青蘭雙河改擴(kuò)建 路面壽命30年
——國內(nèi)首條長壽命瀝青路面高速公路建設(shè)進(jìn)行時

文/圖 青島交通發(fā)展集團(tuán)有限公司 史陳鵬 于連平 劉明攀 高英嵩 李靜

青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程是青島市“城市更新和城市建設(shè)三年攻堅行動”重點工程，是青島市環(huán)膠州灣綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，也是膠東國際機(jī)場（青島新機(jī)場）集疏運(yùn)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建成后將與新機(jī)場高速一期、新機(jī)場高速連接線、環(huán)灣大道實現(xiàn)高效銜接，可有效緩解膠東國際機(jī)場與主城區(qū)之間的“卡脖子”問題，大大提升青島周邊路網(wǎng)疏解能級，對于促進(jìn)環(huán)灣聯(lián)動發(fā)展等具有重要意義。

安和路互通立交

由青島交通發(fā)展集團(tuán)有限公司（以下簡稱“青島交發(fā)集團(tuán)”）投資建設(shè)的G22青島至蘭州高速公路雙埠至河套段改擴(kuò)建工程（以下簡稱“青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程”）主線全長約15.797公里，設(shè)計時速100公里，采用雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)改擴(kuò)建，共設(shè)置前陽、紅島、安和路3處互通式立交，概算總投資約66.39億元，建成后將與新機(jī)場高速一期、新機(jī)場高速連接線、環(huán)灣大道實現(xiàn)高效銜接，可有效緩解膠東國際機(jī)場與主城區(qū)之間的“卡脖子”問題，大大提升青島周邊路網(wǎng)疏解能級，對于促進(jìn)環(huán)灣聯(lián)動發(fā)展等具有重要意義。

作為國家高速公路網(wǎng)青蘭高速東端的重要組成路段，青蘭高速雙埠至河套段改擴(kuò)建工程是山東省“三橫四縱”綜合運(yùn)輸通道中“濟(jì)青通道”的重要組成部分，是青島市“城市更新和城市建設(shè)三年攻堅行動”重點工程，也是環(huán)膠州灣綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要通道，對于打造膠東國際機(jī)場集疏運(yùn)體系發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。建設(shè)過程中，該工程創(chuàng)新采用大宗固廢材料循環(huán)利用、跨海橋梁混凝土耐久性保障、BIM等新興技術(shù)，設(shè)計使用壽命可達(dá)30年以上，相較于傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命延長了一倍，是我國首條全線采用長壽命瀝青路面設(shè)計理念設(shè)計的高速公路。

工程背景

作為山東省與青島市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點工程，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程備受社會各界關(guān)注，從用海預(yù)審、項目核準(zhǔn)，到完成防洪補(bǔ)救設(shè)計、初步設(shè)計、環(huán)境影響評價、施工圖設(shè)計等重大要件批復(fù)工作，僅用時5個月，相較于國內(nèi)同類大型工程，極大縮短了辦理時限，于2021年12月開工建設(shè)。今年5月18日，工程首榀預(yù)制箱梁順利完成架設(shè)，標(biāo)志著全線正式進(jìn)入橋梁上下部全面施工階段，重要控制性節(jié)點工程正有序推進(jìn)。

自開工建設(shè)以來，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程累計完成投資約12.41億元，其中在今年上半年累計完成投資約8.13億元，占計劃投資的103%，占年度計劃的50%；累計完成路基土石方開挖37.32%，橋梁下部結(jié)構(gòu)62.4%，橋梁上部結(jié)構(gòu)11.47%，順利實現(xiàn)“時間過半、任務(wù)過半”的任務(wù)目標(biāo)。按照計劃，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程將于今年底實現(xiàn)新建左幅第一次轉(zhuǎn)序，2023年底主體全部完工。

工程必要性

青蘭高速雙河段前身為環(huán)膠州灣高速公路，于1995年12月建成通車，按照雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計時速為100公里，路基寬23米。隨著近年經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展及青島市高速公路網(wǎng)的進(jìn)一步完善，青蘭高速雙河段2019年的日均交通量達(dá)到40410pcu，其中貨車占比約21%，高峰時段擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，大大降低了車輛行駛速度和道路通行能力，導(dǎo)致道路服務(wù)水平明顯下降。

