青兰双河改扩建 路面寿命30年——国内首条长寿命沥青路面高速公路建设进行时

文/图 青岛交通发展集团有限公司 史陈鹏 于连平 刘明攀 高英嵩 李静

青兰高速双河段改扩建工程是青岛市“城市更新和城市建设三年攻坚行动”重点工程，是青岛市环胶州湾综合交通运输系统的重要组成部分，也是胶东国际机场（青岛新机场）集疏运体系的关键环节，建成后将与新机场高速一期、新机场高速连接线、环湾大道实现高效衔接，可有效缓解胶东国际机场与主城区之间的“卡脖子”问题，大大提升青岛周边路网疏解能级，对于促进环湾联动发展等具有重要意义。

安和路互通立交

由青岛交通发展集团有限公司（以下简称“青岛交发集团”）投资建设的G22青岛至兰州高速公路双埠至河套段改扩建工程（以下简称“青兰高速双河段改扩建工程”）主线全长约15.797公里，设计时速100公里，采用双向八车道高速公路标准改扩建，共设置前阳、红岛、安和路3处互通式立交，概算总投资约66.39亿元，建成后将与新机场高速一期、新机场高速连接线、环湾大道实现高效衔接，可有效缓解胶东国际机场与主城区之间的“卡脖子”问题，大大提升青岛周边路网疏解能级，对于促进环湾联动发展等具有重要意义。

作为国家高速公路网青兰高速东端的重要组成路段，青兰高速双埠至河套段改扩建工程是山东省“三横四纵”综合运输通道中“济青通道”的重要组成部分，是青岛市“城市更新和城市建设三年攻坚行动”重点工程，也是环胶州湾综合交通运输系统的重要通道，对于打造胶东国际机场集疏运体系发挥着至关重要的作用。建设过程中，该工程创新采用大宗固废材料循环利用、跨海桥梁混凝土耐久性保障、BIM等新兴技术，设计使用寿命可达30年以上，相较于传统路面结构设计使用寿命延长了一倍，是我国首条全线采用长寿命沥青路面设计理念设计的高速公路。

工程背景

作为山东省与青岛市交通基础设施建设的重点工程，青兰高速双河段改扩建工程备受社会各界关注，从用海预审、项目核准，到完成防洪补救设计、初步设计、环境影响评价、施工图设计等重大要件批复工作，仅用时5个月，相较于国内同类大型工程，极大缩短了办理时限，于2021年12月开工建设。今年5月18日，工程首榀预制箱梁顺利完成架设，标志着全线正式进入桥梁上下部全面施工阶段，重要控制性节点工程正有序推进。

自开工建设以来，青兰高速双河段改扩建工程累计完成投资约12.41亿元，其中在今年上半年累计完成投资约8.13亿元，占计划投资的103%，占年度计划的50%；累计完成路基土石方开挖37.32%，桥梁下部结构62.4%，桥梁上部结构11.47%，顺利实现“时间过半、任务过半”的任务目标。按照计划，青兰高速双河段改扩建工程将于今年底实现新建左幅第一次转序，2023年底主体全部完工。

工程必要性

青兰高速双河段前身为环胶州湾高速公路，于1995年12月建成通车，按照双向四车道高速公路标准建设，设计时速为100公里，路基宽23米。随着近年经济社会的快速发展及青岛市高速公路网的进一步完善，青兰高速双河段2019年的日均交通量达到40410pcu，其中货车占比约21%，高峰时段拥堵现象严重，大大降低了车辆行驶速度和道路通行能力，导致道路服务水平明显下降。

胶东国际机场（青岛新机场）于2015年开工建设，目前已转场运营。作为胶东国际机场集疏运体系的重要组成部分，青岛新机场高速公路一期工程先期实施段已于2017年9月开工建设，2019年11月底建成通车，其终点在河套设置枢纽互通与青兰高速衔接。随着胶东国际机场转场运营后交通量的不断加大，青兰高速双河段既要承担车辆过境及区域连通的功能，又要承担胶东国际机场与城市对外交通网络之间的集疏运功能，已无法满足不断增长的交通需求，因此，亟需推进青兰高速双河段改扩建工程（青岛新机场高速公路二期工程）。

