普通干線公路加寬改擴(kuò)建技術(shù)

李祥營

(東光縣公路管理站，河北 東光　061600)

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普通干線公路加寬改擴(kuò)建技術(shù)

李祥營

(東光縣公路管理站，河北 東光061600)

摘要：把普通干線公路加寬改擴(kuò)建技術(shù)分為三個方面進(jìn)行研究，分別是普通干線公路擴(kuò)建技術(shù)、新舊路基拼接技術(shù)以及新舊橋梁拼接技術(shù)。

關(guān)鍵詞：普通干線；公路；加寬；擴(kuò)建；拼接

1引言

普通干線公路是我國公路交通體系中的重要環(huán)節(jié)，屬于社會基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分。數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，我國公路通車?yán)锍桃殉^400萬km，盡管公路網(wǎng)發(fā)展的速度很快，然而其公路網(wǎng)輻射功能以及地區(qū)交通運(yùn)輸?shù)臏贤?、銜接功能存在一定的不足，技術(shù)狀態(tài)存在比較大的差距，目前是我國公路交通體系中最為薄弱的環(huán)節(jié)之一。因此，必須針對普通干線公路開展公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與升級，從而促進(jìn)普通干線公路在交通體系中的作用。本文針對某普通干線公路工程改造的實際案例，對普通干線公路加寬改擴(kuò)建技術(shù)進(jìn)行研究和探討，不足之處，敬請指正。

2普通干線公路加寬改擴(kuò)建技術(shù)

2.1普通干線公路改擴(kuò)建技術(shù)

2.1.1改擴(kuò)建技術(shù)原則

(1)對既有道路交通的影響盡可能小，因為不具備全封閉施工條件，所以要在施工過程中盡量確保工程施工和正常交通相互協(xié)調(diào)；

(2)對沿線土地資源的影響盡可能小，普通干線公路附近大多是民用建筑、工業(yè)廠房等，因此要盡可能地降低對其的影響；

(3)方便進(jìn)行道路運(yùn)營養(yǎng)護(hù)；

(4)在既有結(jié)構(gòu)的前提下，利用安全、經(jīng)濟(jì)的方式對工程規(guī)模進(jìn)行控制；

(5)兼顧技術(shù)先進(jìn)與穩(wěn)定可靠的原則，注重科研創(chuàng)新，應(yīng)用新工藝與新材料，同時要考慮原本結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性；

(6)考慮到擴(kuò)建標(biāo)準(zhǔn)以及路網(wǎng)在未來的發(fā)展情況。

2.1.2普通干線公路改擴(kuò)建形式

(1)單側(cè)拼接拓寬。

單側(cè)拼接是在現(xiàn)有道路中央分隔帶的基礎(chǔ)上，對舊路進(jìn)行擴(kuò)建，即把舊路當(dāng)作半幅，對車道進(jìn)行重新劃分，舊路與新路拼接在一起，形成完整的路基，具體如圖1所示。

圖1　單側(cè)加寬斷面

實際上，單側(cè)拼接拓寬的方式有些不足：一方面是現(xiàn)有道路橫坡如何進(jìn)行調(diào)整，另一方面是對舊路橫坡進(jìn)行調(diào)整，造成道路中線設(shè)計高程太高，導(dǎo)致凈空不足。

(2)單側(cè)分離拓寬。

單側(cè)分離是現(xiàn)有道路為半幅路基，另外一側(cè)利用完全分離或者是中央分隔帶分離的方法重新建立路基，其縱斷面和舊路有可能不同，因此單側(cè)分離包括單側(cè)平、縱分離的方式。這種方法不必考慮現(xiàn)有道路橫斷面的調(diào)整問題，所以也不會產(chǎn)生凈空不足的現(xiàn)象，然而改擴(kuò)建工程實踐中，卻有可能產(chǎn)生非標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，這個問題不得不重視。

(3)兩側(cè)拼接拓寬。

這種方式應(yīng)用較為廣泛，和單側(cè)拼接道路相比較而言更有優(yōu)勢，而且在車道劃分與交通組織上也更加便捷。

(4)兩側(cè)分離拓寬。

兩側(cè)拼接方式如果遇到橋梁路段，可能不太適用，兩側(cè)分離拓寬可以解決此問題。按照實際情況，對新建路基和舊路之間的分離寬度進(jìn)行選擇，對用地面積與結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行綜合考慮之后，一般是按2～3 cm進(jìn)行控制。這種方式最大的問題是效率低、投資高。

(5)組合形式。

組合形式是在以上形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行靈活組合。

2.1.3改擴(kuò)建形式對比分析與選擇

按照表1中普通干線公路基本改擴(kuò)建形式對比情況，同時結(jié)合工程案例中道路現(xiàn)狀，對路線功能與交通量進(jìn)行分析，以交通部門改造師范路的要求為指導(dǎo)，決定將道路全線按照4車道擴(kuò)建，設(shè)計車速為100 km/h，行車道為3.75 m，加寬時盡可能考慮多利用現(xiàn)有道路，路段路面選擇2×16 m寬。具體而言，在對該段公路進(jìn)行改擴(kuò)建過程中主要考慮以下幾個方面的因素。

(1)擴(kuò)建道路的交通量預(yù)測；

(2)沿線的自然環(huán)境條件；

(3)征地、拆遷情況；

(4)現(xiàn)有道路技術(shù)指標(biāo)；

(5)通行凈空條件；

(6)橋涵結(jié)構(gòu)的條件限制；

(7)施工過程中交通組織情況。

表1　普通干線公路基本改擴(kuò)建形式對比情況

2.2新舊路基拼接技術(shù)

