高速公路改擴(kuò)建工程路面設(shè)計(jì)

常輝

（衡水龍翔公路工程勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司，河北衡水 053000）

0 引言

近年來，交通量與日俱增，高速公路逐漸到達(dá)其承載能力上限，如何對高速公路實(shí)行有效的改擴(kuò)建已引發(fā)眾多關(guān)注。高速公路改擴(kuò)建工程路面設(shè)計(jì)方案中，通常包含如下幾個(gè)方面：①設(shè)計(jì)擬新建路面的方案；②改善設(shè)計(jì)舊的高速公路路面；③設(shè)計(jì)如何將新舊路面有效合理拼接；④如何利用舊路銑刨料；⑤新舊路面結(jié)構(gòu)的排水系統(tǒng)完善。此外，路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案需要綜合考慮施工組織安排，以確保設(shè)計(jì)方案應(yīng)與保通方案相輔相成。其中，舊路面改善設(shè)計(jì)以及新舊路面拼接設(shè)計(jì)是改擴(kuò)建路面設(shè)計(jì)方案的重中之重。

1 高速公路改擴(kuò)建工程的綜合設(shè)計(jì)原則

高速公路的擴(kuò)改建應(yīng)用方案應(yīng)考慮諸多因素，包括：①原有高速公路的技術(shù)狀況；②如何加寬原路；③全面分析各類經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件；④如何實(shí)現(xiàn)全方位的比較論證。高速公路擴(kuò)改建工程最重要的問題包括：①如何根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況明確方案通道資源；②如何將土地資源和原路設(shè)施資源實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的綜合利用。但實(shí)際工程上，常采用如下方案：以道路整體加寬擴(kuò)建為主，兼顧局部困難路段，適當(dāng)選用新線或分離路基的方法。

針對高速公路舊路面的改善和設(shè)計(jì)，主要的面向?qū)ο鬄楦慕ê蟮?、2車道。同時(shí)，考慮到高速公路的主體對象為小型車輛的通行，在交通流量的計(jì)算時(shí)要考慮到設(shè)計(jì)當(dāng)量軸次的折減，以實(shí)現(xiàn)對舊路的充分利用，從而充分體現(xiàn)整體方案的可行性、經(jīng)濟(jì)適用型。對高速公路舊路改善設(shè)計(jì)之前，首先要明確原有舊路面的設(shè)計(jì)方案、使用情況（損毀情況等）以及當(dāng)前的路面養(yǎng)護(hù)情況。

2 工程概況

本文以廣東省內(nèi)惠深高速公路某段進(jìn)行加寬或改擴(kuò)建項(xiàng)目路線作為主要研究對象，該工程路線全長為30.674km，部分路段為雙向八車道，對應(yīng)的路基寬度為41m；部分路段選取六車道，對應(yīng)的路基寬度為33.5m；在高速公路上的車體設(shè)計(jì)最低行駛時(shí)速控制在100km/h。主要的工程范圍包括：單洞式隧道、大橋、中橋、小橋、涵洞、互通式立交和服務(wù)區(qū)。本項(xiàng)目關(guān)于高速公路兩側(cè)平面的整體擴(kuò)展方案具體為：①將高速公路平面兩側(cè)進(jìn)行整體性的拼接和加寬，并以此作為本工程項(xiàng)目的主體；②對局部受限的路段進(jìn)行單側(cè)的加寬或分離式擴(kuò)建；③將路面縱向的局部高度進(jìn)行增加；④恰當(dāng)?shù)貙⒁恍┞坊迯?fù)后改造成橋梁。

