農村公路改造工程瀝青路面早期破壞的關鍵原因分析及對策

【摘 要】 農村公路由于其固有的特點和建設條件，使得質量管理更加困難，瀝青路面早期破壞現象較為普遍。筆者結合自己的實踐經驗對原因進行了深刻分析，并提出解決對策。

【關鍵詞】 農村公路 瀝青路面 破壞 原因 對策

隨著國家加大對農村公路建設改造，各地迎來了前所未有的發展機遇，同時因其任務繁重，投資之巨大史無前例，又面臨著許多挑戰，農村公路由于其固有的特點和建設條件，使得質量管理更加困難。根據對近幾年已完成的農村公路改造工程項目成果分析，盡管我們在農村公路建設中取得了一定成績，工程質量也越來越好，但瀝青路面早期破壞現象較為普遍，如何更好的分析解決農村公路路面耐久性，預防其早期破壞，是一個值得研究的課題。

一、農村公路的現狀

西安市境內的農村公路，大都建成于70—80年代，多為二級以下等級道路，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民修路基，路面結構由政府出資建設，基層為砂礫、泥結碎石、石灰土、灰土碎石等結構，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年代進行了加寬改造，逐年養護至今，進入2000年后，路面破損嚴重，病害主要表現為網裂、龜裂、推移、路基沉降、坑槽、翻漿等。

二、農村公路改造的指導思想

隨著社會主義新農村建設，以交通建設“三個服務”為主導思想，國家加大了農村公路的改造。農村公路改造工程建設資金由部、省補助及地方自籌組成，其中地方籌集資金平均占預算的40--60%左右。

三、農村公路瀝青路面早期損壞的調查研究

通過對近幾年改造過的150多條，800多公里農村公路的調查統計，對早期破損的道路檢測、鉆芯取樣、開挖、病害統計、及交通組成等的調查，我們認為，對各個工程來說，早期破壞的發生形態是不一樣的，有其各異的個性，同時其中又有普遍性，產生的原因很復雜，但往往是各種原因綜合在一起才產生損壞，這種個性和普遍性共存，復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，通過調查總結為農村公路瀝青路面早期破損可以歸結為以下兩中性質不同的早期破壞。

第一類、通車后短時間內發生的早期破壞。

這種破壞往往發生在通車后不久，有的在當年，有的在1—3年內發生。其破壞存在以下特點：

（1）針對同一地區或一條路，早期破壞是局部性的，只有個別的產生全路段的大規模損壞。在環境及交通相同情況下，局部的點或個別段落出現坑槽、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。

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

（4）這些損壞經過局部維修或處理是可以得到緩解的。

這些損壞對某一條路來說，可能面積不大，但是嚴重的影響了道路的服務性能，嚴重的影響了政府的公信力，所造成的社會影響有時相當大。

造成這中現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村公路上，有些農村公路本身就是主要原材料產地的唯一道路，不能從源頭治里，結果造成新修的道路的早期破壞嚴重，因此農村公路超限超載治理要納入治超工作中，統籌考慮，統一治理，超限超載不同時治理，就談不上路面的耐久性。

2、內因----資金、管理、設計、施工、養護環節的問題

（1）資金缺口較大。農村公路改造工程建設資金由部、省補助及地方自籌組成，我市農村公路改造項目地方籌集資金平均占預算的40--60%左右，數額巨大，各區縣面臨巨大壓力，工程開工后地方自籌資金不能及時到位或有缺口現象比較普遍，部、省補助金僅僅勉強支撐路面主體工程建設，對于其他如舊路處理、排水工程等附屬工程往往在項目實施過程中因資金投入有限或不到位而有所減少或實際取消施工等，存在重主體輕附屬現象。

