國道G338石太高速至平山縣段路面改造提升技術方案研究

樊宇朔

摘要 國道G338石太高速至平山縣段通車已久，隨著交通量的增長，路面出現坑槽、沉陷、松散、龜裂等病害。文章在調查公路建養歷史、路面病害類型及發展情況的基礎上，結合路面檢測評價結果，遵循“分段設計、分類處理”的養護設計要求，將全線分為8個養護設計單元，提出相適應的修復性養護、預防性養護路面提升方案。

關鍵詞 國道G338；路面改造；修復性養護；預防性養護

中圖分類號 U416.217文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0135-03

0 引言

國道G338石家莊段是聯通石家莊市中西部區域東西向貫通的干線公路，因通車運行多年，加之交通量較大，出現坑槽、沉陷、松散、龜裂等病害，為改善行車質量，需對路面進行改造提升。該路段建養歷史復雜，路面結構、斷面類型不盡相同，且路面改造提升段落里程相對較長，涉及野外段及城鎮段。因此路面改造提升方案需綜合考慮各因素，提出合理養護單元劃分，進而針對性地提出路面改造方案。

1 工程概況

1.1 道路建養歷史

路面改造提升工程起點位于石太高速跨線橋（K344+747），改造終點為平山縣城（K376+117），涉及石家莊市新華區、鹿泉區和平山縣3個區（縣）。

K344+747～K369+177上行方向自2003年建成通車后未進行過改建或大中修。K344+747～K370+729段下行方向因埋設熱力管線，于2018年將原水泥混凝土路面改建為瀝青混凝土路面，同時K369+177～K370+729上行方向，舊路拉毛后加鋪4 cm瀝青罩面。K370+729～K376+117段自2001年建設通車后至今，除平山縣城區段近年進行過中修外，其余路段未進行過改建或大中修。

1.2 道路技術狀況

因各路段建設時間及建設方案的差異，各路段斷面類型和路面結構區別較大。該次路面改造提升路段均為一級公路，設計速度為80 km/h。部分路段因通過城區村鎮，限速60 km/h。路面改造段公路斷面型式及路面類型見表1。

2 病害原因診斷與養護對策分析

2.1 病害原因診斷

該次改造提升路段包含水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面結構。通常根據路面病害形成的原因、表觀形態、對路面使用性能的影響等，將水泥混凝土路面病害分為斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類等；將瀝青路面病害分為裂縫類（橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫）、車轍、松散和坑槽等。

該路段通車時間長，交通量大，路段范圍內包含西柏坡電廠、石家莊北繞城高速互通、京昆高速互通等重要交通節點，部分路段重車比重較大，導致路面出現裂縫病害，加之排水不暢，水從面層裂縫進入基層，導致基層強度降低，在水力耦合作用下加劇了路面破壞。城區路段因無重型車輛，且養護到位，現場調查病害較少、較輕，舊路結構完整，僅面層出現輕微病害。

現場路面狀況調查表明，部分路段路況較差，存在不同程度的路面病害，水泥路面出現塊裂、破碎板、坑槽，瀝青路面段出現坑槽、車轍、網裂等病害。現場路面病害見圖1～4。

在路面病害現場調查的基礎上對改造提升路段路面破損、平整度、車轍、跳車、磨耗、彎沉等指標進行檢測[1]，對檢測數據進行統計分析，為養護的方式選擇提供支撐。

2.2 養護對策分析

在進行養護對策選擇時，具體養護措施則應根據病害診斷與養護分析結果選擇。基于現行《公路養護技術規范》（JTGH10—2009）及《公路瀝青路面養護設計規范》（JTG5421—2018）相關劃分方法要求，將路面養護方法分為修復性養護和預防性養護。

修復性養護是指路面出現較為嚴重破壞后，再進行相應的養護。修復養護是一種被動的養護措施，包括功能性修復和結構性修復，前者針對路面基層及中下面層保持完好、表面層病害相對較輕，且整體結構強度滿足要求的情況，充分利用現有結構，以達節約投資的目的。后者針對路面整體結構強度不足，且面層發生較嚴重病害的情況，考慮進行徹底的結構性補強設計。

