西部山区低交通量农村公路路面结构技术研究

高彦芝GAO Yan-zhi

（四川建筑职业技术学院，德阳 618000）

0 引言

农村公路是发展现代农业、建设新农村的基础，是改善农村生产条件、提高农民生活质量的前提。农村公路的发展，对改善农民群众的出行条件、促进农村社会经济发展具有深远的影响，而且意义重大。根据《农村公路扩投资稳就业更好服务乡村振兴实施方案》的要求，完善更便捷、更高效的农村公路网是非常重要的，也是推动乡村振兴的重要举措。

近十年来，我国“四好农村路”建设取得了显著的成效。农村公路的总里程数，从2011 年底的356.4 万公里增加到2021 年底的446.6 万公里，十年增长了90 多万公里，极大地改善了农民出行问题，农民的生活水平也都有了明显地改善。

1 西部山区农村公路现状

四川西部地区地势复杂，高山峡谷众多。受地理环境和经济条件的影响，川西山区农村公路的建设相对落后，近几年才有了比较大的发展，但部分山区农村公路仍然存在技术等级偏低、施工技术落后、少部分村道还没完全硬化。另外，已硬化的道路管养工作仍显得相对滞后。不少村道因受经济条件等各种因素制约，导致实际的养护效果也不明显，破损的路面不能及时维修维护，影响公路使用寿命，也严重影响通行效果，而且还存在一定的交通安全隐患。

2 川西山区农村公路建设技术指标

道路地形以山岭重丘为主，线形性质有山脊线、越岭线、沿河线等，交通组成以小客车为主，交通量一般较小。作为连接各个行政村的通村公路，交通量一般很小，据调查，基本上日平均交通量均小于500 辆。

我国农村公路主要采用《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）中规定的三、四级公路标准，各省市也根据本地区的情况制定了相应的农村公路工程技术标准，用于指导本地区农村公路建设。四川也发布了《四川“四好农村路”建设技术指南》，对乡村道路的转弯半径及纵坡都有相关的要求，规定了乡道要采用双车道的形式，路基宽度要≥6.5 米、路面宽度≥5.5 米、路肩宽度≥0.5 米。对于特殊地区，如川西山区地形地质复杂的路段，乡、村道路可按单车道的标准进行设计，路基宽度≥4.5 米，路面宽度≥3.5 米，错车道数量每公里≥3 处。以上是线性标准，对于路面结构则要求采用沥青混凝土或水泥混凝土。

3 山区道路典型路面结构分析

对于公路典型结构的研究多以二级及以上等级的公路为主，农村公路的路面结构研究较少，尤其是针对川西山区的典型结构研究更少。川西山区农村公路等级总体偏低，多数村道为等外级道路，还有少量的砂石路面及泥结碎石路面，雨天泥泞、晴天扬尘。乡道路面结构以沥青表面处治路面为主，这种交通状况严重地制约着这些地区农村经济的发展。

由于川西山区乡村道路交通量普遍偏小，目前常见的路面结构形式有以下几种。

3.1 砂石路面或泥（灰）结碎石路面

砂石路面具有造价经济、材料易得、施工工艺也比较简单、维修方便等特点，多用于农村公路中的村道等低等级道路，但是路面表面粗糙，平整度不高，行车舒适度低。若横向排水或纵向排水不畅，易出现车辙、拥包等病害。

泥（灰）结碎石路在上个世纪60 年代连接城乡之间的道路中被广泛使用。这种路面主要是依靠石灰、粘土和亚粘土等粘结材料将碎砾石胶结在一起，并可以具有一定的强度和稳定性。泥（灰）结碎石路面具有造价低、取材便利、施工工艺流程简便等优点；泥（灰）结碎石路面随着使用年限的延长，碎石会逐渐下沉，灰土上浮，因此缺点也比较明显，晴天表面的灰土易扬起、雨天湿滑泥泞，麻面、坑塘等病害较多，平整度差，行车舒适度不高。

