改擴建公路路基路面設(shè)計優(yōu)化措施探討

文翠英

摘 要：交通運輸對于經(jīng)濟發(fā)展有重要的影響，而我國公路建設(shè)受到歷史局限性因素的影響，在交通運輸整體規(guī)劃和建設(shè)方面有很大的提升空間。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，老舊的公路環(huán)境已經(jīng)不能很好地滿足經(jīng)濟發(fā)展的要求。因此，要想減輕公路交通量的壓力，應(yīng)該對原有公路進行改擴建。近年來，我國逐漸加大公路工程改擴建力度，通過拓寬改造原有道路資源來提高交通運輸服務(wù)水平與公路通行能力。本文對改擴建公路路基路面的優(yōu)化設(shè)計措施進行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：改擴建公路;路基路面設(shè)計;優(yōu)化措施

1 改擴建公路路基路面的優(yōu)化設(shè)計目的

（1）強化公路路面與橋涵工程聯(lián)結(jié)質(zhì)量。在早期建成的公路工程中，由于設(shè)計理念較為滯后，普遍認為公路與橋梁是兩種不同性質(zhì)的建設(shè)工程，二者雖然有著緊密的內(nèi)在聯(lián)系，但在施工設(shè)計層面上有著根本區(qū)別，選擇獨立開展公路路面與橋涵設(shè)計工作。如此，雖然可以滿足公路工程的建設(shè)需要，但公路路面與橋梁橋涵間的聯(lián)結(jié)質(zhì)量較差，導(dǎo)致路面橋涵連接部位成為質(zhì)量通病與交通安全事故的高發(fā)部位。因此，必須重視這一問題，通過采取額外設(shè)置搭板、調(diào)整回填原料、采取平穩(wěn)過渡方式、二次壓實等設(shè)計措施，盡可量強化公路路面與橋涵工程的聯(lián)結(jié)質(zhì)量，以此來預(yù)防橋臺跳車、銜接部位基礎(chǔ)不均勻沉降、橋面路面滲水問題的出現(xiàn)。

（2）滿足實際交通需求。根據(jù)實際運營情況來看，在早期建成公路工程中，并未考慮到汽車保有量的激增，所規(guī)劃公路的通行能力有所不足，且設(shè)計速度較小，在實際運營期間時常出現(xiàn)交通擁堵問題，不但存在安全隱患，還對區(qū)域間的經(jīng)濟交流造成阻礙。為滿足國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，必須對此類公路工程進行改擴建進行處理，通過調(diào)整設(shè)計速度與拓寬路面，從根源上解決交通擁堵問題，提高公路交通運輸體系的運輸承載能力。以某公路工程為例，早期歸屬于省級二級公路，設(shè)計速度為60 km/h。隨著城市發(fā)展規(guī)劃的調(diào)整，對該公路進行改擴建處理，將其升級為省級一級公路與城市主干道，對路面進行拓寬處理，將設(shè)計速度調(diào)至80 km/h。

（3）保證交通安全。在公路投運使用期間，路基路面受到自身老化、環(huán)境侵蝕與上部車輛荷載因素影響，陸續(xù)出現(xiàn)路面裂縫、路基不均勻沉降、等質(zhì)量通病，存在安全隱患。針對這一問題，雖然采取一系列養(yǎng)護措施，有效抑制了質(zhì)量病害的擴散發(fā)展，但卻難以從根源上徹底解決病害問題。在這一工程背景下，改擴建公路工程路基路面優(yōu)化設(shè)計的主要目的在于，通過調(diào)整路面結(jié)構(gòu)與采取相應(yīng)措施，解決現(xiàn)存的質(zhì)量通病，提高公路強度與強化結(jié)構(gòu)承載性能和抗?jié)B性能，預(yù)防和減少路面開裂等問題的反復(fù)出現(xiàn)。

2 改擴建公路路基路面設(shè)計的優(yōu)化措施

（1）優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)層在公路結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著承受過往車輛荷載與抵抗自然環(huán)境侵蝕的重要作用，路面結(jié)構(gòu)層厚度與公路承載性能、環(huán)境抗侵蝕能力呈正比關(guān)系，路面結(jié)構(gòu)層厚度達到一定指標(biāo)后，可以明顯減小氣候環(huán)境與上部車輛荷載對路面造成的負面影響。因此，在現(xiàn)代公路工程中，往往采取多層路面結(jié)構(gòu)，對不同層級的厚度與鋪料材質(zhì)有著明確要求。但是，在早期建成的公路工程中，為控制造價成本，加之設(shè)計理念滯后，原有路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，公路路面的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性與承載性能有待提升。因此，在改擴建公路工程中，應(yīng)結(jié)合工程情況與實際交通運輸需求，對公路路面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整鋪料材質(zhì)品種與鋪層厚度。以某公路工程為例，原有路面結(jié)構(gòu)自上至下由4 cm改性瀝青SMA-13層、6 cm改性瀝青AC-20C層、8 cm普通瀝青AC-25C層組成，公路路面的抗磨損性、高溫穩(wěn)定性與抗疲勞性能較差。最終，在優(yōu)化設(shè)計方案中，選擇鋪設(shè)4 cmSBS改性瀝青層作為上面層，鋪設(shè)厚度為6 cm的Sup-20瀝青中面層，使用50°道路石油瀝青來鋪設(shè)8 cm的Sup-25瀝青下面層，公路中下面層分別達到PG70-22級與PG64-16級的性能標(biāo)準(zhǔn)。

