近20年来,我国的公路建设事业迅速发展,高等级公路网已经日渐成型,但作为高等级公路毛细血管作用的农村公路的建设却相对滞后。近几年,由于国家对农村经济发展的日渐重视,我国的农村公路得到了迅猛的发展,但是,农村公路,尤其是中西部的农村公路,由于各个方面的原因,存在着“路基线形差,路面等级低,养护管理不规范,结构物抗水损能力差,抗超载能力差”等一系列的问题。在我国农村公路的建设过程中,由于我国的沥青资源奇缺,只能将有限的沥青资源用于高等级公路的建设中。相比我国沥青资源的不足,我国的水泥资源相对丰富,我国是世界第一大水泥生产国,因此在农村公路的建设中采用水泥路面是提高农村公路等级不错的选择,重庆地区尤其如此。但是近几年随着农村水泥路面建设的深入,由于大量的水泥路面存在着“公路缺陷”,导致病害的出现。“公路缺陷”是指公路在规划、设计、施工及养护管理阶段理论上应当有的而在实际操作中没有得到完善或者被取消。本文主要根据重庆地区的具体情况,研究“公路缺陷”在设计中存在的问题,提出解决的方法。
1农村公路的概况
1.1农村公路的定义及划分标准由于各个地区的经济和社会发展水平不同,农村公路的定义及划分标准也不相同。划分公路等级过高容易造成建设标准降低,导致路面破坏严重;划分等级过低,又容易提高设计标准造成浪费。对于划分标准在我国的一些地区已经有了研究,如在江苏省,将乡道及村道划分为农村公路的范畴,在甘肃省,将县道、乡道及村道划分为农村公路的范畴。对于重庆地区来说,根据国家计划发展委员会和交通部发布的急/计基础[2003]410号文件《县际及农村公路改造工程管理办法》中对农村公路的定义,笔者将部分交通量较小、主要提供给县乡或者农村使用的二级公路、三级公路、四级公路以及等外级公路划分为重庆地区农村公路范畴。这一划分标准相比其他而言,有助于在农村公路设计中最大限度地实行的设计规范。由于重庆地区经济发展水平较低,重型车辆较少、轴载较小,大量的国道和省道均采用二级公路或三级公路,在提供给少量重载车行使的同时,主要是提供给县乡或村镇使用。因此,考虑到重载车的行驶,在农村公路设计中,二级、三级公路应该严格按照规范中的要求进行,而四级和等外级公路由于规范涉及较少,应该做具体的研究。本文主要研究四级和等外级公路的水泥路面设计中存在的问题,并提出解决方法。
1.2农村公路的等级问题农村公路等级的确定是一项系统、复杂的工程,它需要考虑的因素较多,这当中不仅要考虑当地经济发展水平、环境条件和交通状况等,还需要考虑国家公路网的建设,要充分发挥农村公路作为高等级公路毛细血管这一重要的作用,不能漫无目的、随便地确定农村公路的等级。就当前重庆市的具体情况而言,农村公路的等级不宜修得太高,主要满足当前发展的需要,并遵循适度超前的原则。根据重庆市的具体情况,宜按照表1所示的公路等级来修筑农村公路
2农村公路的路基和路面
2.1路基
2.1.1路基的高度重庆地区路基高度的确定需要考虑的因素较多,其中包括重庆地区多山、非机动车与行人交通量大、一般农村地区的居民大多生活在山间地区这几个重要的因素。考虑到居民和非机动车进出方便,对于在平地范围内,通常采用的路基高度不宜大于0.5m,不宜采用高路基,也不宜采用路堑的形式。但是在高山地区,不可能在全路段采用这样的路基高度,否则将无法保证车辆安全行驶所需的线形,这些地区农村公路路基高度的设计只需要在公路经过村庄时采用这样的路基即可。
2.1.2路基的宽度重庆地区多山地,经过调查发现,绝大多数四级和等外级公路的交通流是由多种车辆组成,村民出行工具多为自行车、摩托车和电动三轮车,还有少量的轻型客车;村民的主要运输工具为手扶拖拉机、轻型卡车、面包车,只有极少数的重型卡车,交通量、轴载较小。基于上述情况,为了控制农村公路的造价,减少环境破坏,重庆地区的路基宽度不宜修筑得过宽,具体如下所示:（图略）
2.1.3路基的压实度路基的压实度对于路面的重要性来说不言而喻,有调查显示,在高等级公路水泥路面中的严重破坏,除超载与超限外,大多与路基的压实度不足或者压实不均匀有关。而对于重庆农村公路水泥路面来说,由于交通量较小,所产生的严重破坏大多与路基的压实度有关。因此,路基的压实度对于修筑使用寿命的路面显得十分的重要。但是,在重庆地区的路面设计中,由于条件所限,重庆地区农村公路路基的压实机械简陋,有些地区农村根本没有压实机械可用,这是造成重庆地区农村公路大面积破坏的根本原因。重庆地区修筑农村公路,在有条件的地区,四级公路路基的压实度不应低于93%,等外级不应低于90%,没有经过压实的路基绝对不允许铺筑硬路面。达到这一标准确实有困难的地区,应在路基上先铺筑简易路面,待沉降完成后再铺筑水泥路面。
