农村等外公路路面养护关键技术研究

王晶晶

(汾阳市交通运输局，山西汾阳 032200)

0 引言

随着省内农村地域经济的高速发展，农村经济发展对区域道路通行能力和路网质量的依赖性逐步提升，近几年以来，省内交通运输部门提出了在农村建设“四好农村路”的发展战略，主要目的在于提高和优化农村路网的施工质量和公路等级，对既有农村公路进行针对性的病害养护。以省内农村既有路网为例，目前省内农村公路路网中等外公路占比至少有50%，等外公路由于施工指标和施工质量要求较低，道路的通行能力受限明显，一旦等外公路出现不同程度的病害将严重影响等外公路的综合服役能力，严重影响农村路网等级的升级和可持续发展。因此，必须先明确农村等外公路的常见病害类型，并针对性提出农村等外公路的养护技术措施，以提高农村等外公路的综合养护水平和能力。

1 农村等外公路路面常见病害分析

经农村实地调查发现，除了少数地区存在重载交通运输要求的区域外，绝大多数的农村等外公路的路面结构形式为沥青混凝土。由于等外公路的设计、施工及后期养护等级和质量较低，在长期车辆荷载和不良外界环境的耦合作用下，农村等外公路将出现不同程度的病害和破损，且公路路面病害随着时间的推移，病害恶化程度逐步提速，严重影响了标段的通行能力和行车平顺性。经现场检测调查发现，常见的农村等外沥青混凝土路面病害类型主要有如下几种。

1.1 农村等外沥青混凝土路面开裂病害

农村等外公路常见病害类型依照裂缝成因机理可以细分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两种。其中，荷载型裂缝主要是在长期车辆荷载反复作用下产生的，由于等外公路的设计及施工标准较低，导致沥青混凝土路面在对应标段内的厚度差异较大，由于厚度差异导致路面承载能力差异更加明显，在厚度薄弱位置容易诱导出现荷载开裂;此外，为了片面追求经济性和取材便捷性，等外沥青混凝土路面铺装用沥青混合料中使用了大量的稳定细级配混合料等半刚性基层材料，最常用的材料有粉煤灰集料和普通矿粉集料，由于集料的粒径值较低，在沥青混合料中无法形成“骨架密实”效应，在长期车辆荷载的循环作用下，沥青混凝土路面表面将出现严重的不均匀沉陷病害，相邻沉降差异较大位置由于内应力作用，将诱导产生荷载开裂。除了荷载裂缝外，非荷载因素引发的开裂也不容忽视，以农村等外沥青混凝土路面为例，常见的非荷载开裂主要是温度裂缝，沥青混凝土材料属于高温敏感性材料，在较高温度环境下，材料的应力松弛率提高明显，在寒冷环境下，温度骤降，松弛率带来的应力保持无法和温度应力值相匹配，二者的非协调变化在面层结构中产生了明显的拉应力，从而诱导面层开裂。图1为裂缝病害现场情况。

图1 沥青混凝土路面裂缝病害

1.2 农村等外沥青混凝土路面坑槽及翻浆病害分析

坑槽也是农村等外沥青混凝土路面中常见的病害类型之一，也是农村等外公路病害养护的关键环节和重点领域，一旦在路面形成局部坑槽，在车辆冲击荷载的作用下将快速发展恶化，且局部坑槽将呈现融合发展的态势，最终导致整体路面完全丧失承载能力。坑槽主要是由于沥青路面表面水分下渗后，在高低温冻融循环作用的推动下，相继出现明显的坑槽破坏点;此外，除了水分渗透和冻融循环引发坑槽外，沥青路面的网状龟裂如果不能及时封闭，在车辆荷载作用下也容易继续发展成为坑槽病害。除了坑槽病害外，路面翻浆也是农村等外沥青混凝土路面特有的病害形式，在外部荷载挤压作用下，沥青混合料从表面裂缝、坑槽中翻冒外溢，翻浆病害主要出现在省内东北部冬季寒冷地区。图2展示了省内部分农村地区等外公路沥青混凝土路面的坑槽及翻浆病害情况。

图2 沥青混凝土路面坑槽及翻浆病害

2 农村等外公路路面常用养护施工技术分析

2.1 乳化沥青混合料稀浆封层养护技术

乳化沥青混合料稀浆封层养护施工技术的关键是依靠乳化沥青混合料的施工和易性特点，在常温下借助冷拌技术将级配碎石、乳化剂、填充料和拌和水依照一定的比重均匀搅拌，保证乳化沥青混合料的和易性，确保在“破乳”前完成施工。稀浆封层养护施工应借助稀浆封层机械，将乳化沥青混合料均匀摊铺在面层上，通过乳化沥青混合料和颗粒粒径之间的完全包裹、破乳、离析及凝结硬化等过程，以形成最终质密、抗磨耗性能强的表面薄层结构。养护用稀浆封层混合料以最大粒径不同，可以具体划分为三种类型，即Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型，其中，Ⅰ型公称粒径最大值介于2 mm～2.3 mm范围内，Ⅱ型的公称粒径最大值介于4.2 mm～4.5 mm范围内，Ⅲ型的公称粒径最大值介于8 mm～9.5 mm范围内，应结合具体的养护摊铺厚度值确定合理的级配值。

表1为养护用稀浆封层混合料级配范围。

表1 养护用稀浆封层混合料级配范围

在农村等外沥青混凝土公路施工及养护实践中，乳化沥青或者改性乳化沥青稀浆封层施工技术是最常用的养护施工技术之一，在省内农村等外公路养护施工过程中应用极其普遍。作为一种适应性较强技术，稀浆封层施工技术使用的原材料数量较少，能够快速恢复路面使用功能，尤其在旧路功能恢复、局部病害处治等方面应用尤为广泛，工程经济性优势显著。

2.2 同步碎石封层养护技术

同步碎石封层养护施工技术主要是借助专业化的同步碎石封层施工机械设备，同步碎石封层机械将乳化沥青混合料或者改性乳化沥青混合料均匀单层摊铺在碎石沥青磨耗层表面，起到路面微表处的目的。同步碎石封层施工是将混合料粘结材料和沥青混合集料均匀混合后，使用同一台机械设备一次性完成两道施工工序，通过同步施工技术能够保证沥青混合料碎石颗粒和乳化沥青或者改性乳化沥青充分粘合，借助乳化沥青或者改性乳化沥青的施工和易性，保证其充分渗透到沥青路面内部，提高同步碎石封层施工以后路面的整体承载能力和承载刚度指标。图3为同步碎石封层施工养护现场情况。

图3 同步碎石封层施工养护现场情况

3 结语

随着省内交通运输部门提出的农村建设“四好农村路”基本发展战略的提出和不断推广，省内交通运输主管部门对农村等外公路的养护重视程度日益提高;开展农村等外沥青路面养护的主要目的在于提高和优化农村路网的施工质量和公路等级，对既有农村公路进行针对性的病害养护。在详细分析农村等外公路沥青混凝土路面病害类型基础上，通过省内工程实践研究表明，以上养护技术的适用性较好，能够在后续的工程实践中推广使用。