3.2 沥青贯入式路面

沥青贯入式路面指的是液体沥青利用通过自身的流动性渗透进集料的空隙。也就是在初步压实的碎砾石上，分层浇洒液体沥青、撒布嵌缝料，或再在上部铺筑热拌沥青混合料封层，经压实而成的沥青面层。在经碾压的粒径均匀的主层集料上，逐层洒铺沥青、嵌缝料并碾压修筑而成的路面。厚度一般为4～8cm。如果在上层加铺拌和的沥青混合料时，也称为沥青上拌下贯式路面，此时拌和层的厚度宜为3～4cm，其总厚度为7～10cm。主要依靠矿料的嵌挤作用和沥青的黏结力形成一定的强度。但是由于沥青贯入式路面空隙率往往较大，该路面的水稳定性往往较差。因此不能起到有效保护基层的目的，容易出现早期的损害，比如通车一段时间后出现松散、脱落的问题，更严重的是出现大大小小的坑槽，从而影响道路的使用寿命。

3.3 沥青表面处治

沥青表面处治路面是指在原有的沥青路面或泥灰结碎石路面上，用沥青和矿料按层铺法或拌和法铺筑，厚度一般不超过3cm 的沥青面层，属于次高级路面结构。主要作用是保护路面不受车辆的直接磨损以及防止雨水的浸蚀，提高路面的平整度，延长道路使用寿命。若采用路拌法或厂拌法铺筑，多为单层式；若采用层铺法，可根据需要取一层式（厚度为0.5~1.5cm）、双层式（厚度为1.5~2.5cm）或三层式（厚度为2.5~3.0cm）。

由于沥青表面处治很薄，一般不考虑其结构增强作用，主要功能是抵抗行车的磨耗，增强防水性，提高平整度，改善路面行车条件。

沥青表面处治大多为冷拌沥青混合料，其强度的形成与热拌沥青混合料不同，结合料主要采用乳化沥青等液体沥青，需要一个缓慢的过程才可以使路面具有一定的强度。此混合料不受施工季节和施工温度的影响，而且由于采用的是乳化沥青，因此一般不需要加热，比较节能环保。沥青表面处治路面的优点是：施工简便、工期短、造价经济。但其缺点也比较明显，由于强度较低，耐久性差，道路使用寿命较短；路面在使用过程中，由于乳化沥青的粘结性低，导致集料易脱落、松散，行车噪音大。

4 适合低交通量农村公路的路面结构形式

大部分农村公路的建设都是以改造为主，新建的基本较少，很多村道都是在现有道路的基础上，保持原有的线形不变，充分利用老路，采用局部加宽的方式，来提高路面等级，同时完善防护排水等附属设施，因此农村公路的路基主要为旧的泥结碎石路面、砂石路面以及土路面。因此在路面形式选择的时候要充分考虑原有道路的条件，在排水不畅的路段可以适当设置垫层以增加道路的耐久性。

4.1 水泥混凝土路面

水泥混凝土路面俗称“白色路面”，因其具有很高的抗压强度和抗弯拉强度以及抗磨耗能力，且稳定性好、养护费用少等显著优点，而被广泛的应用于农村道路。常见的结构形式为无机结合料基层和素水泥混凝土面板的组合，只在接缝及角隅处少数范围内配有钢筋，面板厚度一般为18~20cm。由于山区多砂石，秉持就地取材的原则，基层可采用级配碎（砾）石或者填隙碎（砾）石等类型。山区农村道路沟壑交错，水泥混凝土路面所需原材料都可以就近采集、运输及加工。由于结构设计不当或施工工艺不合理等因素，因此经常出现缺边、掉角、错台甚至断板等病害，并且维修维护较困难。（表1）