膠東國際機(jī)場（青島新機(jī)場）于2015年開工建設(shè)，目前已轉(zhuǎn)場運(yùn)營。作為膠東國際機(jī)場集疏運(yùn)體系的重要組成部分，青島新機(jī)場高速公路一期工程先期實施段已于2017年9月開工建設(shè)，2019年11月底建成通車，其終點在河套設(shè)置樞紐互通與青蘭高速銜接。隨著膠東國際機(jī)場轉(zhuǎn)場運(yùn)營后交通量的不斷加大，青蘭高速雙河段既要承擔(dān)車輛過境及區(qū)域連通的功能，又要承擔(dān)膠東國際機(jī)場與城市對外交通網(wǎng)絡(luò)之間的集疏運(yùn)功能，已無法滿足不斷增長的交通需求，因此，亟需推進(jìn)青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程（青島新機(jī)場高速公路二期工程）。

青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程采用“單側(cè)加寬為主，局部整體改移為輔”的方式，路線向西沿青蘭高速南側(cè)新建半幅，改造既有高速作為另外半幅，在下穿華中路處設(shè)置前陽互通立交，上跨省道503線岙東路設(shè)紅島互通立交，再下穿國道228線雙積公路，在高鐵紅島站段向南整體改移新建，后向西跨安和路處設(shè)置安和路互通立交，最終與青島新機(jī)場高速公路一期工程銜接到達(dá)路線終點。

對青島而言，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程意義重大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，工程將有效提升道路基礎(chǔ)設(shè)施水平，緩解交通壓力，提高行車體驗，同時進(jìn)一步加強(qiáng)青島主城區(qū)與高新區(qū)、紅島、河套、膠州東部各節(jié)點之間的聯(lián)系；第二，作為膠東國際機(jī)場高速通道的重要組成部分，將有效保障膠東國際機(jī)場的通勤。對青島主城區(qū)的市民而言，無論是通過環(huán)灣大道轉(zhuǎn)入青島新機(jī)場高速公路，還是“青銀高速-青島新機(jī)場高速連接線-青島新機(jī)場高速公路”，青蘭高速雙河段都是“必經(jīng)之路”。因此，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程實施后，可以有效提升膠東國際機(jī)場高速通道的設(shè)施水平，使其通勤變得更加便捷、順暢，同時避免了膠東國際機(jī)場客流與青蘭高速車流間出現(xiàn)進(jìn)一步重疊、擁堵，極大減少了影響通勤的不確定性因素。

首榀預(yù)制箱梁成功架設(shè)

技術(shù)創(chuàng)新

青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程雖然路線不長，但其北側(cè)毗鄰鐵路，南側(cè)城市建設(shè)發(fā)展較快，各類管線較多，地質(zhì)條件復(fù)雜且相鄰段變化較大，導(dǎo)致勘察設(shè)計和施工難度大。由于青蘭高速雙河段建成年代較早，與地方交通匹配不足，改擴(kuò)建工程為地方預(yù)留的11條規(guī)劃道路上跨橋梁凈空抬高和加寬，局部道路縱斷抬高段的路基拼寬難度也較大。對此，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程在全線平均每5公里設(shè)1座互通立交，尤其是線路終點安和路互通與新機(jī)場高速河套公鐵樞紐立交組成了施工工序復(fù)雜、國內(nèi)少見的復(fù)合式互通——其最大斷面匝道多達(dá)8條，施工期間設(shè)計采取5階段調(diào)流方案，力爭通過方案優(yōu)化3階段完成調(diào)流轉(zhuǎn)序。

為全面提升公路基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命和耐久性，打造“平安百年品質(zhì)工程”的青島樣板，建設(shè)方響應(yīng)落實交通運(yùn)輸部、山東省交通運(yùn)輸廳關(guān)于“平安百年品質(zhì)工程”有關(guān)部署，圍繞“安全高效、綠色耐久”理念，加快推進(jìn)公路品質(zhì)工程建設(shè)，重點開展了基于綠色耐久的北方濱海區(qū)路面全壽命周期設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)、長壽命瀝青路面建設(shè)質(zhì)量風(fēng)險源辨識評估與分級管控技術(shù)、濱海橋梁改擴(kuò)建工程混凝土耐久性提升技術(shù)、瀝青路面全過程質(zhì)量控制新模式及改擴(kuò)建工程舊路資源高效循環(huán)利用等，以實現(xiàn)將青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程打造為優(yōu)質(zhì)耐久的精品工程，并為今后同類建設(shè)提供技術(shù)示范和借鑒，引領(lǐng)路面設(shè)計和施工技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。

