公路改建設計中的常見問題分析

閆祖文

（保山公路局騰沖公路分局　云南騰沖　679100）

在公路建設過程中設計的成敗將直接影響道路建設及其后期的使用效果，特別是改建公路的設計，因原有老路沿線環(huán)境較復雜，受制因素較多，設計過程中考慮的因素也較多，為保證設計質量，達到符合技術指標、投資控制合理、技術措施科學的要求，需要從路線設計、路基拼寬、老路利用等方面進行綜合考慮，如何更好的利用原有老路，少占地、少拆遷、投資控制合理，應從路線設計及老路利用方面進行考慮，如何更好的指導施工，達到方案合理、施工質量合格，應從路基拼寬、老路利用方面進行考慮，因此在公路改建路基設計過程中如何考慮路線、路基拼寬、老路利用等常見問題是非常重要的，下文就國道G320線保山境內段永保橋至保山公路改建工程第二合同段的路基設計情況，對改建路基設計的常見問題進行分析。

1　項目概況

國道G320線保山境內段永保橋至保山公路改建工程第二合同段，路線起點K24+100，位于隆陽區(qū)瓦窯鎮(zhèn)阿依寨，經瓦窯鎮(zhèn)舊寨、阿石寨、老營村及板橋鎮(zhèn)下付村、板廟村、小西河村，止點K50+800板橋鎮(zhèn)西河廟門口村，總長為26.6176km，路基寬度為7.5m、8.5m、19m，汽車荷載等級：公路-Ⅱ級，設計洪水頻率：小橋涵及路基1/50。因受到投資限制，設計時充分利用原有公路資源，靈活運用路線平縱指標，做到指標均衡、協調，不盲目追求高的路線平縱指標，沿老路進行改擴建，達到對植被和生態(tài)環(huán)境的破壞降到最小限度，提高了工程可實施性及將造價控制在投資限額內。

2　對路線設計的考慮

本項目在設計過程中為達到投資控制、少占地、少拆遷的總目標，路線基本沿老路拼寬改建，路線合理利用現有公路平面指標，半徑取值以吻合現有曲線為基準，在征地拆遷和工程量增加不大的局部路段適當提高線形指標，因地制宜設置卵形、S形、C形曲線，滿足規(guī)范要求，設計時還充分考慮沿線的村寨、平交道口、高速公路下穿等因素，合理利用平、縱線形的各項指標，使其達到經濟、合理的最佳效果。

2.1　縱斷面線形設計

在公路改建縱斷面設計時，需要全面考慮坡長、坡度產生的相應影響，結合原有道路的平交道口、村寨標高、下穿高速凈高等綜合考慮，并盡可能利用原有道路，在各項指標均符合公路改建后的相關技術指標的情況下，可以盡可能利用比較大的長度與半徑，提高行車安全[1]。在本項目的設計過程中，縱斷面設計主要受投資、老路縱坡、過村路段標高的控制，并綜合考慮沿線居民的出入方便、原有橋涵等構造物的利用，縱面主要利用現有老路縱坡進行優(yōu)化，過村莊路段為保持便于出行、居住適宜，對縱斷面進行部分的調整，標高按原有老路面進行控制。設計過程中在對沿線地形、地物詳細調查的基礎上，對縱面進行了優(yōu)化調整，在滿足路基穩(wěn)定和排水灌溉、涵洞設置需要的前提下盡量降低路堤填土高度。針對原老路平均縱坡大于5%的長陡坡路段（K28+965～K31+087.3及K46+535～K48+045段）進行了縱斷面優(yōu)化調整，但由于受地形、投資限制，本次設計結合實際地形、地物對該路段縱面線形結合平面布設進行優(yōu)化，取消勾頭坡，對最小坡長進行優(yōu)化，使縱面指標更均衡。此外，設計針對長陡下坡路段加強了安全設施，考慮了震蕩減速標線、警告標志、限速標志等安保措施以保障道路運營安全。

