国省道路面改造工程设计方法

李开勋

烟台市公路事业发展中心 山东 烟台 264000

国省道，作为我国交通运输系统的重要组成部分。现阶段，因部分国省道建设使用时间较长，出现了裂缝、车辙等诸多病害问题，在一定程度上降低了所处道路运行使用安全性。为改善这一现状，路面改造工程的设计，应结合改造路段实际情况，对设计单元、养护决策模型以及面层结构组合形式进行确定。这是推动国省道路交通系统涉及地区经济发展的关键，需将现有科技成果充分运用起来，以满足建设需求。

1 研究国省道路面改造工程设计的现实意义

科技水平的不断提升，使得各地经济发展对公路网络建设的安全性与耐久性需求越来越大。现有国省道路面工程建设使用存在诸多老旧问题，需加大改造工程的设计控制力度，来优化道路交通系统。然而，当前国省道路面改造工程的设计存在未遵循因地制宜设计、分段设计以及统设计筹原则问题，这就降低了工程建设的安全性与可持续性。为此，相关建设者应从问题局限入手，对国省道路面改造工程的建设现状进行分析，以明确优化控制工作的开展方向。这是提升国省道涉及地区现代化经济建设水平的重要课题，相关建设者应将其充分重视起来，通过不断优化设计控制效果来推动道路交通系统的健康稳定发展。

2 国省道路面改造工程的设计现状

现阶段，国省道路面改造工程，作为创建品质工程的重要环节。需将公路勘察设计质量与绿色公路设计理念引入，作为工作开展重点。换句话说，就是将现有旧路资源充分利用起来，通过节约投资、重视环保等措施，来提高工程设计使用的可持续性。然而，在设计实践过程中，工程建设者并未遵循因地制宜原则，这就导致旧路材料等资源无法得到循环利用。就地取材工作开展达不到预期。从设计方案角度来看，缺乏科学合理性，且没有保证改造工程建设的经济环保效果。此外，方案设计过程，应没有按照分段设计方式要求进行，降低了决策合理性。从国省道路面改造工程的整体角度来看，也没有全面统筹交通荷载与所处的地质、排水以及结构厚度情况进行分析，使得改造方案运用缺乏适用性[1]。

改造工程设计人员，还要做好养护工作，以保证工程建设使用的耐久性。然而，设计人员并未充分结合旧路实际情况确定养护方案，这就导致养护措施无法发挥作用。此情况下，国省道路面改造工程的建设效果无法保证，降低了所处道路交通系统运行控制的稳定性。故，工程建设者应从设计内容入手，对方案进行优化控制，以提升国省道路面改造工程的设计建设水平。

3 关于优化国省道路面改造工程的设计策略

3.1 做好旧路调查与评价工作

一方面，对拟建国省道路面改造工程路段的交通量、路面技术状况、结构、排水以及建设养护历史等数据资料进行收集；另一方面，为改造路段做出系统整体的分析评价结果。

3.2 诊断选择路面病害与养护对策

根据国省道旧路调查与评价结果，对各个设计单元进行划分。同时，还要对不同设计单元负责处理的病害类型进行确定。此后，就可按照改造工程所处的交通环境特点与周边建设条件来确定病害产生原因，进而为后续的设计方案确定提供必要的参考。

3.3 设计方案优化策略

目前，路面改造工程因处理深度差异，被划分为两种类型，即功能性修复与结构性修复。前者，主要针对一般性损坏与功能衰减的路面结构，通过定期维修来恢复到路面原有技术状况。实际路面改造工程中，多用于表面层处理、修复，或是单层加铺罩面，来达到功能性修复目标。后者主要针对整体或是局部存在严重破损、功能丧失的沥青路面结构路段。实际处理多用于路面整体面层修复、基层处理以及两层以上加铺处理[2]。

3.3.1 设计目标确定

以国省道沥青路面养护改造工程设计为例，设计人员结合现有路况确定了设计年限。其中结构性修复的设计年限，如表1所示。

表1 结构性修复设计年限

除了表中所示的年限，如有特殊要求，可进行适当调整。在实际设计确定过程中，应综合工程所处的交通状况、养护目标以及路面使用性能等因素，来进行路面结构参数的计算与验算工作。此过程，对于仅养护处理沥青面层，可选用规范要求的下限值；如养护处理对象为面层与基层，则可选用规范要求的上限值[3]。

