改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計優(yōu)化措施分析

許陸成

（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇南京211500）

0 引言

當(dāng)前的發(fā)展中，公路的建設(shè)對于經(jīng)濟(jì)的影響比較大，因為便利的交通能加強(qiáng)不同地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系。隨著時間的推移，一些城市的公路工程出現(xiàn)了明顯的老舊情況。這些老舊的公路路面損毀較為嚴(yán)重，路面上出現(xiàn)了嚴(yán)重的裂縫、坍塌等，一旦發(fā)生上述的問題就會影響公路的正常使用，嚴(yán)重的還會危及行駛車輛的安全。經(jīng)過不斷地實(shí)踐和探索，我國在改擴(kuò)建公路施工中有了不小的成就，相關(guān)技術(shù)的成熟對于我國公路體系的發(fā)展都是有幫助的[1]。

1 改擴(kuò)建公路的概況和分析

公路工程的施工中，對于舊公路進(jìn)行改造擴(kuò)建的施工難度比新項目動工難度更大，因為涉及的限制因素更多。在具體的施工改擴(kuò)建當(dāng)中，要結(jié)合多個方面的因素，針對性地設(shè)計施工方案。其中，對公路自身的特點(diǎn)進(jìn)行分析，包括公路周邊的環(huán)境，公路所處位置的地質(zhì)環(huán)境以及待擴(kuò)建公路自身的情況等。以某條國家二級公路為例，在最初設(shè)計階段，作為當(dāng)?shù)爻鞘薪煌ǜ傻?，此公路的設(shè)計速度為60km/h，承擔(dān)著這個區(qū)域主要的出行交通任務(wù)。在擬定的公路改擴(kuò)建計劃當(dāng)中，將這條公路升級為一級公路，原本60km/h的設(shè)計速度變?yōu)?0km/h。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對于交通運(yùn)力的要求也在提升，由此導(dǎo)致社會各方對于公路的質(zhì)量也提出更高的要求。很多公路難以支撐實(shí)際的交通需求，一些地區(qū)的公路在養(yǎng)護(hù)管理上做得不到位，甚至出現(xiàn)公路超負(fù)荷運(yùn)行，超負(fù)荷的運(yùn)行會讓公路出現(xiàn)質(zhì)量的問題，例如路面出現(xiàn)擁包、網(wǎng)裂等質(zhì)量情況，甚至一些質(zhì)量問題嚴(yán)重的公路，出現(xiàn)了一定程度的路基坍塌現(xiàn)象。

2 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計優(yōu)化的價值

2.1 延長公路整體使用壽命

公路改擴(kuò)建后，可顯著提高公路性能和質(zhì)量。在日常使用中，路面和路面的強(qiáng)度會直接影響整條公路的穩(wěn)定性，間接影響交通流量和公路的承載能力。在公路改擴(kuò)建工程中，將加強(qiáng)原有公路的質(zhì)量，確保公路質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求，使公路改擴(kuò)建工程發(fā)揮應(yīng)有的作用。承載過往車輛的載重和運(yùn)量的任務(wù)主要落在路基上，只有路基滿足要求，才能保證在交通繁忙時公路不因擁堵而損壞。如果表面強(qiáng)度不足，則直接導(dǎo)致路面承載力下降。在大流量、高負(fù)荷的運(yùn)輸過程中，路基損壞會出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題[2]。

2.2 能夠保證車輛行駛的安全性

公路工程的建設(shè)以及使用都會受到外部環(huán)境的影響，所以整個工程的質(zhì)量上也會出現(xiàn)問題，進(jìn)行必要的管理養(yǎng)護(hù)是保證公路正常運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)，沒有做好防護(hù)的公路底土?xí)l(fā)生一定程度的變形，影響路面的穩(wěn)定性。在需要改擴(kuò)建的公路中，經(jīng)常會出現(xiàn)滑坡、路基破損的情況，除了超載的原因外還有其他的地質(zhì)因素會導(dǎo)致公路工程出現(xiàn)問題。如，在地質(zhì)環(huán)境中，水文地質(zhì)會造成路面不均勻沉降。公路長期使用后，受地質(zhì)環(huán)境影響，路基的平整度可能被破壞，出現(xiàn)這樣的問題，會給行車安全帶來潛在風(fēng)險。

