老路改造設計常見問題研究

葛 華

中億豐建設集團股份有限公司 江蘇 蘇州 215100

近年來，國內許多舊公路的改造項目正在加緊進行。按級別劃分，分為二級和一級；按功能劃分，既有分散型道路，也有主干道路?？傮w來說，在道路的設計中，考慮到了不同等級和不同功能的道路。在舊公路改造中，存在著與新舊道路改造方案存在的共性問題，即線位資源、平面平面、縱斷面、集鎮(zhèn)路段橫斷面形式、排水方式等[1]。本文就這些問題進行了整理，以期為同類項目提供一些參考和參考。

1 線位資源問題

在規(guī)劃中應對更新后的道路所服務的區(qū)域、控制點進行清晰的界定，并與舊公路的平面狀況相聯(lián)系，進行全面的規(guī)劃。國土資源是我國最珍貴的自然資源，在我國實行節(jié)儉的原則下，必須對國土的使用情況進行全面的分析，并盡可能的節(jié)省。由于舊有的道路控制點是根據(jù)當時的社會經濟條件而決定的，因此，在改建過程中要考慮到地區(qū)經濟的發(fā)展狀況，重新審視原有的控制點?？刂泣c和廊道是工程建設的基石，如果改變，不僅影響工程規(guī)模，影響路網結構，影響地區(qū)路網的整體效益，因此必須謹慎，設計者要認真考慮，盡可能地充分發(fā)揮原有道路的優(yōu)勢，以保證路網的合理性[2]。路是自然之路，不能獨立于外部的自然之路，必須從自然景觀、人文景觀、山水格局、生物圈等等方面進行全方位的剖析。充分了解舊公路的背景，對舊公路進行改建，可以使其具備“靈性”。

好的建筑設計，可以起到很好的效果，比如優(yōu)化水系分布，防火，分隔空間，既不會造成破壞，也會優(yōu)化環(huán)境。背景-底層的解析最開始源自城市設計，作者發(fā)現(xiàn)城市設計與道路設計在一定的層次上有著令人驚訝的相似之處。因此，必須加大對相關領域的學習力度，吸取其精華。

2 道路與城鎮(zhèn)的連接方式問題

現(xiàn)有公路與鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的聯(lián)系主要有三類：環(huán)線迂回（整環(huán)或局部環(huán)線）、穿越式和分隔式。要根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)模、布局結構、自然地形、經濟發(fā)展水平、城鎮(zhèn)發(fā)展布局等因素進行合理的調整，并按下列原則加以綜合考量。

2.1 著眼于城鎮(zhèn)綜合交通運輸體系

城市道路的轉口運輸主要是為城市的轉口運輸和出境運輸提供便利，但也只是地區(qū)運輸系統(tǒng)中的一種，其流量屬于地區(qū)運輸流量。在城市整體交通系統(tǒng)中，公路、鐵路、航空、水路、管道和城市公路是相互獨立、相互配合的綜合交通系統(tǒng)，是城市整體交通系統(tǒng)的重要組成部分[3]。所以，在城市道路規(guī)劃中，要充分發(fā)揮城市綜合交通系統(tǒng)的作用，并與城市的整體交通系統(tǒng)協(xié)調協(xié)調。

2.2 結合公路的功能定位和城鎮(zhèn)性質

至于集散道路，其目標是通往城市，并應與城市主干道路相連接；對主要以中轉方式通行的干線道路、不經市中心、上、下少量客貨臨時?？浚ɑ蛟谑袃冗^夜）的車輛，應盡可能地從城鎮(zhèn)外圍通行，不干涉市內的運輸。若要實現(xiàn)轉口道路既具有聯(lián)系市近郊地區(qū)的作用，又應采取沿城市主干道的形式。在主干道上，為了降低過境車向市區(qū)的影響，可以在道路和道路交匯處以及城市出口周圍設立加油站、停車場等，為臨時?？康倪^路汽車提供一定的方便，既方便了司機和旅客，又可以防止多余的汽車進城。同時，由于道路與城市之間存在著一種動態(tài)的相互作用關系，因此，在城市規(guī)劃中，道路規(guī)劃不僅要給城市發(fā)展留下一定的發(fā)展空間，而且要給道路本身的發(fā)展留下足夠的發(fā)展空間。要正確預測城市的功能分布、城市空間格局的演變，并采取適當?shù)慕煌ㄟ\輸途徑[5]。

