公路路面擴(kuò)建工程勘察設(shè)計(jì)模式及技術(shù)

金明磊

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 公路路面擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 線形設(shè)計(jì)

(1)平面線形設(shè)計(jì)

①直線設(shè)計(jì)：對于同向曲線，可以用凸形、卵形、復(fù)合形、C形曲線連接，可以依照現(xiàn)在的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)利用基本型曲線方法，將兩個相鄰交點(diǎn)合并為一個；可以在用S形曲線連接的同時(shí)擴(kuò)大半徑，滿足現(xiàn)有技術(shù)對反向曲線的技術(shù)要求；

②平曲線設(shè)計(jì)：在公路改擴(kuò)建的過程中，需要研究與分析原有公路的圓曲線半徑和回旋線的長度是否能夠滿足改擴(kuò)建后的技術(shù)要求，進(jìn)而決定是否需要改變原有公路的圓曲線半徑和回旋線長。

(2)縱斷面線形設(shè)計(jì)

①縱坡設(shè)計(jì)：對于已不適應(yīng)時(shí)代需求的舊路縱坡必須加以改造，對于縱坡坡度和坡長，可在最大限度上減小縱坡坡度，同時(shí)在滿足技術(shù)要求和較小工程量的前提下，滿足最大、最小坡長的要求；

②豎曲線設(shè)計(jì)：如果豎曲線的長度和半徑在改擴(kuò)建后不能滿足現(xiàn)有的技術(shù)要求，就要重新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要使各項(xiàng)指標(biāo)均滿足現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且在最大限度上采用較大的豎曲線半徑和長度，使行車安全得到保障。

2.2 路基加寬

(1)新建路基地基的處理。常見的處理的方法有：強(qiáng)夯法、置換法、排水固結(jié)法等，在地表有硬殼層的情況下，路基下土層實(shí)際附加應(yīng)力更小的原因主要是路基填上高度小，所以作用于地基上的附加應(yīng)力較小，故在公路改擴(kuò)建路面路基的設(shè)計(jì)及施工過程中應(yīng)盡量利用原狀土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，最大限度的保持下臥層。在路基填筑時(shí)，為了加強(qiáng)路基強(qiáng)度和板體作用可鋪設(shè)土工布或土工格柵，避免由于路基不均勻沉降出現(xiàn)反射裂縫現(xiàn)象；

(2)開挖臺階：在拼接時(shí)為了加強(qiáng)新老路基的聯(lián)接，促使新老路基之間能夠更好的結(jié)合，應(yīng)將老路基邊坡開挖成臺階狀。為了滿足公路路面路基改擴(kuò)建施工的需要，正常情況開挖的臺階寬度一般不小于2.0 m，特殊情況下也不得小于1.0 m，且要挖成內(nèi)傾斜坡。

2 公路路面擴(kuò)建工程勘察設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 總體設(shè)計(jì)技術(shù)方案原則

(1)總體考慮擴(kuò)建與罩面的技術(shù)方案，路面擴(kuò)建完成后，集中一段時(shí)間進(jìn)行全線罩面；(2)有利于優(yōu)化交通組織，提高道路服務(wù)水平，便于道路維護(hù)和交通管理；擴(kuò)建工程的實(shí)施要找到合適的交通組織方式以提高道路的服務(wù)水平，方案選擇要兼顧道路養(yǎng)護(hù)和事故處理時(shí)交通組織的需求。(3)合理組織施工，盡可能縮短建設(shè)工期，科學(xué)擬定施工方案，減少對老路交通的干擾。

2.2 平面擬合

維持原平面線形設(shè)計(jì)不變，以現(xiàn)有構(gòu)造物為主要控制條件，不改變互通式立交、主線橋梁、隧道以及上跨分離式立交橋等位置的平面線形，擬合道路中心線，參考以往擴(kuò)建工程的經(jīng)驗(yàn)，平面線形擬合的誤差與實(shí)測值應(yīng)控制在10 cm內(nèi)。參考某高速公路施工圖設(shè)計(jì)資料及竣工資料，結(jié)合GPS測量的中央分隔帶兩側(cè)、構(gòu)造物特征點(diǎn)等的平面坐標(biāo)值，以此為基礎(chǔ)擬合道路中心線，最大限度地?cái)M合出老路的實(shí)際線形。

2.3 縱面設(shè)計(jì)