2.3 保證交通安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

城市的經(jīng)濟(jì)活動與交通運(yùn)輸能力息息相關(guān)，縱觀我國各地城市的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)公路對于城市發(fā)展的影響。公路的建設(shè)對于刺激當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展有十分杰出的作用，公路的質(zhì)量會直接地影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。在對公路進(jìn)行改擴(kuò)建處理中，不但要對路面進(jìn)行優(yōu)化，而且要注意到公路工程中的路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題，這些因素對于后期的投入運(yùn)營關(guān)聯(lián)很大，起到提升公路運(yùn)輸能力的效果，能夠為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障和支持[3]。

3 公路路基路面改擴(kuò)建工程設(shè)計中存在的問題

3.1 公路改擴(kuò)建建設(shè)中對規(guī)模與標(biāo)準(zhǔn)考慮不到位

在對公路進(jìn)行改擴(kuò)建設(shè)計中，要對改擴(kuò)建后的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，針對要求進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計中各項數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)都要立足于原有公路設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)之上，設(shè)計時需要考慮的因素還包括實(shí)際的交通量以及公路的交通需求的區(qū)域范圍，結(jié)合以上的因素才能科學(xué)地進(jìn)行改擴(kuò)建的設(shè)計。部分設(shè)計單位由于設(shè)計工期緊張，只是為了趕進(jìn)度，在進(jìn)行加寬的設(shè)計中并未考慮實(shí)際的交通量，也沒有嚴(yán)格按照改擴(kuò)建公路的新要求進(jìn)行設(shè)計，因此設(shè)計方案存在缺陷。在完成公路改擴(kuò)建工程后，設(shè)計的缺陷就直接體現(xiàn)在了公路的質(zhì)量上，在源頭上沒有把控好質(zhì)量，即使是工程完工，在后續(xù)的使用中也有巨大的安全隱患。

3.2 新舊路基加寬拼接處理欠妥

在進(jìn)行公路工程路面改擴(kuò)建的環(huán)節(jié)中，新公路的建設(shè)是在原有舊公路的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而不是將舊公路拆掉后建設(shè)新公路，因此在設(shè)計施工中，就會涉及對原有舊公路的加寬設(shè)計，這一設(shè)計正是工程當(dāng)中最重要的環(huán)節(jié)。在對原有舊公路加寬的過程中，會涉及新公路的路基和舊公路的路基之間的拼接問題。在大量實(shí)踐經(jīng)驗總結(jié)中，新公路的路基建設(shè)，在與原本舊公路的路基拼接時，拼接的質(zhì)量對于改擴(kuò)建公路的質(zhì)量具有直接的影響。由于一些單位技術(shù)底蘊(yùn)不足或者對此不加以重視，因此使得新舊公路路基拼接出現(xiàn)了問題，其中最嚴(yán)重的問題就是新公路的路基與舊公路的路基之間出現(xiàn)明顯的沉降不協(xié)調(diào)，新舊路面之間的拼接部位就容易出現(xiàn)裂縫，這一問題一旦出現(xiàn)就直接地影響了公路工程的安全運(yùn)行[4]。

3.3 未能對原公路進(jìn)行合理的利用

在對公路進(jìn)行擴(kuò)建設(shè)計工作中，工作的要求是在原本公路的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的優(yōu)化，以此實(shí)現(xiàn)提高公路運(yùn)輸能力和延長使用壽命的目的。但在具體的設(shè)計施工環(huán)節(jié)匯總，往往會出現(xiàn)對原有公路的利用欠佳，甚至很多改擴(kuò)建的公路施工方案中，對原本的公路棄置不用，這種情況的出現(xiàn)，直接導(dǎo)致在改擴(kuò)建公路的建設(shè)環(huán)節(jié)中，建設(shè)成本大幅度提升。

