国道G338石太高速至平山县段路面改造提升技术方案研究

樊宇朔

摘要 国道G338石太高速至平山县段通车已久，随着交通量的增长，路面出现坑槽、沉陷、松散、龟裂等病害。文章在调查公路建养历史、路面病害类型及发展情况的基础上，结合路面检测评价结果，遵循“分段设计、分类处理”的养护设计要求，将全线分为8个养护设计单元，提出相适应的修复性养护、预防性养护路面提升方案。

关键词 国道G338；路面改造；修复性养护；预防性养护

中图分类号 U416.217文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）14-0135-03

0 引言

国道G338石家庄段是联通石家庄市中西部区域东西向贯通的干线公路，因通车运行多年，加之交通量较大，出现坑槽、沉陷、松散、龟裂等病害，为改善行车质量，需对路面进行改造提升。该路段建养历史复杂，路面结构、断面类型不尽相同，且路面改造提升段落里程相对较长，涉及野外段及城鎮段。因此路面改造提升方案需综合考虑各因素，提出合理养护单元划分，进而针对性地提出路面改造方案。

1 工程概况

1.1 道路建养历史

路面改造提升工程起点位于石太高速跨线桥（K344+747），改造终点为平山县城（K376+117），涉及石家庄市新华区、鹿泉区和平山县3个区（县）。

K344+747～K369+177上行方向自2003年建成通车后未进行过改建或大中修。K344+747～K370+729段下行方向因埋设热力管线，于2018年将原水泥混凝土路面改建为沥青混凝土路面，同时K369+177～K370+729上行方向，旧路拉毛后加铺4 cm沥青罩面。K370+729～K376+117段自2001年建设通车后至今，除平山县城区段近年进行过中修外，其余路段未进行过改建或大中修。

1.2 道路技术状况

因各路段建设时间及建设方案的差异，各路段断面类型和路面结构区别较大。该次路面改造提升路段均为一级公路，设计速度为80 km/h。部分路段因通过城区村镇，限速60 km/h。路面改造段公路断面型式及路面类型见表1。

2 病害原因诊断与养护对策分析

2.1 病害原因诊断

该次改造提升路段包含水泥混凝土路面与沥青混凝土路面结构。通常根据路面病害形成的原因、表观形态、对路面使用性能的影响等，将水泥混凝土路面病害分为断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类等；将沥青路面病害分为裂缝类（横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝）、车辙、松散和坑槽等。

该路段通车时间长，交通量大，路段范围内包含西柏坡电厂、石家庄北绕城高速互通、京昆高速互通等重要交通节点，部分路段重车比重较大，导致路面出现裂缝病害，加之排水不畅，水从面层裂缝进入基层，导致基层强度降低，在水力耦合作用下加剧了路面破坏。城区路段因无重型车辆，且养护到位，现场调查病害较少、较轻，旧路结构完整，仅面层出现轻微病害。

现场路面状况调查表明，部分路段路况较差，存在不同程度的路面病害，水泥路面出现块裂、破碎板、坑槽，沥青路面段出现坑槽、车辙、网裂等病害。现场路面病害见图1～4。

在路面病害现场调查的基础上对改造提升路段路面破损、平整度、车辙、跳车、磨耗、弯沉等指标进行检测[1]，对检测数据进行统计分析，为养护的方式选择提供支撑。

2.2 养护对策分析

在进行养护对策选择时，具体养护措施则应根据病害诊断与养护分析结果选择。基于现行《公路养护技术规范》（JTGH10—2009）及《公路沥青路面养护设计规范》（JTG5421—2018）相关划分方法要求，将路面养护方法分为修复性养护和预防性养护。

修复性养护是指路面出现较为严重破坏后，再进行相应的养护。修复养护是一种被动的养护措施，包括功能性修复和结构性修复，前者针对路面基层及中下面层保持完好、表面层病害相对较轻，且整体结构强度满足要求的情况，充分利用现有结构，以达节约投资的目的。后者针对路面整体结构强度不足，且面层发生较严重病害的情况，考虑进行彻底的结构性补强设计。

