淺談公路改造設(shè)計(jì)

佘光陽(yáng)

摘要：近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量迅猛增長(zhǎng)，現(xiàn)有的公路已不堪重負(fù)，難以承擔(dān)交通運(yùn)輸發(fā)展的需求，因此國(guó)家、地方各級(jí)部門加大了對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的投入，本文對(duì)公路改造設(shè)計(jì)談一些體會(huì)和認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：公路；改造；設(shè)計(jì)

1老路現(xiàn)狀調(diào)查

由于是對(duì)原有公路改造，對(duì)老路現(xiàn)狀調(diào)查十分重要，老路的現(xiàn)狀直接影響到改造方案、工程投資。

1.1平、縱線形現(xiàn)狀

本區(qū)域內(nèi)老路一般建于20世紀(jì)六、七十年代，建造時(shí)一般無(wú)正規(guī)的平、縱線形設(shè)計(jì)，所以老路的平縱線形通常達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要部分調(diào)整。只有對(duì)老路的平縱線形有基本了解，才能決定線形調(diào)整的幅度，一般情況下，對(duì)老路平面需測(cè)試彎道數(shù)、偏角大小、彎道半徑、交點(diǎn)間距等，對(duì)老路縱斷面需測(cè)試坡度、坡長(zhǎng)等指標(biāo)。老路如果線型較好或者可以通過(guò)微調(diào)能達(dá)標(biāo)的，在平縱面設(shè)計(jì)中均考慮充分利用老路；如果老路線形極差，如彎道多、偏角大、半徑小、交點(diǎn)間距極短，且受地形、地物的限制，則考慮改線。

1.2路基、路面現(xiàn)狀

路基、路面現(xiàn)狀調(diào)查包括路基、路面寬度、結(jié)構(gòu)形式及近幾年大修改造情況等。只有對(duì)老路路基、路面情況充分了解，在路面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)才能心中有數(shù)，設(shè)計(jì)方案才能經(jīng)濟(jì)合理。

1.3彎沉測(cè)試

為評(píng)價(jià)老路路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，應(yīng)對(duì)老路面進(jìn)行彎沉測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果應(yīng)根據(jù)彎沉值大小、路面結(jié)構(gòu)情況分段整理計(jì)算，以便于下階段路面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。

1.4橋涵現(xiàn)狀

區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密集，一般公路上橋涵較多，對(duì)老橋涵拓寬改造還是拆除重建由老橋涵現(xiàn)狀決定，所以應(yīng)對(duì)老橋涵的跨徑、凈寬、荷載標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)形式、使用情況、是否為礙航建筑物、橋頭接線線形等做充分、詳細(xì)的調(diào)查，對(duì)大、中橋荷載標(biāo)準(zhǔn)不能確認(rèn)時(shí)，應(yīng)做承載能力試驗(yàn)。

2主要技術(shù)指標(biāo)的選用

2.1公路等級(jí)

公路等級(jí)應(yīng)根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃和遠(yuǎn)景交通量，結(jié)合公路的功能、性質(zhì)從全局出發(fā)綜合確定。

2.2設(shè)計(jì)車速

設(shè)計(jì)車速一般根據(jù)公路等級(jí)采用，但是在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合公路的功能、性質(zhì)、交通組成等綜合確定，特別是對(duì)于老路改造工程，應(yīng)順應(yīng)地形地物，在保證行車安全、舒適的前提下，從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，靈活地選用。對(duì)位于城市出入口的一級(jí)公路，混合交通嚴(yán)重，車速不宜太快，可參照城市道路標(biāo)準(zhǔn)，采用80km/h的設(shè)計(jì)車速；對(duì)于二級(jí)公路，一般情況下應(yīng)采用80km/h設(shè)計(jì)車速。

2.3路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

路基橫斷面直接影響到工程的規(guī)模和投資，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通量預(yù)測(cè)分析結(jié)果選擇，同時(shí)又應(yīng)綜合考慮路段功能性質(zhì)及交通組成，結(jié)合地形、地物、城鎮(zhèn)規(guī)劃，注意到綠化美化和環(huán)保，采用既能滿足道路通行能力、與城鎮(zhèn)規(guī)劃相適應(yīng)又經(jīng)濟(jì)合理、適應(yīng)地形地物的橫斷面。

