國(guó)省干線拓寬改造勘察設(shè)計(jì)實(shí)例探析

■陸小立

（南平通輝工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)有限公司，南平 353000）

0 引言

近些年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，部分國(guó)省道路段服務(wù)水平已無(wú)法滿足現(xiàn)今交通量及行車安全的要求。對(duì)這些道路的拓寬改造勢(shì)在必行。但道路的改建和新建有很大的區(qū)別，道路拓寬改建必須考慮沿線地形、地物、地質(zhì)、水文等諸多條件，還要面對(duì)國(guó)省道沿線已經(jīng)形成的經(jīng)濟(jì)帶，涉及征地拆遷等問(wèn)題。從而給道路的勘察設(shè)計(jì)帶來(lái)許多困難。本文結(jié)合國(guó)道205某段設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)平面線形設(shè)計(jì)、新舊路基設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、平交口設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了探討。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

國(guó)道205某路段需拓寬改造提升為一級(jí)公路，以擴(kuò)大城區(qū)構(gòu)架與規(guī)模，并可以與周邊地區(qū)的公路網(wǎng)形成一個(gè)快捷的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。原路面狀況良好，但路基寬度只有12m、路面在長(zhǎng)期行車荷載作用下，出現(xiàn)破板、錯(cuò)臺(tái)、沉降等病害，無(wú)法適應(yīng)日益增加的交通量及行車安全性的要求。本路段按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；計(jì)算行車速度:60km/h；道路路基寬度24m。

2 項(xiàng)目實(shí)例

國(guó)省干線公路拓寬改造應(yīng)本著 “減少占地、降低造價(jià)”原則，在滿足需求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)前提下，盡可能地利用老路，減少對(duì)土地資源的占用；在村鎮(zhèn)拆遷、地形因素制約較少區(qū)域，考慮施工方便性盡可能采用單側(cè)加寬方案。單側(cè)加寬節(jié)省造價(jià)，同時(shí)可通過(guò)中央分隔帶有效處理新、老路基拼接、壓實(shí)問(wèn)題；穿越城鎮(zhèn)及城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)路段，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，采用改線繞城方案，以便過(guò)境交通和城市內(nèi)部交通分離，對(duì)合理組織、疏導(dǎo)過(guò)境和城市內(nèi)部交通，減少交通壓力和交通擁擠具有重要作用；局部平面線形扭曲嚴(yán)重，無(wú)法達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求路段宜可采用改線新修方案?？紤]本項(xiàng)目地形、平面線形及老路路面狀況，推薦采用以單側(cè)加寬和局部改線新修。

2.1 前期調(diào)查

在進(jìn)行道路的拓寬改造設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)原有道路的實(shí)際情況進(jìn)行充分的調(diào)查與了解，掌握該路段的交通量以及荷載情況，并且還要對(duì)該路段的路面情況進(jìn)行調(diào)查，記錄不同路段的路面病害情況，調(diào)查與分析產(chǎn)生病害的原因，采取換填、壓實(shí)、注漿固結(jié)、加強(qiáng)排水等方式對(duì)舊路路基進(jìn)行處理，確保在后期拓寬改造后能夠有效的避免病害的反復(fù)發(fā)生。

2.2 道路平縱設(shè)計(jì)

道路平縱設(shè)計(jì)要根據(jù)道路的沿線地形、項(xiàng)目定位、道路性質(zhì)、主要控制點(diǎn)、水文地質(zhì)以及工程地質(zhì)等因素來(lái)選擇合理的路線，合理的線路不僅使行車迅速、舒適而且安全，還能夠減少資源的浪費(fèi)，減少征地拆遷，降低工程造價(jià)，要想達(dá)到上述目標(biāo)需要結(jié)合規(guī)劃和平縱指標(biāo)同國(guó)土、林業(yè)、水利、當(dāng)?shù)厝嗣裾炔块T充分溝通前提下，結(jié)合條件進(jìn)行周全的布局。

本項(xiàng)目某段征地線，因征地等原因，該樁號(hào)區(qū)間原方案為向左拓寬，如圖1（原方案平面圖）所示。路線左側(cè)涉及高邊坡開挖支護(hù)；邊坡上現(xiàn)有房屋較多，將面臨大量拆遷工作；下穿高速橋后，兩邊邊坡要同時(shí)開挖與支護(hù)，對(duì)現(xiàn)有邊坡擾動(dòng)大；因本路段為進(jìn)入城區(qū)必經(jīng)之地，不可中斷交通，這樣造成施工過(guò)程中交通流組織難度加大；路段終點(diǎn)，有一貨車修理廠，原方案在此處需降坡2～4m，導(dǎo)致此處支路難以順接，地塊利用價(jià)值降低。

