淺析高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目路線及路基路面設(shè)計(jì)重點(diǎn)

侯斌

山東恒建工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東 濰坊 261057

引言

現(xiàn)如今我國正處于飛速發(fā)展的階段，人們的購物方式也發(fā)生了非常大的改變，一些快遞運(yùn)輸車的數(shù)量也在不斷增加，交通量也在不斷地提升，重型貨車也肩負(fù)起了更加沉重的運(yùn)輸任務(wù)，導(dǎo)致高速公路經(jīng)常出現(xiàn)超載的情況，原有的高速公路路面出現(xiàn)不同程度的損壞，這些損壞的路面對(duì)于高速公路中高速行駛的汽車而言，是一種危險(xiǎn)程度非常高的“定時(shí)炸彈”。為了解決這樣的問題，就要利用新材料對(duì)高速公路進(jìn)行改建和擴(kuò)建。但由于對(duì)材料缺乏統(tǒng)一的要求，同時(shí)使用新技術(shù)將人們的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)變，所以將新材料與新技術(shù)有效的結(jié)合在一起，提高高速公路的改建與擴(kuò)建，提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量是人們當(dāng)前首要解決的問題。

1 高速公路建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響

第一，修建高速公路一定會(huì)占用農(nóng)田山林或山地丘陵的土地面積，其中占用農(nóng)田會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。第二，高速公路修建過程中，植被覆蓋率以及植物成活率相對(duì)較低，對(duì)植被的破壞程度非常大，可能會(huì)導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，在一定程度上影響野生動(dòng)物的生存棲息。第三，高速公路的修建會(huì)使交通變得非常便利，但同時(shí)也帶來了很大的噪聲污染。第四，車輛排出的尾氣和產(chǎn)生的粉塵對(duì)沿線居民和職務(wù)的影響。第五，修建的過程中，建筑廢物會(huì)對(duì)附近的水源產(chǎn)生一定的污染。針對(duì)修建高速公路會(huì)產(chǎn)生這樣的影響，所以在修建的過程中，一定要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與后期的維護(hù)。

2 設(shè)計(jì)要求及要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)要求及要點(diǎn)

針對(duì)高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目而言，在選點(diǎn)擴(kuò)建路線之前，要明確原有路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及使用的狀態(tài)，然后對(duì)公路進(jìn)行有效的測(cè)量與分析，對(duì)設(shè)計(jì)思路和意圖進(jìn)行分析，將現(xiàn)代化技術(shù)以及地形條件融入原有的設(shè)計(jì)方案之中，對(duì)高速公路路線進(jìn)行優(yōu)化，找到原有高速公路與新高速公路在設(shè)計(jì)上的區(qū)別所在，設(shè)計(jì)備選方案，明確新的高速公路與舊的高速公路在平縱面在指標(biāo)上的區(qū)別，這些行為都能為高速公路擴(kuò)建的施工建立一個(gè)充足良好的條件。

2.2 高速公路改擴(kuò)建路基路面的設(shè)計(jì)

路基路面的合理設(shè)計(jì)會(huì)直接影響高速公路的使用時(shí)間的長(zhǎng)短，大大提升公路的使用年限，但在設(shè)計(jì)的過程中要重點(diǎn)分析以下幾點(diǎn)：第一，要明確路基路面的建筑結(jié)構(gòu)以及路基路面利用的基本原則。第二，對(duì)原有路面進(jìn)行實(shí)地勘察與檢測(cè)，并由檢測(cè)單位出具檢測(cè)報(bào)告。第三，明確原有路面的排水方式、防護(hù)方法以及各項(xiàng)設(shè)施的使用情況。第四，聘請(qǐng)專業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)原有路面進(jìn)行評(píng)估，并出具評(píng)估報(bào)告。第五，找到新舊排水方案之間的聯(lián)系。第六，確定新的高速公路修建前原有高速公路的處理方法[1]。

3 路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

路基是高速公路結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，路基是路面承載重量的基礎(chǔ)，只有保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，才能保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性達(dá)到要求。路基只有具有較高的強(qiáng)度，才能應(yīng)對(duì)車輛的反復(fù)不斷碾壓，保持原有的形態(tài)不發(fā)生改變，防止高速公路在長(zhǎng)期的碾壓下防止出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，不僅僅需要高速公路擁有較高的強(qiáng)度，同時(shí)也要求高速公路的穩(wěn)定性達(dá)到一定要求。我國的面積遼闊，地形也是復(fù)雜多變的，針對(duì)一些地形地貌特殊的地區(qū)，路面的破壞程度較大，所以在施工的同時(shí)要充分結(jié)合各方面的因素，例如：出行車輛的數(shù)量，路面的承載負(fù)荷能力以及一些自然環(huán)境侵蝕的不穩(wěn)定性因素的問題。針對(duì)這些問題選擇適當(dāng)?shù)氖┕し桨?，控制施工的質(zhì)量以及路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

4 關(guān)于路基設(shè)計(jì)