3 改擴(kuò)建相關(guān)設(shè)計(jì)因素分析

3.1 各種分期修建的情況

我國高速公路建設(shè)初期，受限于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素，國內(nèi)首批高速公路的建設(shè)方案多采用兩類方案實(shí)施，方案一為左右路幅橫向修建，分期進(jìn)行公路的修建，方案二為將主體工程與附屬設(shè)施分開，分期進(jìn)行修建。但在實(shí)際實(shí)施項(xiàng)目的過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，包括建設(shè)周期、工程風(fēng)險(xiǎn)、交通安全和社會影響在內(nèi)的諸多影響因素均遠(yuǎn)超可控范圍。相較于單純地建設(shè)高速公路，改擴(kuò)建工程過程繁復(fù)、難度高，對當(dāng)?shù)厣鐣挠绊懜?。由此可知，將建設(shè)高速公路的方案套用至其擴(kuò)改建工程，操作難度極大。高速公路的改擴(kuò)建往往需要綜合考慮實(shí)際項(xiàng)目情況以及當(dāng)?shù)氐乃牡匦翁卣?，引入“縱向分期”修建的方案理念，將施工過程對社會的影響降至最低，并適當(dāng)縮短工期，做到高效、保質(zhì)、保量完成項(xiàng)目。

3.2 交通量預(yù)測重點(diǎn)分析

待改擴(kuò)建的高速公路經(jīng)過長久的運(yùn)營期，已與周邊區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、居民日常生活和消費(fèi)方式等產(chǎn)生了密切聯(lián)系，不僅交通量大，還在當(dāng)前及后續(xù)很長的時(shí)間段內(nèi)具有可持續(xù)的吸引效果。因此，設(shè)計(jì)一條高速公路改擴(kuò)建的工程項(xiàng)目時(shí)，首先必須充分調(diào)查原有的高速公路對沿線地區(qū)社會以及對周邊城鄉(xiāng)的發(fā)展與當(dāng)?shù)亟煌ǜ窬挚赡墚a(chǎn)生的直接影響，之后再進(jìn)一步分析改擴(kuò)建的路段長期交通變化的特點(diǎn)，綜合研判其相應(yīng)的發(fā)展趨勢，并進(jìn)一步科學(xué)地預(yù)測改擴(kuò)建后各個(gè)路段的規(guī)劃設(shè)計(jì)運(yùn)行速度。

3.3 改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方式

高速公路的改擴(kuò)建需要充分考慮目標(biāo)工程項(xiàng)目的自然地形條件和特點(diǎn)，從當(dāng)前地形的具體情況出發(fā)，合理地選擇和使用相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，遵循“強(qiáng)制執(zhí)行主要指標(biāo)、靈活運(yùn)用次要指標(biāo)、論證使用突破指標(biāo)”的設(shè)計(jì)基本原則，保證線性連續(xù)、均衡，在充分保證路線安全的基礎(chǔ)上，采用平、縱、橫綜合設(shè)計(jì)方案，結(jié)合地形變化，以確保路線平順、橫面分布合理、縱向坡度均勻、視線良好。在部分難改進(jìn)、難施工的特殊困難路段，應(yīng)充分利用舊路資源，降低對環(huán)境的破壞力度，并通過論證，將平縱指標(biāo)適當(dāng)降低。

4 改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)需注意的相關(guān)問題

4.1 路基拼寬設(shè)計(jì)問題

高速公路改擴(kuò)建工程中，路面的拼寬設(shè)計(jì)同樣重要，而在這個(gè)過程中，要特別關(guān)注新舊路面基體結(jié)合部位的壓實(shí)以及工后沉降差的消除，做到經(jīng)濟(jì)可行、安全保障到位?，F(xiàn)階段，為消除工后沉降差，采用的方法較為單一，多采用“強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)”的方法。但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，路面工作面積有限，且采用該法后，會引起道路原有結(jié)構(gòu)以及路面兩側(cè)附屬構(gòu)筑物的振動，對原有高速道路路面帶來影響的同時(shí)，造成經(jīng)濟(jì)損失，故而很少采用該法。

