路面建设论文：乡村路面建设与生态维护简述

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作者：王庆珍 邢海娟 钱觉时 单位：重庆市公路局 重庆大学材料科学与工程学院

适用于库区农村公路建设的环保技术

后三峡工程建设时期，库区农村公路建设必须面对库区脆弱的生态环境，采用环保修筑技术，将库区农村公路建设和生态环境保护相统一。工业固体废弃物在农村公路建设中的应用技术库区工业固体废弃物库区工业固体废弃物主要有煤矸石、金属冶炼废渣（包括钢渣、电解锰渣、赤泥和镁渣及其他金属冶炼废渣）、化工废渣（磷石膏、硫酸渣、锶盐废渣和电石渣等）和火电厂的燃煤灰渣和脱硫石膏等。主要为燃煤灰渣（固硫灰渣）、磷石膏、赤泥和电石渣；三峡库区是我国电解锰渣和锶盐废渣排放量最大的地区，也是电石渣和磷石膏排放比较集中的地区；保守年排放量超过1000万吨，累计堆存量超过5000万吨，是库区生态环境的潜在威胁。农村公路建设应用的可行性库区工业固体废弃物可归的为三种类型：1）火山灰活性废渣，包括燃煤灰渣、高温冶金废渣和锶渣，氧化硅、氧化铝含量很高。2）碱性废渣，包括电石渣和赤泥等，碱性组分含量很高。3）含硫酸盐废渣，包括各类化学石膏以及电解锰渣，三氧化硫含量很高。火山灰活性废渣可以作为水泥混凝土掺合料直接用于农村公路建设之中，其他废渣通常无法利用。火山灰活性废渣在碱性和硫酸盐激发下具有胶凝性质，因此三类废渣根据一定比例复合，则可具有硅酸盐水泥的胶凝性质而用于配制混凝土。硬化的混凝土对重金属及一些污染性离子具有非常好的固化作用，因此工业固体废弃物用于农村公路环境指标是能满足要求的。应用实例以工业固体废弃物为主要组分来修筑农村公路，目前在库区农村公路成功应用的实例较多。具有代表性的有工业固体废弃物复合胶凝体系和锶盐废渣在农村公路中的应用技术。全部采用工业废渣作为胶凝材料的混凝土配合比以及强度监测结果。这种应用充分利用不同类型工业废渣的复合优势，不需要对固体废弃物进行再加工，非常适合农村公路施工的条件以及修建人员的技术水平。锶渣混凝土在重庆市农村公路建设中应用比较成功，将锶盐废渣作为混凝土的细集料和部分掺合料，配制的水泥锶渣碎石混合料和锶渣混凝土，具有高韧性和低收缩性，路面可不设接缝，可用于农村公路面层和基层［11］。当锶渣混凝土掺加8％ 水 泥，渣 率 为 33％ 时，28d 抗 压 强 度 达9．2MPa，60d抗压强度为11．1MPa［12］。低成本生态修筑技术库区农村公路建设不仅要考虑库区生态环境保护，而且需要考虑库区农村经济状况。因此，考虑库区农村交通发展及路面使用年限，需要选择适合库区农村公路的低成本生态修筑技术。碾压混凝土技术碾压混凝土不仅比浇注式混凝土的施工更简单，而且达到相同强度的情况下，与普通水泥混凝土相比可节约水泥25％～30％，抗折强度可提高20％左右。碾压混凝土虽然平整度较差，但库区农村公路交通量低，弯道多，通行速度较低，因此非常适合库区农村公路建设。由于碾压施工速度快、养生时间短，因而可以提早开放交通，比较适合库区农村公路施工场地受限的情况。特别是碾压混凝土原材料要求低，能与库区大量工业固体废弃物利用相结合（图略），也可利用建筑垃圾、尾矿等其他固体废弃物。弹石路面技术弹石路面是用各种不同形状和尺寸的半整齐石块修筑成的路面（图6）。由于库区石料丰富，库区农村对于采石技术掌握程度较高，可就地取材，节约材料运输成本。也有将预制混凝土整齐块石铺砌在砂垫层上，通过嵌缝填隙、压实，能适应中重型车辆通行，易于养护翻修，投资较少，是一种整齐块体弹石路面形式［13］，优良的抗滑性能还能提高库区农村公路的安全性。弹石路面如果采用改性黏土作为垫层，弹石体起到路面承载作用，而弹石体之间土体适合植物生长，在低交通量情况下，不仅保证道路具有一定承载能力，而且还具有生态保护作用。既能防止路面晴天扬尘，又能具有一定水土保持能力。更为重要的是，如果弹石路面废弃不用，将大块弹石分离就可以还耕或种植植物。所以弹石路面是一种适合库区农村公路建设的生态环保技术。薄层沥青表处技术沥青路面行车舒适度远高于水泥混凝土路面，但沥青面层在整个路面造价中占有非常大的比例，采用薄层沥青表处技术在不显著增加建设资金的同时又能提高农村公路路面质量。有采用由沥青和细料按层铺法施工形成的厚度不超过3cm 的薄层沥青表处路面，通过在路基上分层摊铺、洒布集料和结合料然后碾压成型的路面施工方法，可用于要求较高的库区农村公路的改建。还有通过碎石封层的单粒径级配进行表处［14］，然后逐级填充、嵌挤形成密实结构，能克服普通表处路面易泛油及推挤拥包的缺点，对于小交通量的农村公路非常适宜。乳化沥青、再生沥青混合料技术高等级公路的沥青路面使用一定年限后通常需要进行铣刨翻修，将产生较大量的铣刨料。这些铣刨废料不能再生用于高等级公路的面层，但库区农村公路交通量小，对路面技术性能要求相对较低，铣刨废料经再生后用于农村公路可提高路面质量。在铣刨废料中加入一定比例的集料、乳化沥青和水泥以及再生剂后的再生料［15］，由于使用乳化沥青可采用常温施工，再生料强度和路用技术性能接近热拌基质沥青混合料，但路面造价可降低30％以上。

