國省道路面改造工程設計方法

李開勛

煙臺市公路事業發展中心 山東 煙臺 264000

國省道，作為我國交通運輸系統的重要組成部分。現階段，因部分國省道建設使用時間較長，出現了裂縫、車轍等諸多病害問題，在一定程度上降低了所處道路運行使用安全性。為改善這一現狀，路面改造工程的設計，應結合改造路段實際情況，對設計單元、養護決策模型以及面層結構組合形式進行確定。這是推動國省道路交通系統涉及地區經濟發展的關鍵，需將現有科技成果充分運用起來，以滿足建設需求。

1 研究國省道路面改造工程設計的現實意義

科技水平的不斷提升，使得各地經濟發展對公路網絡建設的安全性與耐久性需求越來越大。現有國省道路面工程建設使用存在諸多老舊問題，需加大改造工程的設計控制力度，來優化道路交通系統。然而，當前國省道路面改造工程的設計存在未遵循因地制宜設計、分段設計以及統設計籌原則問題，這就降低了工程建設的安全性與可持續性。為此，相關建設者應從問題局限入手，對國省道路面改造工程的建設現狀進行分析，以明確優化控制工作的開展方向。這是提升國省道涉及地區現代化經濟建設水平的重要課題，相關建設者應將其充分重視起來，通過不斷優化設計控制效果來推動道路交通系統的健康穩定發展。

2 國省道路面改造工程的設計現狀

現階段，國省道路面改造工程，作為創建品質工程的重要環節。需將公路勘察設計質量與綠色公路設計理念引入，作為工作開展重點。換句話說，就是將現有舊路資源充分利用起來，通過節約投資、重視環保等措施，來提高工程設計使用的可持續性。然而，在設計實踐過程中，工程建設者并未遵循因地制宜原則，這就導致舊路材料等資源無法得到循環利用。就地取材工作開展達不到預期。從設計方案角度來看，缺乏科學合理性，且沒有保證改造工程建設的經濟環保效果。此外，方案設計過程，應沒有按照分段設計方式要求進行，降低了決策合理性。從國省道路面改造工程的整體角度來看，也沒有全面統籌交通荷載與所處的地質、排水以及結構厚度情況進行分析，使得改造方案運用缺乏適用性[1]。

改造工程設計人員，還要做好養護工作，以保證工程建設使用的耐久性。然而，設計人員并未充分結合舊路實際情況確定養護方案，這就導致養護措施無法發揮作用。此情況下，國省道路面改造工程的建設效果無法保證，降低了所處道路交通系統運行控制的穩定性。故，工程建設者應從設計內容入手，對方案進行優化控制，以提升國省道路面改造工程的設計建設水平。

3 關于優化國省道路面改造工程的設計策略

3.1 做好舊路調查與評價工作

一方面，對擬建國省道路面改造工程路段的交通量、路面技術狀況、結構、排水以及建設養護歷史等數據資料進行收集；另一方面，為改造路段做出系統整體的分析評價結果。

3.2 診斷選擇路面病害與養護對策

根據國省道舊路調查與評價結果，對各個設計單元進行劃分。同時，還要對不同設計單元負責處理的病害類型進行確定。此后，就可按照改造工程所處的交通環境特點與周邊建設條件來確定病害產生原因，進而為后續的設計方案確定提供必要的參考。

3.3 設計方案優化策略

目前，路面改造工程因處理深度差異，被劃分為兩種類型，即功能性修復與結構性修復。前者，主要針對一般性損壞與功能衰減的路面結構，通過定期維修來恢復到路面原有技術狀況。實際路面改造工程中，多用于表面層處理、修復，或是單層加鋪罩面，來達到功能性修復目標。后者主要針對整體或是局部存在嚴重破損、功能喪失的瀝青路面結構路段。實際處理多用于路面整體面層修復、基層處理以及兩層以上加鋪處理[2]。

3.3.1 設計目標確定

以國省道瀝青路面養護改造工程設計為例，設計人員結合現有路況確定了設計年限。其中結構性修復的設計年限，如表1所示。

表1 結構性修復設計年限

除了表中所示的年限，如有特殊要求，可進行適當調整。在實際設計確定過程中，應綜合工程所處的交通狀況、養護目標以及路面使用性能等因素，來進行路面結構參數的計算與驗算工作。此過程，對于僅養護處理瀝青面層，可選用規范要求的下限值；如養護處理對象為面層與基層，則可選用規范要求的上限值[3]。