本項(xiàng)目在該法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，操作步驟如下：①填實(shí)拼寬新建路基；②充分保證填料的質(zhì)量，并確保分層的厚度，提高路基填筑的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)；③施工現(xiàn)場使用大噸位壓路機(jī)，確保路面壓實(shí)操作的順利進(jìn)行，經(jīng)過上述步驟，徹底消除工后沉降差，并獲得了較好的效果。完成上述操作后，結(jié)合當(dāng)?shù)厮寥宋奶卣?，全面布設(shè)路基排水設(shè)施，合理設(shè)置進(jìn)出水口的位置，并妥善處理進(jìn)出水口，避免出現(xiàn)堵塞、溢流以及淤積等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.2 路面設(shè)計(jì)需考慮的有關(guān)因素

（1）高速公路改擴(kuò)建路面的設(shè)計(jì)，要秉承“施工方便、工期短、對接干擾少”的優(yōu)先原則。流程如下：①充分調(diào)研原有路面的情況和現(xiàn)狀；②逐段地逐段對該路面的破損程度情況進(jìn)行評價(jià)，深入查找相應(yīng)的破損原因；③在前述工作的基礎(chǔ)上，逐段制定一套路面修復(fù)改擴(kuò)建項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)方案。具體施工過程中，需要加鋪瀝青層，為保證道路運(yùn)行安全，新增加鋪瀝青層的設(shè)計(jì)需要綜合考慮高速公路相應(yīng)的等級、所用的車輛數(shù)量、使用要求、高速路的交通量以及周圍的交通環(huán)境和人口居住情況。

（2）在原有舊路面穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，針對具體的調(diào)平層、補(bǔ)強(qiáng)層，需要視實(shí)際情況來進(jìn)行布局和調(diào)整。本文提及的項(xiàng)目在路面設(shè)計(jì)過程中，主要進(jìn)行了如下操作：①針對舊路面存在的各種縫隙，逐一進(jìn)行填補(bǔ)修補(bǔ)處理；②在原有瀝青層的基礎(chǔ)上，設(shè)置聚合物改性瀝青應(yīng)力吸收層，可延長公路的使用壽命；③為杜絕反射裂縫的出現(xiàn)，在新舊路面結(jié)合處以及原路面縱、橫寬度7m以上的部位增鋪一層玻纖格柵復(fù)合土工布，工布寬度為2m。

4.3 改建結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)需考慮的問題

在高速公路路面改擴(kuò)建過程中，需要對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行新建和拓寬設(shè)計(jì)。在符合行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)方案要遵循“邊運(yùn)營、邊施工”模式的行車安全。在這個(gè)過程中，不同的基坑需要設(shè)計(jì)不同的開挖深度，并配備相應(yīng)的支護(hù)措施。在本文提及的項(xiàng)目方案中，先后分別設(shè)定了兩套方案。綜合考慮現(xiàn)場實(shí)際情況，如鋼板樁是否可以打入、如土深度是否達(dá)標(biāo)、能否使用水平對拉桿，最終選用的方案為：靠近通車的一側(cè)選用以鋼筋混凝土支護(hù)樁支護(hù)的方式，并在樁頂放置橫梁（鋼筋混凝土材質(zhì)），從而確保高速道路的穩(wěn)定狀態(tài)，保證道路行車安全。

5 結(jié)語

提高高速公路技術(shù)等級有諸多方法，其中舊路加寬改擴(kuò)建是常見方法手段之一。高速公路的改擴(kuò)建可降低交通事故發(fā)生率，滿足日益增長的交通需求、提高高速公路的承載能力、緩解現(xiàn)階段與日俱增的交通壓力，并可進(jìn)一步服務(wù)高速公路周邊區(qū)域的居民生活、助力當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)活動。在高速公路改擴(kuò)建的過程中，要充分調(diào)研勘測當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀，評估項(xiàng)目方案可行性，深入分析后給出經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的項(xiàng)目方案，并規(guī)避可能存在的不利因素。