2.3.1一級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

區(qū)域內(nèi)改造為一級(jí)公路的均為區(qū)域間干線公路，不但交通量大，而且本區(qū)域內(nèi)一般公路沿線村莊密集，混合交通比較嚴(yán)重，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，為適應(yīng)集鎮(zhèn)城市化的發(fā)展，一般采用快慢行道分開的三塊板形式?？燔嚨啦捎秒p向4車道，單向行車道寬2×3.75m，中央采用雙黃實(shí)線分隔對(duì)向行駛的交通流，兩側(cè)各2m的綠化分隔帶，2×5m慢車道，2×1m路肩，路基全寬為32m。

2.3.2二級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

二級(jí)公路路基橫斷面一般采用一幅路形式，寬度根據(jù)交通量及交通組成采用，一般分三種情況：⑴、如交通量較小，混合交通也不太嚴(yán)重，則路基全寬12m，路面寬9m；⑵、如交通量一般，混合交通一般，則路基全寬15m，路面寬12m；⑶、如交通量較大，混合交通也較嚴(yán)重，則路基全寬17m，路面寬14m，并且用車道線劃分快慢行道。路肩可根據(jù)實(shí)際情況采用土路肩或采取硬化措施。

3路線線形設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)原則

公路是一種帶狀構(gòu)造物，在保證使用任務(wù)和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，應(yīng)盡可能保持較高的安全性和舒適性。公路線形是三維的立體線形，為方便設(shè)計(jì)施工操作，將其簡(jiǎn)化為平、縱、橫三方面描述，線形設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)這三方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，保持各要素間的協(xié)調(diào)一致，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。公路的線形運(yùn)用在很大程度上取決于工程投資與線形舒適性的平衡。在線形設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮線形的連續(xù)流暢和立體線形設(shè)計(jì)，并應(yīng)順應(yīng)地形，地物，注意和環(huán)境協(xié)調(diào)一致，對(duì)于老路改造工程應(yīng)靈活運(yùn)用線形設(shè)計(jì)指標(biāo)，在困難地段適當(dāng)調(diào)整，在滿足線形要求的前提下，充分利用老路。

3.2平面線形設(shè)計(jì)

平面線形設(shè)計(jì)時(shí)，在一般較為順直的路段，盡可能采用較高的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，以求改造后的良好行駛條件下；在較困難路段，應(yīng)充分利用規(guī)范允許的曲線組合，在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下，充分利用老路；在老路線形極差且又受地形地物限制無(wú)法調(diào)整時(shí)，應(yīng)考慮改線方案。

對(duì)于老路改造工程，路線定線時(shí)，應(yīng)以老路為主要控制物，充分利用老路，同時(shí)還應(yīng)將大型建筑物、大河等作為控制點(diǎn)。穿越城鎮(zhèn)區(qū)時(shí)，應(yīng)注意結(jié)合地方發(fā)展，盡量與城鎮(zhèn)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在平面線形方案初步形成后，應(yīng)征求沿線地方政府及交通主管部門意見，盡量讓路線方案使各方滿意。

3.3縱斷面設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面：

3．3．1滿足各控制點(diǎn)的高程要求

縱斷面控制點(diǎn)一般有橋梁、相交道路、城鎮(zhèn)等。橋梁設(shè)計(jì)高程應(yīng)滿足橋下通航凈空要求及設(shè)計(jì)洪水頻率要求的泄洪斷面要求；對(duì)立體相交的道路要滿足本路和被交路的行車凈空要求，對(duì)平面交叉的道路要順適銜接；路線穿越城鎮(zhèn)時(shí)應(yīng)盡量和地形、地物相一致。

3．3．2充分利用老路路面結(jié)構(gòu)

在一般路段，路線的縱斷面設(shè)計(jì)與路面結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是相輔相成的，縱斷面拉坡時(shí)，應(yīng)盡量擬合老路，避免大填大挖。在老路路面情況較好時(shí)，為充分利用老路路面結(jié)構(gòu)，盡量不要開挖老路，使補(bǔ)強(qiáng)厚度最大限度地接近填高。