預防性養護指在路面出現損壞之前積極采取措施，保證路面良好使用性能的養護方式。國外的研究表明對公路進行預防性養護可以有效延長道路使用壽命，降低公路全壽命周期養護成本。國內《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）也已增添和補充了預防性養護的相關內容，且近年交通運輸部關于發布《公路瀝青路面預防養護技術規范》（JTG/T 5142-01—2021）進一步推動了預防性養護理念。對公路進行預防性養護可有效地延長道路使用壽命，降低全壽命周期養護成本[2]。

路面改造提升應根據路面檢測數據，結合路面病害特征及發展程度，采用合理的養護對策[3]。

3 路面改造提升方案

3.1 路面養護單元劃分

養護單元由路面狀況相似且空間連續的評價單元合并而成。該次路面改造方案考慮建養歷史、交通狀況、路面結構及路況調查數據等因素，進行養護單元劃分。每個養護單元路況條件都具備一定的代表性，便于養護設計及施工操作[4]。養護單元劃分見表2。

第一、二養護單元為起點至京昆高速互通段上下行。第三、四養護單位為京昆高速互通至鹿泉區北鮑莊村段上下行。第五、六養護單元為鹿泉區北鮑莊村至西柏坡電廠段上下行。第六養護單元為西柏坡電廠至平山縣城區入口段。第七養護單元為平山縣中心城區段。第一至第四養護單元路基寬度范圍為23～24.5 m，第五至第八養護單元路基寬度范圍為14.7～20 m。

3.2 路面養護方案

3.2.1 第一養護單元

第一養護單元：K344+747～K358+919上行方向。現狀路面結構為24 cm水泥混凝土+15 cm水泥穩定碎石+15 cm12%的石灰土。路面病害類型集中為斷裂板、坑洞、角隅斷裂。路面檢測數據PQI平均為78.74，PCI平均為75.95。針對基層出現破損的部分進行挖補，采用水泥穩定碎石回填。考慮對應下行方向標高控制，采用將原24 cm水泥混凝土路面碎石化，并銑刨8 cm后，其上加鋪乳化瀝青下封層（3.0 kg/m2）+8 cm粗粒式瀝青混凝土下面層（AC-25C）+SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土上面層（AC-13C）的方案。

3.2.2 第二養護單元

第二養護單元：K344+747～K358+919下行方向。現狀路面結構為5 cm細粒式瀝青混凝土+7 cm中粒式瀝青混凝土+三層18 cm水泥穩定碎石。該路段路面病害較少，病害主要為輕微車轍及裂縫。路面檢測PQI平均為84.39，PCI均值為82.53。針對局部破損面層進行挖補處理，挖補一層采用AC-13C瀝青混凝土回填，同時挖補兩層時采用AC-25C瀝青混凝土回填。將舊路上面層拉毛后加鋪SBS瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土上面層（AC-13C）。

3.2.3 第三養護單元

第三養護單元：K358+919～K367+762上行方向。該路段為野外段，現狀路面結構為24 cm水泥混凝土+15 cm水泥穩定碎石+15 cm12%的石灰土。路面病害嚴重，病害為斷裂板、坑洞。路面檢測PCI均值為78.72，PCI均值為77.01。將該路段水泥面板碎石化處理后，加鋪乳化瀝青下封層（3.5 kg/m2）+8 cm粗粒式瀝青混凝土下面層（AC-25C）+SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土上面層（AC-13C）。

3.2.4 第四養護單元

第四養護單元：K358+919～K367+762下行方向。該路段為野外段，為重車行駛路段。現狀路面結構為5 cm中粒式瀝青混凝土+7 cm粗粒式瀝青混凝土+三層18 cm水泥穩定碎石。病害主要為坑槽、龜裂和車轍。路面檢測PQI平均為81.35，PCI均值為81.07。對舊瀝青面層進行廠拌泡沫瀝青再生后其上加鋪下封層（MS-3）+8 cm改性粗粒式瀝青混凝土下面層（AC-25C）+SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式改性瀝青混凝土上面層（AC-13C）。