2.2.1新舊路基拼接病害分析

公路改擴(kuò)建質(zhì)量通病大多是各種裂縫，表現(xiàn)形式有很多種，最常見的應(yīng)該是縱向裂縫，除此之外還包括橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等。出現(xiàn)裂縫的影響因素有多種，包括路面結(jié)構(gòu)的形式不統(tǒng)一、填筑材料不同、局部壓實度存在問題、道路整體性差等。圖2為比較常見的縱向裂縫與交錯裂縫。

圖2　縱向裂縫與交錯裂縫

新舊路基拓寬改建之后，經(jīng)過長時間的運(yùn)營，在拼接處會產(chǎn)生顯著的沉降量不同的現(xiàn)象，尤其是舊路基在拓寬期間要承擔(dān)主要交通任務(wù)，不均勻沉降在所難免。除此之外，不均勻沉降的原因還有可能是軟土地基持續(xù)沉降以及路基壓實度缺陷等。

2.2.2路基拼接技術(shù)

按照以上病害分析，路基拼接技術(shù)將是決定加寬改擴(kuò)建公路質(zhì)量的關(guān)鍵。其中，主要考察地形地質(zhì)條件、新路填挖方式、擴(kuò)寬范圍等影響因素。主要選定以下三種類型。

(1)非軟土地基單側(cè)加寬。

非軟土地基單側(cè)加寬包括挖方單側(cè)加寬方式、填方單側(cè)加寬方式以及單側(cè)擋墻加寬方式，挖方單側(cè)加寬如圖3所示，新拓寬路基是由挖方形成，利用對舊路路基的局部進(jìn)行開挖，讓新舊路基整體上保持一致，從而盡量減少不協(xié)調(diào)變形量；填方單側(cè)加寬的方式因為填方比較高，基礎(chǔ)薄弱，約束比較小，而且沉降大，應(yīng)用較少；單側(cè)擋墻加寬方式是非陡坡路基拓寬的類型，通過擋土墻的設(shè)置能夠降低放坡寬度，但是差異性沉降的效果不大明顯。

圖3　挖方單側(cè)加寬路基

(2)軟土地基單側(cè)加寬。

對軟土地進(jìn)行處理是必不可少的環(huán)節(jié)，一是要加固軟土地基，從而促進(jìn)地基承載力的提升；另外就是降低路基荷載，降低軟基附加應(yīng)力，從而使差異性沉降變小。

(3)雙側(cè)加寬。

通過舊路路基對邊坡進(jìn)行削坡，然后對新路路基進(jìn)行填筑，以此組建完整的新斷面，在本案例中普通路段選擇兩側(cè)對稱拓寬的方式，線形受到限制時加以調(diào)整。

2.3新舊橋梁拼接技術(shù)

(1)上下均不連。

新舊橋梁上下構(gòu)造之間不進(jìn)行連接，預(yù)留出工作縫，利用橋面鋪裝層連續(xù)攤鋪。該方式使得新舊橋梁相對對立，受力互不干涉，能夠有效減少收縮徐變、地基沉降等因素產(chǎn)生的影響。然而，這種方式由于荷載作用在上下部機(jī)構(gòu)上的不均衡撓度，導(dǎo)致連接位置鋪裝層容易產(chǎn)生縱向裂縫等質(zhì)量問題，應(yīng)用時必須加以考慮。

(2)上下均連接。

新舊橋梁上下構(gòu)造之間進(jìn)行連接，利用橫向植筋、后期澆筑、墩臺蓋梁、整體澆筑的方式，具有受力均勻、剛度大的優(yōu)點(diǎn)，同時可以減少由于收縮徐變與地基沉降差異產(chǎn)生的影響，然而這種方式同樣會產(chǎn)生裂縫，受到舊橋的影響非常大，如果大量使用植筋，勢必增加成本。

(3)上連下不連。

新舊橋梁上部構(gòu)造連接，下部構(gòu)造不連接，其優(yōu)缺點(diǎn)一樣明顯，確保新舊橋梁下部結(jié)構(gòu)之間獨(dú)立受力，又保障上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響大大降低。在本案例中，采用上連下不連的方式對橋梁進(jìn)行拓寬改建。

通過以上分析，以及對各種技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行比較，新舊橋梁拼接方案主要采取預(yù)制箱梁橋加寬斷面的方式，新拓寬橋梁上部構(gòu)造和舊橋保持一致，上部結(jié)構(gòu)是20 m的預(yù)制箱梁，梁高是1.4 m，具體如圖4所示。

圖4　橋梁拓寬后上部結(jié)構(gòu)橫斷面圖

目前來說，橋梁全寬是11 m，加寬之后是14 m。在針對預(yù)制箱梁橋加寬方案方面，有三個選擇：①混凝土鉸接；②鋼板搭接；③弱性剛接。三種方式都屬于濕接縫連接方式，在連接強(qiáng)度與約束性上各有優(yōu)缺點(diǎn)，對于本案例，選擇弱剛性連接的方案。整體性比較好，保證新舊結(jié)構(gòu)整體共同受力，加寬之后橋梁比較美觀，而且后期的養(yǎng)護(hù)成本容易接受。

3結(jié)語

總而言之，結(jié)合某公路改擴(kuò)建示范工程，對普通干線公路改擴(kuò)建方案進(jìn)行研究，分別對普通干線公路擴(kuò)建技術(shù)、新舊路基拼接技術(shù)以及新舊橋梁拼接技術(shù)進(jìn)行探討，每一種技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用過程中必須要因地制宜，結(jié)合實際情況采取不同的方式，如此才能得到最合適的技術(shù)。

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收稿日期：2016-04-11

作者簡介：李祥營(1977-)，男。

中圖分類號：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0021-03