3．3．3其它

老路改造縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，為充分利用老路，一般縱坡較碎，坡長(zhǎng)較短，但在有條件時(shí)，還應(yīng)盡可能取較高的指標(biāo)，以求良好的行駛條件，并適當(dāng)注意平縱組合，使縱斷面方案不但經(jīng)濟(jì)合理，而且有良好的線形。

4路面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

路面結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原老路路面結(jié)構(gòu)具體處理。

4.1舊水泥混凝土路面

當(dāng)老路路面為水泥混凝土路面時(shí)，一般先測(cè)試混凝土板塊彎沉，根據(jù)彎沉測(cè)試結(jié)果綜合路面其它情況先對(duì)老路面進(jìn)行處理。當(dāng)老路面較好時(shí)，對(duì)老路面不予處理；當(dāng)老路面一般時(shí)，對(duì)混凝土板塊進(jìn)行鉆孔壓漿處理；當(dāng)老路面較差時(shí)，應(yīng)新澆砼板塊。在對(duì)老路面處理后，一般要在上面加鋪補(bǔ)強(qiáng)層。本地區(qū)一般采用瀝青面層作為老路面的加鋪層，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸收兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，"剛?cè)嵯酀?jì)"，即舊水泥砼提供了穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層，瀝青路面提供了行駛舒適的面層。為防止和延緩舊水泥混凝土板的反射裂縫的發(fā)生，通常要在舊水泥混凝土裂縫和接縫位置鋪設(shè)土工格柵、土工布或粘貼改性瀝青油毛氈。有條件時(shí)瀝青表面層采用改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)，其防反射裂縫的效果更好。

4.2舊瀝青路面

舊瀝青路面對(duì)病害較嚴(yán)重路段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況處理。當(dāng)面層、基層裂縫較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)開挖處理，然后在瀝青補(bǔ)塊上鋪設(shè)玻璃纖維格柵；對(duì)較大的沉陷，應(yīng)查明原因，翻挖處理。一般路段利用老路路表彎沉測(cè)定結(jié)果，計(jì)算出代表彎沉值，并反算成老路路面當(dāng)量土基回彈模量，再按彈性層狀體系理論計(jì)算加鋪補(bǔ)強(qiáng)層厚度。在加鋪前需刨毛老瀝青面層。

4.3舊碎石路面

對(duì)泥結(jié)碎石、級(jí)配碎石路面改建成高級(jí)路面時(shí)，一般將舊路豁松、打碎，摻灰處理，使其成為底基層，然后再根據(jù)彎沉情況加鋪補(bǔ)強(qiáng)層。

5橋涵改造設(shè)計(jì)

對(duì)老路改造工程，橋涵一般需拆除重建或拓寬改造，決定橋涵拆除重建還是拓寬改造主要從以下幾個(gè)方面考慮：原橋涵是否滿足設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，不滿足，能否通過(guò)適當(dāng)加固達(dá)標(biāo)；原橋涵是何種結(jié)構(gòu)形式，服務(wù)年限多長(zhǎng)，使用狀況如何，利用價(jià)值是否大；原橋涵是否滿足排洪要求，航道上橋梁是否滿足通航要求；是否限制路線平、縱面線形，使路線指標(biāo)不能滿足技術(shù)指標(biāo)，或能滿足而導(dǎo)致不能充分利用老路，在經(jīng)濟(jì)上得不償失。

對(duì)老橋涵進(jìn)行上述四方面分析，在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上進(jìn)行比選，根據(jù)實(shí)際情況決定老橋涵拆除重建或拓寬改造。本區(qū)域內(nèi)一般老橋涵均荷載標(biāo)準(zhǔn)低，結(jié)構(gòu)形式較差，加固改造技術(shù)復(fù)雜，工程難度大，而且許多老橋?yàn)楸ＷC橋梁和河道正交，橋頭接線線形較差，所以老路改造時(shí)大多數(shù)拆除重建，小部分情況較好的拓寬改造。