改擴建道路的路線及路面路基設計

張瑞娟

摘 要：相比新建工程，改擴建工程最大差異在于“一條已建公路”，其設計的目的在于道路行車條件改善與改造提升。在滿足公路標準、規(guī)范及行車要求的基礎(chǔ)上，改擴建工程應做到充分利用已建工程，節(jié)省投資，減少資源浪費。本文將探討改擴建道路的方法，對道路線路及路基路面設計進行分析，以期全面提升工程質(zhì)量，確保行車安全。

關(guān)鍵詞：改擴建道路；路線設計；路基路面

中圖分類號：U412 文獻標志碼：A

根據(jù)以往經(jīng)驗分析，公路改擴建涵蓋兩層意義，第一是對現(xiàn)有公路改擴建，實現(xiàn)原有公路等級提升，通過提高原有路線的線形指標與技術(shù)指標，進行行車條件改善；第二是擴容現(xiàn)有公路，提升設計速度或增設車道，利用擴寬改造達到通行能力提升的目的，進而緩解交通壓力。由于改擴建道路路線走向已經(jīng)確定，在平面上不存在路線方案比選等問題，但必須優(yōu)化擬合局部。因此，改擴建道路相比新建工程，平面約束條件較多，設計人員必須對曲線進行靈活合理的利用，以此做好平面線形調(diào)整工作，保證其設計滿足公路標準、規(guī)范要求，并達到降低投資的目的，同時能夠為縱斷面與橫斷面的結(jié)合提供可靠依據(jù)。

1 改擴建道路的路線及路基路面設計要點

在整個交通運輸網(wǎng)中，相比其他運輸方式，公路的作用及其對沿線經(jīng)濟、環(huán)境等因素的影響范圍更大，其具有較為完善的工程設施，投資多，且技術(shù)性高，涉及范圍廣，建成后改變難度較大的特點，為此不管是新建或改擴建道路工程，都必須做好周密的安排及合理的總體設計。在對改擴建建設規(guī)模、設計標準充分考慮的基礎(chǔ)上，公路改擴建總體設計要求必須做好全線總體布局，協(xié)調(diào)好各個專業(yè)。其內(nèi)容包含公路本身功能及自然要素，為此，必須綜合分析此類要素，促使其系統(tǒng)化，保證公路建設在滿足自身功能需求的前提下，又能充分融合到周圍的自然環(huán)境之中，實現(xiàn)路與自然和諧相處。

1.1 路線設計

路線設計主要內(nèi)容見表1。

相比改建后的道路等級要求，原有道路平縱橫指標已無法滿足其要求，因原有線路走廊帶具有較為復雜的地形，如選取兩側(cè)或單側(cè)加寬具有較大工程量，相比新建工程投資更多的情況下，應重新選取新的路線走廊帶，進行路線平面位置、縱坡設計的重新確定。此方法的優(yōu)勢在于改建后道路具有更好的路線線形，能夠克服附近附屬物的約束，通過新設計理念的應用，不會對舊路通行造成影響，且能夠降低舊路改擴建的交通量。

1.2 路基路面設計

在路基路面設計時，應做好以下調(diào)查工作，見表2。

（1）路基設計

單側(cè)加寬與雙側(cè)加寬是公路改擴建路基擴寬的主要方式。單側(cè)加寬是指在原路某一側(cè)進行路基加寬，另一側(cè)不變。此類加寬方式可對地形進行充分利用，拆遷量不大?？衫^續(xù)使用路基一側(cè)排水防護設施，且新、舊路基差異沉降較小。施工過程中，對原路通行影響不大，能夠保證原路交通暢通?？身樦訉拏?cè)設置施工便道、預制場地。雙側(cè)加寬是指路中線無變化的情況下，在原路兩側(cè)分別加寬，且增設寬度一致。該拓寬方式無需改變原有公路幾何線形，無需調(diào)整路線中心線。可充分利用中央分隔帶、排水設施等。新舊路幅橫斷面可有效組合，具有較為簡單的路面排水。

（2）對道路使用壽命、工程造價而言，改擴建路面結(jié)構(gòu)類型、路面材料選擇極為關(guān)鍵

因原路建成時間不同，其路面實際情況、強度等都有所不同，因此必須結(jié)合實際情況，合理選擇路面結(jié)構(gòu)類型，并對施工地區(qū)的材料充分利用，在工程質(zhì)量提升的同時，滿足工程造價節(jié)省的目標。