预防性养护指在路面出现损坏之前积极采取措施，保证路面良好使用性能的养护方式。国外的研究表明对公路进行预防性养护可以有效延长道路使用寿命，降低公路全寿命周期养护成本。国内《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142—2019）也已增添和补充了预防性养护的相关内容，且近年交通运输部关于发布《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T 5142-01—2021）进一步推动了预防性养护理念。对公路进行预防性养护可有效地延长道路使用寿命，降低全寿命周期养护成本[2]。

路面改造提升应根据路面检测数据，结合路面病害特征及发展程度，采用合理的养护对策[3]。

3 路面改造提升方案

3.1 路面养护单元划分

养护单元由路面状况相似且空间连续的评价单元合并而成。该次路面改造方案考虑建养历史、交通状况、路面结构及路况调查数据等因素，进行养护单元划分。每个养护单元路况条件都具备一定的代表性，便于养护设计及施工操作[4]。养护单元划分见表2。

第一、二养护单元为起点至京昆高速互通段上下行。第三、四养护单位为京昆高速互通至鹿泉区北鲍庄村段上下行。第五、六养护单元为鹿泉区北鲍庄村至西柏坡电厂段上下行。第六养护单元为西柏坡电厂至平山县城区入口段。第七养护单元为平山县中心城区段。第一至第四养护单元路基宽度范围为23～24.5 m，第五至第八养护单元路基宽度范围为14.7～20 m。

3.2 路面养护方案

3.2.1 第一养护单元

第一养护单元：K344+747～K358+919上行方向。现状路面结构为24 cm水泥混凝土+15 cm水泥稳定碎石+15 cm12%的石灰土。路面病害类型集中为断裂板、坑洞、角隅断裂。路面检测数据PQI平均为78.74，PCI平均为75.95。针对基层出现破损的部分进行挖补，采用水泥稳定碎石回填。考虑对应下行方向标高控制，采用将原24 cm水泥混凝土路面碎石化，并铣刨8 cm后，其上加铺乳化沥青下封层（3.0 kg/m2）+8 cm粗粒式沥青混凝土下面层（AC-25C）+SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土上面层（AC-13C）的方案。

3.2.2 第二养护单元

第二养护单元：K344+747～K358+919下行方向。现状路面结构为5 cm细粒式沥青混凝土+7 cm中粒式沥青混凝土+三层18 cm水泥稳定碎石。该路段路面病害较少，病害主要为轻微车辙及裂缝。路面检测PQI平均为84.39，PCI均值为82.53。针对局部破损面层进行挖补处理，挖补一层采用AC-13C沥青混凝土回填，同时挖补两层时采用AC-25C沥青混凝土回填。将旧路上面层拉毛后加铺SBS沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土上面层（AC-13C）。

3.2.3 第三养护单元

第三养护单元：K358+919～K367+762上行方向。该路段为野外段，现状路面结构为24 cm水泥混凝土+15 cm水泥稳定碎石+15 cm12%的石灰土。路面病害严重，病害为断裂板、坑洞。路面检测PCI均值为78.72，PCI均值为77.01。将该路段水泥面板碎石化处理后，加铺乳化沥青下封层（3.5 kg/m2）+8 cm粗粒式沥青混凝土下面层（AC-25C）+SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土上面层（AC-13C）。

3.2.4 第四养护单元

第四养护单元：K358+919～K367+762下行方向。该路段为野外段，为重车行驶路段。现状路面结构为5 cm中粒式沥青混凝土+7 cm粗粒式沥青混凝土+三层18 cm水泥稳定碎石。病害主要为坑槽、龟裂和车辙。路面检测PQI平均为81.35，PCI均值为81.07。对旧沥青面层进行厂拌泡沫沥青再生后其上加铺下封层（MS-3）+8 cm改性粗粒式沥青混凝土下面层（AC-25C）+SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式改性沥青混凝土上面层（AC-13C）。