3 平面設計問題

3.1 小偏角問題

在舊公路改建方案中，小偏角是一個普遍存在的問題。有的情況下，為了盡可能地充分地使用舊線路，容易產生平面線的局部小傾斜度。由于其較小的角度，造成了視覺曲率比真實曲度高的假象，影響了線條的連貫性和美感，并易造成司機的誤解。改進方法主要是確保最短的小傾斜線，提高了運輸?shù)陌踩浴?/p>

3.2 直線長度不夠問題

在舊線路改建方案中，線路長度不足也是一個普遍的問題。當同一圓弧之間的直線長度很短時，很難被人從視覺上忽略，造成兩條曲線錯做一條，并且很可能將兩條曲線之間的平行線視為逆向彎曲，也就是折腰。國家有關標準中，時速在60公里/小時以上的道路應采用6 v型。對于舊公路改造的限制，可以對其進行改進。如果在允許的情況下，利用坡度和人工栽種障礙物，可以避開所有的短程，也可以避開所有的垂直彎道，減少倒轉的假象。如果兩條逆向曲線的指數(shù)相差很大，則應在兩條相反方向上分別設定一條不少于2 v的直線段；在兩個平面的指標比較均衡、運行速度不高的情況下可以適度的進行[6]。

對于長線的運用，國內有關標準中，設定長度小于20 V，以防止司機的疲勞。當舊公路改造不能滿足要求時，可以采取技術措施，改變縱斷面，改變路邊的環(huán)境，并在長線末端不設平直曲線。

3.3 平曲線參數(shù)問題

在設定平面曲線的參量時，可以采用側向作用力因子μ<0.1進行調節(jié)。在江蘇等微丘區(qū)，按照國家的數(shù)據(jù)，R=2000～3000 m的事故發(fā)生率是最低的（從普通的最大半徑到沒有極小的最大半徑）。在有可能的情況下，最大限度地選用了最小的安全系數(shù)，同時，在R=100m的情況下，緩和曲線的參量應該與圓弧的參量保持一致。在R小于100 m時，A>R；在R=1000～3000 m的條件下，A=R/2～R/3；若R>3000m，A

4 縱面設計問題

國內有關標準中，縱坡指數(shù)以大貨車為代表，小客車、空載貨車或其它輕型汽車，縱截面的最大縱坡、坡長限制、平均縱坡等可減輕甚至不受限制?？v段的設計應綜合考慮道路平面、老路縱面及最小路面的最小鋪裝厚度，確定合理、經濟、合理的縱段曲線[7]。

4.1 最大縱坡與最小縱坡

《公路工程技術標準》TJGB01-2003對公路工程中最大縱坡的確定進行了規(guī)定，其中最大縱坡為：貨車爬坡能力、公路通行能力、下坡制動安全性、事故率、油耗、環(huán)保及工程成本等。結果顯示，斜坡超過3%的道路發(fā)生事故的概率比平坦地區(qū)高2個以上，而在國際上，當斜坡超過3%時，必須進行環(huán)保評估。本著以人為本、安全第一的原則，根據(jù)公路交通組成、地形地貌等的具體條件，提出了最大縱坡度為3%，在機非混行段為2.5%。以小型汽車為主的道路，在采取大的縱坡度可以大幅度減少項目成本的情況下，可以適當增加最大縱坡度。過去，為適應公路縱斷面的排水設計，采用了最大縱坡度0.3%。若無側分流而采用溢流排水，則在整體斜率滿足一定條件下，也可以將其作為一種合理的坡面。舊公路改造工程中，由于坡面平整，可以很容易地進行調整，若使用柏油碎石做鋪面，則可以大大降低工程成本[8]。在有側分帶區(qū)和中間隔離區(qū)時，應在內側設置管道，以防止分流口影響行人和非機動車輛。

4.2 坡長

《公路工程技術標準》TJGB01-2003規(guī)定，根據(jù)8 t貨車在斜面上的爬行特性，結合斜面進口的速度和容許的車速，對斜面縱向的長度進行了限定。前面已經指出，在重建道路上，若以輕便汽車為主導，若能打破斜坡長度指數(shù)，則可以大幅減少項目成本，則可以適當?shù)胤艑捫逼麻L度的限定。

5 橫斷面設計問題

5.1 超高

本文根據(jù)高速公路的具體情況，提出了最大超斜坡系數(shù)i≥4%的方案。這是由于下列原因：(1)在高速行駛時，由于道路拱橋的超高橫向斜率很大，但行駛速率很慢，或者存在逆風時，載重高的卡車也很可能發(fā)生內傾，而實際上，由于運輸社會的發(fā)展，運輸工具中的大體積貨物占了很大的比重，因此，越小的斜坡對行車的安全性就越好；(2)在城市區(qū)主干道上，有非機動車輛通過，使斜面變得更為舒適；(3)減少橫坡使路體的整體外形更為協(xié)調。

