精細化理念在舊路改造設計中的應用

張 哲

（安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心，安徽 合肥 230088）

1 概述

G311亳州段東西橫穿亳州市譙城區(qū)，作為亳州市“十三五”規(guī)劃線路中重要一環(huán)，東西分別與河南相接，是過境交通的主要運輸通道，也是區(qū)域路網(wǎng)聯(lián)絡的重要組成部分，交通量大，重載車輛多，既有道路已不能滿足安全暢通要求，急需改建升級。

圖1 G311亳州段

依據(jù)上階段批復文件，G311亳州段將改造為一級公路，穿集鎮(zhèn)段結(jié)合市政功能。項目分為東、西兩段，全長20.774km，采用雙向四車道一級公路設計標準，公路段設計速度80km/h，路基寬度24.5m；穿集鎮(zhèn)段設計速度60km/h，路基寬度36.0m。橋涵設計汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

項目全線為瀝青混凝土路面，營運期間管養(yǎng)部門進行了及時、高效地養(yǎng)護維修工作，目前路基路面結(jié)構(gòu)保持了較好的使用狀況：路基穩(wěn)定，道路整體使用狀況良好。

2 項目特點

2.1 舊路養(yǎng)護及時有效，路面強度指標高

道路專項檢測顯示：路基填料主要為黃褐色粘土，較為密實。土樣干濕類型共檢測29組，干燥樣品23組，中濕6組，均處于中濕或干燥狀態(tài)。

路面損壞狀況指數(shù)PCI評價等級為優(yōu)良的占97.8%；鉆芯取樣結(jié)果與原有路面設計厚度及歷年養(yǎng)護歷史基本相符。彎沉值檢測平均值為8.36（0.01mm），代表值為 10.21（0.01mm），變異系數(shù)14.8%，路面強度系數(shù)2.76，路面強度指數(shù)100.0，路面強度總體評價為“優(yōu)”。

2.2 舊路平縱指標較好，但縱坡較緩，局部路段排水困難

現(xiàn)狀路線共設平曲線16處，最小半徑300m，滿足設計速度80km/h一級公路標準?，F(xiàn)狀縱斷面縱坡最小0.01%，最大1.21%，滿足設計時速60～80km/h一級公路標準，但縱坡普遍較緩，坡差較小。

圖2 道路與兩側(cè)地塊豎向高差現(xiàn)狀

圖3 道路與兩側(cè)地塊豎向高差現(xiàn)狀

項目一般路段未設置排水邊溝，采用橫坡散排至兩側(cè)溝塘。因土路肩植草，局部路段橫向排水受阻，縱向因坡度較緩亦無通暢排水通道，路面有積水現(xiàn)象。

2.3 舊路歷經(jīng)多次養(yǎng)護和加鋪，現(xiàn)狀路面高于兩側(cè)地塊

項目修建時間較早，歷年養(yǎng)護中根據(jù)道路的使用狀況進行了路面加鋪改造或反復罩面等處理，既有道路路面頂標高與兩側(cè)地塊存在一定高差。

3 精細化設計

項目為舊路改建工程，拼寬部分按照新建道路實施。舊路加鋪方案結(jié)合舊路專項檢測數(shù)據(jù)，采用瀝青路面結(jié)構(gòu)計算軟件（APAD）進行加鋪層計算，結(jié)果表明因舊路強度高，僅加鋪罩面即可。加鋪方案為：舊路銑刨1cm后撒布粘層油，直接加鋪 4cmAC-13（改性）+6cm AC-20C（改性），路面加鋪厚度為9cm。結(jié)合項目特點，精細化設計執(zhí)行如下。

3.1 多舉并措，統(tǒng)籌兼顧，充分利用舊路結(jié)構(gòu)強度

3.1.1 合理選用平縱指標，充分擬合舊路

平面：一般路段擬合舊路中心線，平面線形指標較差或結(jié)合保通需求對局部路段線形進行優(yōu)化，并避讓重要結(jié)構(gòu)物等控制因素[1]。經(jīng)統(tǒng)計，本項目利用舊路長度20.084km，占項目全長的96.7%。

縱面：在滿足河流水位，公路段超高排水坡度要求前提下，根據(jù)舊路路面加鋪方案擬合舊路縱斷面[2]。其中，項目東段縱斷面共設變坡點58處，其中，相鄰縱坡坡差＜0.1%共10處，0.1%≤相鄰縱坡坡差≤0.5%共31處，0.5%＜相鄰縱坡坡差≤1.0%共8處，1.0%＜相鄰縱坡坡差共8處。項目西段縱斷面共設變坡點39處，相鄰縱坡坡差＜0.1%共5處，0.1%≤相鄰縱坡坡差≤0.5%共26處，0.5%＜相鄰縱坡坡差≤1.0%共5處，1.0%＜相鄰縱坡坡差共2處。相鄰縱坡坡差普遍較小，其分布圖如圖4。

