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摘要：海南某高速公路使用已超过12年，本文介绍了对其进行改建时路面设计中所考虑的一些问题，其经验可为其它项目提供借鉴。
关键词：高速公路 改建工程 沥青混凝土 路面设计
中图分类号：U412文献标识码： A
1.简介
高速公路行车速度快，安全舒适，通行能力大，运输效率高，能源消耗低，其建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。作为当前海南国际旅游岛的重要展示形象之一，高速公路的重要性不言而喻。目前，海南除了加快高速公路的新建工作外，对既有的高速公路也投入了巨额资金进行维修、改造工作。
某段高速公路位于海南省西部，建成于上世纪九十年代末，至大修年已经服役超过12年。根据本项目在全省干线公路网中的功能、作用、远景交通量等，按照交通运输部颁发实施的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中关于确定改建项目技术标准的有关原则，本项目全线采用四车道高速公路标准，原设计速度为100公里/小时，路基宽度采用 24.5米，桥涵设计荷载采用汽车-超20级，挂车-120，改建后的主要技术指标为设计速度为100公里/小时，路基宽度采用 24.5米，新建桥涵设计荷载采用公路-I级。本文简要介绍对其进行改建时路面设计中所考虑的一些问题。
2.路面工程设计
路面设计遵循因地制宜、合理选材、便于施工、利于养护、节约投资并符合路面强度、稳定性、平整度等要求的原则，根据当地水文、气候自然条件并结合设计路段的交通特点，综合考虑路面设计。
2.1 项目所在地环境条件
对照《公路自然区划标准》，项目所在地属于Ⅳ7区，属于热带海洋气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨，冬季冷气流侵袭时有阵寒。常年年平均气温25.5℃，夏季平均气温28.2℃左右，冬季18～20℃，极端最低平均气温5.1℃左右，极端最高气温为35.7℃，年平均降水量1261.9～1550毫米，年平均相对湿度79％，年平均日照时间2000～2500小时。全年雨季多集中于5～10月份间，占全年降雨量的80%。据沿线土质情况，设计路段路基土质为黏性土，中湿状态土基回弹模量取40MPa。
2.2 路面破坏调查
根据《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）、（JTG 073-96）及《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007），详细调查了路面破损类型、破损位置及破损严重情况，并计算得到路面技术状况评价指标PCI，作为评价路面状况的依据。
原路面为沥青混凝土路面，从总体来看路面损坏主要以裂缝、唧泥、坑槽、局部沉陷最为普遍，同时也存在部分车辙和拥包等破损。部分路段路面病害比较严重，日常养护所进行的灌缝、挖补坑槽等小的修补数量较多，效果不好而且影响行车的舒适性，对这些路段也应进行处理。通过调查分析，各相关路段病害的主要成因简述如下：
①横向裂缝及网裂的形成原因由于超限超载车流量大，有的路段荷载疲劳裂缝较为严重，同时也有部分典型的半刚性基层反射裂缝，多贯穿路面，而且分布均匀。
②纵向裂缝是由于地基、基层的压实度不够及重车碾压而使路面产生不均匀沉降所造成。
③经过调查，全路段基本上都进行过修补，其中K486+067～K509+905段两幅及K558+041～K577+090段左幅（G98）进行过罩面，其中K558+041～K577+090段左幅（G98）还加铺过20cm水泥稳定碎石基层进行补强。从整体来看，K486+067～K509+905两幅新维修过的路段状况良好，但是K558+041～K577+090段左幅（G98）幅病害比较严重，主要病害有裂缝、唧泥、沉陷等。
④在调查中发现，唧泥、龟裂、沉陷、坑槽等病害也比较严重，而且往往是几种病害同时存在。
2.3 路面改造方案比选
根据收集到的交通量调查资料，经计算分析，设计路段使用年限内一个车道上的累计当量轴次为3.49×107，属于特重交通等级，路面设计弯沉值为19.4（0.01mm）。经综合考虑，本项目改建仍采用沥青混凝土路面，设计使用年限15年，设计采用双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，路面结构方案的比选论证见表1。
