高速公路擴(kuò)建工程路基路面拼寬設(shè)計(jì)探討

劉鵬偉

陜西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西 西安 710065

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人口數(shù)量和車輛交通指標(biāo)不斷提高，高速公路作為重要的交通干線，擴(kuò)建提高通行能力已成為急切需求。在擴(kuò)建過(guò)程中，為提高高速公路的通行性能和安全性，首先要改建過(guò)于窄小的路基和不合理的路面拼寬。高速路的路基跟隨歷次擴(kuò)建不斷加寬，不同時(shí)期的路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)略有差別，嚴(yán)重影響到高速車輛通行質(zhì)量。同時(shí)，高速公路原有路面有其主次干線之分，需要科學(xué)合理地拼寬過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)順暢連接，預(yù)防交通中斷。此外，施工過(guò)程中的環(huán)保土石方問(wèn)題亦成科學(xué)發(fā)展觀下高速公路擴(kuò)建工程的重點(diǎn)。因此，科學(xué)合理地進(jìn)行高速公路擴(kuò)建工程的路基路面拼寬設(shè)計(jì)是優(yōu)化工程質(zhì)量和減少社會(huì)影響的必由之路。正確處理好技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)成本、社會(huì)環(huán)境影響的關(guān)系，對(duì)完善我國(guó)高速公路網(wǎng)起著重要作用。本文擬從路基寬度設(shè)計(jì)、路面拼寬設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面深入探討高速公路擴(kuò)建工程的路基路面拼寬問(wèn)題，旨在為相關(guān)高速擴(kuò)建工程提供參考。

1 高速公路擴(kuò)建工程基礎(chǔ)情況概述

1.1 我國(guó)高速公路建設(shè)情況

高速公路擴(kuò)建工程是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要課題之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，交通運(yùn)輸?shù)牡匚蝗找骘@著。作為現(xiàn)代化交通體系的重要組成部分，高速公路對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平具有不可替代的作用。高速公路的建設(shè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步提供了重要的基礎(chǔ)設(shè)施支持，同時(shí)也改善了人民群眾的出行條件，促進(jìn)了區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)和文化交流。

然而，我國(guó)高速公路建設(shè)仍面臨不少問(wèn)題和挑戰(zhàn)。隨著高速公路建設(shè)的不斷推進(jìn)和車輛數(shù)量的增加，高速公路的安全問(wèn)題日益凸顯。老舊高速公路路況差，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)未能與時(shí)俱進(jìn)，導(dǎo)致車輛通過(guò)時(shí)事故頻發(fā)。此外，高速公路的建設(shè)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響，施工建材塵土飛揚(yáng)和噪音都危害著當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境和居住條件，需要加強(qiáng)環(huán)保措施。

1.2 高速公路擴(kuò)建工程路基路面拼寬設(shè)計(jì)理論概述

路基是指高速公路建設(shè)中所用的土方工程，包括路基填筑和路基加固。而路面則是指高速公路的行車道面層，其作用是承受車輛荷載，提供行車平穩(wěn)性和舒適性。路基路面拼寬則是指路基和路面的寬度設(shè)計(jì)，即通過(guò)合理設(shè)置車道寬度和路肩寬度等參數(shù)，確保高速公路的安全性和舒適性。

路基路面拼寬的施工過(guò)程一般包括以下幾個(gè)步驟：首先，確定路基填筑的高度和厚度，進(jìn)行路基填筑；其次，進(jìn)行路基加固，包括路基夯實(shí)、加筋等工作；最后，進(jìn)行路面鋪設(shè)，包括砼路面、瀝青路面等類型。在這個(gè)過(guò)程中，需要注意施工順序、施工質(zhì)量等因素。

在進(jìn)行路基路面拼寬的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到許多因素，如地形地貌、交通流量、交通組織等。一般而言，車道寬度和路肩寬度應(yīng)根據(jù)不同車輛類型和行駛速度來(lái)合理設(shè)置，以保證交通安全；匝道和出入口的設(shè)計(jì)則應(yīng)注意交通流暢和便于進(jìn)出轉(zhuǎn)換。

