公路路基設(shè)計(jì)中改擴(kuò)建分析

李秋申　宋雪蕾

摘要 公路作為重要的交通工具，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量逐漸增加，對(duì)公路的需求也越來(lái)越多，進(jìn)行公路進(jìn)行改擴(kuò)建成為解決這一問(wèn)題的重要手段。公路路基改擴(kuò)建過(guò)程中設(shè)計(jì)工作需要注重合理性，以便確保原有路基和新建路基的整體穩(wěn)定性，研究就公路路基改擴(kuò)建的重要意義、目前存在的問(wèn)題及解決對(duì)策，總結(jié)公路路基改擴(kuò)建中的相關(guān)要點(diǎn)，期望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞 公路;路基設(shè)計(jì);改擴(kuò)建;要點(diǎn)

中圖分類號(hào) U416.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）06-0087-03

引言

公路改擴(kuò)建能夠有效解決公路交通量的壓力，而且公路的建設(shè)狀況直接反映了城市的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展具有促進(jìn)作用，基于此，需要注重對(duì)公路路基改擴(kuò)建的研究分析，對(duì)現(xiàn)存問(wèn)題的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，為公路路基改擴(kuò)建工程順利進(jìn)行，有效實(shí)現(xiàn)公路的改造和升級(jí)提供保障。

1 公路路基設(shè)計(jì)的重要意義

1.1 延長(zhǎng)公路的使用壽命

公路路基的強(qiáng)度與公路承受載荷的能力直接相關(guān)[1]，高強(qiáng)度的路基能夠保障公路順利通行較高的車流量與高負(fù)荷運(yùn)輸量，確保運(yùn)行車輛的安全，避免車輛通行過(guò)程中公路發(fā)生損壞[2]。通過(guò)對(duì)公路路基進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)其功能的強(qiáng)化，提升公路路基的強(qiáng)度，滿足高強(qiáng)度的運(yùn)輸需求，避免公路在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生損壞，有利于延長(zhǎng)公路使用壽命。

1.2 提升車輛行駛安全性

公路路基在外部影響下容易發(fā)生變形、損壞等情況，如國(guó)內(nèi)不同地域的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在差異，當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響公路路基的穩(wěn)定性，進(jìn)而發(fā)生形變，而且這一問(wèn)題在面積廣闊的中國(guó)尤為常見(jiàn)，難以得到有效解決[3]。通過(guò)對(duì)公路路基的設(shè)計(jì)可以減輕水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成的不均勻沉降問(wèn)題，避免公路路基發(fā)生破壞，確保車輛的安全通行。

2 改擴(kuò)建中公路路基設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題

公路的改擴(kuò)建工程是在原有公路的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)化，其目的是提升道路的等級(jí)或通行能力，使其可以滿足更高強(qiáng)度的車輛通行需求。原有公路已經(jīng)保持較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，公路路基等可能發(fā)生破壞和形變，進(jìn)行改擴(kuò)建工程時(shí)需要注意公路路基的設(shè)計(jì)工作，首要問(wèn)題就是新舊路基之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。新舊路基之間發(fā)生差異沉降，對(duì)公路的外觀和使用性能造成影響，也不利于改擴(kuò)建項(xiàng)目順利推進(jìn)[4-5]。以下是公路設(shè)計(jì)中改擴(kuò)建方案常見(jiàn)兩種（見(jiàn)圖1～圖2）。

3 新舊路基間差異沉降的措施探討

3.1 改擴(kuò)建中公路新舊路基差異沉降問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

3.1.1 改擴(kuò)建中公路新舊路基基底穩(wěn)定性的應(yīng)對(duì)措施

新舊路基基底穩(wěn)定性會(huì)造成差異沉降，進(jìn)行公路改擴(kuò)建的路基設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要正確做好當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)勘探工作，明確改擴(kuò)建公路附近的地質(zhì)狀況，評(píng)估是否存在不良地質(zhì)會(huì)造成公路改擴(kuò)建后差異沉降的問(wèn)題[6]。針對(duì)沒(méi)有不良地質(zhì)的路段，則按照常規(guī)方法進(jìn)行路面的表土清理、壓實(shí)，如果遇到地下水影響的地質(zhì)環(huán)境，則進(jìn)行地下水的引流，在路段附近填筑透水性能較好的材料，以減輕地下水對(duì)差異沉降問(wèn)題的影響。針對(duì)軟土地質(zhì)的問(wèn)題，按照常規(guī)操作進(jìn)行壓實(shí)后，需要設(shè)定一個(gè)沉降要求，一般設(shè)定新建路段軟基的沉降要求為30 cm，通過(guò)對(duì)沉降要求的設(shè)定達(dá)成減輕新舊地基沉降不均勻的問(wèn)題[7]。