4.1 路基高度問題

掌控公路回填土高度的一般包括：防洪通航、清掃相交道路、清掃農(nóng)村道路橫向交叉口、路基回填的最小高度等。對(duì)于防洪和航運(yùn)，如果通航?jīng)]有問題，防洪是一個(gè)需要考慮的指標(biāo)。

為解決交叉路口清掃問題，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：通常不會(huì)使用下挖的方法，下挖的深度一般掌控在0.5m左右；如果挖掘深度超過0.5m，則應(yīng)配備過濾井，代替蒸發(fā)器盆用于渠道中的水滲入地下，過濾井為圓柱形，更有意義，容積更大，工程量相對(duì)較小。

運(yùn)河兩側(cè)的結(jié)構(gòu)高度應(yīng)比周邊高出0.2m或者更高，有效避免在雨季時(shí)，周邊耕地積水能夠流入運(yùn)河，阻礙群眾通過。路基最低高度必須滿足以下一般要求：防洪、干濕路面、道路強(qiáng)度和壓實(shí)度、道路排水系統(tǒng)、運(yùn)營沉降等。計(jì)算車道高度時(shí)必須考慮地下水、毛細(xì)管水和凍結(jié)的影響，以及斜坡一側(cè)可能的地表水位。如果路堤基礎(chǔ)強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足，則應(yīng)進(jìn)行處理。如果用石灰石土處理原土，隨著路面高度的增加，灰量會(huì)逐漸增加。

4.2 路基邊坡

在高速公路和一級(jí)高速公路上使用淺挖、回填程度低且坡度較小的區(qū)域。因此，路基坡度的設(shè)計(jì)需要背離傳統(tǒng)的概念，根據(jù)工程安全的要求，將路基和自然斷面符合條件的區(qū)域，相應(yīng)地使路基減速，降低坡度，改變斷面。是橫斷面成為一條曲線，取消砂漿的技術(shù)保護(hù)，使用生態(tài)保護(hù)方法。

4.3 路基排水

挖掘現(xiàn)場(chǎng)使用隱蔽的溝渠的方法，使高速公路橫斷面與自然融為一體。如果路基位于大小不一的路堤上，應(yīng)在升高的一側(cè)設(shè)置較深的橫向排水坑，以防止地表水和地基上部排水進(jìn)入壩基。在連接區(qū)，將拆除路基側(cè)排水槽，將側(cè)槽與地形結(jié)構(gòu)相結(jié)合，全面優(yōu)化全線排水理念。

4.4 采取措施保障路基穩(wěn)定

注意工程地質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。實(shí)踐表明，土木工程結(jié)構(gòu)不怕困難的地質(zhì)條件和許多地質(zhì)問題：就怕復(fù)雜的地質(zhì)條件沒有得到充分的研究。有時(shí)，雖然起來是一個(gè)很小的問題，但由于沒有及時(shí)識(shí)別，在項(xiàng)目中留下了隱患。有時(shí)在施工過程中造成不必要的麻煩或需要重新設(shè)計(jì)；有的在工程使用過程中造成事故，甚至造成重大災(zāi)害。

為了從工程地質(zhì)的角度檢查底土的穩(wěn)定性，必須區(qū)分兩種類型的穩(wěn)定性概念，即區(qū)域穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性。

加強(qiáng)路線地質(zhì)研究，使用探地雷達(dá)、多功能聲表面波儀等設(shè)備。結(jié)合物探、采石、鉆探，對(duì)沿線水文地質(zhì)、土壤狀況進(jìn)行普查，并對(duì)路基下使用新技術(shù)，對(duì)沿線底土非軟段原地面的壓實(shí)和處理，特別是底土強(qiáng)度和穩(wěn)定性不足的路段，避免在施工后路基出現(xiàn)大面積下沉的現(xiàn)象。也可以使用南非藍(lán)排壓路機(jī)或強(qiáng)夯進(jìn)行加工措施。

根據(jù)沿線地質(zhì)情況，約3%的石灰土用于處理下路基，約5%的石灰土用于處理上層路床，以保證路基的整體堅(jiān)韌度，或加強(qiáng)壓實(shí)，將壓實(shí)度提高一級(jí)。還應(yīng)該滿足“全（長(zhǎng)）壽命設(shè)計(jì)”的理念。根據(jù)填土的最小強(qiáng)度，必須符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)則》的要求。巷道下部（路基頂部以下約1.5m處）設(shè)有保溫層，以防止氣水上升。

5 路面設(shè)計(jì)問題

高速公路車流量大，對(duì)路面質(zhì)量要求高。一旦投入運(yùn)營，如果在中斷交通使用，這不僅影響交通安全和經(jīng)濟(jì)效益，而且給交通管理帶來困難，容易危害社會(huì)。

5.1 路面結(jié)構(gòu)

道路建設(shè)體系，從設(shè)計(jì)到施工再到機(jī)械工程，是一個(gè)整體的科學(xué)體系，不能有錯(cuò)。這一科學(xué)進(jìn)程一旦被打亂，必然會(huì)導(dǎo)致道路建設(shè)質(zhì)量的嚴(yán)重威脅和國有財(cái)產(chǎn)的不必要損失。