3.2.5 第五養護單元

第五養護單元：K367+762～K370+729上行方向。其中K367+762～K369+177段路面結構為24 cm水泥混凝土+15 cm水泥穩定碎石+15 cm12%的石灰土；K369+177～ K370+729段路面結構為4 cm細粒式瀝青混凝土+應力吸收層+20 cm水泥混凝土+15 cm水泥穩定碎石+15 cm12%的石灰土。該路段經過村鎮，非重車路段，水泥路面病害為破碎板和沉陷，瀝青罩面路段出現輕微裂縫。路面檢測PQI均值為82.15，PCI均值為80.86。該路段挖除24 cm舊路面，加鋪16 cm水泥穩定碎石+透層（AL（M）-2）+下封層（MS-3）+8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）+SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C）。

3.2.6 第六養護單元

第六養護單元：K367+762～K370+729下行方向。現狀路面結構為5 cm中粒式瀝青混凝土+7 cm粗粒式瀝青混凝土+三層18 cm水泥穩定碎石。病害主要為坑槽、車轍及裂縫，病害分布較為集中。路面檢測PQI均值為83.88，PCI均值82.86。對于重車較多的路段，舊路拉毛后鋪筑SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）；重車比例相對較小路段，拉毛舊路后鋪筑SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C）。

3.2.7 第七養護單元

第七養護單元：K370+729～K371+984全幅。該路段為平山縣城區入口段，現狀路面結構為24 cm水泥混凝土+15 cm水泥穩定碎石+15 cm12%的石灰土。病害主要為斷裂板和裂縫。路面檢測PQI均值為80.33，PCI均值為79.69。該段落挖除24 cm水泥凝土面層后，加鋪16 cm水穩碎石+透層（AL（M）-2）+下封層（MS-3）+6 cm中粒式瀝青混凝土（AC-16C）+SBS改性瀝青防水層+4 cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C）。

3.2.8 第八養護單元

第八養護單元：K371+984～K376+117全幅。該路段為平山縣中心城區段，現狀路面結構為4 cm細粒式瀝青混凝土+5 cm中粒式瀝青混凝土+15 cm水泥穩定碎石+36 cm12%石灰土。該路段路面病害較少，僅有輕微裂縫。路面檢測PQI均值為90.67，PCI均值為90.12。該段落采用預防性養護措施，為避免抬高路面標高，影響城區段路面排水，采用舊路拉毛處理加鋪2.5 cm超薄罩面（SMC）方案[5]。

4 結語

總之，在對路面病害調查的基礎上，該文結合路面檢測數據，對路面改造提升技術方案進行了研究。改造方案一方面主要考慮路面標高的控制，保持上下行路面標高一致及不顯著抬高村鎮城區段路面標高；另一方面考慮交通組成情況，針對重型車輛占比高的路段對瀝青面層進行改性處理以保證路面承載力。該文針對路面病害，提出適應的路面改造方案，可顯著改善路面性能，且節約資金，保證方案的經濟合理性，供同類工程參考。

參考文獻

[1]中華人民共和國交通運輸部. 公路瀝青路面養護設計規范： TG 5421—2018[S]. 北京：人民交通出版社， 2018.

[2]中華人民共和國交通運輸部. 公路瀝青路面養護技術規范： JTG 5142—2019[S]. 北京：人民交通出版社， 2019.

[3]中華人民共和國交通運輸部. 公路技術狀況評定標準： JTG 5210—2018[S]. 北京：人民交通出版社， 2018.

[4]中華人民共和國交通運輸部. 公路養護技術規范： JTGH10—2009[S]. 北京：人民交通出版社， 2009.

[5]張鑫. 淺析公路瀝青路面養護施工技術[J]. 江西建材， 2021（4）： 153-155.

[6]許雙助. 公路瀝青路面養護對策與養護材料研究[J]. 大眾標準化， 2022（13）： 138-140.