2 改擴建道路的路線及路基路面設計的應用

2.1 工程概況

某公路工程為雙向四車道，有3種設計速度，分別為80 km/h、100 km/h、120km/h，24.5m為設計路基寬度。在地區(qū)經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，此路段交通量越來越多，交通壓力倍增，部分路段擁堵問題嚴重，為滿足交通需求，必須實施道路改擴建設計。

2.2 改擴建工程路線數(shù)據(jù)收集

在工程改擴建施工前，需做好各項準備工作，第一，必須詳細匯總原路施工圖紙、竣工圖等有關(guān)資料，并做好分析；第二，及時整理各項信息數(shù)據(jù)，并歸檔，建立完善的項目文件體系，為后期施工使用提供便利。

2.3 改擴建方案選擇及分析

（1）在改擴建道路方案制定前，為保證方案的正確性，必須做好原有路面現(xiàn)狀調(diào)查工作，分析原路交通狀況等，針對路線改造可行性進行研究，并制定規(guī)劃方案。要求先掌握建設標準規(guī)定，再與有關(guān)技術(shù)論證。如特殊路段，必須考慮行車速度等要素，可選取局部改造設計，保證方案的科學性、有效性。

（2）本次改擴建設計，應將準則定為老路改擴建，目前提出3個方案，具體如下：

方案1：可看做是M線方案，主要對原路路面兩側(cè)加寬設計；

方案2：可看做是A+M線方案，主要是改造左幅位置的原有路面，改為單向四車道M線方案，右幅位置則建成新的分離單向四車道A線設計；

方案3：可看做是B+M線方案，改造右幅原有路面，改為單向四車道M線，將左幅新建為分離單向四車道B線。

根據(jù)以上分析得出3個方案：

方案1：可最大限度利用現(xiàn)有資源，能對原有路面工程進行充分利用，可節(jié)省材料、時間。但因工程附近具有大量橋梁防護結(jié)構(gòu)物，因受地形、地質(zhì)等條件的影響，導致路基穩(wěn)定性不足，對工程安全不利。

方案2：工程規(guī)模不大，可降低成本，環(huán)境影響較小。

方案3：因選取新建左側(cè)分離式路基，路基邊坡具有較低高度，為達到防洪抗災的目的，需在附近進行大量高架橋修筑，但該方法成本較高，為此，可選取方案二作為設計方案。

2.4 平面設計

在改擴建工程施工前，可通過運行速度V85計算方式分析、評價原有路面的行車安全性，原有路面設計時速為每小時80km，原路基寬度為24.5m，最大縱坡為4.49%，超高最大值為7%。以本路段K424+800～k431+150段為例進行分析，此路段具有較為陡峭的橫坡，路基兩側(cè)存在河道，擴寬受限，且附近具有較大橋梁結(jié)構(gòu)，具有較大施工難度。結(jié)合公路運行速度圖等相關(guān)條件，需將前后路段速度差控制在每小時10km～20km，以此提高行車安全，并達到保護路面的目的。因原路面左側(cè)存在河道，改擴建時需占用一部分河道，將大大增加施工難度，因此無法選取兩側(cè)加寬方案。選取新建右半幅分離路基，不僅能夠保證原路面通行正常，還能有序開展右半幅路基施工。

2.5 路基加寬設計

改擴建道路施工中，最為關(guān)鍵的是新舊路基加寬拼接，如路基加寬不合理，將出現(xiàn)路基沉降問題，并出現(xiàn)路基表面縱向裂縫，并對工程質(zhì)量造成嚴重影響，進而危害行車安全。首先，按照路面荷載情況、路面狀況設計原有路基，經(jīng)反復自重應力等作用影響，已基本完成原有地基固結(jié)、沉降，但對新建路基而言，沉降并未完成，需按照相關(guān)標準嚴格處理新建路面地基的沉降問題，避免對拼接效果造成影響。此時可選取排水固結(jié)法、強夯法等進行處理。其次，為保證拼接質(zhì)量，可進行臺階開挖施工，需處理好原有路基邊坡部位，將其開挖為臺階狀，且將臺階寬度控制在2m以內(nèi)，因受地形等條件影響，開挖部位如出現(xiàn)傾斜坡情況，待完成開挖作業(yè)后，需將土工格柵鋪設到路基表面，確保新舊路基緊密連接，構(gòu)成一個完整整體。

結(jié)語

綜上所述，改擴建道路相比新建工程，制約條件多，設計人員必須靈活利用，以此做好線形協(xié)調(diào)工作，保證其設計滿足公路標準、規(guī)范要求，并達到降低投資、提高工程質(zhì)量的目的。

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