遵循縱面線形設(shè)計(jì)的一般原則，滿足平、縱面配合基木要求；在原縱面設(shè)計(jì)標(biāo)高基礎(chǔ)上，根據(jù)瀝青路面罩面厚度、水泥路面加鋪厚度確定縱面標(biāo)高；與橋面改造方案相配合，滿足橋梁的橋面標(biāo)高，以原橋面標(biāo)高擬合路線縱面；根據(jù)GPS、全站儀測量的老路坐標(biāo)及電子水平儀實(shí)測的路面高程點(diǎn)，以橋面、隧道進(jìn)出口、上跨分離式立交為控制，每個路基斷面施測，分別位于行車道的兩側(cè)邊緣和硬路肩右側(cè)邊緣。

2.4 明式構(gòu)造物與擬合平縱面偏差情況

明式構(gòu)造物是擬合路線平、縱面須優(yōu)先考慮的因素，在保證路基偏差不太大的情況下充分考慮明式構(gòu)造物的控制，最大限度地保證擬合線位與其相吻合，降低施工難度。

2.5 超高橫坡值較大路段

超高整體式路基采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)行車道成為獨(dú)立的單向超高橫坡;中央分隔帶保持水平狀態(tài)，硬路肩一般采用2%外向橫坡；分離式路基繞設(shè)計(jì)線旋轉(zhuǎn)，超高過渡段漸變方式為三次拋物線。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

某公路改擴(kuò)建工程全長11.80 km，一級公路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，瀝青混凝土路面；全段共設(shè)大橋2座、中橋2座、分離式橋2座、隧道1座、通道及箱涵16座。

3.2 勘察技術(shù)方法

(1)地質(zhì)調(diào)查：了解場地及附近的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)情況、不良地質(zhì)現(xiàn)象以及地下暗埋物的分布，為勘察施工提供指導(dǎo)依據(jù)；

(2)取樣：在原地面或路面設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1.5 m內(nèi)，其取樣間距為0.5 m；

(3)水文觀測及水樣采集：鉆探過程中準(zhǔn)確測量地下水位，水位穩(wěn)定時(shí)間至少為24 h，并在勘察作業(yè)完成后進(jìn)行統(tǒng)一測量，且測量精度誤差應(yīng)控制在2 cm范圍內(nèi)；

(4)原位測試：對分布于場地內(nèi)的粘性土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，評價(jià)其強(qiáng)度、變形參數(shù)、承載力；對場區(qū)存在的填土層、砂卵石層、碎石土層進(jìn)行圓錐動力觸探測試，進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)分層，判斷其密實(shí)度，確定其承載力、變形模量及其他有關(guān)力學(xué)指標(biāo)。

(5)物探：本標(biāo)段結(jié)合現(xiàn)場的地形地質(zhì)條件，共布置物探測線19條，對個別巖溶發(fā)育段加密布設(shè)測線。

3.3 項(xiàng)目勘察結(jié)論

(1)區(qū)斷層為非活動斷層，場地整體穩(wěn)定，沿線分布的軟土、巖溶溶洞、崩塌體規(guī)模較小，適宜建設(shè)；

(2)場區(qū)地下水對對混凝土結(jié)構(gòu)具有硫酸鹽、鎂鹽、氯鹽和侵蝕性CO2的微腐蝕性；

(3)擬建場地局部地段分布有軟土，層厚0.5～3.5 m，需采取必要的工程處理措施；其余路段路基可在清除表層松散耕植土后以強(qiáng)風(fēng)化基巖作為路基持力層；

(4)場區(qū)硬塑、可塑粘土為中壓縮性土，中、強(qiáng)風(fēng)化基巖強(qiáng)度較高，均為良好的路基持力層。土層厚度不均對道路路基穩(wěn)定性也有一定影響，根據(jù)開挖實(shí)際情況作結(jié)構(gòu)或換填處理。

4 結(jié) 語

綜上所述，對公路路面進(jìn)行改擴(kuò)建的目的在于滿足我國當(dāng)前交通狀況和道路服務(wù)水平的需要，為了緩解現(xiàn)階段道路交通矛盾日益加劇的問題，需結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對道路進(jìn)行改擴(kuò)建，且在改擴(kuò)建工程中對工程所在地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行勘察是一項(xiàng)重要工作，可結(jié)合勘察結(jié)果制定科學(xué)合理的擴(kuò)建方案，這對于提高道路等級、保障行車安全等具有重要意義。