長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)

針對我國傳統(tǒng)瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度大、資源消耗大的問題，建設(shè)方結(jié)合全厚式瀝青路面的結(jié)構(gòu)特點，圍繞全厚式瀝青路面路基承載力標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)，材料設(shè)計指標(biāo)與參數(shù)，結(jié)構(gòu)及損傷演變規(guī)律，施工關(guān)鍵技術(shù)等方面開展系統(tǒng)研究，構(gòu)建出成套濱海地區(qū)高速公路全厚式瀝青路面設(shè)計與施工技術(shù)，以期實現(xiàn)高能耗路面向新一代綠色路面轉(zhuǎn)變，周期性重建向耐久性重建轉(zhuǎn)變。

作為國內(nèi)首條全面應(yīng)用新一代全厚式長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)的高速公路，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命可達(dá)30年，突破了傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命15年的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。較82厘米的傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)厚度，新一代全厚式長壽命路面的結(jié)構(gòu)厚度僅為38厘米，應(yīng)用于項目全線后，在節(jié)約資源、節(jié)省投資、縮短工期及助力環(huán)保等方面具有多項優(yōu)勢：一是在當(dāng)前優(yōu)質(zhì)石料資源緊缺、價格飛漲的情況下，預(yù)計可節(jié)約砂石料約12萬立方米；二是節(jié)省建設(shè)投資及后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用近1.2億元，其中養(yǎng)護(hù)費(fèi)用降比達(dá)到了42%；三是通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)層數(shù)，提高了路面施工效率，合理節(jié)省工期約4個月；四是全壽命周期節(jié)能約合353萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放約5000噸，助力“碳中和”節(jié)能減排的國家政策。結(jié)合項目工期安排及項目實際，建設(shè)方計劃于2023年底前實現(xiàn)青蘭高速改擴(kuò)建工程全厚式路面全線應(yīng)用,在打造新一代高速公路路面結(jié)構(gòu)的同時，推進(jìn)工程建設(shè)降本提質(zhì)、增速增效，推動高速公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、新材料等產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，為山東省公路建設(shè)“走在前列”注入新動能。

大宗固廢材料循環(huán)利用

針對高模量耐疲勞熱再生混合料應(yīng)用中所面臨的種種問題，建設(shè)方從高勁度瀝青制備方法與性能評價，以及高模量耐疲勞熱再生混合料配合比設(shè)計、綜合性能評價、疲勞特性與壽命預(yù)估、施工工藝及施工質(zhì)量控制等方面著手，系統(tǒng)研究工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，建立高模量耐疲勞熱再生混合料配合比設(shè)計及性能評價成套體系，以提升廠拌熱再生混合料綜合性能。建設(shè)方計劃于2023年下半年將上述技術(shù)應(yīng)用于路線右幅老路改建路段，其使用壽命優(yōu)于傳統(tǒng)熱再生瀝青路面，可有效減少道路運(yùn)營過程中養(yǎng)護(hù)維修頻次。此外，大量摻拌回收材料減少了對新石料和新瀝青的需求，降低了污染，對建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和技術(shù)創(chuàng)新型社會具有重要現(xiàn)實意義。