3.1.2 改擴(kuò)建中公路新舊路基穩(wěn)定性的應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)新舊路基穩(wěn)定性造成的差異沉降問(wèn)題，從路基的填筑材料入手進(jìn)行改善。進(jìn)行公路改擴(kuò)建時(shí)，公路路基填筑材料選用與原來(lái)路基相同的材料，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)狀況選擇透水性能較好的材料。公路路基設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了減少差異沉降問(wèn)題，需要對(duì)新路基進(jìn)行強(qiáng)化，主要做法是在擴(kuò)寬路基的頂層往下30 cm位置使用碎石、礫石等具有較強(qiáng)透水性能的材料，以起到強(qiáng)化的目的。針對(duì)地質(zhì)相對(duì)松軟的路段，可以選用質(zhì)量較輕的填補(bǔ)材料，如EPS塊等，可以很大程度上減輕路基的自身重量，有利于減輕基底變形，縮小未來(lái)使用中新路基的沉降量[8]。

3.2 改擴(kuò)建中公路新舊路基銜接的應(yīng)對(duì)措施

公路改擴(kuò)建中除了公路路基以及基底的影響因素外，新舊路基之間的銜接也尤為重要。進(jìn)行公路改擴(kuò)建時(shí)，通過(guò)在原有路基的邊坡位置開(kāi)挖臺(tái)階，向舊路基內(nèi)傾斜。完成舊路基的開(kāi)挖工作后按照從上而下的方法進(jìn)行新路基的填筑，新路基與舊路基之間開(kāi)挖臺(tái)階銜接寬度不小于1 m，如果原有路基不足1 m，則進(jìn)行原有路基的完全翻挖，進(jìn)一步增加銜接寬度，避免新舊路基之間銜接不合理，引發(fā)差異沉降問(wèn)題[9]。此外，為了減輕不均勻沉降對(duì)路基的影響，可以在老舊路基拼接位置上鋪筑三層土工格柵，利用格柵的橫向鋪設(shè)建立起原有公路路基與擴(kuò)建公路路基之間的連接，格柵需要延伸到原有路床內(nèi)部2 m。實(shí)際公路改擴(kuò)建過(guò)程中，當(dāng)擴(kuò)建公路路基的填土高度超過(guò)3 m時(shí)，可以選擇減少一層土工格柵。

4 改擴(kuò)建中公路路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 老路利用段填方路基的設(shè)計(jì)

改擴(kuò)建中公路路基往往選擇在農(nóng)田路段設(shè)置路肩擋墻、荒地與林地區(qū)域設(shè)置路基擋墻或自然放坡等設(shè)計(jì)方案。原有填方公路的路基一般使用砌片石護(hù)坡、碼砌等手段，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)加上雨水的沖刷，路基會(huì)發(fā)生不同程度的形變，已經(jīng)完全失去了在路基設(shè)計(jì)中使用的價(jià)值，針對(duì)這類情況，需要重新在填方公路的路基上鋪設(shè)砌片石，具體厚度根據(jù)實(shí)際損耗情況選擇，使用厚度為30 cm的漿砌片石。此外，原有公路的使用時(shí)間較長(zhǎng)，相當(dāng)一部分路段的路肩墻已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，難以承受較高的車輛載荷，為了滿足當(dāng)前公路的使用需求，需要在公路改擴(kuò)建時(shí)做好勘察工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)路段部位的路肩墻不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，對(duì)該路段的路肩墻進(jìn)行拆除，確保可以發(fā)揮良好的使用性能。

4.2 路基擋墻作用

利用原有公路的路基擋墻可以降低公路改擴(kuò)建的成本，因此，針對(duì)原有公路路基擋墻墻體完整且平整的情況，可以在進(jìn)行公路路基設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)須對(duì)其進(jìn)行拆除，對(duì)原有的路基擋墻進(jìn)行外觀上的修復(fù)，將表面雜草、溝縫等完全清理干凈，對(duì)于要求較高的公路路段，可以對(duì)路基擋墻進(jìn)行裝飾。如果公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的路線設(shè)計(jì)與原有的公路存在差異，進(jìn)行公路路基的設(shè)計(jì)時(shí)，可以考慮進(jìn)行縱坡的調(diào)整，最大限度保證路基擋墻的利用效果，對(duì)于對(duì)路基擋墻實(shí)際要求較高的公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，在充分考慮改擴(kuò)建公路使用性能的基礎(chǔ)上對(duì)原有的公路擋墻進(jìn)行改造，通過(guò)加高等手段發(fā)揮其利用價(jià)值。

4.3 路基設(shè)計(jì)與路線平面和縱斷面的協(xié)調(diào)