而功能性修复，预期使用年限可从表2中进行参考。

表2 功能性修复预期使用年限

对于存在特殊要求的情况，应进行合理调控。但国省道路面改造工程的预计使用年限要与养护工作开展目标一致。如，在进行结构组合设计时，应选用能够满足使用年限性能要求的材料。

3.3.2 设计单元确定

设计单元是指，实施养护设计与工程的最小路段单元。对于项目路段评价分析与方案设计，应根据设计单元来进行。如，设计单元长度要达到养护施工最小长度要求。同时，为后续养护管理工作提供便利。即将长度控制在1000m以内[4]。而特殊路段，如桥面加铺段或是过村镇路面，会存在标高受限问题。设计单元长度，应按照实际国省道路面情况来确定。

3.3.3 构建养护决策模型

将判断国省道路面结构强度的主要参数指标，确定为路面结构强度指数：PSSI。综合考量路面工程所处的路况条件，以将旧路剩余结构强度充分利用起来。此过程，需把PSSI标准值设置为70。当PSSI＜70，旧路面结构强度不够；＞70，则代表旧路面结构强度足够，能够满足路面使用性能要求。在此基础上，就可对路面破损PCI与路面行驶质量RQI参数指标进行综合分析，以确定路面养护类型。

首先，以一般养护路段为例，路面改造工程设计人员应按照路面结构强度指数、路面行驶质量指数以及路面损坏状况等指标，来对路况进行一个全面且综合性的分析。此外，还要结合路面病害类型，来确定最终的路面养护策略。

其次，车辙专项改造处理路段，应按照车辙病害成因分析结果与车辙深度来确定养护策略。

再次，标高受限处理路段，应按照各路段的位置标高限制要求来确定养护措施，以避免大开挖设备或是旧路材料的浪费问题出现。对于下挖路段，要对原路的使用情况资料进行充分调研，以达到尽可能保留旧路底基层目标。

最后，特殊路段，如桥面铺装、高填方路段、隧道路面以及不良地基等路段，应按照发生病害的特点与所处环境条件，采用勘察手段来强化专项改造设计效果[5]。

3.3.4 面层结构厚度

路面面层结构厚度的设计，应根据相关公路技术标准、交通组织情况来进行综合考量。此外，还要按照路面结构力学计算结果，来提高面层结构厚度设计确定的科学合理性。

3.3.5 面层材料类型推荐

某国省道重载交通为主，即交通量组成中，大客车与大型货车的占比较大。结合以往设计经验，应将重交通荷载等级及以上交通等级路段面层材料，选用改性沥青混合料。

3.3.6 结构组合推荐

由于国省道路面改造工程的结构组成设计，要综合多方面因素，因此，可根据旧路交通情况、改造工程建设目标以及旧路路面标高等因素来提高结构组合的适用性。目前，可供选择的类型有两种，即功能性修复与结构性修复。功能性修复结构是指，采用直接加铺罩面或是表面层铣刨重铺方式进行作业。结构性修复结构，则较为复杂，即要按照旧路结构损坏情况，对各项设计环节进行细化调整。如，裂缝与松散等结构病害，发育至某一部位，就要修复至某一部位。具体病害发育情况，可采用钻芯取样法进行掌握。

3.3.7 利用再生材料要求

从原则上看，国省道路面改造工程设计人员应将旧路结构剩余强度资源利用起来，即在明确路面旧料，面层材料与基层材料的情况下进行设置。此外，设计文件中应就旧料回收地点与使用位置进行明确。如各项目路段没有利用的路面废旧材料，应通过集中回收方式来提高利用的统一性。再生材料的使用，应尽可能使其作用于原结构层位。此过程，在对旧路材料进行再利用处理时，应控制好原路面是否具备工艺技术条件。换句话说，就是旧料来源，是否能够以可靠性状态服务于旧路改造工程。

4 结束语

综上所述，国省道路面改造工程的设计工作开展，需与旧路病害、周边环境以及交通量类型等因素充分结合起来。事实证明，只有如此，才能有效保证设计方案确定的科学合理性。科研人员应将上述分析内容与科研结果利用起来，以缓解国省道路面改造工程的建设压力。