表1 路面方案比较
结构方案 厂拌热再生 厂拌冷再生 新建沥青混合料
路面结构 1、4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
2、+8cmAC-20C沥青混凝土（改性）
3、+12cm厂拌热再生沥青混凝土
4、+20～32cm新建水泥稳定碎石
5、+20cm就地再生水泥稳定碎石
6、+原有级配碎石底基层 7、4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
8、+8cmAC-20C沥青混凝土（改性）
9、+12cm厂拌冷再生沥青混凝土
+20～32cm新建水泥稳定碎石
+20cm就地再生水泥稳定碎石
+原有級配碎石底基层 4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
+6cmAC-20C沥青混凝土（改性）
+8cmAC-25C沥青混凝土
+20～32cm新建水泥稳定碎石
+20cm就地再生水泥稳定碎石
+原有级配碎石底基层
优点 避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染。
减少对石料和沥青的需求，降低筑路成本。
技术成熟，技术难度小，适用范围广，质量控制比较简单。 避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染。
2、减少对石料和沥青的需求，降低筑路成本。
3、设备相对简单，费用也较低。
4、对回收沥青路面材料（RAP）质量要求较低，适用范围广。 1、沥青混合料性能较高，质量容易控制。
缺点 1、混合料加热拌和要耗费大量能源。
2、回收沥青路面材料（RAP）掺配比例相对较低。 1、沥青混合料性能相对较差，质量较难控制。
2、不能直接用作表面层。 1、混合料加热拌和要耗费大量能源。
2、废弃材料堆放要占用大量土地，且会污染环境。
推荐方案 厂拌冷再生
本项目路面结构方案推荐采用厂拌冷再生，因为厂拌冷再生方案不仅可以很好的解决原路段的病害，使其在功能上得到结构上得到补强，而且公路旧料全部得到利用，减少了资源的过度消耗，降低了造价，同时对交通干扰也小。
2.4 泡沫沥青冷再生技术与乳化沥青冷再生技术比选
对于厂拌冷再生，有乳化沥青冷再生和泡沫沥青冷再生等方式。泡沫沥青冷再生技术是对回收沥青路面材料和水泥稳定基层材料进行再生利用，其不仅能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费；同时，也将半刚性路面结构转为半柔性结构，延长了道路沥青的使用寿命，对合理利用资源、实现循环经济、保护生态环境以及促进我国公路绿色交通建设都有极其重要的意义。泡沫沥青与乳化沥青相比具有如下优点：
① 采用泡沫沥青，再生材料的含水量可以得到精确的控制。
② 采用泡沫沥青作为粘结剂，无须担心材料的破乳时间或成活时间。
③ 由于所需粘结剂的量非常小，泡沫沥青是一种非常经济的冷再生粘结剂。
④ 泡沫沥青可在再生机或是厂拌冷再生设备中快速、直接生产，不再需要其他设备。
相比较而言，泡沫沥青再生和乳化沥青再生在路用性能、物理力学指标上具有相当的水平，乳化沥青再生较泡沫沥青再生材料造价较高，泡沫沥青需专门的发泡设备，产量较低，约200吨/小时，而乳化沥青再生则需改造拌和楼，产量在500吨/小时，从养生期角度考虑，其养生期短，对雨水的敏感性较乳化沥青再生弱。综上所述，泡沫沥青冷再生和乳化沥青冷再生在性能和施工难易程度上基本相同，但泡沫沥青冷再生在经济性与对施工期的影响上占有一定优势，推荐采用泡沫沥青冷再生技术。
2.5 路面结构设计
经路面结构方案比选论证，路面厚度计算和弯拉应力验算采用与《公路沥青路面设计规范》配套的《沥青路面设计与验算系统》HPDS2003 A专用设计程序计算。
本项目根据路面弯沉代表值与PCI数值的不同，采取的路面结构层厚度也不同，详细路面结构不再絮述。
3 结论
在高速公路改建过程中，路面工程造价相对较高，且直接关乎行车舒适性，社会影响较大，因此更需要谨慎对待，尽量采用新方法、新工艺和新材料，以期达到较好的改建效果。
参考文献
[1] 《公路沥青路面设计规范》 人民交通出版社，2006.北京
[2] 《公路技术状况评定标准》 人民交通出版社，2008.北京
