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    乡村道路低成本高性能施工设计研究

    作者:中交中南工程局有限公司 胡琛 张兆富    2026-05-27    

    摘  要:乡村道路作为乡村振兴战略实施的关键基础设施,其建设通常面临成本控制与性能保证的双重挑战。本文针对乡村道路低成本高性能施工设计展开研究,结合乡村道路交通负荷与地域环境特点,通过实地调研明确了现有建设中的核心制约因素,并构建了以就地取材和再生材料为主的低成本高性能材料体系。在此基础上,从路基填料优选、路面结构适配、附属设施协同等维度,提出针对性施工设计方案。研究表明,该设计方案可有效平衡建设成本与道路性能,降低后期养护投入,为乡村道路建设提供兼具经济性与实用性的技术参考,对推动乡村基础设施提质增效具有重要意义。

    关键词:乡村道路;低成本高性能;施工设计;就地取材;再生骨料;路基施工;路面结构

    一、引言

    乡村道路作为乡村基础设施的核心组成部分,是衔接城乡要素流动、保障乡村产业发展、推进乡村振兴战略实施的关键支撑。近年来,乡村道路建设需求持续增长,但在实际建设过程中,普遍面临着建设资金有限与道路性能保障的双重压力,传统施工方案要么过度追求性能导致成本高企,难以实现经济性与实用性的平衡。基于此,本文聚焦乡村道路低成本高性能施工设计展开研究,结合乡村道路使用特性与地域环境,探索适配的材料体系与施工技术方案。研究成果可为乡村道路建设提供科学指导,助力摆脱建设困境,推动乡村基础设施提质增效,具有重要的现实意义与应用价值。

    二、乡村道路低成本高性能施工设计

    理论基础

    (一)乡村道路使用特性与设计要求

    乡村道路作为乡村地区交通网络的核心组成部分,其使用特性直接影响施工设计的方向与重点,而科学合理的设计要求则是实现低成本与高性能平衡的关键前提。相较于城市道路,乡村道路交通荷载呈现出显著的小型化、分散化特征,以小型农用机械、轻型载货汽车及非机动车为主,荷载作用频率与集中程度相对较低,但存在荷载随机性较强的特点。同时,乡村地域环境差异显著,部分区域面临雨季积水、冻土冻融、山体滑坡等自然条件影响,道路结构易受侵蚀、变形,对施工材料的适应性与耐久性提出特殊要求。

    基于上述使用特性,乡村道路低成本高性能施工设计需遵循三大核心要求。其一,适应性要求,设计需充分契合乡村交通荷载与地域环境特征,避免盲目套用城市道路高标准设计导致的成本浪费。其二,经济性要求,在满足使用功能的前提下,优先采用就地取材、简化工艺等方式控制建设成本,兼顾后期养护的便捷性与低成本。其三,高性能要求,重点保障道路结构的承载稳定性、抗水损害能力与使用寿命,避免因性能不足导致频繁返修,反而增加总投入。三者相互关联、缺一不可,共同构成乡村道路施工设计的核心导向。

    (二)低成本材料的性能要求与筛选标准

    低成本材料是乡村道路实现低成本高性能施工设计目标的核心载体,其性能优劣直接决定道路结构的稳定性与使用寿命,而科学的筛选标准则是平衡成本与性能的关键抓手。结合乡村道路的使用特性与地域环境差异,低成本材料需满足多维度性能要求。在力学性能上,须具备足够的承载强度与抗变形能力,以适配乡村小型荷载的随机作用;同时,材料还须具备良好的施工适配性,适配乡村地区简易施工设备与技术水平,降低施工难度。

    基于上述性能要求,低成本材料的筛选应遵循系统性标准。首先,经济性标准应优先选择就地取材的本土材料或工业固废再生材料,以降低材料采购与运输成本;其次,适配性标准应确保材料性能与乡村道路的荷载等级和地域环境相匹配,避免性能过剩或不足;再次,环保性标准应在筛选过程中兼顾生态保护,避免选用对环境有污染的材料;最后,可行性标准应考虑材料的获取便利性和供应稳定性,以保障施工顺利推进。

