立足壽命“翻一番” 推進新一代路面建設

文/圖

建設交通強國，設施高質量是基礎。習近平總書記在2017年2月考察北京大興國際新機場、2018年10月視察港珠澳大橋時強調“全力打造精品工程、樣板工程、平安工程、廉潔工程”。交通運輸部結合全面推行品質工程理念，于2018年11月印發了《“平安百年品質工程”建設研究推進方案》，其中路面工程由北京市交通委員會承擔，交通運輸部公路科學研究院、同濟大學等提供技術支撐。研究組制定了以路面壽命“翻一番”為核心的工作思路并扎實推進，取得階段性成果。

品質工程發展歷程

“翻一番”的基本內涵

路面壽命“翻一番”，是指將現行規定的瀝青路面結構使用年限，由10年、15年，翻一番至20年、30年的形象化目標。當然，“翻一番”代表的是路面設計、施工、養護、管理和研究的完整體系，是路面科技創新發展的升級換代，而不是簡單的數字加倍概念，其影響是廣泛的、深遠的。

現行《公路瀝青路面設計規范》規定，新建路面結構設計使用年限按不同公路等級應分別不低于15年、12年、10年、8年。“翻一番”后，高速公路、一級公路的路面使用年限確定為30年，二級及以下公路確定為20年。

“翻一番”是我們提出的“第五代路面”體系和“路基永久、基層長久、面層耐久”長壽命理念在現階段的具體化。目前，國內外認可的長壽命路面的目標是40年至60年不等，即“翻兩番”，但經過實踐檢驗，能夠達到的還不多，實際的使用壽命并沒有那么長。

與《交通強國建設綱要》提出的分兩個階段推進相一致，“翻一番”是更普遍的、第一階段目標，長壽命是更長遠的、第二階段目標。

“翻一番”的重要意義

“翻一番”是交通強國建設的必然要求

《交通強國建設綱要》提出，推進精品建造和精細管理，增強設施耐久性和可靠性。路面作為供車輛行駛、承受交通荷載、直接反映公路質量的構筑物，體量大、造價占比高。路面使用年限翻一番，意味著建養質量、服務水平的整體提升，是“創新、協調、綠色、開放、共享”發展理念和“一流設施、一流技術、一流管理、一流服務”目標的體現。

“翻一番”是提質降本增效的根本途徑

公路建設、養護、管理要由追求速度規模向更加注重質量效益轉變。截至2018年底，我國公路總里程達485萬公里，高速公路14.26萬公里。如果按壽命15年計算，每年要有1萬至2萬公里高速公路大修，如何維持和保障巨大公路網的良好運營狀況，必須提前考慮和謀劃。圍繞“翻一番”提高路面質量和耐久性，能顯著提高道路承載能力、行車安全性、舒適性、服務水平和群眾滿意度，可以在公路全壽命周期內控制成本、提高效益和服務能力，保持資產的長久利用價值。

“翻一番”是公路建養管模式轉換的推動力

多年來，我國公路發展基本實現了由“重建輕養”向“建養并重”轉變。隨著養護任務日益繁重，建設、養護和管理面臨新的升級換代、模式轉換需求，“翻一番”正是補短板、強基礎、以建保養、以建減養、以管促久的新抓手?！胺环币鰪娐访骛B護管理的連續性、計劃性和策略性，推動日常保養、小修、預養、中修、大修，改建由“碎片化”轉變為“持續化”，總體上強化科學養護的作用。

“翻一番”是路面科技開拓創新的新引擎

“翻一番”是目標導向的最好體現，同時需要依靠理念的創新、科技的創新和實踐的創新去實現。2019年10月17日至18日召開的“中國長壽命路面關鍵科學問題及技術前沿”香山科學會議上指出，面臨著世界最大的高速公路網、面臨著國家每年巨額養護資金的投入、面臨著建設新型智能道路的需求、面臨著建設交通強國的任務，開展以長壽命路面為代表的我國路面科技的創新研發，將是新時代路面技術發展的必然選擇。

“翻一番”的可行性分析

我國超過30年高速公路建養管為“翻一番”提供了成功的實踐經驗

1980年代中后期開始，我國進入了高速公路建設時代。1986年《公路柔性路面設計規范》發布實施，1987年北京京石高速公路一二期、1988年上海滬嘉、遼寧沈大等高速公路建成通車，至今京津塘高速公路也進入通車第27個年頭。在此期間，半剛性基層、瀝青混凝土等廣泛使用，1990年代改性瀝青、SMA推廣，2000年起陸續解決重載交通和水損、車轍等路面早期破壞問題，從而形成了在世界上獨樹一幟、具有中國特色的半剛性基層瀝青路面體系?，F在去考察優質的高速公路如京津塘高速公路等，其既在設計、建造中具有“翻一番”的基因，也有一些路段基本達到了“翻一番”的壽命，是經得起歷史檢驗的。我國有關路面設計、建造、養護管理技術為“翻一番”提供了成功的實踐經驗，材料、結構、裝備、工藝等方面具備了技術的成熟積累。