青兰高速双河段改扩建工程采用“单侧加宽为主，局部整体改移为辅”的方式，路线向西沿青兰高速南侧新建半幅，改造既有高速作为另外半幅，在下穿华中路处设置前阳互通立交，上跨省道503线岙东路设红岛互通立交，再下穿国道228线双积公路，在高铁红岛站段向南整体改移新建，后向西跨安和路处设置安和路互通立交，最终与青岛新机场高速公路一期工程衔接到达路线终点。

对青岛而言，青兰高速双河段改扩建工程意义重大，主要体现在以下几个方面：第一，工程将有效提升道路基础设施水平，缓解交通压力，提高行车体验，同时进一步加强青岛主城区与高新区、红岛、河套、胶州东部各节点之间的联系；第二，作为胶东国际机场高速通道的重要组成部分，将有效保障胶东国际机场的通勤。对青岛主城区的市民而言，无论是通过环湾大道转入青岛新机场高速公路，还是“青银高速-青岛新机场高速连接线-青岛新机场高速公路”，青兰高速双河段都是“必经之路”。因此，青兰高速双河段改扩建工程实施后，可以有效提升胶东国际机场高速通道的设施水平，使其通勤变得更加便捷、顺畅，同时避免了胶东国际机场客流与青兰高速车流间出现进一步重叠、拥堵，极大减少了影响通勤的不确定性因素。

首榀预制箱梁成功架设

技术创新

青兰高速双河段改扩建工程虽然路线不长，但其北侧毗邻铁路，南侧城市建设发展较快，各类管线较多，地质条件复杂且相邻段变化较大，导致勘察设计和施工难度大。由于青兰高速双河段建成年代较早，与地方交通匹配不足，改扩建工程为地方预留的11条规划道路上跨桥梁净空抬高和加宽，局部道路纵断抬高段的路基拼宽难度也较大。对此，青兰高速双河段改扩建工程在全线平均每5公里设1座互通立交，尤其是线路终点安和路互通与新机场高速河套公铁枢纽立交组成了施工工序复杂、国内少见的复合式互通——其最大断面匝道多达8条，施工期间设计采取5阶段调流方案，力争通过方案优化3阶段完成调流转序。

为全面提升公路基础设施的使用寿命和耐久性，打造“平安百年品质工程”的青岛样板，建设方响应落实交通运输部、山东省交通运输厅关于“平安百年品质工程”有关部署，围绕“安全高效、绿色耐久”理念，加快推进公路品质工程建设，重点开展了基于绿色耐久的北方滨海区路面全寿命周期设计关键技术、长寿命沥青路面建设质量风险源辨识评估与分级管控技术、滨海桥梁改扩建工程混凝土耐久性提升技术、沥青路面全过程质量控制新模式及改扩建工程旧路资源高效循环利用等，以实现将青兰高速双河段改扩建工程打造为优质耐久的精品工程，并为今后同类建设提供技术示范和借鉴，引领路面设计和施工技术发展的目标。

长寿命沥青路面结构

针对我国传统沥青路面结构厚度大、资源消耗大的问题，建设方结合全厚式沥青路面的结构特点，围绕全厚式沥青路面路基承载力标准、结构，材料设计指标与参数，结构及损伤演变规律，施工关键技术等方面开展系统研究，构建出成套滨海地区高速公路全厚式沥青路面设计与施工技术，以期实现高能耗路面向新一代绿色路面转变，周期性重建向耐久性重建转变。

作为国内首条全面应用新一代全厚式长寿命沥青路面结构的高速公路，青兰高速双河段改扩建工程的沥青路面结构设计使用寿命可达30年，突破了传统路面结构设计使用寿命15年的技术标准。较82厘米的传统路面结构厚度，新一代全厚式长寿命路面的结构厚度仅为38厘米，应用于项目全线后，在节约资源、节省投资、缩短工期及助力环保等方面具有多项优势：一是在当前优质石料资源紧缺、价格飞涨的情况下，预计可节约砂石料约12万立方米；二是节省建设投资及后期养护费用近1.2亿元，其中养护费用降比达到了42%；三是通过优化结构层数，提高了路面施工效率，合理节省工期约4个月；四是全寿命周期节能约合353万吨标准煤，减少二氧化碳排放约5000吨，助力“碳中和”节能减排的国家政策。结合项目工期安排及项目实际，建设方计划于2023年底前实现青兰高速改扩建工程全厚式路面全线应用,在打造新一代高速公路路面结构的同时，推进工程建设降本提质、增速增效，推动高速公路建设、养护、新材料等产业链的快速发展，为山东省公路建设“走在前列”注入新动能。