（2）項目前期時間過長，往往項目經過計劃審批、設計、施工招標等程序后，開工已到下半年，根本不能合理安排工期，正常的設計及施工周期得不到保證，前松后緊，造成設計深度不足，特別是對舊路的勘察深度不夠，設計方案針對性不強，排水設計時對水的問題考慮不夠，舊路等級低，填土高度不高，排水不暢，設計因各種因素等在排水和封水上下的功夫少。一些地區違反科學規律，盲目要求當年完工，在不宜施工季節還突擊施工，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，瀝青路面壓實度達不到要求。而有些項目設計和具體實施時間相差幾年，基本設計已不能很好地指導施工，而后期重視度又不夠，產生大量變更或降低成本施工，埋下質量隱患。

（3）業主、監理管理、施工單位力量薄弱。

農村公路改造項目建設一般各區縣交通局為項目法人單位，以前每年只有一兩個項目，現在多達十幾甚至幾十個項目，管理思路混亂，管理經驗缺乏，管理方法不當，人員力量嚴重不足，管理水平落后與發展的高要求之間的矛盾比較突出，從項目分布及人員狀況情況看和質量有一定的對應關系。

由于工程規模較小，監理效益不大，參與改建工程項目的監理主要為規模較小的監理單位，力量和經驗非常有限，往往不能勝任工作。

項目單獨性強，離散性較大，單個項目規模不大，施工單位大都為中小企業，缺乏有經驗人員，機械設備投入較小，存在出賣資質、非法轉包分包等行為，存在 “一級隊伍投標，二級隊伍入場，民工隊伍施工”的現象，盲目施工，原材料質量不過關、偷工減料、降低生產投入、施工自檢不認真，普遍存在壓實度不足問題。

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

（5）路基的問題反映到路面上，路基的問題具體體現在處理不徹底，由于農村公路舊路基本身處于潮濕或過濕狀態，其強度主要來源于原路面結構這層硬殼的特點，資金的限制及設計勘察深度的問題等，造成對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，還采用單層補強設計，有些明顯的彎沉過大的舍棄點、超過代表值的過大點、已經破損的不放置檢驗儀器的點得不到處理。

（6）試驗檢測不規范。在檢查中發現自檢及監理抽檢資料合格率整體偏高，與工程實體存在一定差距，個別項目存在控制指標錯誤問題，甚至出現虛假數據。配合比、標準實驗，中間重要環節驗收把關不嚴，對彎沉等關鍵指標的檢測可信度不高等。

（7）半剛性基層施工含水量過大，養生不規范，干縮裂縫較為嚴重，基層完工后未及時鋪筑面層；頂面有松散夾層；成型不好，處于松散狀態。

（8）薄層瀝青面層和基層及橋涵等構造物間結合不緊密，脫空，瀝青進水后不能及時排出，出現唧漿、網裂、坑槽。

（9）交叉口及彎道處，由于車輛反復起制動及離心力作用，剪切推移破壞嚴重。

第二類、深層次原因導致的早期破壞。

從更深層次上分析，農村公路盡管搞了多年，但大都達不到設計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更為嚴重。

農村公路千篇一律的采用薄層瀝青加半剛性基層路面結構，面層瀝青一般為3—7厘米，從長遠情況看，無法防止開裂，無法阻水又不能及時排水，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間內發生較大破壞，并導致基層破壞。

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、設計、施工、材料、養護等。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重的困擾著各級領導和工程技術人員，遺憾的是在農村公路建設中我們還暫時找不到更為廉價的路面結構形式，盡管冷再生等技術得到了一些應用，但還脫離不了半剛性基層路面結構的理論框架。

四、農村公路瀝青路面早期破壞的水損壞的防治措施

農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，在汽車荷載的壓應力和高速行駛產生的真空吸力行形成剪應力反復作用下，瀝青從石料表面脫落，失去粘結力，發展到松散、掉粒、坑槽。

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

具體措施

（1）采用抗剝落劑么有達到目的或未采用，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，礦粉采用石灰巖磨制的粉，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）嚴格配合比設計、施工三步法，控制設計空隙率，嚴格每個工作日馬歇爾試驗，生產混合料級配校驗應不超出規范規定的標準配比范圍，而非在和規范規定的大范圍對比。