2.2　平面線形設計

在改建公路的過程中，若舊公路的回旋線、圓曲線半徑長度符合改建要求，在遵循盡可能使用舊路的原則，可以不對回旋線、圓曲線半徑長度進行修改。本項目平面線形設計中，為盡量減少工程量、拆遷、少占用土地，并充分利用原有防護工程、涵洞、橋梁，設計前對老路的左右側路基邊緣線進行了實地測量，再根據實測老路資料，均衡設置路線平面指標，盡可能的擬合老路平面線形布線。K24+100～K41+174.78段在原有二級公路瀝青路面上進行改建，原老路線形指標均滿足規(guī)范要求，設計時平面線形沿老路進行布線，局部地段進行了調整；因K41+174.8～K50+800段在原有四級彈石路面上進行改建，原老路圓曲線半徑為15m，且行車視距不佳，路線布設時考慮提升改造加大曲線半徑，路線于K41+174.78（即 JD274）～K47+503.5（即 JD322）進行局部優(yōu)化，因地制宜設置卵形、S形、C形曲線，合理利用平面線形的各項指標，滿足規(guī)范要求。

3　橫斷面及路基拼寬設計

在公路改建路基設計過程中，應調查原有路基的穩(wěn)定情況，查明既有路塹邊坡地質情況、現有防護、排水措施及邊坡穩(wěn)定狀態(tài)，分析評價新拼接路基或增建路基對原有路基沉降變形和邊坡穩(wěn)定的影響程度，結合路基填挖、填料情況以及施工、養(yǎng)護因素，統(tǒng)籌考慮各路段的路基、路面以及防護和排水措施，充分考慮采用機械化施工方法，采取有效的防治措施，防止路基病害和保證路基的穩(wěn)定。

3.1　橫斷面設計

在路基橫斷面設計過程中，根據云交基建[2013]570號《云南省交通運輸廳關于加快“十二五”期間普通國省干線公路改造建設的實施意見》對道路等級的相關規(guī)定，對經過村寨拆遷難度較大及地形較復雜地段調整路基寬度為7.5m，經調查本項目路基寬度設計如下：K24+100～K40+560.97段沿用老路平縱指標改建，路基寬度8.5m；K40+560.97～K40+820.76段沿用老營街道改建，路基寬度19m；K40+820.76～K41+014.54段沿用老營街道改建，路基寬度12m；K41+014.54（老營）～K50+495.68（西河廟門口村）段沿老路改擴建，路基寬度8.5m；K41+014.54～K41+873.81、K50+495.68～K50+800段沿線建筑物密集，為減少房屋拆遷采用7.5m路基寬。同時因地制宜，在適宜地段增加路基寬度作為緊急停車帶。

3.2　路基拼寬設計

在公路改建工程中，拓寬部份路基質量問題很大程度上決定改建后公路的使用壽命和使用質量，本合同段主要沿老路加寬改造，原國道320線路基寬度為6.5～8.5m，改建工程設計原則上按照在現有路面上拼寬路基后加鋪路面結構層，在設計中，因原老路斷面形式不同、老路面結構形式不同及加寬寬度不同，所采用的加寬的方式也不相同，本項目主要采用以下幾種拼寬方式：一般填方路堤拼寬、一般路基拼寬、一般路基設路緣石拼寬、設路肩擋墻拼寬、原邊溝路段路基拼寬、挖方橫向銜接拼寬，采用不同的加寬方式，可方便施工、節(jié)約投資，確保路基拼接質量。本項目中考慮不同拼寬方式的條件如下。

（1）改建工程中主要為彎道改造及部分路段升級改造切彎取值路段，沿原填方邊坡底部橫向拼寬銜接時，采用一般填方路堤拼寬，回填時應嚴格按填方工藝進行施工，并挖除老路的構造物，開挖土質臺階，橫向銜接采用土工格柵與原道路搭接。

（2）拼寬路基寬度大于100cm，且適宜于重型壓路機壓實路段，采用一般路基拼寬，拼寬路基位于石質路段時，設路緣石后直接鋪筑路面；當拼寬路基位于土質路段，為適宜性材料時清除表土對路床進行整平壓實且壓實度達到規(guī)范要求（二級公路≥95%）后鋪筑路面；當松山堆積或為非適宜性材料，壓實度達不到規(guī)范要求時，按照低填淺挖路基處治，對路床換填80cm級配碎石（天然砂礫），拼寬路基需采用重型壓路機壓實，橫向銜接采用土工格柵與原道路搭接。

