn)之一。由于混凝土的材料熱傳導(dǎo)性能差，周圍氣溫以及日輻射等作用，使得表面溫度迅速上升（下降），但結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度仍處于原狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成較大的溫度梯度。溫度分布不均引起溫度變形，當(dāng)被約束阻礙時(shí)產(chǎn)生溫度應(yīng)力；有時(shí)溫度應(yīng)力甚至超過荷載引起的應(yīng)力，是促使混凝土面板破壞的直接原因之一。

3.3 基層結(jié)構(gòu)施工存在的問題

①拌合，農(nóng)村公路一般情況下由于里程短而且比較分散，在施工過程中，一小段一小段的進(jìn)行施工，部分路段才有100-200米，而且工程造價(jià)較低，采用廠拌進(jìn)行施工明顯存在問題，所以有些情況下進(jìn)行路拌法進(jìn)行施工，拌合不均勻，尤其是用水量的控制，不是多，就是少，部分水泥多，部分水泥少，造成了基層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不均勻。

②結(jié)合料的摻入量不足，在村村通工程建設(shè)過程中，由于工程資金來源問題，往往是一公里的工程造價(jià)是固定的，如30萬/公里，這就造成既要完成公路里程，又要保證工程質(zhì)量，存在了一定的矛盾，為降低工程造價(jià)，往往面層不能省，就在基層的結(jié)合料摻配比例中做文章，降低了結(jié)合料的摻配比例，造成基層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足。

③施工過程存在缺陷，在基層結(jié)構(gòu)施工過程中，存在施工連續(xù)性不足，比如水泥穩(wěn)定類結(jié)構(gòu)，由于水泥本省的特性，要求工程施工必須是連續(xù)的，工藝要求比較高，而部分小的施工隊(duì)伍，不能完成，水泥拌合后，未能及時(shí)的攤鋪，造成水泥凝結(jié)后再打散，使結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足。同時(shí)由于施工過程的儀器設(shè)備及施工工藝等跟不上，對(duì)基層結(jié)構(gòu)的平整度控制達(dá)不到要求，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)本身具有非常高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性能，對(duì)基層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求不是特別高，尤其是輕中等交通，但是如果路面板的薄厚不均勻，往往會(huì)形成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，在較薄處容易出現(xiàn)板塊的斷裂。

④養(yǎng)生過程，對(duì)于半剛性基層結(jié)構(gòu)來說，養(yǎng)生是結(jié)構(gòu)形成強(qiáng)度的重要內(nèi)容，但是在養(yǎng)生過程中，存在灑水不及時(shí)，養(yǎng)生時(shí)間不足等情況的存在，比如在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)其中一條道路基層養(yǎng)生時(shí)間為五天，達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的要求，在做水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的時(shí)候，也沒有充分進(jìn)行灑水，造成混凝土中的水分流失，致使混凝土強(qiáng)度達(dá)不到要求。

3.4 路面工程存在問題

①原材料問題：原材料中的主要問題是砂的問題，由于施工簡單，距離短，一般采用強(qiáng)制式拌合設(shè)備進(jìn)行混凝土的拌合，就造成在拌合過程中，砂一般不進(jìn)行清洗，造成含泥量過高，降低了混凝土本身的強(qiáng)度。

②混凝土施工工藝，在村村通道路施工過程中，采用人工簡易機(jī)械化、三輥軸等施工方法，采用軌道、滑膜施工的只占很少的一部分，在施工過程中主要的問題是振搗不密實(shí)或者過震的情況經(jīng)常出現(xiàn)，尤其是邊角常用振搗棒進(jìn)行振搗，過震的情況經(jīng)常出現(xiàn)，也是混凝土路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞的一個(gè)主要因素。

③養(yǎng)生時(shí)間不足，混凝土路面結(jié)構(gòu)施工過程中要求最低養(yǎng)生時(shí)間為14天，而在實(shí)際施工過程中，由于總體工程造價(jià)的限制，一般不設(shè)置臨時(shí)的道路工程，村村通往往都是一條主要出行道路，受到出行需求的影響，混凝土路面結(jié)構(gòu)往往養(yǎng)生7天左右時(shí)間就要開放交通，從而造成路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒有達(dá)到規(guī)范要求。

④人為因素，由于工程規(guī)模小，工程造價(jià)低廉，工程建設(shè)過程中不能達(dá)到等級(jí)公路的工料機(jī)的配置，從而造成人員情況相對(duì)來說技術(shù)水平較低，在處理工程一些質(zhì)量控制和特殊情況處理過程中采取了較為隨意的方法，降低了工程質(zhì)量，為工程埋下了隱患。

3.5 養(yǎng)護(hù)過程存在的問題

①村村通工程往往在建設(shè)過程中，只管建，不管養(yǎng)，沒有成建制的養(yǎng)護(hù)管理，基本依靠地方交通管理單位和村民自管自養(yǎng)，從而使公路受到自然因素等影響過程中，沒有采取及時(shí)有效的處理方法，剛性路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞后會(huì)急速的發(fā)展，從而造成整個(gè)路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破損。