    (三)施工工艺与性能提升的关联机理

    施工工艺是衔接低成本材料与道路高性能目标的关键纽带,其科学性与适配性直接决定材料性能的发挥效率,二者通过多环节协同作用形成性能提升的内在机理。从关联逻辑来看,合理的施工工艺可通过优化材料界面结合状态强化道路结构稳定性。例如,精准的材料拌合工艺能提升低成本改性材料的均匀性,增强材料间粘结力;适配的压实工艺可降低道路结构孔隙率,提升承载强度与抗水渗透能力。此外,施工工艺的适配性调整还能缓解地域环境对道路性能的负面影响,通过优化摊铺厚度、压实时机等参数,提升道路抗冻融、抗风化等耐久性能。

    三、乡村道路建设现状与低成本高性能施工

    制约因素分析

    (一)乡村道路建设现状实地调研

    乡村道路建设现状实地调研是开展低成本高性能施工设计的前提与基础,其核心目的在于精准掌握当前乡村道路建设的实际情况,为后续识别制约因素、优化施工方案提供现实依据,调研重点围绕现有乡村道路的核心建设指标展开,具体包括道路结构类型的选择与适配性、施工工艺的应用情况与实操水平、道路当前的使用状况与核心缺陷等。通过现场勘查梳理道路结构的关键构成,分析不同施工工艺的应用效果;通过走访当地村民、养护人员等方式,了解道路使用中的实际问题与养护难点[1]。同时,同步调研当地本土材料的分布与可利用情况、施工队伍的技术能力与设备配置等配套条件,为后续低成本材料选型、施工工艺优化提供精准依据。

    (二)低成本高性能施工的核心制约因素

    结合乡村道路建设现状调研结果可知,低成本高性能施工目标的实现受多重因素交织制约,这些因素相互关联、彼此影响,共同构成了施工推进的主要障碍。低成本与高性能的内在平衡需求,使得各类制约因素的影响更为凸显,需精准识别核心症结才能为后续解决方案的制定提供靶向性支撑。 

    材料制约是首要核心因素,乡村地区优质道路建设材料匮乏,同时本土就地材料的改性处理技术不足,导致材料利用率偏低,难以在控制成本的同时保障性能。技术制约紧随其后,乡村施工队伍专业水平有限,先进的低成本施工工艺推广难度大,且缺乏适配的简易施工设备,难以将低成本材料的性能充分发挥。经济制约则体现在建设资金有限,成本管控压力大,难以投入足够资金用于材料改性研发与施工技术升级。此外,乡村地域环境复杂多样,生态保护要求不断提高,进一步增加了施工工艺适配与材料选择的难度,形成了显著的环境制约。这些制约因素相互叠加,严重影响了低成本高性能施工设计方案的落地成效。

    (三)制约因素的优先级排序与解决思路

    对低成本高性能施工的核心制约因素进行优先级排序,是提升解决措施针对性与效率的关键前提。结合乡村道路建设的实际逻辑,需明确各因素的主次关系。其中,材料制约作为影响施工基础的核心症结,优先级最高;技术制约直接决定材料性能转化效率,紧随其后;经济制约为施工推进提供资金保障,优先级位列第三;环境制约作为外部约束条件,优先级相对较低。

    针对上述排序,需构建分层递进的解决思路。针对优先级最高的材料制约,核心思路是强化就地材料改性技术研发与再生材料推广,提升本土材料利用率。对于技术制约,需推广适配乡村的简易化、标准化施工工艺,同步开展施工人员技术培训,降低先进技术推广门槛。面对经济制约,应优化资金配置效率[2]。针对环境制约,需将生态适配理念融入施工设计,通过材料选型、工艺调整实现建设与生态保护的协同。各解决思路相互衔接、协同发力,可逐步破解制约瓶颈,为低成本高性能施工设计的落地奠定基础。

    四、乡村道路低成本高性能施工核心

    技术设计

    (一)低成本高性能材料体系构建与优化

    构建并优化低成本高性能材料体系,是夯实乡村道路施工基础的核心举措,需结合乡村地域资源特征与道路使用需求,形成多层次、多元化的材料体系。材料体系构建重点涵盖三大核心方向:一是就地取材材料的规范化利用,筛选乡村分布广泛的本土材料,通过简易改性技术提升其力学与耐久性能;二是再生材料的资源化应用,推动工业固废、建筑垃圾等再生骨料的合规化处理与道路工程适配;三是新型经济型复合材料的合理选型,优先选用适配乡村施工条件的低成本复合材料。优化路径则聚焦材料配比调试与性能协同提升,通过试验优化不同材料的混合比例,强化材料间的协同作用,同时结合地域环境特征调整材料配方,确保体系兼具低成本优势与抗冻、抗水、承载等高性能属性,最终实现材料体系与乡村道路施工需求的深度契合。