高速公路擴(kuò)建工程路基路面拼寬的設(shè)計(jì)是高速公路擴(kuò)建工程中不可或缺的一部分，對(duì)于提高高速公路的通行能力和安全性具有重要的意義。

2 高速公路路基路面寬度設(shè)計(jì)影響因素

設(shè)計(jì)路基路面寬度是高速公路建設(shè)中至關(guān)重要的一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)。路基路面寬度的合理設(shè)計(jì)不僅能夠提高公路的通行效率和安全性，還能夠有效地降低公路建設(shè)和維護(hù)成本。在進(jìn)行路基路面寬度設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮多個(gè)因素，如行車速度、行車道數(shù)、綠化帶及路肩設(shè)計(jì)以及路基斜面比等等。

2.1 行車速度與行車道對(duì)路基路面寬度設(shè)計(jì)的影響

在我國(guó)高速公路的設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)車道寬度一般為3.75米，行車道數(shù)一般為2-4條，設(shè)計(jì)車速一般為120公里/小時(shí)和110公里/小時(shí)兩級(jí)車道。在設(shè)計(jì)路基寬度時(shí)，需要根據(jù)車速對(duì)路基路面寬度的影響進(jìn)行綜合考慮，以確保道路的安全性和通行效率。一般來(lái)說(shuō)，一線城市的高速公路行車道數(shù)相對(duì)較多，需要更寬的路基來(lái)保證道路的穩(wěn)定性和安全性。而二線和三線城市的高速公路行車道數(shù)相對(duì)較少，路基寬度可以相對(duì)較小。通常在設(shè)計(jì)時(shí)需要保證有2-3個(gè)主行車車道，1-2個(gè)緊急停車帶，1-2條加速道，一個(gè)中間綠化帶和兩條路肩帶。根據(jù)國(guó)內(nèi)高速公路的實(shí)際情況，路基寬度推薦為3.5-4.5米。例如，當(dāng)車流量小于3000輛/小時(shí)，單向車道寬度可為3.5米，而當(dāng)車流量大于5000輛/小時(shí)，單向車道寬度應(yīng)為3.75米。

2.2 綠化帶和路肩對(duì)路基路面寬度設(shè)計(jì)的影響

綠化帶和路肩的設(shè)計(jì)可以起到緩沖車輛碰撞、減少揚(yáng)塵噪音和美觀性的作用。我國(guó)相關(guān)規(guī)定要求，在高速公路路基寬度施工時(shí)，需要保留一定比例的土地用于綠化帶和路肩的設(shè)計(jì)。綠化帶的寬度一般為10-20米，路肩寬度一般為2-3米。在路肩設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮車輛行駛時(shí)的安全距離和排水能力等因素。

2.3 地形和環(huán)境對(duì)路面路基寬度設(shè)計(jì)的影響

地形陡坡、隧道、橋梁等天然條件可能會(huì)影響路面寬度的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)路基路面寬度時(shí)，需要考慮這些因素對(duì)路基路面穩(wěn)定性的影響，并采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行處理。

陡坡路段：在陡坡路段，為了保證路基路面的穩(wěn)定性，可以采用挖土填方的施工方法。這種方法可以使路基的高度降低，減少陡坡段的坡度，從而減輕路面的承載壓力。此外，還可以采用梯形路基的設(shè)計(jì)，增加路基的穩(wěn)定性。

隧道路段：采用隧道內(nèi)斜坡的設(shè)計(jì)，可以提高路面的排水能力，并防止水流和泥石流對(duì)路面的影響。此外，還可以采用隧道內(nèi)路肩的設(shè)計(jì)，增加緊急情況下的安全空間。

橋梁路段：采用懸索式橋梁或懸臂式橋梁的設(shè)計(jì)，可以減少對(duì)路面的承載壓力。此外，還可以采用橋梁內(nèi)設(shè)置緩沖帶或防撞墻的設(shè)計(jì)，在車輛失速時(shí)也有多一重的安全保障。