以我市典型道路結(jié)構(gòu)的研究成果為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合國外已有的關(guān)于路面長(zhǎng)期使用特性的研究成果，主要解決承載問題。路面的承載能力，使路面不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成過早損壞。建議：頂層的厚度應(yīng)該在25厘米左右（實(shí)驗(yàn)路可以用16、20、25cm厚等三種頂層）。根據(jù) 5+8+12 或 4+6+7+8 cm，在頂層下方涂抹黏合劑以進(jìn)行分層。創(chuàng)建防水層，相應(yīng)地加固和加厚半剛性基層，基層厚度為36～40cm?；鶎由显O(shè)置良好的黏合層：半剛性底基層可采用二灰土或二灰砂結(jié)構(gòu)，即選用耐水性好的結(jié)構(gòu)作為底層。

5.2 主要技術(shù)措施

提前準(zhǔn)備好硬石和鋪路石礫的配置，以去除相同尺寸的粗粒石料，在施工現(xiàn)場(chǎng)處理符合規(guī)定要求的各類石材，嚴(yán)格控制石料的針片狀含量，進(jìn)行均質(zhì)系數(shù)測(cè)試和加熱后抗壓強(qiáng)度測(cè)試等，檢查內(nèi)部和外部石料的質(zhì)量。

加強(qiáng)瀝青材料檢測(cè)檢驗(yàn)，防止不合格瀝青材料進(jìn)入設(shè)施。頂層采用改性瀝青，中、底層采用A級(jí)50號(hào)瀝青結(jié)構(gòu)，提高高溫抗變形能力。瀝青面層當(dāng)然使用更加緊密的瀝青混合料。密集結(jié)構(gòu)的可以減少了水對(duì)路面的破壞，增加了高溫下的抗變形能力。注意不同結(jié)構(gòu)的組成設(shè)計(jì)，以減少覆蓋物承載能力的可變性。粗石料呈均勻的尺寸，可以隨時(shí)混合，以確保骨料滿足分級(jí)要求并確保表層滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性要求。基本結(jié)構(gòu)考慮了疲勞強(qiáng)度的增加，確保基層滿足抗壓強(qiáng)度和耐久性要求。提高施工機(jī)械化和施工管理水平，保證各結(jié)構(gòu)層的厚度和均勻度，為路面質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)要求4000型瀝青設(shè)備減少離析的發(fā)生。

6 高速公路改擴(kuò)建路線、路基路面設(shè)計(jì)案例分析

某高速公路要進(jìn)行擴(kuò)建，原有的舊路是雙向四車道的路面寬度，根據(jù)原有路面的建設(shè)情況，可以將原有路面分為兩段，路基的寬度設(shè)置為25m和28m，設(shè)計(jì)此段路面的時(shí)速為100km/h和120km/h。結(jié)合高速公路當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸情況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，可以將高速公路擴(kuò)建為雙向八車道寬度的路面，提高路面的運(yùn)輸能力，降低路面交通的擁堵概率[3]。

高速公路設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)之前，要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，提前做好一系列的準(zhǔn)備工作。第一，對(duì)原有路面的設(shè)計(jì)圖紙以及評(píng)估報(bào)告進(jìn)行分析和匯總。第二，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、自然環(huán)境以及原有路面的使用情況進(jìn)行分析處理，并建立一個(gè)完善的檔案管理體系，為新高速公路的設(shè)計(jì)工作建立良好的輔助條件，便于以后的資料查詢[4]。

對(duì)于高速公路擴(kuò)建方式，設(shè)計(jì)單位可以制以下三種方案。方案一：在原有路面兩側(cè)拓寬修建兩車道。方案二：在原有路面左側(cè)修建拓寬路面，更改中間車道的分界線，實(shí)現(xiàn)雙側(cè)八車道的路面。方案三：在原有路面的右側(cè)修建拓寬路面，更改中間車道的分界線，實(shí)現(xiàn)雙側(cè)八車道的路面。

通過這三種設(shè)計(jì)方案的對(duì)比可以看出，方案一不僅充分利用了原有路面的資源，同時(shí)也節(jié)省了修建的原材料以及修建的時(shí)間。但在施工過程中可能受到地形以及周邊環(huán)境的影響，增加施工事故的發(fā)生概率。方案二與方案三相對(duì)受到地形影響較小，工程的資金投入較小，對(duì)自然環(huán)境的影響也相對(duì)較小。所以即便方案一的總投入較少，但其中存在一定的安全問題，所以不推薦使用。

在新高速公路的修建項(xiàng)目開展之前，設(shè)計(jì)單位與施工單位應(yīng)來到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察工作，共同針對(duì)原有路面進(jìn)行安全性的評(píng)估調(diào)查。

7 結(jié)束語

綜上所述，高速公路的改建與擴(kuò)建項(xiàng)目不僅僅要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，同時(shí)還要充分考慮原有路面與新路面的銜接問題，選擇適合的設(shè)計(jì)方案，保證新的高速公路在改建或者擴(kuò)建后能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行。