3.2.5 第五养护单元

第五养护单元：K367+762～K370+729上行方向。其中K367+762～K369+177段路面结构为24 cm水泥混凝土+15 cm水泥稳定碎石+15 cm12%的石灰土；K369+177～ K370+729段路面结构为4 cm细粒式沥青混凝土+应力吸收层+20 cm水泥混凝土+15 cm水泥稳定碎石+15 cm12%的石灰土。该路段经过村镇，非重车路段，水泥路面病害为破碎板和沉陷，沥青罩面路段出现轻微裂缝。路面检测PQI均值为82.15，PCI均值为80.86。该路段挖除24 cm旧路面，加铺16 cm水泥稳定碎石+透层（AL（M）-2）+下封层（MS-3）+8 cm粗粒式沥青混凝土（AC-25C）+SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13C）。

3.2.6 第六养护单元

第六养护单元：K367+762～K370+729下行方向。现状路面结构为5 cm中粒式沥青混凝土+7 cm粗粒式沥青混凝土+三层18 cm水泥稳定碎石。病害主要为坑槽、车辙及裂缝，病害分布较为集中。路面检测PQI均值为83.88，PCI均值82.86。对于重车较多的路段，旧路拉毛后铺筑SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）；重车比例相对较小路段，拉毛旧路后铺筑SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13C）。

3.2.7 第七养护单元

第七养护单元：K370+729～K371+984全幅。该路段为平山县城区入口段，现状路面结构为24 cm水泥混凝土+15 cm水泥稳定碎石+15 cm12%的石灰土。病害主要为断裂板和裂缝。路面检测PQI均值为80.33，PCI均值为79.69。该段落挖除24 cm水泥凝土面层后，加铺16 cm水稳碎石+透层（AL（M）-2）+下封层（MS-3）+6 cm中粒式沥青混凝土（AC-16C）+SBS改性沥青防水层+4 cm细粒式沥青混凝土（AC-13C）。

3.2.8 第八养护单元

第八养护单元：K371+984～K376+117全幅。该路段为平山县中心城区段，现状路面结构为4 cm细粒式沥青混凝土+5 cm中粒式沥青混凝土+15 cm水泥稳定碎石+36 cm12%石灰土。该路段路面病害较少，仅有轻微裂缝。路面检测PQI均值为90.67，PCI均值为90.12。该段落采用预防性养护措施，为避免抬高路面标高，影响城区段路面排水，采用旧路拉毛处理加铺2.5 cm超薄罩面（SMC）方案[5]。

4 结语

总之，在对路面病害调查的基础上，该文结合路面检测数据，对路面改造提升技术方案进行了研究。改造方案一方面主要考虑路面标高的控制，保持上下行路面标高一致及不显著抬高村镇城区段路面标高；另一方面考虑交通组成情况，针对重型车辆占比高的路段对沥青面层进行改性处理以保证路面承载力。该文针对路面病害，提出适应的路面改造方案，可显著改善路面性能，且节约资金，保证方案的经济合理性，供同类工程参考。

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部. 公路沥青路面养护设计规范： TG 5421—2018[S]. 北京：人民交通出版社， 2018.

[2]中华人民共和国交通运输部. 公路沥青路面养护技术规范： JTG 5142—2019[S]. 北京：人民交通出版社， 2019.

[3]中华人民共和国交通运输部. 公路技术状况评定标准： JTG 5210—2018[S]. 北京：人民交通出版社， 2018.

[4]中华人民共和国交通运输部. 公路养护技术规范： JTGH10—2009[S]. 北京：人民交通出版社， 2009.

[5]张鑫. 浅析公路沥青路面养护施工技术[J]. 江西建材， 2021（4）： 153-155.

[6]许双助. 公路沥青路面养护对策与养護材料研究[J]. 大众标准化， 2022（13）： 138-140.