    (二)路基低成本高性能施工设计

    路基作为乡村道路的承载基础,其施工质量直接决定道路整体稳定性与使用寿命。乡村路基施工需充分结合地域地质与水文特征,避免盲目套用高标准施工方案,通过本土化优化实现成本与性能的平衡。

    施工设计重点聚焦三大关键环节:一是填料的低成本优选与改性,优先选用当地分布广泛的本土材料作为路基填料,借助前文提及的简易改性技术提升填料力学性能,减少优质外购填料的使用;二是浅基础的经济型处理,针对乡村道路常见的软弱地基,采用简化的换填、夯实等技术方案,规避复杂高成本的深层处理工艺;三是排水系统的高效简化设计,结合道路走向与地形特征,设计适配性强的简易边沟、盲沟等排水设施,减少路基受水侵蚀风险[3]。同时,通过优化压实工艺参数、适配小型化压实设备,提升压实质量管控效率,确保路基施工既契合乡村低成本建设需求,又能满足道路长期使用的性能要求。

    (三)路面结构低成本高性能设计与施工

    路面结构作为乡村道路直接承受交通荷载与环境作用的核心层位,其设计与施工质量直接影响通行体验与使用寿命,需紧密依托低成本高性能材料体系。乡村道路路面设计需摒弃城市道路高标准照搬模式,结合乡村交通荷载分散、通行量有限的特性,优化路面层级结构,避免过度设计导致的成本浪费。设计环节重点聚焦层级选型与材料适配,优先选用经济型半刚性或柔性基层结构,搭配低成本改性面层材料,形成适配乡村需求的轻量化路面结构体系。施工环节核心在于工艺优化与质量管控,针对低成本材料特性调整摊铺厚度与速度参数,确保材料均匀分布;优化压实工艺,适配乡村地区小型化压实设备,提升路面密实度与承载稳定性[4]。同时,针对乡村地域气候差异,强化路面抗裂、防滑等关键性能的工艺保障,通过简易化的表面处理技术提升路面耐久性。整个施工过程需统筹材料利用效率与工艺便捷性,实现路面结构施工低成本与高性能的协同达成。

    (四)附属设施的低成本协同设计

    附属设施作为乡村道路功能完善的重要组成部分,其设计需秉持“协同适配、功能整合、成本共担”的核心逻辑,实现与主体结构的低成本协同联动。乡村道路附属设施的核心价值在于保障通行安全、提升道路耐久性,无需追求城市道路的高标准配置,需结合乡村通行需求与地域条件简化设计,避免功能冗余导致的成本浪费。协同设计重点聚焦核心附属设施的低成本优化与功能整合[5]。路肩设计优先选用就地取材的本土材料,与路基施工同步推进,既减少单独施工的成本投入,又能增强路基边坡稳定性;边沟设计采用简易规整的断面形式,与道路排水系统协同衔接,提升排水效率的同时降低施工难度。交通标志标线设计遵循“必要够用”原则,选用低成本、易维护的材料,简化标识样式与布设密度,精准匹配乡村交通流量与通行场景。

    五、结语

    本文围绕乡村道路低成本高性能施工设计展开的系列研究,最终形成了以本土材料与再生材料为核心的低成本高性能材料体系,构建了路基、路面、附属设施协同适配的施工设计方案,明确了“材料优化—工艺适配—结构协同”的技术路径。该成果有效破解了乡村道路建设中成本与性能的核心矛盾,为控制建设投入、保障道路耐久性提供了科学支撑。未来可进一步探索新型低成本材料研发与智能化施工技术融合,推动成果的广泛推广应用,持续助力乡村基础设施提质增效,为乡村振兴战略实施筑牢交通基础。

    参考文献

    [1]桂华. 中国农业生产现状及其发展选择[J]. 中国市场,2011(33):18-22. 

    [2]杜鹏,王永梅. 乡村振兴战略背景下农村养老服务体系建设的机遇、挑战及应对[J]. 河北学刊,2019,39(4):172-178. 

    [3]陈昭. 整合兼业与流动性的柔性城镇化模式[D]. 南京:南京大学,2015.

    [4]马雅晴. 乡村居住环境适老化改造实践研究—以济南市土山村为例[D]. 济南: 山东工艺美术学院,2021.

    [5]张国刚. 从红色文化到创新发展—乐亭县阎各庄镇杨家埝村改革发展成效显著[J]. 党史博采(理论版),2019(10):72.


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