5.2 城鎮(zhèn)段斷面布置形式

舊公路通過鎮(zhèn)時，要把公路與鎮(zhèn)之間的聯(lián)系，綜合地加以分析。若要迅速穿越城市，可采用高架橋梁，以避開城市間的分割，可論證采用3.5米、3.25米的道路，以減少項目成本；若同時具有為城市提供便利的功能，應當在道路兩側設立相應的人行道和非機動車道。在舊道路改造為一類道路時，應在道路上設置中心分流車道，在限制的情況下，應設立剛性隔斷裝置進行改造。

6 平、縱線形設計

舊公路改造方案的規(guī)劃方案，要與原有線路形狀相符合，同時要與相關單位、當?shù)卣?、周邊住戶協(xié)商，以最小化土地面積。對于擴容改造舊公路，非城鎮(zhèn)段的平面定線加寬應盡量采用單一邊寬，舊公路邊的土坡路基作為改造后的路基。在城市道路（道路寬度達到規(guī)劃圖的規(guī)定）時，為避免房屋的拆除，應將規(guī)劃的平面規(guī)劃線設置在道路中央。對于已有較少加寬的改造工程，在方案確定時，應盡可能使原道路的路堤中線或舊公路的路基寬度相等。改造工程的方案與新建筑方案是有區(qū)別的。由于舊線路原有的線型和經費限制，原有的平面線型不能完全擺脫舊有道路進行全面的改建，若采用合適的減法，在滿足現(xiàn)有條件下，還可以增加舊線路的使用量。線路縱截面的設置與道路的結構補強是相互補充的，道路的縱坡與道路的構造條件有較大的關系，應當盡量保證縱坡的調節(jié)數(shù)值接近于老路的加厚，而坡道長度不能過大，可以按照下列程序進行[9]：

6.1 調查老路

對舊公路的修建時間、舊公路的構造構成、舊公路的維護與保養(yǎng)記錄、道路的排水狀況、地下水的狀況、洪水災害等進行了全面的調研。

6.2 考慮老路現(xiàn)況

根據(jù)現(xiàn)狀，舊公路的彎曲變形，舊公路的表面條件，例如不平、凹陷等。在此基礎上，應充分利用橋梁和橋梁的順接性，調整與公路荷載試驗的成果協(xié)調一致，從而盡可能地將大截面的加鋪層與承載力不足的截面相疊加，從而降低反射裂紋的產生。

6.3 考慮舊路的橫坡度和超高

在進行線路拉坡時，也要注意到老公路的橫向斜率和超高。在道路兩邊均等寬度拓寬時，按原道路中間線的縱向斷裂進行控制；在采用單邊加寬、兩側不等寬加寬的情況下，還需對中線標高進行調節(jié)，從而得出更合理的縱向剖面設計。

7 排水方式與細部設計

7.1 排水方式

舊城區(qū)的排水系統(tǒng)的改造，應當遵循功能完善、自然和諧、田路分離、維修方便等基本理念，保持并持續(xù)自然的“水勢”。

7.2 細部設計

舊公路的排水方法多為磚砌塊石邊，并且其大小較大，大量裸露在外，看起來非常僵化。江蘇省的低填區(qū)多為低填區(qū)，尤其適合使用地下埋設排水，并具有良好的排水景觀效果。

8 道路改造設計中老路路面利用

8.1 老路路基、路面存在的問題及成因

8.1.1 路基、路面改造工程存在的問題

（1）路基沉降問題將會引起路面板塊斷裂、沉降、松散，不但會對路面的防水性產生不利的作用，而且還會增加路基沉降面積和路基翻漿的風險，嚴重地危害了公路的交通和交通的正常運行。（2）道路交通事故。普通公路由于年代久遠，路面會出現(xiàn)不同程度的裂縫，例如路面開裂、不規(guī)則裂縫等，如果裂縫擴大，會對交通的安全性造成很大的威脅。（3）新老路基的交接點發(fā)生了錯位，也就是新老路基的交接點產生了縱裂，并在裂隙中發(fā)生了錯位[10]。

8.1.2 路基、路面改造工程問題的成因

（1）填料的性質惡化。在各種舊方法中，存在著一定的材質特性問題，例如：材料的耐水性下降、填料壓不充分、處理不當?shù)取＃?）排水渠的問題。由于舊公路兩側的排水不暢通，很有可能會讓地基長時間處于淤積狀態(tài)，這種淤積的地基若不能及時進行有效的治理，很容易對地基產生損壞。