4 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計優(yōu)化的舉措

4.1 做好施工前的調(diào)查放樣工作

首先，施工前的準(zhǔn)備工作是后期工程質(zhì)量的影響因素之一，對于改造公路的施工工作需要做好施工前的勘測，對該段工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境以及現(xiàn)有路段上存在的問題進(jìn)行分析調(diào)研，把以上的信息匯總后進(jìn)行針對性的改擴(kuò)建設(shè)計。在進(jìn)行施工之前需要先對當(dāng)前路段上的問題進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要保證舊路面的路基平整度，同時做好擴(kuò)建路段的路基分析工作，對于軟土路基的部分需要采用專項的方案進(jìn)行處理，這樣才能保證后續(xù)的施工質(zhì)量得到保證。其次，做完調(diào)研的工作才能進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析以及放樣的工作，在放樣環(huán)節(jié)需要做的是中線部分的全段放樣，確定施工路段的樁位做好固定工作，在這個環(huán)節(jié)還要做好原有路段上的橫斷面的檢查工作，保證能及時的發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。放樣時對于路基邊緣來說需要做的是精準(zhǔn)定位坡腳的位置。路基的放樣會有兩種情況：第一種是有擋土墻的情況，路基放樣工作需要結(jié)合實(shí)際的擋土墻進(jìn)行坡腳的定位；第二種則是沒有擋土墻的情況，就需要依據(jù)路段上的坡度來確定坡腳的位置。另外，放樣工作要做的就是對填筑路基的寬度和厚度進(jìn)行精準(zhǔn)的計量，在計算好精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)之后，對于填筑的路基做到厚度和寬度的精準(zhǔn)控制，并且在每層填筑時進(jìn)行厚度的檢測，符合標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行后續(xù)的工作。

4.2 優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)

從當(dāng)前改擴(kuò)建工程的建設(shè)與維護(hù)情況來看，想要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升改擴(kuò)建公路的質(zhì)量和延長使用壽命，保障往來車輛的行駛安全，保證整個公路路面的平穩(wěn)性是首要的環(huán)節(jié)。路面的平穩(wěn)性在很大程度上取決于路基的質(zhì)量，因此在公路建設(shè)中，要保證公路路基路面的一致性，避免因為新舊路基的不均沉降，影響到工程的質(zhì)量。新的路基在建設(shè)之后，隨著使用時間的推進(jìn)，必然會發(fā)生一定程度上的沉降，新路基的沉降與舊路基沉降之間的不協(xié)調(diào)，會直接導(dǎo)致路面出現(xiàn)斷裂的情況。因此在新路基設(shè)計計算的過程中，要將新路基的沉降與舊路基的沉降之間形成高低差距的影響最大化地消除，做好新舊路基之間的過渡工作，避免在使用中因為大幅度的路基沉降帶來的高度差導(dǎo)致路面斷裂的情況出現(xiàn)。

4.3 優(yōu)化路基路面的排水能力

本文中的案例是將原有的設(shè)計速度為60km/h 標(biāo)準(zhǔn)二級公路，優(yōu)化為設(shè)計速度80km/h 的一級公路。在改擴(kuò)建中，原有公路的路基寬度為12m，需要將其進(jìn)行拓寬至25.5m。因此需要對公路的路基進(jìn)行拓寬。在路基處治過程中排水系統(tǒng)也需要進(jìn)行改進(jìn)，這樣才能夠避免在路面上出現(xiàn)積水的現(xiàn)象，減少雨水和雪給公路的質(zhì)量帶來的不良影響，保證后續(xù)干線公路的使用時間正常，降低路面水害問題的出現(xiàn)概率。在對排水系統(tǒng)進(jìn)行完善的過程中需要在新路基的頂部位置進(jìn)行設(shè)計，每間隔20～50m 的位置需要設(shè)置碎石盲溝，且設(shè)置方向為橫向，讓橫向盲溝和拼接位置的縱向盲溝進(jìn)行連接。該種方式符合普通干線公路改擴(kuò)建工程中的路基排水需求，提升排水效率，保證排水的及時性。對于改擴(kuò)建公路的路基排水采用防、排、疏、堵的方式，在路基中設(shè)置邊溝、排水溝、急流槽、蒸發(fā)池、截水溝等排水設(shè)施，為避免地下水位的干擾，在路基下方還設(shè)置有明溝和暗溝，暗溝采用滲溝的形式，滲溝尺寸滿足當(dāng)?shù)氐淖畲笈潘康囊螅送?，路基外?cè)和路床位置還設(shè)置有盲溝，用于收集地表水，并將其排出路基，盲溝采用土工布進(jìn)行包裹，避免遭受周圍碎石或人為的破壞。