（3）當拼寬路基外側橫坡陡峻，壓路機不宜碾壓，或者拼寬寬度小于等于100cm的路段，采用設漿砌片石砌筑的方式拼寬（一般路基設路緣石拼寬）。

（4）當拼寬路段受地形限制無法進行填方拼寬，且適宜設置擋土墻時，可采用設路肩擋墻拼寬，擋墻砌筑完成達到設計強度70%后，采用天然砂礫（級配碎石）進行墻背回填，其工藝要求應滿足“三背回填”施工工藝要求，橫向銜接采用土工格柵與原道路搭接。

（5）當原有路基寬度已滿足設計路基寬度要求或是回填原有邊溝后已能滿足設計路基寬度要求時，可采用原邊溝路段路基拼寬，對原有水溝采用碎石或片石進行回填，用土工布覆蓋后，在其上重新設置排水溝。

（6）原路塹段不能滿足現有路基寬度，需進行拼寬時，采用挖方橫向銜接拼寬，石質路段開挖至路床頂面整平壓實后直接鋪筑路面；土質路塹開挖后，為適宜性材料時對路床進行整平壓實且壓實度達到規(guī)范要求（二級公路≥95%），可直接鋪筑路面；為非適宜性材料，壓實度達不到規(guī)范要求時，按照低填淺挖路基處治，對路床換填80cm級配碎石（天然砂礫），拼寬路基寬度不得小于250cm，確保重型壓路機壓實，橫向銜接采用土工格柵與原道路搭接。

4　原有老路面處理設計

本項目主要在原老路面上進行新路面結構層加鋪的方式進行改建，較大部分老路面已成為改建公路的路基，而老路路面類型較為復雜，有彈石路面、瀝青路面，經過多年的荷載作用，目前老路路面主要表現為行車道上大面積的基層結構性損壞，以及部分路基強度不足引起的沉陷和結構性破壞，K24+100～K40+100段原老路為瀝青路面，其主要病害形式為：路基沉陷、路面龜裂、路面縱向裂縫等結構性破壞及基層干縮裂縫引起的反射破壞。K40+875～K50+800段原老路為彈石路，主要病害形式為：坑塘、沉陷、跳石、橫坡不適、平整度差、彈石破壞等。從病害的表現形式可以看出，本合同段的病害主要是原老路基層、底基層和路基承載力不足引起結構性破壞問題，要確保路基穩(wěn)定，在設計時應注意處理軟基，處理好地表排水和地下排水，提高路基承載能力，才能達到改建目標，主要采取的措施如下：

（1）對原有老路面進行彎沉測量，對達不到設計路基彎沉值的路段進行換填處理，瀝青路面段為保證路基的結構均勻采用水泥穩(wěn)定級配碎石進行換填處理，換填深度為30cm；彈石路面段采用40cm片石+40cm砂礫石進行換填處理；

（2）對原瀝青路面結構性破損，嚴重形成龜裂、坑塘路段采用水泥穩(wěn)定級配碎石進行換填處理，換填深度為30cm；

（3）對路基沉陷較嚴重路段進行路基處理，根據沉陷原因的不同采用不同的處理措施，因路基排水引起的沉陷進行路基排水處理；因路基填料原因產生的沉陷采用換填或路基注漿方式進行處理。

5　結語

本文結合本人參與實施的國道G320線保山境內段永保橋至保山公路改建第二合同段施工圖完善設計為例，結合公路改建設計的復雜性，從路線設計、橫斷面及路基拼寬設計、原有老路面處理設計三方面，對改建設計過程中需考慮的諸多因素和遇到的各種情況，就如何投資控制、如何滿足規(guī)范要求、如何方便施工、如何保證質量，通過實例分析提出了解決的措施和方案，然而由于公路改建的環(huán)境極為復雜，各路段及各條路線均不相同，在今后實施過程中應結合老路環(huán)境充分的綜合考慮，利用各種措施和手段，實現設計成果及投資控制的科學、合理。

[1]王 蘢.二級公路改建設計關鍵性技術問題與對策[J].低碳世界，2017（35）：268～269.