國家一級(jí)公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)優(yōu)化方案分析

侯潔

[摘 要]我國的公路發(fā)展比西方發(fā)達(dá)國家晚近半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，從20世紀(jì)80年代末開始起步，經(jīng)歷了80年代末至1997年的起步建設(shè)階段和1998年至今的快速發(fā)展階段。伴隨著公路里程的增多，交通量也在逐漸增大，20世紀(jì)建設(shè)的公路，以及前些年建設(shè)的一批公路，開始進(jìn)入維修改建高峰期。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，車流量的迅猛增長以及近幾年超載超限運(yùn)輸車輛的猖獗，也導(dǎo)致部分近年來建設(shè)的公路提前進(jìn)入維修期。本文以國道G107改擴(kuò)建項(xiàng)目的路基路面工程的設(shè)計(jì)及檢測(cè)為依據(jù)，從設(shè)計(jì)方案的選擇和制定方面，說明公路改擴(kuò)建的一些經(jīng)驗(yàn)和不足。

[關(guān)鍵詞]國道改擴(kuò)建；路面；新舊路基銜接

[中圖分類號(hào)]U491 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-6432（2013）6-0063-03

1 項(xiàng)目介紹

1.1 項(xiàng)目背景

國道G107（京深線）是中國第一條并入亞洲公路網(wǎng)的公路，是“7918網(wǎng)”的7條首都放射線之一，是國家縱貫?zāi)媳钡囊粭l國家級(jí)主干線。國道G107黃河大堤至馬村立交段公路是國道G107新鄉(xiāng)境段的一部分，起于黃河北大堤，終于馬村互通立交，是河南省會(huì)鄭州連接豫北重鎮(zhèn)之間的咽喉要道，也是連接豫北地區(qū)與中原、豫南等地區(qū)的重要通道，地理位置十分重要。G107自1998年改造升級(jí)一級(jí)公路后，交通流量持續(xù)上升，公路服務(wù)水平逐漸下降，經(jīng)常出現(xiàn)較為嚴(yán)重的擁擠和堵車現(xiàn)象，已不能滿足發(fā)展的需要。為完善區(qū)域快速運(yùn)輸通道，提高整個(gè)高等級(jí)公路網(wǎng)的服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量，G107的改建升級(jí)工作顯得尤為緊迫。

1.2 項(xiàng)目規(guī)模

（1）路線走向

國道G107黃河大堤至馬村立交段改建工程基本在原路基礎(chǔ)上進(jìn)行加寬擴(kuò)建，路線走向與老路相同。

路線起點(diǎn)與黃河北大堤平交，向北在新莊南與省道S311相交設(shè)原陽互通，與鄭焦高速相交設(shè)新莊互通，在宋樓西與省道S230相交設(shè)宋樓互通，在閻莊西與公鐵兩用橋北連接線相交設(shè)閻莊互通；經(jīng)東磁村、西高村，在溝王村北與新鄉(xiāng)縣青年路相交設(shè)七里營互通；繼續(xù)向北，經(jīng)前小莊、張灣村，在油坊堤西北與省道S229相交設(shè)新原互通，既而下穿新荷鐵路，并與新鄉(xiāng)市南環(huán)路相交設(shè)關(guān)堤互通立交；在關(guān)堤西與縣道X026相交設(shè)新長互通，在馬村西與金穗大道相交設(shè)馬村互通至終點(diǎn)，路線全長43.547千米。

（2）建設(shè)規(guī)模

國道G107黃河大堤至馬村立交段改建工程路線全長43.547千米，原路基寬23米，經(jīng)過近年多次改擴(kuò)建現(xiàn)狀路基寬度為32米～45米不等，本次改擴(kuò)建采用在原路基基礎(chǔ)上兩側(cè)加寬成標(biāo)準(zhǔn)八車道的形式，改擴(kuò)建后路基寬度43.5米。全線加寬中橋4座共145.04米，涵洞218道；互通式立交9座（其中新建1座；改建8座），分離式立交1處，通道9座，平交1處，天橋26座。

2 設(shè)計(jì)原則

改擴(kuò)建項(xiàng)目中，缺乏明確的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，如何協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)舊路與新路路面結(jié)構(gòu)，如何處置舊路路面及舊路刨銑料等。但是在對(duì)G107可行性研究報(bào)告認(rèn)真研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地踏勘，根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中堅(jiān)持合理降低工程造價(jià)、降低公路建設(shè)對(duì)社會(huì)環(huán)境的負(fù)面影響，做到精細(xì)化設(shè)計(jì)。

（1）總體上堅(jiān)持安全至上、服務(wù)社會(huì)、整體協(xié)調(diào)和諧的原則。

（2）盡可能利用老路，降低投資。

（3）路基采用雙側(cè)整體式加寬，做好新老路基、橋涵結(jié)構(gòu)物的銜接設(shè)計(jì)。

（4）由于本項(xiàng)目重車比例較高，為提高新建道路使用安全和壽命，橋梁結(jié)構(gòu)物、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)充分考慮重車的特性。

（5）本項(xiàng)目為G107的重要組成部分，承擔(dān)著繁重的交通運(yùn)輸任務(wù)，施工期間盡可能不中斷老路通行，與老路存在干擾的路段，必須做好施工組織設(shè)計(jì)和交通組織設(shè)計(jì)。

（6）加寬路基做好減小新舊路基沉降差異的設(shè)計(jì)，減少后期養(yǎng)護(hù)工作量。

（7）在對(duì)老路進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)和安全性評(píng)價(jià)分析的基礎(chǔ)上，合理確定老路改善方案，根治老路病害；老路面結(jié)構(gòu)盡可能再生利用，以減少對(duì)環(huán)境的污染。