三峡库区农村公路建设的生态环境保护展望

（1）应与库区农村经济状况和公路特点结合三峡库区农村公路交通量分布不均匀，经济欠发达地区、等级低的农村公路交通量小，特别是载重较大的客货车量小。这个特点决定了低等级公路即可满通的要求，同时库区农村公路建设资金非常有限，因此低成本和生态修筑技术在库区农村公路建设中具有非常广阔的前景。库区农村公路建设在采用生态环境技术时还应考虑农村公路施工条件以及修建人员的技术水平，同时选择相应养护要求不高的技术。此外，库区不同地区经济状况、地形条件以及原材料来源情况差异较大，实际应用应因地制宜选择合适技术。（2）充分利用固体废弃物如果采用工业固体废弃物代替硅酸盐水泥建设100km（宽5m）农村公路可消纳固体废弃物3万吨，可节约固体废弃物占用土地3亩和直接排放费用100万元。如果采用建筑垃圾和尾矿等替代混凝土集料，则每100km 农村公路消纳的固体废弃物可超过10万吨。库区目前有大量工业固体废弃物堆放而未得到利用，我国基本建设高峰期过后，工业固体废弃物在其他领域利用量将会逐渐降低，因此将固体废弃物用于农村公路建设将成为库区生态环境保护的一个重要途径。（3）政策引导与扶持2011年5月18日，国务院常委会议审议通过《三峡后续工作规划》，将提供1238亿元专项资金用于后三峡工程建设［3］，中央政府对后三峡工程建设已从资金上进行倾斜。从政策层面促进库区的经济建设与环境保护已有非常好的建议［15－17］，这些建议对于促进三峡库区农村公路建设中的生态环境保护有很好的参考价值。政府不仅应提供一定资金引导库区农村公路建设，推广生态环保修筑技术，还应通过财政、税收手段鼓励农村公路消纳固体废弃物，对于库区未被利用的固体废弃物，可由政府公路管理部门统一管理使用权和分配权，对由于农村公路使用固体废弃物而减少排放单位的场地和处置费用，应由政府部门进行核算，返还给农村公路建设单位，再用于农村公路建设，以促进库区交通、经济和社会发展。