4.3.1 路線平面與路基設(shè)計(jì)間的聯(lián)系

改擴(kuò)建中公路路基的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分利用原有的公路資源，減少新舊公路路基差異沉降的問(wèn)題，重視路線平面對(duì)公路路基設(shè)計(jì)的影響。需要對(duì)整個(gè)公路改擴(kuò)建方案有充分地了解，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等，做出合理的分析與設(shè)計(jì)，之后對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，確保分析結(jié)果的可靠性。例如將原有的4道公路改擴(kuò)建為8車道公路，進(jìn)行公路路基設(shè)計(jì)時(shí)要在了解原有路線的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的道路資源進(jìn)行利用，進(jìn)行施工路段位置的設(shè)計(jì)和調(diào)整，測(cè)算運(yùn)行速度，確保改擴(kuò)建完成后道路的交通安全。基于路線平面完成的公路路基設(shè)計(jì)，對(duì)于新擴(kuò)建公路路基的穩(wěn)定性提升具有積極作用，而且避免拆除周圍的建筑物，減輕了公路擴(kuò)建造成的影響。

4.3.2 路線縱斷面與路基設(shè)計(jì)間的關(guān)系

公路路基設(shè)計(jì)中路線縱斷面需要考慮，碎、礫石土路床的使用能夠減少新建路基的裂縫，過(guò)渡層中使用散粒結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)路基抗拉性能的強(qiáng)化，進(jìn)而減少公路使用過(guò)程中的形變問(wèn)題?？紤]改擴(kuò)建公路在使用過(guò)程中過(guò)渡層會(huì)受到不同方向的外部作用力，抗拉作用力強(qiáng)化可以避免過(guò)渡層撕裂，產(chǎn)生裂隙。此外，碎、礫石土路床的使用會(huì)存在一定的縫隙度，公路上面的降水會(huì)直接通過(guò)縫隙流出，避免水直接滲透到路基上，造成路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受損，對(duì)于改擴(kuò)建公路的質(zhì)量保障具有積極作用。

5 改擴(kuò)建中交通組織分析

5.1 路基改擴(kuò)建過(guò)程中的交通導(dǎo)改方式

某高速公路改擴(kuò)建工程，由原先4車道改為8車道。其拓寬段路，先對(duì)兩側(cè)拼寬路基的基底進(jìn)行清表或換填處理，然后對(duì)原有老路邊坡進(jìn)行削坡或清坡后開(kāi)挖臺(tái)階處理，邊坡開(kāi)挖采用分層臺(tái)階式開(kāi)挖，開(kāi)挖一層，填筑并壓實(shí)一層，開(kāi)挖至土路肩，既有路面保持原有的狀況。

在擴(kuò)建施工期間，現(xiàn)有道路維持四車道通行，按照“通而不暢”的原則。部分施工時(shí)段可采取暫時(shí)限制硬路肩停車或封閉1個(gè)車道等措施，但不會(huì)中斷交通。路基施工期間交通組織的重點(diǎn)是保障行車安全和施工安全，在必要的時(shí)候?qū)Υ笮拓涇囘M(jìn)行分流。如圖3所示。

5.2 路基拼接施工期間應(yīng)急系統(tǒng)

改擴(kuò)建項(xiàng)目中，設(shè)立應(yīng)急系統(tǒng)。應(yīng)急系統(tǒng)由調(diào)度指揮中心、項(xiàng)目保通處、救援小組以及緊急事件發(fā)生路段的保通人員構(gòu)成。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖4。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，交通運(yùn)輸量不斷增加的今天，公路改擴(kuò)建工程顯得尤為重要，這一過(guò)程中需要注意公路路基的設(shè)計(jì)工作，明確公路改擴(kuò)建中存在的路基差異沉降問(wèn)題，結(jié)合問(wèn)題的發(fā)生原因進(jìn)行對(duì)策擬定并實(shí)施，同時(shí)把握公路路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)，將其落實(shí)到公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，確保工程項(xiàng)目得以順利進(jìn)行，也為交通運(yùn)輸通暢進(jìn)行提供基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇小明. 高速公路改擴(kuò)建路基路面排水設(shè)計(jì)分析[J]. 交通世界， 2019（5）： 53-54.

[2]呂麗君. 公路改擴(kuò)建過(guò)程中路基路面排水設(shè)計(jì)問(wèn)題探析[J]. 四川建材， 2019（8）： 237-238.

[3]涂定君， 于翠芳. 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施分析[J]. 交通世界， 2019（9）： 61-62.

[4]郭春暉. 分析道路改擴(kuò)建中新舊路基的搭接設(shè)計(jì)[J]. 黑龍江交通科技， 2019（1）： 88-89.

[5]李金鳳. 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)淺析[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2019（28）： 125-126.

[6]王澤勛. 公路改擴(kuò)建過(guò)程中路基路面排水設(shè)計(jì)問(wèn)題探[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2019（10）： 836.

[7]孟超. 公路路基設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施[J]. 黑龍江交通科技， 2019（12）： 69-70+72.

[8]班曉軍. 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析與對(duì)策[J]. 城市建筑， 2020（27）： 179-180.

[9]吳瓊. 改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施分析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2020（19）： 141-142.

收稿日期：2022-01-18

作者簡(jiǎn)介：李秋申（1972—），男，本科，高級(jí)工程師，從事公路工程道路與橋梁勘察設(shè)計(jì)工作。