2.2路面结构由于气候、资源等各个方面具体情况的特殊性,重庆地区农村公路水泥路面的结构组合应该充分考虑这些特殊性,选择适合重庆地区特殊条件的结构组合,需要注意的事项主要有以下几个方面:(1)要注意重庆地区多雨水、潮湿的特点。影响路面强度和稳定性的因素很多,水是这当中极其重要的一个因素,影响路面强度和稳定性的水源主要有地表水和地下水两种。就重庆地区的具体条件来说,气候潮湿、雨水多是重庆地区的主要特征,而重庆地区的土质主要为黏性土,透水性较差。为防止地表水和地下水对混凝土路面的影响,在结构组合设计中,不管是旧路改造还是新建公路,在重庆地区四级及等外级农村公路均应设置基层,过分潮湿的路段还同时需要设置垫层,以防止水分的进入,延长农村公路的使用寿命,从而减少总费用。在重庆地区的气候条件中,四季无冰冻是重庆地区的重要特点之一,不存在冻胀和翻浆病害,这一特点使我们在路面设计中不需要考虑到路面最小防冻层厚度的问题,主要满足强度和施工要求。(2)要利用重庆地区石料丰富的资源优势。在进行路面基(垫)层的材料选择的时候,既要满足混凝土路面对各结构层的要求,也要考虑到当地的资源情况。就重庆地区的具体情况来说,石料丰富是一大特色和优势,也是在实际应用中被证实具有良好使用效果的材料。因此,在重庆地区农村公路水泥路面的设计中,在各结构层都满足要求的情况下,尽量多采用石料来修筑路面基(垫)层。(3)合理确定各结构层的厚度。农村公路具有交通量小的特点,在路面设计中所需的路面厚度较薄,这就给施工造成了一定的困难。因此,在重庆地区农村公路水泥路面的设计中,结构层的厚度既要满足路面结构层整体强度的要求,又要方便施工操作,每层结构厚度都应该能分别满足最小厚度的要求,基层和垫层的厚度不小于15cm。(4)要充分考虑重庆地区农村公路小交通量特点。在有关资料的统计中,重庆地区四级及等外级农村公路交通量和轴载均较小,在划分交通量等级中属于轻交通,考虑到修筑这些农村公路的人员大多为非专业人士,为减少繁琐的设计过程,笔者在充分调查的基础上,根据路基的潮湿情况确定路面的结构,具体结构层见（图略）
3农村公路的排水设计
在农村公路水泥路面的设计中排水设计是重要的环节之一,有资料统计,几乎有一半以上的路面破坏与排水不良有关,因此,良好而又经济的路面排水能够为延长路面的使用寿命提供较好的保障。具体对于重庆来说,重庆地区的降水量较大,年平均降雨量1172mm,且多集中在每年的5—9月份,约占全年降雨量的70%,区内全年平均相对湿度达到80%。但由于设计、施工、重视程度以及资金的不同,农村公路的排水设计不可能很完备。因此,有必要对农村公路水泥路面的排水设计进行研究,找出适合重庆地区农村公路水泥路面的排水设计。农村公路的排水设计在通常意义上包括内部排水和外部排水,考虑到气候状况、资金的紧张程度、道路的重要程度、交通量的大小等各方面的因素,对于重庆地区的四级以及等外级的农村公路水泥路面,宜采用以外部排水方式为主、在部分湿度较大的地区结合内部排水的措施。重庆地区的四级和等外级农村公路水泥路面一般采用土路肩,长期以来,由于缺乏必要的设计、养护和管理,路肩与边坡顶面经常有多余的弃方或垃圾等堆积物,路拱的横坡度很小,路表平整度极差,同时路肩的杂草丛生、高草繁茂,阻碍了表面水迅速地排除。另外还存在着桥涵的汇流区域或路基靠山的一侧无排水设施,小桥涵泄洪能力较差,堵塞现象屡见不鲜,结构尺寸不合理,抗压、抗剪、抗冲击或抗水毁能力严重不足等严重问题。对于排水问题,主要通过设计和加强养护管理这两个方法进行预防,使其造成的破坏达到最小。第一:需要加强农村公路的养护管理。加强农村公路的养护管理主要表现在:对于土路肩的杂草需要定期清除,同时作好路肩的维护工作,一旦遇到路肩破坏的情况要及时修补;对于施工中剩余的弃土和垃圾不允许堆放在路肩上,如果堆放要及时清除。第二:加强排水设计。重庆地区农村公路主要以行人、摩托车、三轮车和拖拉机为主,这些车辆和行人对路面行驶性能的要求不高,因此,为了加快路面的排水可以加大水泥路面的横坡,一般在农村公路水泥路面的设计中采用3%的横坡,同时路肩的排水坡度应该比路面大1%～2%。同时在有条件的地区,应该尽量采用水泥混凝土硬路肩,在资金有限的情况下,可以采用薄的水泥混凝土硬路肩。重庆地处山区,径流较多,汇水面积大,径流的流量较大,因此必须加强小桥涵的设计,防止水毁事件的发生。如何合理地确定小桥涵的结构尺寸和布设方式是防止水毁事件发生的关键。地表径流是地面多年形成的,具有合理的汇水面积和流量,合理地利用这一特征是预防农村公路水毁事件的关键。重庆地区农村公路的小桥涵应该尽量按照山涧的径流布设,不得随意改变山涧的径流方式。在山涧径流间距较大时,径流之间应该按照排水规范要求的间距合理布设小桥涵。除此之外,小桥涵的结构尺寸也应该根据地表径流的流量确定。
4结语
随着我国农村公路建设的深入开展,在农村公路中所广泛采用的水泥路面的研究也必将会深入开展下去,农村公路中各种技术标准的制定也必将会更加趋于合理和规范。农村公路水泥路面设计必须在保证质量的基础上最大限度地节约资金,而通过合理地划分农村公路等级、确定路基的宽度与压实度、合理的结构组合和排水设计是在设计出符合质量要求路面的同时最大限度地节约资金的保障,鉴于农村公路水泥路面建设资金和质量的问题,重庆乃至全国的农村公路水泥路面在这几个方面的研究还需要进一步的加强。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