[3] 《公路养护技术规范》人民交通出版社，2009.北京
[4] 《XX高速公路两阶段勘察设计》 海南省公路勘察设计院，2010
葛浩宾（1982-），男，工程师，主要从事道路桥梁勘察设计工作
关键词：高速公路 改建工程 沥青混凝土 路面设计
中图分类号：U412文献标识码： A
1.简介
高速公路行车速度快，安全舒适，通行能力大，运输效率高，能源消耗低，其建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。作为当前海南国际旅游岛的重要展示形象之一，高速公路的重要性不言而喻。目前，海南除了加快高速公路的新建工作外，对既有的高速公路也投入了巨额资金进行维修、改造工作。
某段高速公路位于海南省西部，建成于上世纪九十年代末，至大修年已经服役超过12年。根据本项目在全省干线公路网中的功能、作用、远景交通量等，按照交通运输部颁发实施的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）中关于确定改建项目技术标准的有关原则，本项目全线采用四车道高速公路标准，原设计速度为100公里/小时，路基宽度采用 24.5米，桥涵设计荷载采用汽车-超20级，挂车-120，改建后的主要技术指标为设计速度为100公里/小时，路基宽度采用 24.5米，新建桥涵设计荷载采用公路-I级。本文简要介绍对其进行改建时路面设计中所考虑的一些问题。
2.路面工程设计
路面设计遵循因地制宜、合理选材、便于施工、利于养护、节约投资并符合路面强度、稳定性、平整度等要求的原则，根据当地水文、气候自然条件并结合设计路段的交通特点，综合考虑路面设计。
2.1 项目所在地环境条件
对照《公路自然区划标准》，项目所在地属于Ⅳ7区，属于热带海洋气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨，冬季冷气流侵袭时有阵寒。常年年平均气温25.5℃，夏季平均气温28.2℃左右，冬季18～20℃，极端最低平均气温5.1℃左右，极端最高气温为35.7℃，年平均降水量1261.9～1550毫米，年平均相对湿度79％，年平均日照时间2000～2500小时。全年雨季多集中于5～10月份间，占全年降雨量的80%。据沿线土质情况，设计路段路基土质为黏性土，中湿状态土基回弹模量取40MPa。
2.2 路面破坏调查
根据《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）、（JTG 073-96）及《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007），详细调查了路面破损类型、破损位置及破损严重情况，并计算得到路面技术状况评价指标PCI，作为评价路面状况的依据。
原路面为沥青混凝土路面，从总体来看路面损坏主要以裂缝、唧泥、坑槽、局部沉陷最为普遍，同时也存在部分车辙和拥包等破损。部分路段路面病害比较严重，日常养护所进行的灌缝、挖补坑槽等小的修补数量较多，效果不好而且影响行车的舒适性，对这些路段也应进行处理。通过调查分析，各相关路段病害的主要成因简述如下：
①横向裂缝及网裂的形成原因由于超限超载车流量大，有的路段荷载疲劳裂缝较为严重，同时也有部分典型的半刚性基层反射裂缝，多贯穿路面，而且分布均匀。
②纵向裂缝是由于地基、基层的压实度不够及重车碾压而使路面产生不均匀沉降所造成。
③经过调查，全路段基本上都进行过修补，其中K486+067～K509+905段两幅及K558+041～K577+090段左幅（G98）进行过罩面，其中K558+041～K577+090段左幅（G98）还加铺过20cm水泥稳定碎石基层进行补强。从整体来看，K486+067～K509+905两幅新维修过的路段状况良好，但是K558+041～K577+090段左幅（G98）幅病害比较严重，主要病害有裂缝、唧泥、沉陷等。
④在调查中发现，唧泥、龟裂、沉陷、坑槽等病害也比较严重，而且往往是几种病害同时存在。
2.3 路面改造方案比选
根据收集到的交通量调查资料，经计算分析，设计路段使用年限内一个车道上的累计当量轴次为3.49×107，属于特重交通等级，路面设计弯沉值为19.4（0.01mm）。经综合考虑，本项目改建仍采用沥青混凝土路面，设计使用年限15年，设计采用双轮组单轴轴载100KN为标准轴载，路面结构方案的比选论证见表1。
表1 路面方案比较