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

（4）加強碾壓過程控制，優先輪胎壓路機揉搓碾壓，避免片面追求平整度而忽視碾壓想象，嚴禁低溫情況下進行薄層瀝青混合料施工，事實證明，這種強行施工的教訓是很慘痛的。

（5）加強層間結合，場地硬化，及時封層或透層施工，嚴格控制交通。

（6）重視排水，路面防排水綜合設計，保證路面排水暢通，路側不積水，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。

（7）加厚瀝青層厚度，嚴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料含量，嚴格控制含水量，減少半剛性基層的開裂。

（9）防止早期破壞迅速發展，發現唧漿、網裂等初期破壞或排水不暢，及時采取措施進行修補，對滲水嚴重路段及時采用上封層，有些地方的做法是為預防瀝青面層滲水，碾壓剛結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。

五、農村公路早期破壞的裂縫防治措施

從調查分析，農村公路產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、網裂龜裂、車撤裂縫、沉降裂縫、構造物接頭裂縫等，其中造成農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，普遍認為和瀝青種類有關，因此在農村公路面層應采用較高瀝青用量的密級配瀝青混合料，盡量采用改性瀝青，因農村公路車輛普遍行駛速度較低，安全系數相對較高，因此瀝青混合料宜適當偏細，構造深度可取低線。

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。為此應采取以下措施盡力在施工中預防半剛性基層開裂。

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

（2）嚴格控制穩定料的施工含水量，實踐證明，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%，干縮裂縫會成倍增加。

（3）加強碾壓，保證達到要求的壓實度，嚴格碎石含量修正壓實度，嚴禁采用最佳含水量計算壓適度。加強對碾壓成型的基層的養生，成型后以盡快做封層為宜，嚴格交通管制。

（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，處于松散狀態的必須嚴格處理，鋪筑封層前，基層頂面俘灰應清掃干凈。

（5）嚴格禁止在不適宜的溫度條件下進行基層施工，嚴格避免基層受凍。

3、路基沉降裂縫

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

（1）為此必須提高認識，徹底拋棄在舊路處理上不愿投入的思想，要把舊路處理當成頭等大事。設計單位對舊路進行勘測時要認真交通調查，確定設計彎沉，特別是確定舊路回彈模量時，對破損特別嚴重的舊路及砂石路采用路面基層規范里的公式去按照新路處理，對要加寬成二級或已經過多次加寬的道路建議每個斷面測6點，找出實際強度最薄弱點，對舊路只有6米寬的，實際車輛大都跨線行使，薄弱點在半幅的路中靠右位置，和檢測車的點位不對應，也應補測，進行結構計算時，不論道路等級建議驗算半剛性基層層底拉應力，保證結構厚度滿足要求。

（2）建議對舊路模量大于85MPa，原則上根據農村公路的實際情況，辯證的進行單層補強設計；模量在40--85MPa的應采用雙層結構進行補強，下層宜采用級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行路面結構層設計，舊路就地冷再生技術的應用，為農村公路老路處理提供了新的思路，經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，能普遍達到的數值，及原舊路面結構的狀況和已改造的成道路功經驗而給出。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及其復雜性，和彎沉代表值的計算公式，從安全角度考慮，也以40MPa為分界線。

（3）加強對交叉口及小半徑曲線及陡坡路段的舊路處理，在對翻漿、坑槽、網裂、龜裂等各類病害處理完成后，應進行復測并驗算，盡可能的消沉彎沉過大點，降低彎沉標準差，事實證明，瀝青路面彎沉值不能達到設計要求，主要是標準差過大，已經是控制農村公路能否合格的主要因素之一。

通過分析，認為水損壞及超載是造成農村公路瀝青路面早期破壞的外部重要原因，各種裂縫是農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。對于外部因素，我們可以通過加大資金投入，通過加強管理、設計、施工、養護等措施，重視人才培養，通過查找問題原因、總結成功經驗，都是可以克的服。而對于半剛性基層瀝青路面早期破壞深層次的原因，我們還得加大對新材料、新方法、新理論的研究應用。

參考文獻

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