圖1 原方案平面圖

圖2 優(yōu)化后路線平面圖

后期變更做了路線優(yōu)化，經(jīng)與交通主管部門，變更設(shè)計(jì)圖采用向右側(cè)拓寬，如圖2（優(yōu)化后路線平面圖）所示。這樣本路段可充分利用原有老路寬度，減少征地；也不用開挖左上邊坡，減少征遷工作；在下穿高速橋后，只需對(duì)右側(cè)邊坡進(jìn)行防護(hù)，對(duì)左側(cè)邊坡擾動(dòng)較??；新路段終點(diǎn)離貨車修理廠有一段距離離，保留了該地塊的利用價(jià)值；從總體上也減少了征遷工作量。

2.3 新舊路基設(shè)計(jì)

道路拓寬改造中新老路基沉降差異是產(chǎn)生裂縫的最主要原因。新老路基地基壓縮固結(jié)時(shí)間不同，老路地基經(jīng)多年荷載作用，沉降變形已經(jīng)基本穩(wěn)定，而新填路基在施工過(guò)程中以及竣工車后都有較大的沉降變形發(fā)生，再加上道路拓寬工程工期較短，控制工后差異沉降難度較大。

本項(xiàng)目原為路面寬度為12m，其中有一段向右側(cè)拓寬，在滿足規(guī)范要求前提下，中線擬和舊路左側(cè)為中線，以充分利用原有路基，中間設(shè)置4.5m中央分隔帶，以減小新填路基沉降差的影響，如圖3（新舊路基處理設(shè)計(jì)圖）所示。拓寬右側(cè)路基主要為農(nóng)田、凹地、谷地、沼澤地沉積淤泥質(zhì)粘土，呈灰黑色，軟塑狀，厚0.8～1.5m，路基平均填高3.5m，易引起路基不均勻沉降，采取以下措施處理。

（1）拓寬部分原地面的處理措施

拓寬前，應(yīng)先清除路基范圍內(nèi)的所有垃圾、灌木、竹林及胸徑小于150mm的樹木、石頭、廢料、表土（腐殖土）、草皮等；對(duì)于一定深度的軟弱地基，采用片石換填、沖擊碾壓或強(qiáng)夯等對(duì)拓寬部分路基進(jìn)行處理。

（2）舊路路基邊坡處理

首先應(yīng)先清除原邊坡防護(hù)，并對(duì)邊坡坡面30cm左右范圍內(nèi)進(jìn)行清表處理；按規(guī)定挖臺(tái)階，臺(tái)階高度應(yīng)大于等于60cm，臺(tái)階寬度一般不小于100cm。臺(tái)階做成向內(nèi)傾斜2%～4%的坡度；路基填筑配以土工格柵用合格填料分層填筑分層碾壓。

2.4 道路橫斷面設(shè)計(jì)

道路的線形設(shè)計(jì)包括平、縱、橫三個(gè)方面，并且三者相互制約，相輔相成。在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)交通量調(diào)查預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期交通量，以設(shè)計(jì)年限車行道的通行能力達(dá)到飽和時(shí)的設(shè)計(jì)交通量作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。經(jīng)測(cè)算，本項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為：4cm細(xì)粒式改性瀝青砼抗滑表面層（AC-13C）+灑粘層瀝青0.3kg/m2+6cm中粒式瀝青砼中面層 （AC-20C）+灑粘層瀝青0.8kg/m2+16cm密級(jí)配瀝青碎石上基層（ATB-25）+灑透層油 0.8kg/m+16cm級(jí)配碎石下基層+1cm普通熱瀝青封層+30cm 3%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石底基層。橫斷面布置為：24.0m＝2×（2.25m硬路肩 +7.0m行車道+0.5m路緣帶+2.25m分隔帶），如圖4（路基橫斷面設(shè)計(jì)圖）所示。

2.5 道路排水設(shè)計(jì)