山區(qū)路段：采用加固路基和加厚路面的設(shè)計(jì)，增加路面的承載能力和抗震能力。此外，還可以采用設(shè)置減速帶和提示標(biāo)志的設(shè)計(jì)，確保車輛通過(guò)時(shí)能穩(wěn)定在安全速度內(nèi)。

在路基路面施工設(shè)計(jì)中還需要考慮路基斜面比的影響，路基斜面比的大小會(huì)影響到道路的排水能力和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)不同的地形和天氣條件，綜合考慮路基斜面比的大小和坡度等因素。例如，在平坦地區(qū)路基斜面比可以適當(dāng)減小，但在山區(qū)或多雨地區(qū)，路基斜面比需要增加以確保道路的排水能力和穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，路基斜面比為1:2至1:3能滿足多種復(fù)雜的地形需要。

3 高速公路路基路面拼寬施工詳解

3.1 高速公路路基路面拼寬過(guò)渡段設(shè)計(jì)

在高速公路的設(shè)計(jì)中，拼寬過(guò)渡段的設(shè)計(jì)十分重要，它能夠有效地緩解交通流量壓力，提高道路通行效率和安全性。拼寬過(guò)渡段設(shè)計(jì)需要綜合考慮多種因素，包括確定拼寬終點(diǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)渡坡度減少車速變化和調(diào)整高程匹配等。

（1）確定高速公路拼寬終點(diǎn)

在我國(guó)高速公路設(shè)計(jì)中，拼寬終點(diǎn)一般為標(biāo)準(zhǔn)車道寬度的一半。例如，標(biāo)準(zhǔn)車道寬度為3.75米時(shí)，拼寬終點(diǎn)為1.875米。拼寬過(guò)渡段的長(zhǎng)度通常為100-200米，這取決于實(shí)際情況和交通流量。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的公路規(guī)劃和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，拼寬終點(diǎn)一般應(yīng)該在公路的橋梁、隧道、立交橋、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等特殊路段前后的平直路段。在確定拼寬終點(diǎn)時(shí)，需要考慮車流量、行車速度和路段特征等因素，以確保拼寬終點(diǎn)的位置合理、通暢、平穩(wěn)。

（2）設(shè)計(jì)過(guò)渡坡度減少車速變化

根據(jù)我國(guó)高速公路的實(shí)際情況，過(guò)渡坡度的大小一般為1%-2%。過(guò)渡坡度的長(zhǎng)度一般為40-60米，以確保車速逐漸變化，減少車輛與車輛之間的沖擊和摩擦。

（3）調(diào)整高程匹配

高程匹配是指路面橫向與縱向的高程調(diào)整，使拼寬過(guò)渡段和相鄰路段之間高程平穩(wěn)過(guò)渡，避免出現(xiàn)突然升高或降低的情況，減少車輛在拼寬過(guò)渡段上行駛時(shí)產(chǎn)生的沖擊和顛簸。在我國(guó)高速公路的設(shè)計(jì)中，高程匹配的一般做到1-3厘米最為適宜。

3.2 高速公路路基路面拼寬施工技術(shù)

拼寬施工技術(shù)是高速公路建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程，它可以有效地提高道路通行能力和安全性。在拼寬施工技術(shù)中，拆舊建新、加寬原面和臨時(shí)性拼寬是常見(jiàn)的三種技術(shù)方案。

（1）拆舊建新

拆舊建新是指拆除原路面，重新建造拼寬路面的技術(shù)方案。在拆舊建新的方案中，需要考慮道路原有的條件，包括路基、路面和交通流量等因素。在我國(guó)高速公路的實(shí)際建設(shè)中，拆舊建新的方案通常適用于原路面條件較差的路段。在拆舊建新的方案中，新建路面的拼接處需要考慮拼接的寬度和高度，以確保道路的平整和通行安全[1]。