（2）改善路面排水能力。在公路投運使用期間，路面積水對交通安全與公路使用壽命造成嚴重影響。例如，在路面長時間積聚雨水時，會對路面結(jié)構(gòu)造成雨水侵蝕，一部分積水下滲至路基路面結(jié)構(gòu)，引發(fā)路基不均勻沉降與路面水損害問題出現(xiàn)。同時，過往車輛在行駛期間，由于路面存在積水，將減小車輛車輪與公路路面的摩擦系數(shù)，容易出現(xiàn)車輛失控與追尾事故。因此，為改善路面排水能力，在公路改擴建設(shè)計階段，首先，做好前期調(diào)查工作，調(diào)查范圍包括工程所處區(qū)域氣候條件與年降雨量、原有路面結(jié)構(gòu)與邊溝尺寸、水分蒸發(fā)與儲水情況、截水溝等排水設(shè)施的使用狀況等，根據(jù)調(diào)查結(jié)果判斷公路工程的實際排水需求。其次，對公路結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整，憑借重力作用來改善路面排水效果，如將公路兩側(cè)緊急停車帶調(diào)整為護坡道路，適當(dāng)下調(diào)道路兩側(cè)路面坡度。再次，根據(jù)路面排水需求，在路面兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的排水設(shè)施，合理設(shè)定設(shè)施分布位置，或是引入海綿城市設(shè)計理念，避免受排水設(shè)施的排水能力限制而出現(xiàn)路面長時間積水現(xiàn)象。最后，消除公路路面結(jié)構(gòu)的防滲薄弱環(huán)節(jié)，如在公路路面與橋梁銜接部位設(shè)置TST無縫伸縮縫，憑借TST材料的高溫粘附特性，將高溫熔溶狀態(tài)的TST高粘彈塑性材料灌入槽口，使用海綿膠條添堵槽體縫隙，以此來消除搭板部位的路面縫隙。

（3）路床、臺背與特殊地基的優(yōu)化處理。在公路工程中，路床與臺背等特殊部位的施工技術(shù)與性能要求較為嚴格，如果與其他路段采取相同設(shè)計方法，容易形成公路結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，成為交通安全事故與質(zhì)量通病的高發(fā)部位，難以實現(xiàn)工程預(yù)期建設(shè)目標(biāo)，在諸多改擴建公路設(shè)計方案均存在這一問題。因此，在深化設(shè)計階段，一方面，設(shè)計人員嚴格遵循《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范文件，結(jié)合工程情況，對填筑厚度、填料性能、填料成分等參數(shù)進行驗算，將驗算結(jié)果與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行對比分析，解決方案中的技術(shù)性問題與不合理部分。例如，在使用石灰水泥土作為填料時，將比例控制在2：6：92，將路床厚度控制在18 cm內(nèi)，要求回填層表面平整無起皮現(xiàn)象。另一方面，采取相應(yīng)設(shè)計措施來強化橋頭路基與涵洞臺背等特殊部位的承載性能，避免出現(xiàn)路基不均勻沉降現(xiàn)象，如采取土工格柵技術(shù)對路基進行加固處理，在現(xiàn)場布置若干數(shù)量的碎石樁來優(yōu)化墊層。

（4）新舊路基加寬拼縫處理優(yōu)化。在新舊路基加寬處理期間，由于原有路面往往存在裂縫與沉降等質(zhì)量通病，如果直接開展加寬施工，則新舊路面的粘結(jié)效果無法得到保障，并影響到路面抗?jié)B性能、路基接縫飽和度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為解決這一問題，在改擴建公路設(shè)計方案中，既要對原有路面的缺陷部位進行修補處理，如采取表面封閉法和內(nèi)部修補法處理路面裂縫，對路面沉降部位攤鋪與壓實瀝青混合料層，設(shè)置干土水泥碎石樁來處理深部土壤地基。同時，采取公路路面拼接縫技術(shù)措施，盡可量減小公路兩側(cè)高差，在接縫部位垂直涂抹膠粘劑。

3 結(jié)語

綜上所述，為延長公路使用壽命，全面提升工程經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益，充分挖掘已有公路的剩余利用價值。因此，施工中要提高對改擴建公路路基路面優(yōu)化設(shè)計工作的重視，結(jié)合工程情況靈活采取多項優(yōu)化措施，解決初步設(shè)計方案中的技術(shù)性問題，為工程質(zhì)量提供保障。

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