瀝青道路排水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，由于集料表面對(duì)水比對(duì)瀝青有更強(qiáng)的吸附力，長(zhǎng)期接觸下瀝青會(huì)從集料表面剝落，加上行車荷載的影響會(huì)使水產(chǎn)生流動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)水壓力進(jìn)而使剝落的瀝青流失，被裹挾流動(dòng)出瀝青路面內(nèi)部。隨之而來(lái)的就會(huì)使路面出現(xiàn)松散、剝離、坑洞等病害。本項(xiàng)目排水設(shè)計(jì)依據(jù)以下幾個(gè)原則：路面水以及路基邊坡流水在堤坡腳外設(shè)置矩形排水溝及加蓋板矩形排水溝；路塹路段設(shè)置邊溝排除路面及挖方邊坡流水；邊溝水流原則上就近排入自然河溝 （出口較陡處設(shè)置急流槽）；當(dāng)挖方路塹或低填方路段地下水較豐富，影響路基穩(wěn)定時(shí)，邊溝、排水溝下方設(shè)置盲溝排除地下水；滲水管采用帶孔的硬塑透水管，外用粘土及土工布包裹；路基排水原則上不與農(nóng)田灌溉、水塘相干擾；邊溝與排水溝連接處，如地面坡度較大時(shí)采用急流槽或跌水；截水溝、邊溝、排水溝的水流可就近排進(jìn)天然河溝。

2.6 道路平交口設(shè)計(jì)

在處理交叉口交通時(shí)，無(wú)論是改善道路設(shè)施還是增設(shè)交通設(shè)施，其目的都是努力減少或消滅各類交通特征點(diǎn)，尤其注意對(duì)沖突點(diǎn)的處理。消滅或減少交叉口車流沖突點(diǎn)的方法包括以下方面。（1）實(shí)行交通管制：在交叉口設(shè)置自動(dòng)交通信號(hào)燈，或由交通警察指揮交通，使進(jìn)入交叉口的車流在時(shí)空上分離，可減少同一時(shí)段內(nèi)的交通量，即在同一時(shí)間內(nèi)只允許某一方向的車流通過(guò)，限制交叉口某方向左轉(zhuǎn)彎車輛通過(guò)。（2）渠化交通：在交叉口范圍內(nèi)合理布設(shè)交通島、交通標(biāo)志、地面標(biāo)線或增設(shè)車道，以疏導(dǎo)車流按一定方向或路徑行駛，從而消除或減少?zèng)_突點(diǎn)，減少車輛行駛時(shí)的相互干擾。

本項(xiàng)目中兩條相交道路皆為干線交通，采用以上哪種方式做了分析，通過(guò)交通情況調(diào)查，此路段進(jìn)城載貨大型車輛居多，加上此處離高速橋較近且在為下坡路段，如圖5（縱斷面設(shè)計(jì)圖）所示。

圖3 新舊路基處理設(shè)計(jì)圖

圖4 路基橫斷面設(shè)計(jì)圖

圖5 縱斷面設(shè)計(jì)圖

圖6 T型平交口方案

圖7 環(huán)島平交口方案

如果選用T型平交設(shè)計(jì)，必須設(shè)置信號(hào)燈分流，對(duì)于進(jìn)城方向極有可能造成擁堵和安全隱患，如圖6（T型平交口方案）所示；選擇環(huán)島方案，雖然降低車輛行駛速度，但不至于造成擁堵，對(duì)行車更有利，如圖7（環(huán)道平交口方案）所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以項(xiàng)目實(shí)際為例，著重介紹了在國(guó)省道拓寬改造勘察設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題，因地制宜，對(duì)從如何線形優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低拆遷工作量和工程量；設(shè)計(jì)中分帶和新填路基處理以降低沉降差；合理選用平交口方案；等方面進(jìn)行了論述?？梢钥闯?，國(guó)省道的拓寬改建是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的設(shè)計(jì)，因受限條件較多，不僅要滿足技術(shù)規(guī)范的要求，同時(shí)要從實(shí)際情況出發(fā)，才能得到最好的設(shè)計(jì)效果。

[1]JTJ D20-2017,公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2]JTJ D30-2015,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范.

[3]JTG D50-2017,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.

[4]高火林.道路設(shè)計(jì)中的選線優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建設(shè)科技.2017（06）.

[5]鄒華國(guó).國(guó)省干線公路拓寬改造方案研究[J].山東交通科技，2011(1):53-55.