“第五代路面”體系

香山科學會議

表1 國外長壽命路面主要文獻

新頒《公路瀝青路面設計規范》為“翻一番”提供了理論的基本依據

路面結構使用年限“翻一番”在設計、使用上最直接的體現，是軸載累計作用次數；反映到結構性能上，是面層、基層、路基的疲勞壽命。2017年《公路瀝青路面設計規范》建立了以多指標和動態參數為基礎的新設計體系，提出了瀝青混合料層、無機結合料穩定層的疲勞開裂壽命等的計算模型，具備了直觀的、直接的壽命概念，為“翻一番”的設計、評價提供了理論依據。

國內外相關研究及標準為“翻一番”提供了借鑒的可靠支撐

1997年英國的M·牛恩發表了《重交通長壽命柔性路面的設計》論文，提出了長壽命路面的概念，針對的是柔性結構。1998年版法國《國家公路網新建路面典型結構手冊》中規定的路面初始設計年限為主干路30年、非主干路20年，包括半剛性基層瀝青路面。國內從2000年初起，開展了一些關于長壽命路面的有益研究探索，修建了采用不同結構形式的試驗路和實體工程，初步構建了長壽命路面設計、建造技術支撐。

“翻一番”的實施路徑

總體思路

以創新、協調、綠色、開放、共享和高質量發展為引領，以交通強國＋質量強國＋科技強國及品質工程為指針，以結構使用年限“翻一番”為核心，以路基永久、基層長久、面層耐久為目標，以“優質的材料＋合理的結構＋嚴格的質控＋規范的預養”為主線，以平衡協調設計和建設，養護的精細化、標準化、信息化為手段，以新瀝青路面設計規范及長壽命路面技術規程為基礎，以我國30年高速公路建養經驗和足尺環道項目為支撐，研討“第五代路面”體系，推動平安耐久品質路面科學有序發展。

長期基礎性創新研究

香山科學會議上，與會專家提出了未來針對長壽命路面的五個基礎創新研究方向。一是材料方面：揭示行為機理、重建本構體系、研發新材料。二是結構方面：不同類型結構的性能演化模型及力學體系。三是設計方面：臨界狀態的確定、設計體系和指標。四是施工方面：降低施工變異性、提高與設計指標的一致性。五是維護方面：殘余壽命預估、養護決策及措施。

目標：路基永久、基層長久、面層耐久

按照我們提出的平衡協調設計原則，路基永久、基層長久、面層耐久是半剛性瀝青路面結構壽命目標協調結果的形象化表述。永久也不一定就是一百年或者永遠不壞，比如現階段，永久可以是60、80年，長久是40、50年，耐久是20、30年。這也是當前提出“翻一番”的根源。

主線：優質的材料＋合理的結構＋嚴格的質控＋規范的預養

優質的材料是路面耐久的基石，除了瀝青、礦料和瀝青混合料，還包括基層和路基的材料。按照平衡協調原則有針對性地提高原材料、混合料的部分性能以增強路面耐久性，應根據環境、交通荷載及層位、作用和目標要求等協調改進，而不是一味地追求高指標。

合理的結構是路面耐久的核心?；谄跇O限的概念，對柔性基層路面，控制瀝青層底拉應變≤ 60μ ε、路基頂面壓應變≤ 200μ ε。而對半剛性基層路面，由于應變水平普遍較低，則要把重點放在控制基層強度、適當增加聯結層厚度以克服基層開裂較重等問題上。

嚴格的質控是路面耐久的關鍵。從路基開始，施工中對基層、聯結層、磨耗層、每一個層間的黏結，進行嚴格的工藝、過程控制是路面耐久的關鍵。采取有效的隔水、防水和排水措施是非常必要的，對路基、基層、面層，提高壓實度都會增強路面的耐久性和穩定性。

長壽命與“翻一番”理念（PaveX）

規范的預養是路面耐久的保障。路面預防養護是一種基于全壽命成本分析的周期性、強制性養護計劃策略，是一種科學的理念和機制，其核心是定期對并未損壞的路面采取強制性養護措施，以保證其達到或延長使用壽命?；?0年壽命，對半剛性基層瀝青路面，過去以超薄層罩面為主的養護措施顯然難以為繼，要統籌考慮各類預防養護措施。

下一步工作建議

加強宣傳貫徹交流推廣工作

路面壽命“翻一番”作為正式引導性政策和交通強國、品質工程、綠色公路建設的重要內容，圍繞工作思路和推進方案，通過會商指導、集中研討、現場觀摩和宣傳推廣等形式，開展創新技術交流，整體推進，形成國家級新時代路面科技研發機制。

啟動新設計規范研究修訂工作

建議交通運輸部統籌協調，啟動下一版《瀝青路面設計規范》修訂的前期研究工作，以“三久”為目標、以動態演變規律為基礎、以平衡協調設計為手段，通過第一期5年左右邊實施、邊跟蹤、邊研究，然后按結構使用年限30年、20年編制新設計規范，確保到2035年實現“翻一番”。

升級換代構建“第五代路面”體系

以有中國特色的半剛性基層瀝青路面為核心，進一步總結提煉我國30余年高速公路建養管實踐經驗和第四代路面特征、技術特點，提出第五代路面科技前沿問題和目標，推動路面科學技術升級換代，為全面建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國提供可靠支撐。