（8）盡量減少拆遷、做好水土保持和環(huán)境保護(hù)工作，減少因工程實(shí)施而產(chǎn)生的社會(huì)矛盾，創(chuàng)建和諧工程。

（9）重視環(huán)境保護(hù)和景觀設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中注重汽車行駛的安全舒適及高速公路與環(huán)境之間的和諧關(guān)系，景觀設(shè)計(jì)充分考慮沿線的自然環(huán)境和歷史文化特點(diǎn)，努力將本項(xiàng)目建設(shè)成“旅游路、景觀路、生態(tài)路、特色路”。

3 舊路現(xiàn)狀檢測(cè)及評(píng)價(jià)

3.1 原有路基、路面狀況

G107原為一級(jí)公路，經(jīng)過歷年大中修后，現(xiàn)有路基寬度為35米～45米，路面寬度22米～25米，其中中央分隔帶1.5米，左側(cè)路緣帶2×0.5米，行車道2×2×3.75米，硬路肩2.25～3.75米，兩側(cè)設(shè)綠化帶。路面橫坡為1.5%；綠化帶橫坡為3.0%。外業(yè)踏勘期間收集了各路段路基、路面結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如表1所示：

3.2 原有道路存在的主要問題

G107項(xiàng)目起點(diǎn)處，老路改造時(shí)未對(duì)老路水泥砼路面進(jìn)行有效處理，現(xiàn)在老路面出現(xiàn)了坑槽、網(wǎng)裂、車轍、反射裂縫、唧泥、車轍、擁包等公路病害，嚴(yán)重影響了道路的通行能力和路容路貌。

根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》路面破損狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：PCI≥55～<70為中，PCI≥40～<55為次，該段PCI評(píng)定為54.6，屬次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行大修。

雖原有道路的檢測(cè)和評(píng)價(jià)主要依據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，缺乏專門針對(duì)改擴(kuò)建路面的檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法。但是本次項(xiàng)目采用路面狀況指數(shù)PCI預(yù)估的方法。PCI是綜合考慮裂縫、車轍、坑槽等路面破損情況，表征路面狀況的指標(biāo)。分析舊路改建前PCI值及預(yù)測(cè)改建后設(shè)計(jì)年限內(nèi)PCI發(fā)展?fàn)顩r，是可以為舊路處治方案的選擇提供一些依據(jù)的。

4 路基路面拼接設(shè)計(jì)方案

4.1 舊路路面拼接設(shè)計(jì)

目前國內(nèi)外對(duì)路基拼接的研究較多且已經(jīng)取得一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，而對(duì)于路面拼接還僅僅是根據(jù)主觀感受進(jìn)行設(shè)置，隨意性較大，新舊路面是否拼接、如何拼接缺少理論依據(jù)。

《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》對(duì)拼寬路面的拼接形式做了建議，建議路面拼寬采用搭接形式，取搭接寬度宜大于30厘米。本次項(xiàng)目中，公路原路基寬23米，路面寬22米，水泥混凝土路面。由于歷年大中修和改建，現(xiàn)有路面寬度為22米～25米，路基寬度35米～45米，并在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了瀝青罩面。

本次設(shè)計(jì)在老路病害調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)老路路況評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)原路面進(jìn)行改造加鋪，擬分兩種情況對(duì)老路進(jìn)行改造：

（1）路面病害較輕的一般路段，對(duì)老路進(jìn)行病害處理后，施工時(shí)和加寬部分一起整體加鋪4厘米厚AC-13C細(xì)粒式改性瀝青混凝土。

（2）路面病害較嚴(yán)重路段（K0+000～K14+570段），設(shè)計(jì)方案如下：

對(duì)于原G107路面，采用挖除原路面全部瀝青混凝土，然后將原水泥混凝土面板進(jìn)行破碎，要求破碎成30厘米左右的碎塊，并進(jìn)行沖擊碾壓，然后用細(xì)集料灌縫，可摻入一定量水泥，以提高其整體強(qiáng)度，作為路面下基層使用。整平后，與加寬部分同時(shí)鋪筑17厘米厚水泥穩(wěn)定碎石上基層，然后設(shè)置乳化瀝青下封層，并依次鋪筑與加寬部分相同的瀝青砼面層。

4.2 新舊路基銜接處理

鑒于原公路經(jīng)過近二十年的運(yùn)營，路基的密實(shí)度較高，穩(wěn)定性較好，為防止路基加寬期間影響道路行車，故此次路基拼寬采用在拼寬范圍內(nèi)首先對(duì)原地表20厘米厚進(jìn)行清表換填，然后對(duì)邊坡20厘米厚種植土予以清除，邊坡清除后按照1∶1.5的坡率進(jìn)行挖臺(tái)階施工。臺(tái)階寬1.2米，臺(tái)階底做成向內(nèi)傾斜4%的坡度。路基填土高度小于1.5米時(shí)，不需做銜接處理，直接做路床處理；路基填土高度大于等于1.5米時(shí)，路基需挖臺(tái)階處理；如路基填土高度大于3米時(shí)，加寬部分路基基底及路床底鋪設(shè)一層鋼塑土工格柵。為保證老路通行，邊坡種植土的清除和挖臺(tái)階施工可以隨著路基填土高度增加而逐一進(jìn)行，必要時(shí)施工可采用插鋼板樁等措施進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，以保證行車安全。

參考文獻(xiàn)：

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