4.4 針對特殊地基的設(shè)計優(yōu)化處理

相比新建公路而言，在進(jìn)行改擴(kuò)建的過程中，對一些特殊地基處理要更高一些，這些特殊地基的設(shè)計處理方案，對于整體工程的質(zhì)量會產(chǎn)生較大的影響。為保證整體工程質(zhì)量，在選擇土方的時候，要嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范選擇合適的土來實(shí)施填補(bǔ)，保證填筑料符合標(biāo)準(zhǔn)，杜絕使用砂土等不合格的填筑材料，導(dǎo)致填筑后出現(xiàn)壓實(shí)不均的情況發(fā)生，進(jìn)而直接對工程的質(zhì)量造成影響。在對橋梁橋頭路基進(jìn)行設(shè)計施工中，材料的選擇要重點(diǎn)關(guān)注，保證這一位置使用的材料透水性以及承載能力達(dá)到要求，避免由于雨水侵蝕以及路基沉降，造成橋頭部分過渡公路出現(xiàn)大幅度沉降的情況出現(xiàn)。在對改擴(kuò)建公路加固處理時，可以選擇使用工格柵結(jié)合水穩(wěn)砂礫進(jìn)行處理，這種處理方式目前已經(jīng)十分成熟。

4.5 優(yōu)化擴(kuò)寬壓實(shí)質(zhì)量

想要保證改擴(kuò)建工程的質(zhì)量，注重整個工程的施工環(huán)節(jié)就十分的有必要，首先要做好路基的壓實(shí)工作，因為路基的好壞直接影響整個公路投入使用的穩(wěn)定性，壓實(shí)工作沒做好的的話還會給車輛的運(yùn)行帶來安全隱患。想要保證公路工程的質(zhì)量，就要把控好路基壓實(shí)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，對于質(zhì)量的把控涉及工程類型、填料特點(diǎn)以及施工環(huán)境等幾個方面。結(jié)合上述的因素進(jìn)行壓實(shí)工作的設(shè)計，再做好壓實(shí)施工的系數(shù)設(shè)計，在施工時對于填料的含水量也需要進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。選擇壓實(shí)的設(shè)備時要考慮路基的性質(zhì)，對于黏性路基或者是非黏性的路基都是可以選擇平碾壓的設(shè)備進(jìn)行操作的；但是如果路基填料的性質(zhì)是粉質(zhì)的黏土或石渣類型，最好的選擇是振動式的平碾壓機(jī)器。在施工時也需要有講究，對于改擴(kuò)建路基的壓實(shí)應(yīng)該從兩頭逐漸地往路段中部進(jìn)行碾壓，并且施工時還要保證碾壓的地方有0.3m 的重疊部分，這么做的目的是防止漏壓。壓實(shí)設(shè)備在施工中對于參數(shù)的設(shè)置需要把壓路機(jī)的輪子的下沉控制在10～20mm 以內(nèi)，對于施工的區(qū)域需要做好水分的控制，如果路面的含水量比較低還需要先進(jìn)行灑水再進(jìn)行碾壓。進(jìn)行壓實(shí)的時候要注意的是，需要把控好路基的平整度，確保符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能進(jìn)行后續(xù)的工作。

4.6 加強(qiáng)軟地基的處理

對于軟土路基的部分較為常用的處理方法是粉噴樁加固技術(shù)，但是該方法的操作方式比較復(fù)雜，施工之前需要先確定軟土層的厚度，找到軟土層之后才能確定好停灰面。上述的工作符合要求之后再進(jìn)行粉噴樁的施工，盡量地控制好長度和高度，避免對軟土路基噴粉量過多或者不足的情況發(fā)生。為了保障粉噴樁的施工質(zhì)量，需要施工時相關(guān)的人員做到對施工環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把控，并需要做好設(shè)備的定期檢修，保證設(shè)備工作時符合要求。對于噴粉樁的施工材料也需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，確定符合施工要求之后再對鉆機(jī)的位置進(jìn)行定位，做好噴粉的定位工作后使用鉆機(jī)進(jìn)行攪拌，工作人員嚴(yán)格地把控鉆桿的長度，讓粉噴樁的深度達(dá)到要求。施工中想要保證質(zhì)量，每一步都要按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行才能確保符合施工的要求，同時還要做好數(shù)據(jù)的記錄，避免出現(xiàn)施工偏差影響粉噴樁的施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)步帶來了運(yùn)力的提升，與此同時也對我國公路的質(zhì)量提出了更高的要求。一些老舊的公路難以適應(yīng)如今經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于舊公路就需要進(jìn)行改擴(kuò)建的工作，在施工時做好施工質(zhì)量的控制，對于公路的安全運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都是有幫助的。在實(shí)際的改擴(kuò)建工程中，相關(guān)的設(shè)計人員需要提高自身的技術(shù)水平，立足實(shí)際情況，才能實(shí)現(xiàn)提高公路質(zhì)量的目的，為我國的交通事業(yè)做出貢獻(xiàn)。