结构方案 厂拌热再生 厂拌冷再生 新建沥青混合料
路面结构 1、4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
2、+8cmAC-20C沥青混凝土（改性）
3、+12cm厂拌热再生沥青混凝土
4、+20～32cm新建水泥稳定碎石
5、+20cm就地再生水泥稳定碎石
6、+原有级配碎石底基层 7、4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
8、+8cmAC-20C沥青混凝土（改性）
9、+12cm厂拌冷再生沥青混凝土
+20～32cm新建水泥稳定碎石
+20cm就地再生水泥稳定碎石
+原有級配碎石底基层 4cmAC-13C沥青混凝土（改性）
+6cmAC-20C沥青混凝土（改性）
+8cmAC-25C沥青混凝土
+20～32cm新建水泥稳定碎石
+20cm就地再生水泥稳定碎石
+原有级配碎石底基层
优点 避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染。
减少对石料和沥青的需求，降低筑路成本。
技术成熟，技术难度小，适用范围广，质量控制比较简单。 避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染。
2、减少对石料和沥青的需求，降低筑路成本。
3、设备相对简单，费用也较低。
4、对回收沥青路面材料（RAP）质量要求较低，适用范围广。 1、沥青混合料性能较高，质量容易控制。
缺点 1、混合料加热拌和要耗费大量能源。
2、回收沥青路面材料（RAP）掺配比例相对较低。 1、沥青混合料性能相对较差，质量较难控制。
2、不能直接用作表面层。 1、混合料加热拌和要耗费大量能源。
2、废弃材料堆放要占用大量土地，且会污染环境。
推荐方案 厂拌冷再生
本项目路面结构方案推荐采用厂拌冷再生，因为厂拌冷再生方案不仅可以很好的解决原路段的病害，使其在功能上得到结构上得到补强，而且公路旧料全部得到利用，减少了资源的过度消耗，降低了造价，同时对交通干扰也小。
2.4 泡沫沥青冷再生技术与乳化沥青冷再生技术比选
对于厂拌冷再生，有乳化沥青冷再生和泡沫沥青冷再生等方式。泡沫沥青冷再生技术是对回收沥青路面材料和水泥稳定基层材料进行再生利用，其不仅能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费；同时，也将半刚性路面结构转为半柔性结构，延长了道路沥青的使用寿命，对合理利用资源、实现循环经济、保护生态环境以及促进我国公路绿色交通建设都有极其重要的意义。泡沫沥青与乳化沥青相比具有如下优点：
① 采用泡沫沥青，再生材料的含水量可以得到精确的控制。
② 采用泡沫沥青作为粘结剂，无须担心材料的破乳时间或成活时间。
③ 由于所需粘结剂的量非常小，泡沫沥青是一种非常经济的冷再生粘结剂。
④ 泡沫沥青可在再生机或是厂拌冷再生设备中快速、直接生产，不再需要其他设备。
相比较而言，泡沫沥青再生和乳化沥青再生在路用性能、物理力学指标上具有相当的水平，乳化沥青再生较泡沫沥青再生材料造价较高，泡沫沥青需专门的发泡设备，产量较低，约200吨/小时，而乳化沥青再生则需改造拌和楼，产量在500吨/小时，从养生期角度考虑，其养生期短，对雨水的敏感性较乳化沥青再生弱。综上所述，泡沫沥青冷再生和乳化沥青冷再生在性能和施工难易程度上基本相同，但泡沫沥青冷再生在经济性与对施工期的影响上占有一定优势，推荐采用泡沫沥青冷再生技术。
2.5 路面结构设计
经路面结构方案比选论证，路面厚度计算和弯拉应力验算采用与《公路沥青路面设计规范》配套的《沥青路面设计与验算系统》HPDS2003 A专用设计程序计算。
本项目根据路面弯沉代表值与PCI数值的不同，采取的路面结构层厚度也不同，详细路面结构不再絮述。
3 结论
在高速公路改建过程中，路面工程造价相对较高，且直接关乎行车舒适性，社会影响较大，因此更需要谨慎对待，尽量采用新方法、新工艺和新材料，以期达到较好的改建效果。
参考文献
[1] 《公路沥青路面设计规范》 人民交通出版社，2006.北京
[2] 《公路技术状况评定标准》 人民交通出版社，2008.北京
[3] 《公路养护技术规范》人民交通出版社，2009.北京
[4] 《XX高速公路两阶段勘察设计》 海南省公路勘察设计院，2010
葛浩宾（1982-），男，工程师，主要从事道路桥梁勘察设计工作