農村等外公路路面養護關鍵技術研究

王晶晶

(汾陽市交通運輸局，山西汾陽 032200)

0 引言

隨著省內農村地域經濟的高速發展，農村經濟發展對區域道路通行能力和路網質量的依賴性逐步提升，近幾年以來，省內交通運輸部門提出了在農村建設“四好農村路”的發展戰略，主要目的在于提高和優化農村路網的施工質量和公路等級，對既有農村公路進行針對性的病害養護。以省內農村既有路網為例，目前省內農村公路路網中等外公路占比至少有50%，等外公路由于施工指標和施工質量要求較低，道路的通行能力受限明顯，一旦等外公路出現不同程度的病害將嚴重影響等外公路的綜合服役能力，嚴重影響農村路網等級的升級和可持續發展。因此，必須先明確農村等外公路的常見病害類型，并針對性提出農村等外公路的養護技術措施，以提高農村等外公路的綜合養護水平和能力。

1 農村等外公路路面常見病害分析

經農村實地調查發現，除了少數地區存在重載交通運輸要求的區域外，絕大多數的農村等外公路的路面結構形式為瀝青混凝土。由于等外公路的設計、施工及后期養護等級和質量較低，在長期車輛荷載和不良外界環境的耦合作用下，農村等外公路將出現不同程度的病害和破損，且公路路面病害隨著時間的推移，病害惡化程度逐步提速，嚴重影響了標段的通行能力和行車平順性。經現場檢測調查發現，常見的農村等外瀝青混凝土路面病害類型主要有如下幾種。

1.1 農村等外瀝青混凝土路面開裂病害

農村等外公路常見病害類型依照裂縫成因機理可以細分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩種。其中，荷載型裂縫主要是在長期車輛荷載反復作用下產生的，由于等外公路的設計及施工標準較低，導致瀝青混凝土路面在對應標段內的厚度差異較大，由于厚度差異導致路面承載能力差異更加明顯，在厚度薄弱位置容易誘導出現荷載開裂;此外，為了片面追求經濟性和取材便捷性，等外瀝青混凝土路面鋪裝用瀝青混合料中使用了大量的穩定細級配混合料等半剛性基層材料，最常用的材料有粉煤灰集料和普通礦粉集料，由于集料的粒徑值較低，在瀝青混合料中無法形成“骨架密實”效應，在長期車輛荷載的循環作用下，瀝青混凝土路面表面將出現嚴重的不均勻沉陷病害，相鄰沉降差異較大位置由于內應力作用，將誘導產生荷載開裂。除了荷載裂縫外，非荷載因素引發的開裂也不容忽視，以農村等外瀝青混凝土路面為例，常見的非荷載開裂主要是溫度裂縫，瀝青混凝土材料屬于高溫敏感性材料，在較高溫度環境下，材料的應力松弛率提高明顯，在寒冷環境下，溫度驟降，松弛率帶來的應力保持無法和溫度應力值相匹配，二者的非協調變化在面層結構中產生了明顯的拉應力，從而誘導面層開裂。圖1為裂縫病害現場情況。

圖1 瀝青混凝土路面裂縫病害

1.2 農村等外瀝青混凝土路面坑槽及翻漿病害分析

坑槽也是農村等外瀝青混凝土路面中常見的病害類型之一，也是農村等外公路病害養護的關鍵環節和重點領域，一旦在路面形成局部坑槽，在車輛沖擊荷載的作用下將快速發展惡化，且局部坑槽將呈現融合發展的態勢，最終導致整體路面完全喪失承載能力。坑槽主要是由于瀝青路面表面水分下滲后，在高低溫凍融循環作用的推動下，相繼出現明顯的坑槽破壞點;此外，除了水分滲透和凍融循環引發坑槽外，瀝青路面的網狀龜裂如果不能及時封閉，在車輛荷載作用下也容易繼續發展成為坑槽病害。除了坑槽病害外，路面翻漿也是農村等外瀝青混凝土路面特有的病害形式，在外部荷載擠壓作用下，瀝青混合料從表面裂縫、坑槽中翻冒外溢，翻漿病害主要出現在省內東北部冬季寒冷地區。圖2展示了省內部分農村地區等外公路瀝青混凝土路面的坑槽及翻漿病害情況。

圖2 瀝青混凝土路面坑槽及翻漿病害

2 農村等外公路路面常用養護施工技術分析

2.1 乳化瀝青混合料稀漿封層養護技術

乳化瀝青混合料稀漿封層養護施工技術的關鍵是依靠乳化瀝青混合料的施工和易性特點，在常溫下借助冷拌技術將級配碎石、乳化劑、填充料和拌和水依照一定的比重均勻攪拌，保證乳化瀝青混合料的和易性，確保在“破乳”前完成施工。稀漿封層養護施工應借助稀漿封層機械，將乳化瀝青混合料均勻攤鋪在面層上，通過乳化瀝青混合料和顆粒粒徑之間的完全包裹、破乳、離析及凝結硬化等過程，以形成最終質密、抗磨耗性能強的表面薄層結構。養護用稀漿封層混合料以最大粒徑不同，可以具體劃分為三種類型，即Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型，其中，Ⅰ型公稱粒徑最大值介于2 mm～2.3 mm范圍內，Ⅱ型的公稱粒徑最大值介于4.2 mm～4.5 mm范圍內，Ⅲ型的公稱粒徑最大值介于8 mm～9.5 mm范圍內，應結合具體的養護攤鋪厚度值確定合理的級配值。

表1為養護用稀漿封層混合料級配范圍。

表1 養護用稀漿封層混合料級配范圍

在農村等外瀝青混凝土公路施工及養護實踐中，乳化瀝青或者改性乳化瀝青稀漿封層施工技術是最常用的養護施工技術之一，在省內農村等外公路養護施工過程中應用極其普遍。作為一種適應性較強技術，稀漿封層施工技術使用的原材料數量較少，能夠快速恢復路面使用功能，尤其在舊路功能恢復、局部病害處治等方面應用尤為廣泛，工程經濟性優勢顯著。

2.2 同步碎石封層養護技術

同步碎石封層養護施工技術主要是借助專業化的同步碎石封層施工機械設備，同步碎石封層機械將乳化瀝青混合料或者改性乳化瀝青混合料均勻單層攤鋪在碎石瀝青磨耗層表面，起到路面微表處的目的。同步碎石封層施工是將混合料粘結材料和瀝青混合集料均勻混合后，使用同一臺機械設備一次性完成兩道施工工序，通過同步施工技術能夠保證瀝青混合料碎石顆粒和乳化瀝青或者改性乳化瀝青充分粘合，借助乳化瀝青或者改性乳化瀝青的施工和易性，保證其充分滲透到瀝青路面內部，提高同步碎石封層施工以后路面的整體承載能力和承載剛度指標。圖3為同步碎石封層施工養護現場情況。

圖3 同步碎石封層施工養護現場情況

3 結語

隨著省內交通運輸部門提出的農村建設“四好農村路”基本發展戰略的提出和不斷推廣，省內交通運輸主管部門對農村等外公路的養護重視程度日益提高;開展農村等外瀝青路面養護的主要目的在于提高和優化農村路網的施工質量和公路等級，對既有農村公路進行針對性的病害養護。在詳細分析農村等外公路瀝青混凝土路面病害類型基礎上，通過省內工程實踐研究表明，以上養護技術的適用性較好，能夠在后續的工程實踐中推廣使用。