②排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)不到位，在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，村村通公路兩側(cè)尤其是通過村鎮(zhèn)路段90%以上都設(shè)置了相應(yīng)的排水設(shè)施，但是在實(shí)際中，邊溝、排水溝等都嚴(yán)重的淤塞，起不到排水的作用，反而由于積水、排水不暢，造成路基路面結(jié)構(gòu)中含水率達(dá)到了飽和或者過飽和的狀態(tài)，使路基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降，從而使路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

③村村通道路等級(jí)一般都是參照四級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，在我省冬季除雪過程中是允許將積雪壓實(shí)到路面結(jié)構(gòu)上，從而造成路面結(jié)構(gòu)積雪現(xiàn)象較為嚴(yán)重，第二年春融期間，融雪水會(huì)造成路基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的強(qiáng)度不足，也會(huì)造成路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

4 預(yù)養(yǎng)護(hù)對(duì)策選擇流程

水泥混凝土路面預(yù)養(yǎng)護(hù)對(duì)策的選擇過程為：首先進(jìn)行路況調(diào)查，確定該路面是否滿足預(yù)養(yǎng)護(hù)路況標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，根據(jù)PCI指數(shù)進(jìn)行確定是否進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，尤其是農(nóng)村公路建設(shè)，當(dāng)值PCI路面破損狀況指數(shù)達(dá)到70-75時(shí)，即可進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，水泥混凝土路面預(yù)養(yǎng)護(hù)的方法和進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修基本一樣，選擇的是養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。

4.1 工程應(yīng)用

以遼源地區(qū)一條長 1033m 的村村通公路和一條長640m的村村通公路（2013 年路況見表 3）為例，闡述水泥混凝土路面預(yù)養(yǎng)護(hù)對(duì)策的選擇過程。

經(jīng)過計(jì)算，PCI指數(shù)為：路段1的PCI路面評(píng)價(jià)指數(shù)為69.90，路段2的PCI路面評(píng)價(jià)指數(shù)為71.2。

經(jīng)過評(píng)價(jià)對(duì)路段1采用封層的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，采用3cm瀝青混合料AC-13對(duì)路面進(jìn)行封層處理，路段2由于多種原因沒有進(jìn)行處理。

經(jīng)過三年的使用，2015年5月對(duì)兩個(gè)路段進(jìn)行調(diào)查，路段1的路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了脫皮，局部板的破碎，接縫反射形成大規(guī)模裂縫，對(duì)道路的通行能力產(chǎn)生了一定影響，但是路面結(jié)構(gòu)整體完整，經(jīng)確定評(píng)價(jià)路段1重新罩面4.0cm瀝青混合料處理，路段2由于當(dāng)時(shí)沒有進(jìn)行處理，經(jīng)過兩年多的繼續(xù)使用，路面結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，通行能力急劇下降，部分路段混凝土完全破碎，經(jīng)調(diào)查評(píng)價(jià)確定采用重新加鋪水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，并加鋪水泥穩(wěn)定砂礫20cm用以提高路面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。兩種不同的養(yǎng)護(hù)維修方案，所得到的結(jié)果是完全不同的。

4.2 經(jīng)濟(jì)比較

目前公路工程建設(shè)水平對(duì)兩種不同的養(yǎng)護(hù)方法和施工技術(shù)上基本上是沒有任何問題的，都能夠做到，表4為從經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行的列表比較。

5 結(jié)語

①農(nóng)村公路由于受到資金、技術(shù)等原因路面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量受到影響，包括在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中受到資金的限制結(jié)構(gòu)厚度及結(jié)構(gòu)層的設(shè)置不是很合理，施工過程中由于工程造價(jià)低、工程量小、采用的施工方法和施工工藝受到限制，工程質(zhì)量相對(duì)較低，在運(yùn)營管理階段，受到養(yǎng)護(hù)資金的限制，基本沒有養(yǎng)護(hù)，或者由于養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍和養(yǎng)護(hù)方法受到限制，養(yǎng)護(hù)的作用有限，致使農(nóng)村公路使用的年限下降。

②本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際工程建設(shè)進(jìn)行調(diào)查分析，確定公路破損和時(shí)間之間的關(guān)系函數(shù)PCI=105.8523e-0.1274t，并根據(jù)關(guān)系函數(shù)確定當(dāng)PCI指數(shù)評(píng)價(jià)為中時(shí)，即可進(jìn)行水泥混凝土路面的預(yù)養(yǎng)護(hù)，并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，本著節(jié)省工程建設(shè)費(fèi)用，維持公路的良好使用性能，可采用封層、罩面的方面進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)，可提升道路的使用性能，同時(shí)降低道路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

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