改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施研究

楊永輝

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，人均汽車保有量越來越高，公路上車輛通行量不斷增加。經(jīng)雨水的侵蝕和車輛的不斷經(jīng)過，公路工程會(huì)老化損傷，在運(yùn)行中有可能出現(xiàn)裂縫、塌陷等問題。為了滿足日益增加的交通需求，便于人們出行，對(duì)公路進(jìn)行改擴(kuò)建已刻不容緩。在改擴(kuò)建施工中，為提升工程質(zhì)量，確保公路行車安全，需要采取相應(yīng)措施，來優(yōu)化公路路基路面設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：改擴(kuò)建公路;路基路面設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);排水功能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近些年來，隨著汽車數(shù)量不斷增加，交通需求的提高導(dǎo)致公路工程施工建設(shè)質(zhì)量提高。以往的公路路面存在裂縫、塌陷等諸多質(zhì)量問題，對(duì)車輛安全行駛有著嚴(yán)重的威脅。而新建公路需要投入大量的資源，在原有公路上進(jìn)行改擴(kuò)建既能緩解交通壓力又能節(jié)省資源，因此很多公路工程需要通過改擴(kuò)建的方式進(jìn)行處理。

1 公路改擴(kuò)建中路基路面存在的問題

新舊路基拼接不當(dāng)導(dǎo)致新路基不均勻沉降是改擴(kuò)建技術(shù)中最容易出現(xiàn)的問題，已經(jīng)擁有的公路承受了多年的車輛荷載，日曬雨淋，使得舊公路路基的沉降狀態(tài)已趨于穩(wěn)定，而新改擴(kuò)建的路基從其的土基至面層沒有出現(xiàn)固有沉降，所以在新舊路基的交匯處非常容易出現(xiàn)路基危害，比如裂縫、錯(cuò)臺(tái)等。

對(duì)路基進(jìn)行加寬是公路擴(kuò)建中的首要選擇，新舊路基交界是否容易發(fā)生病害和新舊路基拼接位置的選擇由路基加寬一側(cè)決定。如果想讓設(shè)計(jì)變得簡單，使得道路施工更加方便，并能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出路基的最差位置，統(tǒng)一選擇加寬左側(cè)、右側(cè)或兩側(cè)路基是非常方便的方法，但是此方法卻會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)甚至涉及到征地拆遷，若在山區(qū)道路中實(shí)施此方法可能會(huì)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成破壞。

公路改擴(kuò)建工程的一個(gè)很重要的部分是新舊路基的拼接，如何處理新舊路基交界處不僅決定著新舊路基的連接性，還會(huì)影響改擴(kuò)建完成后路基的整體性。材料性質(zhì)的不同和技術(shù)的不同會(huì)導(dǎo)致在新舊路基的拼接過程中新舊路基拼接不當(dāng)，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)變得脆弱。

在道路的改擴(kuò)建過程中，還面臨著不能充分利用原有道路的問題。另外，施工方為了獲得更多利益，棄之不用很多材料、工程質(zhì)量合格的舊的道路，提高了整個(gè)道路的改擴(kuò)建造價(jià)成本。

2 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用

2.1 提升工程整體質(zhì)量

在改擴(kuò)建施工過程中，應(yīng)該對(duì)路基路面工程進(jìn)行合理的規(guī)劃，合理的改擴(kuò)建的方案可以使后續(xù)施工順利進(jìn)行，改擴(kuò)建方案如果與實(shí)際情況存在較大差異，會(huì)影響工程質(zhì)量。如何優(yōu)化路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理安排施工人員、機(jī)械設(shè)備、尋找合適的施工材料，來推動(dòng)改擴(kuò)建施工順利進(jìn)行，提升公路工程整體質(zhì)量是一個(gè)優(yōu)秀的施工單位需要考慮的。

2.2 延長公路使用壽命

路基的強(qiáng)度是衡量公路負(fù)荷車流量和公路運(yùn)輸量的主要條件，公路工程的重要基礎(chǔ)就是路基路面，路基路面直接影響到公路工程的發(fā)揮。只有路基強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能確保公路的安全性，防止公路在使用時(shí)突然毀壞。如果路基強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致公路承載力逐漸降低，出現(xiàn)局部破壞，從而引發(fā)塌方等事故。經(jīng)相關(guān)案例分析后可以發(fā)現(xiàn)，原公路路基強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是導(dǎo)致公路經(jīng)常發(fā)生交通事故的主要原因，對(duì)公路路基路面的設(shè)計(jì)是否合理，能影響路基的強(qiáng)度，運(yùn)輸承載力，公路使用時(shí)間，一個(gè)合理的設(shè)計(jì)能提高路基的強(qiáng)度、運(yùn)輸承載力、公路的使用時(shí)間。