（2）加寬原面

加寬原面是指在現(xiàn)有路面上增加部分路基，以實(shí)現(xiàn)拼寬的目的。主要是在現(xiàn)有路面兩側(cè)增加部分路基，即路肩來(lái)擴(kuò)大通行面。這樣能最大限度保留現(xiàn)狀，減少土方量，但需要注意加固地基和排水處理。加寬原面可以減少土石方量，避免重復(fù)施工，節(jié)約施工成本。在加寬原面的方案中，需要考慮路面的平整度和抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)。加寬原面的方案還需要考慮路面的高程匹配，以確保車輛行駛的平穩(wěn)和安全。

（3）臨時(shí)性拼寬

臨時(shí)性拼寬是指先采用臨時(shí)拼寬的方案，后續(xù)再按照永久拼寬方案進(jìn)行施工。在臨時(shí)性拼寬的方案中，需要考慮臨時(shí)拼寬的寬度和高度，以確保車輛行駛的平穩(wěn)和安全。主要是利用減速帶、隔離島等措施，來(lái)擴(kuò)大車道數(shù)。這種做法可以快速有效緩解擁堵，但要注意標(biāo)志和警示設(shè)施，并同時(shí)設(shè)計(jì)后續(xù)永久方案。在后續(xù)的永久拼寬方案中，需要考慮臨時(shí)拼寬的影響，包括路面的平整度和高程匹配等因素。同時(shí)，永久拼寬方案還需要滿足相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，包括路面平整度、抗壓強(qiáng)度和耐久性等指標(biāo)[2]。

4 高速公路路基路面拼寬設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

高速公路是連接城市、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要交通基礎(chǔ)設(shè)施，其路基和路面的設(shè)計(jì)對(duì)道路的安全性、舒適性、耐久性等方面都有著至關(guān)重要的影響。隨著交通量的不斷增加和車輛類型的不斷更新?lián)Q代，如何優(yōu)化高速公路的路基路面設(shè)計(jì)，成為了當(dāng)前交通領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向。

4.1 我國(guó)高速公路擴(kuò)建工程存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)的高速公路的不斷擴(kuò)建，在路基路面施工中暴露出來(lái)許多問(wèn)題。這種問(wèn)題主要表現(xiàn)為車道寬度不足、路肩寬度不足、匝道設(shè)計(jì)不合理等，已經(jīng)導(dǎo)致交通事故風(fēng)險(xiǎn)增加，交通擁堵加劇，行車舒適性下降等不良現(xiàn)象。

解決這些問(wèn)題需要克服一些技術(shù)難點(diǎn)。首先，需要考慮到路基路面拼寬設(shè)計(jì)與地形地貌、交通流量、交通組織等因素的相互關(guān)系，做到因地制宜。其次，需要考慮到不同車輛類型和行駛速度對(duì)路面寬度的要求，合理設(shè)置車道寬度和路肩寬度。最后，需要注意匝道和出入口的設(shè)計(jì)，確保交通流暢和安全[3]。

4.2 科學(xué)的路基設(shè)計(jì)方案

要最大限度發(fā)揮高速公路拼寬改造的效益，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)，科學(xué)合理。其中路基設(shè)計(jì)方案尤為關(guān)鍵?？茖W(xué)的路基設(shè)計(jì)方案需要綜合考慮多種因素，包括地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、交通流量和設(shè)計(jì)速度等因素。

（1）采用分層路基結(jié)構(gòu)。既考慮土層承載力，又顧及排水滲透性。優(yōu)化分層粒度，按基礎(chǔ)條件設(shè)計(jì)合適的路基厚度，合理規(guī)劃施工所需的土石方量。

（2）加強(qiáng)抗腐蝕處理。特別是針對(duì)常年高度濕潤(rùn)氣候地區(qū)，對(duì)路基土層進(jìn)行防水膜漿塑覆蓋，施工時(shí)使用抗腐石料，強(qiáng)化滲水穩(wěn)定性。

