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试论山区乡村轮迹道路设计要点与施工技术

2016-05-30罗成江

企业科技与发展 2016年3期
关键词:施工设计

罗成江

(广西路建工程集团有限公司,广西 南宁 530001)

【摘 要】文章依托广西某通村公路项目,分析了山区乡村公路建设轮迹道路的适用性、经济性、通行能力、施工性能,就我国乡村公路砂石路占比较大的情况,分析和设计了低交通量乡村砂石路改建混凝土轮迹道路的结构,阐述了适合选择轮迹道路的乡村公路路面设计要点、施工技术要求,尝试为加快我国乡村公路建设步伐和加速农村经济的可持续发展提供有益的技术支持。

【关键词】轨迹道路;乡村公路;设计;施工

【中图分类号】U416.217 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2016)03-0098-03

0 引言

当前,我国农村公路建设取得了明显成效,但受地理条件复杂、经济基础薄弱等因素制约,广大贫困地区的农村公路,特别是通村公路的建设跟不上群众日益增长的交通需求,成为乡村脱贫致富的“短板”。在国外,低交通量的乡村道路已普遍使用轮迹道路,但在我国轨迹道路仍然是一种较新的道路形式,只在旅游景区有少量应用。本文针对广西某山区乡村道路工程实例展开研究,分析轮迹道路在乡村道路应用中的可行性及施工技术要点。

1 轨迹道路的定义和特性

1.1 轨迹道路的定义

区别于全断面水泥混凝土、沥青路面、简易铺装路面,轮迹道路是一种在路基宽度范围内,只在行车轮迹作用频率较高的轮迹带上设有铺装结构的道路形式。

整个轮迹道路路基宽度范围内包含3个部分:①轮迹带,为车辆行车区域,一般采用水泥混凝土或石块铺装轮迹带,即水泥混凝土轮迹路面或联锁块轮迹路面。②中间带,即2个轮迹带之间的部分。③路肩带,即轮迹带外侧部分,硬化处理部分称为硬化路肩,最外侧为土路肩。中间带和路肩带等轮迹带以外的部分,可采用泥砂结碎石或红砖或就地取材铺筑。

1.2 轮迹道路的特性

1.2.1 环保适用

一是保护乡村景观。轮迹道路的环境适应性良好,可以结合乡村环境景观,铺装不同结构形式的轮迹道路。二是对生态环境破坏小。轮迹路面经高温暴晒后,与沥青路面相比温度较低,对周边的动植物的生存环境影响较小;轮迹带之间、两侧路肩带可以生长杂草,有利于植被生态系统的恢复和保护。三是空气污染少。相较于全断面式沥青道路,轮迹道路无论是施工还是使用过程中,都能较好地保护乡村的空气质量。与一般简易铺装的砂石路、泥土路等路面相比,轮迹路面能提供更优良的行驶条件,避免扬尘污染周围植被,无论晴雨天气都不影响使用。

1.2.2 经济實用

一是投资省。轮迹道路只在轮迹带上铺筑水泥混凝土或连锁块石,比全断面式路面节省大量材料,路面标准相对较低,对施工人员的专业性要求也不高。因此,轮迹道路的建设、养护费用是同宽度的水泥混凝土路面的60%~70%。对我国大多数经济不发达及地形地貌复杂的落后地区而言,选择铺装轮迹道路,能够大幅度地节省工程投资,改善农村交通状况。二是维护费用低。与简易沥青铺面相比,轮迹道路的温差应力小、强度高、稳定性好、耐久性突出,能节省维护开支,道路运营效率也比较高。轮迹道路的维修便捷,无论是现场浇注轮迹板还是预制拼装轮迹板,如果出现断板、碎裂现象,可以轻松维修。现浇式混凝土轮迹板发生断裂后,可以当做砌块式混凝土轮迹路面,仍能使用而不影响行车质量。预制板拼装轮迹板替换比满铺水泥路面省时省力。

2 项目概述

广西某村通村公路工程全长2.3 km。由于全县400 km通村公路建设项目任务繁重,如果采用满铺水泥混凝土面层及碎石基层路面结构方案进行建设,地方财政困难,配套资金缺口巨大。因此,当地交通管理部门计划采用在原砂石路上改建轮迹道路方案进行设计和施工,既能实现当地车辆的运输需求,又能降低工程投资。

3 乡村公路轮迹道路路面结构设计要点

3.1 了解项目公路等级与路面类型

该项目属于等外路,功能单一,交通量小,原为砂石路面,局部段落为多年自然形成的大车道,路基宽度为5.9 m,具备双车道的轮迹通行条件。

3.2 详细调查交通运输特征

设计修筑前,对该路段进行车辆组成和交通量调查,平均每昼夜的混合交通量约60辆,其中低速中小型客货两用车为13辆,小型农用三轮车为27辆,畜力车、摩托车及摩托改装车约20辆。据村干部介绍,农忙季节交通量峰值为100辆/日,载重车辆为5 t以上的偶尔有1~2辆,30%的通行车辆载重均为2~4 t。

3.3 了解当地筑路材料的特点

依据道路的使用要求和服务水平,选择适宜的路面类型,项目所在地虽有大量天然沉积形成的板状石灰岩,表面平整,可切割为条形板用于铺装石板迹道路,但由于铺装条形板等石块,需要形状上能够相互配合,对于切割工艺有一定的要求,而當地青壮年大多外出务工,不便于找到相应人手处理石块。因此,本项目将水泥混凝土作为修建轮迹路面的首选材料,水泥价格较低,砂石材料取材也较为便捷,能够节约投资。