8.2 道路改造設計中的老路路基利用

8.2.1 老路基的處理

在舊地基改建時，可用它來做地基地基。首先要進行路堤的病害勘察，對已有凹坑和松散的路面進行更換處理，并將開裂的路段進行開挖，并進行新的道路填平。在舊的瀝青路面上，通過去除原來的瀝青拌和物，避免由于日曬而損壞。邊溝槽的治理應注重清除堵塞的泥沙，加固邊溝的構造。

8.2.2 加寬路基填筑

老路的較窄時，要把舊路拆下，再填土，在拓寬舊路面時，盡量保持原有路面的尺寸不變，以免造成路面局部塌陷等問題。而在道路的邊坡段，則應注重梯級的發(fā)展，以使新的碾壓地基充分覆蓋舊的石級，從而達到整體的抗壓抗陷性能。另外，水泥道路必須在水泥混凝土外面加橫梁，以避免以后的道路裂縫。

8.3 舊混凝土路面處理措施

（1）對老混凝土路面進行養(yǎng)護，在滿足要求后進行瀝青面層的施工。若舊路的總體狀態(tài)較好，能夠滿足用作公路承載能力的需要，則在舊路的基礎上進行修補，然后再鋪設新的瀝青面層，在施工期間應注意避免產生反光裂紋，在接頭部位鋪設抗裂膠條或強力抗裂材料。在經濟條件許可的情況下，可以選擇 SMA的改性瀝青。在改建期間，要注重對老路的仔細排查和綜合整治。（2）沖擊壓實加固路基技術。利用沖擊式壓路機對老化的水泥路面進行沖擊，利用撞擊的力量粉碎舊的水泥地面，并對其進行擠壓，使其在地基上壓實，因破裂的水泥磚相互嵌合，具有一定的承載性，并可在底層地基上實現(xiàn)穩(wěn)定，既節(jié)省了施工費用，又節(jié)省了大量的資金和環(huán)境。（3）粉碎石油化工工藝。破碎-石油化工技術是利用破碎機粉碎老混凝土面板，將其用作新的道路基礎，然后在基礎上鋪設一層瀝青混凝土或水泥砼，具有較好的抗反射性能[11]。

8.4 舊瀝青路面處理措施

在老瀝青鋪裝中，一般采用加固改造的辦法。首先是對塌陷程度比較大的道路進行清理，確定了問題所在，然后進行挖掘，利用路表的彎曲測量值，并得出相應的沉陷值，根據(jù)某些原理進行了加鋪層的加固處理。隨著我國道路建設的迅速發(fā)展和資源的短缺，環(huán)保的觀念越來越強烈，道路鋪設技術也越來越受關注，在舊的瀝青路面上，采用冷熱再生技術，將老化的瀝青混凝土再生，并通過再生技術，將原來的瀝青混凝土再生，從而達到節(jié)約成本的目的。

8.5 抗裂水泥、穩(wěn)定碎石的應用

近幾年，隨著交通流量的不斷增長，公路上的超限現(xiàn)象越來越多，因此，防裂水穩(wěn)定的概念就產生了。該設計可以用互相嵌擠的骨架，經過水泥或者細料的孔隙部分填充，可以形成結構密實的無機結合料。在2014年，該技術就在江蘇省得到了應用。在舊路的路面上鋪一層混凝土穩(wěn)定砂礫層，用于調整坡度，增強路面的防水性，并在底層設置鋼塑板，防止地基的不均勻下沉，增強建筑物的穩(wěn)定性，并在24小時內噴上滲油劑，這種方法可以大大提高用戶的使用期，節(jié)省資金。按照這個技術，一平方米可以節(jié)省3.5元，而且到目前為止，還沒有任何開裂的跡象，為這項技術的推廣打下了堅實的基礎[12]。

9 重視交通安全設施設計

交通安全是公路安全的最終防線。在很多舊式公路改建工程中，因受各種因素的制約，常常采用限幅，如果忽略了交通安全設施的設置，就容易出現(xiàn)“黑斑”現(xiàn)象。因此，對有潛在危險的路段，應采取減速、搖擺、限速標志等安全措施，并采取減緩滑坡等技術手段，使公路的安全性保持在一個合理的范圍內。“六個堅持六個樹立”的首要原則就是堅持“以人為本，安全至上”，樹立“主動性”的設計思想，并意識到“設計者”就是“生命線”。

10 結束語

隨著老路改建項目的增多，一些技術問題往往具有一定的共性。必須在“六個堅持、六個樹立”思想的指導下仔細研究、細心考證，建設精品工程，用好改造資金，更好地服務于人民。