而功能性修復，預期使用年限可從表2中進行參考。

表2 功能性修復預期使用年限

對于存在特殊要求的情況，應進行合理調控。但國省道路面改造工程的預計使用年限要與養護工作開展目標一致。如，在進行結構組合設計時，應選用能夠滿足使用年限性能要求的材料。

3.3.2 設計單元確定

設計單元是指，實施養護設計與工程的最小路段單元。對于項目路段評價分析與方案設計，應根據設計單元來進行。如，設計單元長度要達到養護施工最小長度要求。同時，為后續養護管理工作提供便利。即將長度控制在1000m以內[4]。而特殊路段，如橋面加鋪段或是過村鎮路面，會存在標高受限問題。設計單元長度，應按照實際國省道路面情況來確定。

3.3.3 構建養護決策模型

將判斷國省道路面結構強度的主要參數指標，確定為路面結構強度指數：PSSI。綜合考量路面工程所處的路況條件，以將舊路剩余結構強度充分利用起來。此過程，需把PSSI標準值設置為70。當PSSI＜70，舊路面結構強度不夠；＞70，則代表舊路面結構強度足夠，能夠滿足路面使用性能要求。在此基礎上，就可對路面破損PCI與路面行駛質量RQI參數指標進行綜合分析，以確定路面養護類型。

首先，以一般養護路段為例，路面改造工程設計人員應按照路面結構強度指數、路面行駛質量指數以及路面損壞狀況等指標，來對路況進行一個全面且綜合性的分析。此外，還要結合路面病害類型，來確定最終的路面養護策略。

其次，車轍專項改造處理路段，應按照車轍病害成因分析結果與車轍深度來確定養護策略。

再次，標高受限處理路段，應按照各路段的位置標高限制要求來確定養護措施，以避免大開挖設備或是舊路材料的浪費問題出現。對于下挖路段，要對原路的使用情況資料進行充分調研，以達到盡可能保留舊路底基層目標。

最后，特殊路段，如橋面鋪裝、高填方路段、隧道路面以及不良地基等路段，應按照發生病害的特點與所處環境條件，采用勘察手段來強化專項改造設計效果[5]。

3.3.4 面層結構厚度

路面面層結構厚度的設計，應根據相關公路技術標準、交通組織情況來進行綜合考量。此外，還要按照路面結構力學計算結果，來提高面層結構厚度設計確定的科學合理性。

3.3.5 面層材料類型推薦

某國省道重載交通為主，即交通量組成中，大客車與大型貨車的占比較大。結合以往設計經驗，應將重交通荷載等級及以上交通等級路段面層材料，選用改性瀝青混合料。

3.3.6 結構組合推薦

由于國省道路面改造工程的結構組成設計，要綜合多方面因素，因此，可根據舊路交通情況、改造工程建設目標以及舊路路面標高等因素來提高結構組合的適用性。目前，可供選擇的類型有兩種，即功能性修復與結構性修復。功能性修復結構是指，采用直接加鋪罩面或是表面層銑刨重鋪方式進行作業。結構性修復結構，則較為復雜，即要按照舊路結構損壞情況，對各項設計環節進行細化調整。如，裂縫與松散等結構病害，發育至某一部位，就要修復至某一部位。具體病害發育情況，可采用鉆芯取樣法進行掌握。

3.3.7 利用再生材料要求

從原則上看，國省道路面改造工程設計人員應將舊路結構剩余強度資源利用起來，即在明確路面舊料，面層材料與基層材料的情況下進行設置。此外，設計文件中應就舊料回收地點與使用位置進行明確。如各項目路段沒有利用的路面廢舊材料，應通過集中回收方式來提高利用的統一性。再生材料的使用，應盡可能使其作用于原結構層位。此過程，在對舊路材料進行再利用處理時，應控制好原路面是否具備工藝技術條件。換句話說，就是舊料來源，是否能夠以可靠性狀態服務于舊路改造工程。

4 結束語

綜上所述，國省道路面改造工程的設計工作開展，需與舊路病害、周邊環境以及交通量類型等因素充分結合起來。事實證明，只有如此，才能有效保證設計方案確定的科學合理性。科研人員應將上述分析內容與科研結果利用起來，以緩解國省道路面改造工程的建設壓力。