（3）改進(jìn)排水設(shè)計(jì)。利用現(xiàn)代排水技術(shù)，優(yōu)化溝槽設(shè)置和排水管網(wǎng)布置，提高滲水效率，保證路基足夠干燥，延長(zhǎng)使用期限。

（4）增設(shè)隔震層。隔震層是指在路基與地基間增加的分離層，起到緩沖和減震作用，對(duì)震蕩與沖擊有一定吸收能力。

4.3 優(yōu)化拼寬過(guò)渡段設(shè)計(jì)

在高速公路拼寬改造中，除了路基設(shè)計(jì)優(yōu)化外，出、入匝道的過(guò)渡段設(shè)計(jì)也很重要。當(dāng)前普遍存在的問(wèn)題是過(guò)渡段坡度設(shè)定過(guò)大，不利于駕駛安全。具體而言主要如下方面需加以改進(jìn)。

（1）減小過(guò)渡段坡度。當(dāng)前很多高速公路過(guò)渡段坡度仍在2:1或2.5:1標(biāo)準(zhǔn)量，這對(duì)駕駛來(lái)說(shuō)很不友好，容易引起不適感和晃動(dòng)。應(yīng)適當(dāng)降低坡度，1.5:1是較科學(xué)的設(shè)置。

（2）增加過(guò)渡段長(zhǎng)度?，F(xiàn)有的過(guò)渡段長(zhǎng)度通常在10米左右，高速車輛通過(guò)時(shí)可能會(huì)需要急剎，容易引起追尾。應(yīng)將長(zhǎng)度擴(kuò)大到15至20米之間。增加長(zhǎng)度再配合降低坡度，有助于平緩車速變化。

（3）優(yōu)化過(guò)渡段斜面處理。通過(guò)加設(shè)減速帶、減速柏油等增加摩擦力的措施，做到分布式減速。同時(shí)能改善路面防滑性，提高覆蓋性能。

4.4 增加隔音屏障設(shè)施，減小施工對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響

高速公路拼寬改造可帶來(lái)諸多便利，但同時(shí)也會(huì)給沿線居民及環(huán)境帶來(lái)一定影響。為保障施工進(jìn)程，合理降低影響，增加隔音屏障設(shè)施至關(guān)重要。

（1）安裝隔音屏障。沿著高速公路兩側(cè)，利用混凝土、鋼筋等材料搭建隔音墻。高2到3米左右，與路面平行。有效隔絕車輛引擎噪音和氣噪聲。

（2）使用隔噪板。在隔音墻頂部設(shè)計(jì)傾斜的隔音隔板。利用隔音材料，折射車輛發(fā)出的噪音波，有效降低噪音能量。

（3）覆蓋隔音遮蔽物。增加綠化帶長(zhǎng)度，多布置植物、樹(shù)木。它們的樹(shù)葉和茂密的枝丫具有一定的吸收和散射噪音能力。與隔音墻相配合，起到極佳的隔音效果。

（4）采用低噪音施工設(shè)備。使用輪胎、吸振裝置等降低噪聲的施工設(shè)備，在噪聲最大時(shí)段暫停作業(yè)。

5 結(jié)論

近年來(lái)，我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，高速公路的擴(kuò)建工程也日益增多。在擴(kuò)建工程中，路基路面寬度的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的方面，對(duì)公路的安全性和通行效率都有著至關(guān)重要的影響。在路基路面拼寬設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮公路的通行能力、安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的因素，綜合考慮各因素權(quán)衡取舍，確保路面的承載力和穩(wěn)定性。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮地形地貌、氣候條件和交通流量等因素，制定出合理的路基路面寬度方案，以滿足公路的實(shí)際需求。高速公路擴(kuò)建工程路基路面拼寬設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而又關(guān)鍵的工程設(shè)計(jì)，需要考慮多方面的因素。相信在各方面專家和工程師的共同努力下，我國(guó)的高速公路建設(shè)將會(huì)更加完善和安全。