跨海橋梁混凝土耐久性保障技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)混凝土易受海水、灘涂中鹽的侵蝕；在冬天撒布除冰鹽時，易使混凝土防撞護(hù)欄、蓋梁等結(jié)構(gòu)部位遭受鹽凍破壞；工程設(shè)計大多只關(guān)注抗壓強(qiáng)度，對混凝土的耐久性重視不夠；在凍融和鹽分的作用下，混凝土容易出現(xiàn)漿體剝落、松散、鋼筋銹蝕等病害，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早劣化，影響結(jié)構(gòu)安全性……對此，建設(shè)方在改擴(kuò)建過程中，系統(tǒng)深入地分析了造成構(gòu)筑物混凝土所患典型病害的原因，明確了其劣化機(jī)理，科學(xué)評價了既有構(gòu)筑物混凝土的狀態(tài)，研發(fā)了抗凍耐蝕混凝土，控制了各原材料的關(guān)鍵指標(biāo)，并開發(fā)了旨在提高工程建造品質(zhì)的配套工藝。目前建設(shè)方已將該技術(shù)大面積應(yīng)用于項目下部結(jié)構(gòu)施工當(dāng)中，在充分完善混凝土配合比設(shè)計的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化、細(xì)化混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)工藝，形成了從生產(chǎn)到施工、施工到養(yǎng)護(hù)全過程保障體系，在提升混凝土強(qiáng)度和防裂性能的同時，大大提高了混凝土的耐久性。

BIM技術(shù)應(yīng)用

工程之初，建設(shè)方便運(yùn)用BIM技術(shù)直觀展現(xiàn)了總體設(shè)計意圖，通過BIM技術(shù)形象展現(xiàn)了青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程與沿線地形地物、人文生態(tài)、城市規(guī)劃的結(jié)合情況；為多方案比選提供可視化基礎(chǔ)，有力保障了設(shè)計的科學(xué)性、合理性和美觀性；進(jìn)一步結(jié)合無人機(jī)傾斜攝影，增強(qiáng)了方案在復(fù)雜條件下的空間解釋能力，為紅島站到河套樞紐的線性優(yōu)化、環(huán)境沖突分析、用地征拆提供了有力支持。此外，應(yīng)用BIM技術(shù)還實現(xiàn)了復(fù)雜交通導(dǎo)改方案的可視化呈現(xiàn)，為設(shè)計、審查、施工各方提供了可讀性高的協(xié)作溝通平臺；有效提升了工程數(shù)智化水平，使設(shè)計質(zhì)量、方案合理性、設(shè)計施工協(xié)同水平得到極大提高，節(jié)省建設(shè)投資各方費(fèi)用達(dá)千萬元以上。

建設(shè)過程中，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程的路面舊料回收率達(dá)100%，循環(huán)利用率達(dá)95%以上；大力推行現(xiàn)代工程管理，構(gòu)筑科學(xué)系統(tǒng)的施工標(biāo)準(zhǔn)化體系，充分發(fā)揮工廠化、專業(yè)化施工優(yōu)勢，促進(jìn)工程建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化管理，全面提升工程質(zhì)量、安全、環(huán)保、水保管理的目標(biāo)；踐行綠色公路建設(shè)，實現(xiàn)高速公路的綠色可持續(xù)發(fā)展，統(tǒng)籌資源利用，實現(xiàn)集約建設(shè)。

建設(shè)方還采用交通流分析與BIM仿真模擬相結(jié)合的方式，對施工期進(jìn)行動態(tài)、全過程的交通組織可視化研究，以保障青蘭高速主線過境交通、青島主城區(qū)及新機(jī)場區(qū)間往返交通的安全暢通有序，并兼顧沿線區(qū)域交通進(jìn)出高速的需求，實現(xiàn)“低延誤高效率”的安全暢通目標(biāo)。

依托信息化綜合管理平臺，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程以BIM模型為載體，通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，集成工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)；利用中國電信云儲存平臺，以實現(xiàn)基于三維可視化的工程進(jìn)度、計量、質(zhì)量、安全、檔案等數(shù)據(jù)的采集與交互，以及為業(yè)務(wù)聯(lián)動與精細(xì)化管控、決策與指揮支持等提供助益；全力推進(jìn)“數(shù)字工地”建設(shè)，實現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集，施工全過程追溯，為后期養(yǎng)護(hù)管理數(shù)字化打下基礎(chǔ)。

目前，青蘭高速雙河段改擴(kuò)建工程正在加緊施工。建成后，青島市將新增一條東西走向的城市“大動脈”，這對于暢通青島環(huán)膠州灣快速通道、完善新機(jī)場集疏運(yùn)體系、促進(jìn)膠東經(jīng)濟(jì)圈一體化發(fā)展等方面將起到不可替代的作用。