表1 农村公路水泥混凝土路面典型结构

4.2 复合封层罩面

为了节约占地、减少拆迁等问题，农村公路设计时都会充分考虑利用老路。早期的农村公路是以砂石路面或泥结碎石路面为主，随着经济的发展及建设新农村的需要，要求提高农村公路的铺装率及硬化率，因此大量的农村公路需要改造升级。改造的过程中为了降低成本，就选择充分利用原来的老路。经过处理的旧路面充当路基或基层，在此基础上进行加铺，复合封层罩面便是其中的一种形式。

复合封层罩面的铺装厚度一般为20mm，结构的组合形式按照旧路面的特点有多种选择。最典型的结构是在旧泥结碎石路面上进行罩面。初步整平旧路面，在其上撒铺碎石，即碎石联结层，由旧路面的弯沉值及平整度决定是撒铺单层还是多层层，撒铺碎石的量及粒径也根据旧路面的路况情况来定。然后在碎石封层上喷洒乳化沥青，最后铺装微表处或改性乳化沥青稀浆封层。

图1 复合封层罩面前后对比

复合封层罩面结构层的两大特点：一是隔水，二是耐磨。它可以有效地阻止地面水对基层的渗透，同时具有较好的抗滑性能和平整度，行车舒适度较高。复合封层根据原道路的路况及破坏程度的不同，结构可进行适当调整。即针对不同的道路状况基使用要求，碎石封层、稀浆封层及微表处等可以根据原路的破坏路况及使用条件进行组合，主要还要考虑交通量的影响因素，复合封层结构图示见表2。

表2 复合封层结构图示表

农村公路的建设，经济性效益也是需要重点考虑的。经估算，复合封层罩面由于使用的较经济环保的乳化沥青，因此成本比传统的沥青混凝土路面（厚度5cm 左右）低30%～40%，比水泥混凝土路面低10%～20%，加上节省了水稳层基层，总共节省的路面费用达到50%左右。与单独的沥青表面处治路面相比，其使用寿命要长1～2 年左右，因此养护成本也可以相应的减少。

4.3 沥青混凝土路面

沥青混凝土又分为Ⅰ型沥青混凝土，空隙率3%～6%，透水性小，耐久性好，表面层的摩擦系数能达到要求，但表面构造深度较小，远不能达到要求。Ⅱ型沥青混凝土空隙率6%～10%，表面构造深，抗变形能力较强，但其透水性、耐久性较差。目前使用较多的为Ⅰ型混凝土。

沥青混凝土路面由于其平整度好、行车舒适度高、耐久性好等特点，广泛应用于高等级公路。在农村公路的路面中，尤其在乡村道路上，沥青路面的使用比例相对较低。原因主要有以下几点：一是沥青混凝土对原材料性能要求较高，如集料的特性及沥青的路用性能等均有比较高的要求。二是沥青混凝土路面施工一般需要专门的拌和设备、摊铺设备和碾压机具，施工工艺复杂，施工质量的影响因素较多，施工水平参差不齐。三是农村公路尤其是山区道路，路窄多急弯，受地形条件的限制，材料的调配也会受到影响，施工机械相对作业困难，施工质量得不到保证，道路维修率很高。

农村公路建设的一个比较普通问题是排水系统不完善，水对沥青混凝土路面的影响较大，水的作用会导致路面出现松散剥落、坑槽等水损坏，路面的耐久性及使用年限都会大大降低。

5 结论及建议

①以上几种路面结构较适宜于山区农村公路的建设。②在进行路面结构选择时除了考虑交通量、地形地貌、气候环境等因素外，还要充分考虑原材料的供给、运输以及加工等问题。③农村公路路面在面层类型和厚度的选择上，要充分考虑农村公路的等级，更重要的是其所承载的交通量，设计时既要保证满足技术上的要求，同时要尽量的节约成本。④以乡村振兴战略的生态宜居方针为主导，兼顾经济效益和社会效益，需要进一步加强对山区农村道路路面结构形式的研究，找到简单适用，造价低廉的典型路面结构。