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摘要:分析了農(nóng)村道路路面的主要型式及其運營狀況,主要包含水泥路面和瀝青路面,從技術(shù)性、功能性和經(jīng)濟(jì)性三個方面對這兩種路面的性能進(jìn)行了比較分析,最后提出農(nóng)村道路路面工程設(shè)計選型方法和要點,為規(guī)劃與設(shè)計提供參考。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村地區(qū);道路建設(shè);病害;路面工程
0引言
很多已有道路在運營使用過程中存在諸多問題,路面開裂、破損、斷板等病害非常嚴(yán)重,這使得農(nóng)村道路的使用壽命很短。由于農(nóng)村道路缺乏配套的資金進(jìn)行管理與養(yǎng)護(hù),存在病害的道路存在很大的安全隱患,特別是重載貨車的通行很容易導(dǎo)致路面塌陷,增加交通事故的發(fā)生概率。因此,新建道路結(jié)構(gòu)應(yīng)該提高設(shè)計與施工質(zhì)量,滿足交通運輸?shù)囊?。路面的設(shè)計與施工質(zhì)量直接影響道路的使用性能。目前農(nóng)村道路主要有瀝青路面和水泥混凝土路面,這兩種路面結(jié)構(gòu)有各自的特點,使用的條件和環(huán)境也不同。本文詳細(xì)分析農(nóng)村地區(qū)道路建設(shè)時路面工程的選型,分析路面主要型式及其運營問題,其次分析路面選型的影響因素,最后討論路面設(shè)計要點和方法。
1路面主要型式及其運營狀況分析
瀝青路面和水泥路面是農(nóng)村道路主要路面結(jié)構(gòu)型式。無論是瀝青路面還是水泥路面,在運營使用過程中都出現(xiàn)了諸多病害問題,總結(jié)這些病害的形成原因,是進(jìn)行道路路面型式選擇的基礎(chǔ)。
1.1水泥路面
水泥路面的特點是對路基的穩(wěn)定性要求很高,水泥路面對不均勻沉降的適應(yīng)性很差,很容易出現(xiàn)開裂的問題。農(nóng)村道路往往采用已有的土路作為基礎(chǔ),同時在滿足車道寬度的條件下將兩側(cè)道路進(jìn)行橫向擴(kuò)展,這使得道路路基本身存在一些不均勻沉降的問題,在車輛長期作用或者重載貨車作用下,很容易出現(xiàn)不均勻沉降,導(dǎo)致水泥路面斷板、開裂等問題。水泥混凝土受到溫度影響較大,在施工過程中因為水化熱問題,當(dāng)內(nèi)外溫差較大時會產(chǎn)生早期裂縫;運營中如果沒有很好地設(shè)置斷縫,則在日照作用下混凝土面板也會發(fā)生溫度開裂的問題。此外,水泥混凝土路面對施工要求較高,相關(guān)材料的配合比等應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格控制,基層材料及混凝土等級需要滿足要求。農(nóng)村地區(qū)施工環(huán)境及技術(shù)水平都比較低,很多水泥混凝土路面不像瀝青路面一樣有嚴(yán)格的機(jī)械和工序進(jìn)行控制,往往缺乏專業(yè)的施工流程管理,建造質(zhì)量往往較差,使得施工平整度、厚度等滿足不了要求,導(dǎo)致運營中出現(xiàn)病害。
1.2瀝青路面
瀝青路面具有平整性好、行車噪聲小、耐老化等優(yōu)勢,但仍然會因為設(shè)計和施工的多方面因素,導(dǎo)致出現(xiàn)路面開裂、破損、沉陷等病害問題。(1)開裂是瀝青路面的常見病害類型,有網(wǎng)狀裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫等類型。網(wǎng)狀裂縫縱橫交叉,初始形成于車輛輪跡行駛的方向,而后向縱向和橫向發(fā)展,網(wǎng)狀裂縫成因是車輛在車輪作用下,路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度不足所致,例如瀝青材料的黏合性差、路面壓實度不足、路面太薄等。縱向裂縫沿行車方向往往分布于車輪頻繁作用位置,其成因是復(fù)雜而多方面的,例如因為路基壓實不足、填料性能差、不平整導(dǎo)致的不均勻沉降變形;路面層設(shè)計太薄、瀝青黏結(jié)性能差、路面層壓實度不足等引起的路面結(jié)構(gòu)層間連接性能差;超載重載車輛頻繁作用、環(huán)境雨水侵蝕、路面排水差等惡劣環(huán)境作用。橫向裂縫則不是受力導(dǎo)致的開裂,往往是材料收縮、溫度收縮、縱向差異沉降等引起。這些裂縫的分布特征不同、發(fā)生及發(fā)展機(jī)理也有所差異。(2)破損及褶皺是瀝青路面的典型病害,根本原因是瀝青層厚度設(shè)計偏小、基層與瀝青黏結(jié)性能差、車轍破壞嚴(yán)重等引起的,另外瀝青材料性能差所形成的蜂窩、麻面、坑洼、鋪料不均勻等也會引起面層破損問題。(3)沉陷是瀝青路面重大型病害,表現(xiàn)為較大區(qū)域的路面下沉,原因往往是路基和路面的沉降所致。上述病害是農(nóng)村地區(qū)瀝青路面運營問題的集中體現(xiàn),由于缺乏養(yǎng)護(hù)和管理資金支持,這些病害往往不能及時修復(fù),導(dǎo)致路面使用壽命大大折減。