大宗固废材料循环利用

针对高模量耐疲劳热再生混合料应用中所面临的种种问题，建设方从高劲度沥青制备方法与性能评价，以及高模量耐疲劳热再生混合料配合比设计、综合性能评价、疲劳特性与寿命预估、施工工艺及施工质量控制等方面着手，系统研究工程应用关键技术，建立高模量耐疲劳热再生混合料配合比设计及性能评价成套体系，以提升厂拌热再生混合料综合性能。建设方计划于2023年下半年将上述技术应用于路线右幅老路改建路段，其使用寿命优于传统热再生沥青路面，可有效减少道路运营过程中养护维修频次。此外，大量掺拌回收材料减少了对新石料和新沥青的需求，降低了污染，对建设资源节约型、环境友好型和技术创新型社会具有重要现实意义。

跨海桥梁混凝土耐久性保障技术

桥梁结构混凝土易受海水、滩涂中盐的侵蚀；在冬天撒布除冰盐时，易使混凝土防撞护栏、盖梁等结构部位遭受盐冻破坏；工程设计大多只关注抗压强度，对混凝土的耐久性重视不够；在冻融和盐分的作用下，混凝土容易出现浆体剥落、松散、钢筋锈蚀等病害，进而导致结构过早劣化，影响结构安全性……对此，建设方在改扩建过程中，系统深入地分析了造成构筑物混凝土所患典型病害的原因，明确了其劣化机理，科学评价了既有构筑物混凝土的状态，研发了抗冻耐蚀混凝土，控制了各原材料的关键指标，并开发了旨在提高工程建造品质的配套工艺。目前建设方已将该技术大面积应用于项目下部结构施工当中，在充分完善混凝土配合比设计的基础上，不断优化、细化混凝土结构养护工艺，形成了从生产到施工、施工到养护全过程保障体系，在提升混凝土强度和防裂性能的同时，大大提高了混凝土的耐久性。

BIM技术应用

工程之初，建设方便运用BIM技术直观展现了总体设计意图，通过BIM技术形象展现了青兰高速双河段改扩建工程与沿线地形地物、人文生态、城市规划的结合情况；为多方案比选提供可视化基础，有力保障了设计的科学性、合理性和美观性；进一步结合无人机倾斜摄影，增强了方案在复杂条件下的空间解释能力，为红岛站到河套枢纽的线性优化、环境冲突分析、用地征拆提供了有力支持。此外，应用BIM技术还实现了复杂交通导改方案的可视化呈现，为设计、审查、施工各方提供了可读性高的协作沟通平台；有效提升了工程数智化水平，使设计质量、方案合理性、设计施工协同水平得到极大提高，节省建设投资各方费用达千万元以上。

建设过程中，青兰高速双河段改扩建工程的路面旧料回收率达100%，循环利用率达95%以上；大力推行现代工程管理，构筑科学系统的施工标准化体系，充分发挥工厂化、专业化施工优势，促进工程建设施工标准化、规范化、精细化管理，全面提升工程质量、安全、环保、水保管理的目标；践行绿色公路建设，实现高速公路的绿色可持续发展，统筹资源利用，实现集约建设。

建设方还采用交通流分析与BIM仿真模拟相结合的方式，对施工期进行动态、全过程的交通组织可视化研究，以保障青兰高速主线过境交通、青岛主城区及新机场区间往返交通的安全畅通有序，并兼顾沿线区域交通进出高速的需求，实现“低延误高效率”的安全畅通目标。

依托信息化综合管理平台，青兰高速双河段改扩建工程以BIM模型为载体，通过物联网、大数据等技术，集成工程建设各环节的管理系统数据；利用中国电信云储存平台，以实现基于三维可视化的工程进度、计量、质量、安全、档案等数据的采集与交互，以及为业务联动与精细化管控、决策与指挥支持等提供助益；全力推进“数字工地”建设，实现对各个环节的数据采集，施工全过程追溯，为后期养护管理数字化打下基础。

目前，青兰高速双河段改扩建工程正在加紧施工。建成后，青岛市将新增一条东西走向的城市“大动脉”，这对于畅通青岛环胶州湾快速通道、完善新机场集疏运体系、促进胶东经济圈一体化发展等方面将起到不可替代的作用。