3 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的問題

3.1 路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

進(jìn)行優(yōu)化路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要實(shí)地進(jìn)行汽車通行量的統(tǒng)計(jì)并對(duì)今后汽車通行的增加量進(jìn)行預(yù)測(cè)，兩者數(shù)據(jù)結(jié)合起來進(jìn)行設(shè)計(jì)，以緩解交通壓力，防止交通擁堵，減少施工次數(shù)。然而，有些施工單位為加快施工進(jìn)度，沒有對(duì)公路工程的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行合理規(guī)劃，只看眼前車輛通行數(shù)量，沒有考慮今后的汽車通行量，使得路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，路基路面結(jié)構(gòu)組成不符合要求，造成交通擁擠，造成資源浪費(fèi)。

3.2 新舊路基沉降差異

新建路基重力荷載導(dǎo)致的地基沉降;新建路基在自身重力下產(chǎn)生的壓縮變形;公路運(yùn)營時(shí)，在車輛荷載下產(chǎn)生的路基塑形變形是新建路基的沉降主要原因。舊路路基沉降因公路多年運(yùn)營已基本完成，再承受汽車荷載沉降極小，而新建路基在公路建成通車的汽車荷載下將會(huì)大幅度沉降。新建路基的沉降量顯著高于舊路路基，是導(dǎo)致新舊路基的不均勻沉降的主要原因。

3.3 欠缺對(duì)公路道路線性全面考慮

在對(duì)改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)，所有的設(shè)計(jì)內(nèi)容都必須嚴(yán)格按照交通量進(jìn)行規(guī)范性的設(shè)計(jì)?？墒窃趯?shí)際改擴(kuò)建設(shè)計(jì)過程中，部分設(shè)計(jì)單位過于追求設(shè)計(jì)進(jìn)度，沒有對(duì)交通量進(jìn)行全面的考慮和分析，導(dǎo)致很多公路道路的設(shè)計(jì)寬度與實(shí)際要求有很大差別，致使路基路面設(shè)計(jì)真正的作用和價(jià)值無法發(fā)揮。導(dǎo)致公路工程改擴(kuò)建以后發(fā)生許多問題。

3.4 路基路面排水功能設(shè)計(jì)問題

排水設(shè)計(jì)也是道路改擴(kuò)建施工的重點(diǎn)。如果路基路面排水設(shè)計(jì)不合理，雨季時(shí)路面容易積水并下滲，會(huì)使路基路面受到破壞。改擴(kuò)建施工單位需要提高對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)排水設(shè)計(jì)的重視程度，合理設(shè)計(jì)路基路面的邊溝、排水溝、截水溝等，以便將積水和雨水順利排出，從而保證改擴(kuò)建后公路的使用壽命。但部分設(shè)計(jì)單位對(duì)結(jié)構(gòu)排水設(shè)計(jì)并不重視，對(duì)路基路面排水設(shè)施缺乏合理規(guī)劃，影響公路建成后的使用。

4 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

4.1 在改擴(kuò)建公路時(shí)，要對(duì)道路的線形進(jìn)行考慮

道路改擴(kuò)建的根本目標(biāo)是緩解道路擁擠和滿足日益增加的交通需求。在改擴(kuò)建道路時(shí)，應(yīng)注意提高道路交通的安全性等級(jí)和舒適性，所以在對(duì)原有的道路進(jìn)行改動(dòng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一些線形指標(biāo)的改動(dòng)，這些線形指標(biāo)主要包括平面線形和縱斷面線形。

4.1.1 在改擴(kuò)建道路時(shí)，對(duì)于平面線形的設(shè)計(jì)

道路改擴(kuò)建過程中平面線形設(shè)計(jì)的主要體現(xiàn)是平曲線和直線。在道路的改擴(kuò)建過程中，使用最多的就是直線的設(shè)計(jì)，直線設(shè)計(jì)是平面線形設(shè)計(jì)的重要組成部分。如果原有道路的直線長度滿足改造的要求，則不需要直線的設(shè)計(jì)，只需要按照擴(kuò)建的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)建就可以了。反之，直線的長度不能滿足改擴(kuò)建的要求，那么就需要使用直線的設(shè)計(jì)，按照擴(kuò)建的要求，將相鄰的兩個(gè)交點(diǎn)對(duì)接，然后再合并成一個(gè)交點(diǎn)。此外，也可以用復(fù)合形曲線對(duì)接，擴(kuò)大圓的半徑，然后用s曲線對(duì)接，即可滿足道路擴(kuò)建的要求。以上是直線平面形設(shè)計(jì)的用法，在平面線形中還有另一個(gè)重要的組成部分，就是平曲線。平曲線在道路擴(kuò)建中起著重要的作用，影響著整個(gè)道路的行車安全。如果原有道路的條件滿足道路改造的要求，需要盡量利用原有道路，盡量不改變?cè)械缆返拈L度和曲線半徑。