圖4 相鄰路段縱坡分布

3.1.2 合理歸整分段，順接既有道路橫坡

參照《高速公路改擴建設計細則》（JTG/T L11-2014），為最大程度利用舊路路面結(jié)構(gòu)強度，行車道及硬路肩路拱橫坡在滿足排水條件下貼合舊路橫坡[3]，拼寬新建部分順接既有橫坡。

經(jīng)統(tǒng)計分析，本項目舊路橫坡主要區(qū)間為0.5%～2.5%，綜合考慮排水需求、施工可操作性和適當優(yōu)化的原則，項目道路橫坡取值范圍為1.0%～2.0%，橫坡分布比例如圖5、圖6。

3.1.3 為減少對舊路破壞，中分帶采用分設式混凝土護欄

鑒于中分帶設置在舊路中間，波形梁護欄立柱難以打入，且對舊路破壞較大[4]，改建設計中分帶統(tǒng)一采用分設式混凝土護欄。

3.2 完善排水設施，超高段采用雙路拱超高過渡

3.2.1 一般路段

公路段：路面采用分散排水方式，路面水通過土路肩排至道路兩側(cè)現(xiàn)狀溝渠或增設的排水溝中[5]。

穿集鎮(zhèn)段：依據(jù)《亳州市譙城區(qū)張店鄉(xiāng)總體規(guī)劃》、《亳州市譙城區(qū)五馬鎮(zhèn)總體規(guī)劃》、《亳州市譙城區(qū)十八里鎮(zhèn)總體規(guī)劃》及道路縱斷面布置，雨水管道沿道路縱坡布設，分別排入沿線渦包河和排水溝渠，經(jīng)匯集后最終排入渦河。

3.2.2 超高路段

圖7 增設路拱超高漸變的超高過渡

圖5 項目東段道路橫坡取值分布

圖6 項目西段道路橫坡取值分布

公路段超高方式：設計中盡量擬合了舊路的縱坡和橫坡，道路合成坡度較小。超高過渡段路面易出現(xiàn)寬而平緩路段，對排水不利，因此在超高過渡段設置兩個路拱，以行車道分界線為界，分別進行超高過渡。

公路段排水設施：超高段排水由匯水槽和橫向排水管組成，首先通過匯水槽進行雨水收集，并通過縱向20m設置一道的直徑30cm的橫向排水管將路面水排出道路范圍之外。匯水槽采用淺碟形，蓋板采用C30混凝土預制，溝身采用C30現(xiàn)澆混凝土。為便于上部水流能及時匯入下部溝身中，縱向間隔4m設置一道長度100cm的帶孔蓋板。

圖8 公路超高段排水設施布設

穿集鎮(zhèn)段：十八里鎮(zhèn)段K168+143.287 ～K168+270.65、K168+555.65 ～K168+984.957、K170+388.248 ～K170+523.246屬于超高段圓曲線范圍，該段機動車道雨水口采用曲線內(nèi)側(cè)加密布置（加密間距為10m）和曲線外側(cè)取消的布設方式。

3.3 結(jié)合項目改建特點，因地制宜，加強周邊地塊豎向銜接，體現(xiàn)便民

項目經(jīng)加鋪改造和歷年養(yǎng)護，行車道路面標高高出周邊地塊約0～60cm。設計中為加強豎向銜接，側(cè)分帶設置10%橫坡，并在側(cè)分帶和慢行車道之間設置不同高度的緣石，緣石高出周邊地塊高△H，△H具體高度以方便周邊地塊出行為首要考慮因素，配套緣石高度分別為30cm、35cm和60cm。

圖9 行車道與慢行車道縱向分布圖

局部路段通過緣石高度難以實現(xiàn)道路和周邊地塊銜接時，慢行車道進行獨立的縱面設計，其縱面高程在側(cè)分帶開口處順接主行車道設計標高。慢行車道縱面設計完畢后，配套修改道路橫斷面設計圖，并結(jié)合△H的高差采用相應的緣石或支擋結(jié)構(gòu)物。

4 結(jié)論

①舊路改造項目既有道路結(jié)構(gòu)強度較高時，道路平縱和橫坡應在滿足規(guī)范要求前提下充分擬合舊路，最大程度利用舊路結(jié)構(gòu)強度，節(jié)約工程投資，降低工程造價。

②舊路改造項目配套齊全完整的排水設施?？紤]超高路段存在寬而平緩路段，對排水不利，可在半幅設置兩個路拱，分別完成超高過渡，分散雨水集中排放強度，提高行車安全。

③舊路改造項目當主車道與兩側(cè)地塊高差較大時，慢行車道可結(jié)合兩側(cè)地塊高程設置獨立的縱坡，并將對應標高反映至橫斷面設計圖中以指導施工，最終實現(xiàn)主線與兩側(cè)地塊高程順接，利于出行。