3.4 充分重视路基的排水设计

保持道路的稳定性和排水顺畅,在路基基宽全范围铺装排水砂砾垫层,最重要的是确保中间带的防水、排水处理恰当,中间带采用泥结块石路面作为防水带。同时,为满足雨季路面排水需求,应适当增大横向坡度,以改善排水条件。

4 工程路面结构方案

4.1 确定方案设计标准

该项目属于低交通量乡村砂石路改建混凝土轮迹道路,工程相关技术标准取《公路工程技术标准》中四级公路的建设标准。通过交通量调查分析了解,该路段重车比例小,换算标准轴载,路段10年使用年限的累计当量轴次小于3 000次,确定轮迹路面交通等级属于轻-3级标准,设计行车速度为20 km/h,路面设计荷载为BZZ-100。

4.2 确定轮迹道路的断面形式

在沙石路上升级改建轮迹道路,应根据路基宽度、通行能力、交通服务对象等要求选择相应的断面形式。该路段路基占地宽度达到5.9 m,具备双车道通行条件;考虑降低投资成本,同时兼顾轮迹道路整体通行能力和通行质量,决定将路肩带部分硬化;当地交通混杂,主要为中小型农用车辆服务,同时考虑乡村今后的经济发展,应为中型客货车提供一定的行驶条件。最终确定,横断面设计可采用中间带+轮迹带+硬路路肩+土路路肩的形式,轮迹带宽度为0.9~1.0 m,中间带取0.8~0.9 m,硬路路肩取0.8~0.9 m,土路路肩取0.5 m,轮迹带用现浇式水泥混凝土,这样的路面通行条件较好,结构稳定,中间带、硬路路肩用厚泥结碎石铺装。

4.3 设计轮迹路面结构

该路段属多雨山区,为满足排水需求,采用天然砂砾结构作为排水基层,为防止雨水下渗浸泡路基,土基顶面设黏土封层,路拱横坡按照3%斜度设计,能顺畅地将雨水排出至路外,以确保轮迹路面的稳定性和耐久性。除了排水外,轮迹板的板厚、板长等综合因素共同影响主应力,水泥混凝土轮迹路面等级较低,排水基层采用粒类材料,模量值不能承受过长板,因此设计该路段面层的水泥混凝土板厚度为1.8 cm,长度不超过1.3 m,混凝土设计弯拉强度不小于4.0 MPa。排水基层为2 cm,基层顶面当量模量不低于60 MPa,黏土封层为0.5 cm,土基不小于40 MPa。以上结构厚度适用于5 t交通量比例小于3%,10年标准轴载累计作用次数接近3万次。

5 施工要求

5.1 施工性能

该工程采用现浇式水泥混凝土轮迹路面,采用小型机械作业或人工作业,施工技术成熟,工艺简单,不需要专门的施工设备,手工作业多,对施工技术水平要求不高,属于劳动密集型的施工方式,一般施工队均能承接,普通技术工人均可参与施工,施工特点适应我国农村的现实情况。

5.2 施工工艺

该路段工程相关施工组织、施工工序及材料要求参照《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF 30—2003)中对四级公路的要求。水泥混凝土轮迹带浇筑时,如采取小型机械施工,流程为支模—混凝土摊铺—振捣—整平饰面—做缩缝、倒角—精平饰面—拉毛—养生。为降低造价,又便于施工,可采用交错铺筑方法,按照规定板长先铺筑单边轮迹带,完成后拆下模板调至另一边铺装。基层材料选择、配合比设计及施工方法参照《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034—2000)中的具体要求。路基需做好原砂石路出现的车辙、沉陷、隆起、翻浆等丧失稳定性的病害处理,参照《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)对四级公路路基压实度的要求,使用小型器械进行碾压压实,鉴于路段由原有砂石路改建,大部分路段经过多年行车碾压,局部路段存在稳定性差的问题,压实路基需特别注意整体均匀性。非轮迹带部分,包括中间带、硬路路肩、土路路肩,根据当地实际取材。作为通村道路,为避免扬尘,应采用砌块铺筑,或者采用泥结碎石摊铺,振动平板夯实碎石与结合料。由于非轮迹带部分大多使用的是松散的颗粒性材料,通车运行经反复碾压易压实变形,轮迹带与非轮迹带将出现错台,导致路面平整性下降,影响行驶性能,因此轮迹带边缘应做一定的倒角,防止错车时车轮在轮迹板频繁上下而出现啃边现象。铺筑路肩带应做到路肩肩线直而顺,曲线圆滑,表面平整密实,并注意提升其排水性。

6 结语

综上所述,乡村道路应用轮迹道路,是贫困地区改善公路状况的优良路径。轮迹道路的优势在于能充分适应山区道路通畅需要,经济性突出,施工工艺要求不高,低成本投入便能达到传统水泥路、沥青路面的服务效果。农村公路建设是各地政府的一项重点民生工作,為解决农村群众“行路难”的问题,构建顺畅的城乡交通网络,轮迹道路在我国农村,特别是山区地区有较大的应用價值。为实现乡村道路的建设需求,应遵循论迹道路路面铺装设计原则,结合施工技术要求,根据本地实际情况因地制宜灵活调整,确保道路服务效果。

参 考 文 献

[1]吉林省长春公路管理处,哈尔滨工业大学.轮迹路面设计与施工技术研究[J].西部交通科技,2012(12).

[2]王瑛.水泥混凝土轮迹道路设计与应用技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007.

[3]李伟,王国忠,马月.轮迹道路板合理尺寸研究[J].建筑工程技术与设计,2015(7).

[4]杨开莉,王国忠,商海燕.轮迹道路倾覆性问题研究[J].科学技术与工程,2014(11).

[责任编辑:陈泽琦]

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