4.1.2 在改擴(kuò)建道路時(shí)，對(duì)于縱斷面線形的設(shè)計(jì)

在縱斷面線形的設(shè)計(jì)中，有縱坡和豎曲線設(shè)計(jì)兩個(gè)重要的內(nèi)容。在道路的改建造過程中，對(duì)道路的等級(jí)系數(shù)和安全度要求更高，有些舊的縱坡不能滿足改擴(kuò)建道路的要求、一些豎曲線的半徑和長度都達(dá)不到改造要求。這時(shí)，我們要對(duì)不能滿足要求的縱坡進(jìn)行調(diào)整，在滿足道路改擴(kuò)建要求的前提下，盡量減少對(duì)坡度的調(diào)整，減少工作量。

4.2 路基的加寬拼接

新舊路之間的加寬拼接是改擴(kuò)建公路存在的最大問題，如果處理不當(dāng)，新舊路基的不均勻沉降就可能會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫。為了保證拼接的成功，就得將新舊路基的沉降差減小，可以從以下幾個(gè)方面著手處理：

4.2.1 對(duì)新建路基地基的處理

在自重應(yīng)力及行車荷載的作用下，老路基的地基的固結(jié)沉降基本完成，而新建路基則存在著較大的施工沉降和工后沉降。新老路基必然會(huì)有很大的沉降差，如果對(duì)新建路基地基進(jìn)行處理就可以使新老路基拼接成功。

對(duì)新建路基地基常見的處理的方法有：復(fù)合地基法、輕質(zhì)填料法、排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法等。還需要在新建路基地基處于地下水豐富的區(qū)域鋪設(shè)一層透水性材料。對(duì)于基地的壓實(shí)，必須滿足施工規(guī)范的要求，從而減小工后沉降以及新老路基的沉降差。

4.2.2 對(duì)開挖臺(tái)階的處理

在拼接時(shí)應(yīng)將老路基邊坡開挖成臺(tái)階狀，是為了加強(qiáng)新老路基的連接，促進(jìn)新老路基之間的協(xié)調(diào)變形。出于施工的需要，滿足攤鋪和壓實(shí)的施工需要，在開挖臺(tái)階的過程中要注意其臺(tái)階寬度不能小于兩米，即使受到其他不可抗力因素的制約，臺(tái)階的寬度至少也不能小于一米，并且應(yīng)開挖成內(nèi)傾斜坡，增強(qiáng)新老路基之間的聯(lián)接和整體性可以鋪設(shè)土工格柵。

4.3 對(duì)不良路段的處理要點(diǎn)

需要采用基底換填的處理方式來解決新建路基地基路線的不良路段部分，將周圍的腐植土挖除換成石灰土和沙礫，使毛細(xì)水無法持續(xù)上升，穩(wěn)定新建公路路基，可以將腐植土丟在護(hù)坡道處;挖開舊路翻漿路段下層的不良土質(zhì)，同樣換填成石灰土和沙礫。

4.4 路面路基排水設(shè)計(jì)

路面路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)注意：為了保證路面路基的可靠性和穩(wěn)定性，使路基的排水更加順暢，需要在淺挖方路段進(jìn)行漿砌片石矩形邊溝的設(shè)置。同時(shí)，當(dāng)填方路段的地表自然坡度在0.5%以內(nèi)，則不需要設(shè)置排水設(shè)施;坡度介于0.5%至3%時(shí)，則需要設(shè)置土質(zhì)排水溝進(jìn)行積水的清理排泄;坡度大于3%時(shí)，則需要設(shè)置漿砌片石排水溝;一旦超過10%，則需要設(shè)置急流槽以保證功能能夠正常使用，并延長公路的使用壽命。

5 結(jié)束語

在進(jìn)行道路的改擴(kuò)建時(shí)，新舊路面的銜接問題是該技術(shù)的核心問題，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具體考察并計(jì)算交通量使設(shè)計(jì)變得更加合理、完整，施工人員應(yīng)以嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的材料進(jìn)行道路的改擴(kuò)建，一定要以公路工程項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)情況為依據(jù)，通過全面的論證與深入的比對(duì)，選擇一個(gè)科學(xué)合理、切實(shí)可行的改造設(shè)計(jì)方案，對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的改造，提高公路的改擴(kuò)建水平，并嚴(yán)格抓好施工環(huán)節(jié)，以保證改造后公路的質(zhì)量。

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