2水泥與瀝青路面的性能比較分析
在掌握水泥與瀝青路面特點及運營現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,需要明確其性能,為選型設(shè)計提供參考。水泥和瀝青路面的性能比較,可以從技術(shù)性、功能性和經(jīng)濟(jì)性三方面進(jìn)行分析。
2.1技術(shù)性
水泥和瀝青路面在技術(shù)層面具有各自的優(yōu)缺點。水泥路面的水穩(wěn)定性較好,在長期暴雨及雨水浸泡作用下路面仍然可以正常通行使用,并因此產(chǎn)生的病害問題較少;瀝青路面的水穩(wěn)定性較差,在雨水和車輛荷載耦合作用下,很容易發(fā)生集料的松散和位移。水泥路面的溫度穩(wěn)定性也高,在高溫狀態(tài)及車輛荷載作用下不會發(fā)生車轍問題,而瀝青路面對溫度敏感性強(qiáng),高溫條件下瀝青變軟,受到車輪荷載作用很容易發(fā)生車轍病害。
2.2功能性
功能性主要體現(xiàn)在使用狀況上,水泥路面自身剛度較大,對于地基不均勻沉降問題非常敏感,適應(yīng)性差;瀝青路面則對荷載具有一定的減振效應(yīng),因此可以顯著地提高行車的舒適性,路面噪音顯著低于水泥路面。
2.3經(jīng)濟(jì)性
水泥路面的經(jīng)濟(jì)性要好于瀝青路面,主要體現(xiàn)在如下幾個方面:(1)水泥混凝土的原材料來源廣泛,成本低廉,各種集料只要滿足對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)就可以進(jìn)行水泥混凝土混合料的拌和施工。瀝青混凝土的主要原料是原油,由于油價近年來攀升,使得瀝青價格也在提高,瀝青的單價是水泥的10倍以上,因此水泥路面成本較低。(2)水泥路面成本低廉,水泥路面施工只需要進(jìn)行冷拌和即可,施工澆筑過程只需要振搗棒進(jìn)行振搗密實。瀝青路面的施工工序更為繁瑣,首先在拌和過程中瀝青需要加熱,在攤鋪、碾壓、密實成型等過程中需要采用振動壓路機(jī)進(jìn)行壓實,這其中需要多種大型機(jī)械進(jìn)行配合施工,因此瀝青路面的施工成本較高。
3農(nóng)村道路建設(shè)的路面選型方法與要點
3.1路面選型影響因素分析
結(jié)合前述分析,路面選型的影響因素可以按照技術(shù)性、功能性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分類。目前農(nóng)村道路建設(shè)仍然以瀝青和水泥路面為主,基于上述影響因素的分析,可以對比瀝青路面和水泥路面在技術(shù)性、功能性和經(jīng)濟(jì)性三方面的區(qū)別.
3.2路面選型方法
瀝青路面和混凝土路面具有各自的優(yōu)缺點,應(yīng)用過程中需要根據(jù)實際條件選擇路面結(jié)構(gòu)型式。例如,老舊村莊的道路建設(shè),由于街道、巷道等寬度不一,路線彎曲多變,這時采用水泥路面是較好的選擇。如果是新農(nóng)村建設(shè),道路的規(guī)劃較為整齊、路面排水暢通、對道路的舒適性和噪聲要求高,則采用瀝青路面具有更好的效果??傊?,設(shè)計人員應(yīng)該綜合實際情況,選擇合適的路面結(jié)構(gòu)型式。
4結(jié)語
隨著我國城鎮(zhèn)化及新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展,農(nóng)村道路建設(shè)的需求量越來越多,在總結(jié)目前農(nóng)村道路主要路面型式及其運營現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了農(nóng)村道路路面結(jié)構(gòu)選型需要考慮的因素,并提出選型方法,為新建農(nóng)村道路的路面工程設(shè)計與施工提供參考。
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作者:仲兵兵 單位:淮安市水利勘測設(shè)計研究院有限公司