劉廣勛

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路交通量不斷擴大，為滿足交通需要，原有道路面臨改建、擴建的現(xiàn)實問題。公路改擴建既要符合公路建設標準，又要緩解交通壓力，提高公路承載力，延長公路使用壽命，這是現(xiàn)階段公路改擴建必須解決的難題。本文分析了我國公路使用現(xiàn)狀，以公路改擴建工程設計原則為切入點，提出相關優(yōu)化設計方法，以期提高我國公路改擴建工程質(zhì)量。

關鍵詞：公路改擴建;使用現(xiàn)狀;原則;類型;優(yōu)化設計

中圖分類號：U416.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）32-0097-03

Abstract： With the rapid development of China's social economy， the volume of road traffic continues to expand， in order to meet the traffic needs， the existing roads are facing practical problems of reconstruction and expansion. Highway reconstruction and expansion must not only meet the highway construction standards， but also relieve traffic pressure， increase highway bearing capacity， and extend highway service life， which is a difficult problem that must be solved in highway reconstruction and expansion at this stage. This paper analyzed the current situation of highway use in China， took the design principles of highway reconstruction and expansion projects as the starting point， and proposed relevant optimization design methods， in order to improve the quality of highway reconstruction and expansion projects in China.

Keywords： highway reconstruction and expansion;current use situation;principle;type;optimization design

公路改擴建工程指的是對原有公路進行改造、拓寬，盡可能充分利用原有基礎設施資源，提高公路通行能力，滿足經(jīng)濟發(fā)展對交通規(guī)模的需求，實現(xiàn)道路改擴建與經(jīng)濟發(fā)展的雙向驅(qū)動。公路改擴建工程關鍵在于前期的路面、路基設計，通過優(yōu)化設計與提高施工質(zhì)量，以保證公路通行的安全性與可靠性。但是，在實際執(zhí)行過程中，公路改擴建工程依然存在一些問題，影響公路的通行能力，沒有充分發(fā)揮自身的經(jīng)濟價值和社會價值。基于此，本文從不同方面討論了公路改擴建工程的路面與路基設計。

1 我國公路使用現(xiàn)狀

1.1 原有公路規(guī)劃設計缺乏發(fā)展性

我國公路大規(guī)模建設開始于改革開放初期，受歷史條件的限制，過去，我國城市化水平較低，原有規(guī)劃設計水平較低，公路路面設計寬度較窄，尤其是公路設計密度比較集中。隨著城市化進程的加快、城鄉(xiāng)之間經(jīng)濟往來增多，交通量大增，原有公路路面承載力與經(jīng)濟社會發(fā)展需求發(fā)生沖突，原有密集的公路設計不利于城市交通疏導，容易引發(fā)交通擁堵，不利于人們出行安全。

1.2 原有公路的路面和路基病害頻繁發(fā)生

當前，我國要大力開展公路改擴建工程。原因是部分公路的路面寬度不能滿足交通量需求;部分公路的路面、路基使用時間較長，受自然環(huán)境及人為因素影響，出現(xiàn)質(zhì)量問題;受施工材料、施工器械設備及施工技術的限制，原有公路使用一定時間后，路面和路基病害頻發(fā)。

2 公路改擴建工程設計原則

2.1 堅持因地制宜的原則

公路改擴建工程設計以公路路面與路基單側(cè)或雙側(cè)加寬為主要方式，旨在降低施工難度和對周邊環(huán)境的影響。公路改擴建工程設計必須堅持因地制宜的原則，充分考慮各種施工影響因素。對于坡度較低的微丘地區(qū)來說，公路改擴建工程路面路基可綜合采用雙側(cè)拼接和局部分離兩種方式。城市公路改擴建則要依據(jù)原有公路等級及病害程度制定施工設計方案，避免因循守舊，套用設計，造成資源浪費[1]。

2.2 堅持安全第一、以人為本的原則

在對公路改擴建工程進行路面與路基設計時，首先要確保設計安全、施工安全、使用安全，堅持以人為本，改擴建方案設計以滿足人們的實際需要，符合經(jīng)濟社會發(fā)展水平，保證交通道路通行安全與周邊環(huán)境安全為目的。另外，應依據(jù)周圍環(huán)境影響，合理設計施工方案，保證后期施工有序進行。

3 優(yōu)化公路改擴建工程路面與路基設計的措施

公路改擴建工程中，優(yōu)化路面和路基，對延長公路使用壽命，最大限度節(jié)約成本具有重要作用。因此，優(yōu)化公路路面與路基設計是一項科學、嚴謹、需要全面考慮的工作。

3.1 重視前期準備工作

3.1.1 重視原有路線數(shù)據(jù)收集。在進行公路路面路基改擴建設計前，設計人員需要收集原有公路規(guī)劃圖紙、設計資料、施工圖紙等相關數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)專業(yè)知識進行系統(tǒng)分析，結(jié)合現(xiàn)有需求，對路線數(shù)據(jù)進行匯總。分析要點主要包括四點。其一，設計人員要認真研究原有公路坐標、垂直指標數(shù)和原有設計原理;其二，對原有公路坐標數(shù)據(jù)進行實際測量，以確定原有公路路線數(shù)據(jù)的準確性，根據(jù)實際測量判斷公路坐標、垂直指標數(shù)是否正確[2];其三，根據(jù)實際測量結(jié)果，結(jié)合改擴建要求，重新計算相關路線數(shù)據(jù);其四，認真對比新舊數(shù)據(jù)指標，在滿足改擴建要求基礎上，設計新公路具體路線。

3.1.2 深入開展路面與路基現(xiàn)狀調(diào)查。在進行路面與路基設計前，為保證設計方案的可行性，除了要對原有數(shù)據(jù)進行收集、分析外，還須對需要改擴建的公路路面和路基進行現(xiàn)狀調(diào)查，包括該路段交通運行狀況、來往車流量、交通量主要集中時段、周邊建筑環(huán)境、當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平等因素，根據(jù)原有路面路基狀況及其他綜合因素的分析，編制科學、合理、可行的路面與路基改擴建整體方案。整體改擴建方案確定后，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)資料，進行修改、完善，以保證改擴建方案可行。

路面與路基改擴建方案主要是對舊路的改擴建，根據(jù)路況情況，可分為三種。一是對原有路面兩側(cè)同時進行加寬改造，這種設計方案相對簡單，能夠充分利用原有的路面、路基資源，保持原路面線型;二是根據(jù)路面與路基情況有針對性地進行單側(cè)加寬，該方案能夠有效節(jié)省人力、物力投資，對交通通行影響較小;三是根據(jù)原有線路新建平行線路，為減少施工對原有路段交通通行的影響，該方案投資較大，工程時間較長，但改擴建工程完成后，加上新建公路，其能夠有效緩解交通壓力。具體方案設計還需要綜合考慮，尤其要考慮特殊路段地形地質(zhì)的影響，在整體改擴建工程方案的基礎上，對局部路段進行特殊設計。

3.2 優(yōu)化路面設計方案

在公路改擴建工程中，路面與路基設計首先要滿足基本建設和養(yǎng)護要求，路面結(jié)構(gòu)需要盡量與原路面保持一致。在路面改擴建工程設計中，如原路面所用混合料性質(zhì)能滿足改擴建后的需求，則應盡量保留，這樣能有效縮短工期，減少改擴建投入。

3.2.1 優(yōu)化原路面修補方案。目前，公路路面修補技術主要有兩種。一是采用貼縫帶對路面裂縫進行貼縫處理，二是采用玄武巖纖維拌和乳化瀝青對路面進行修補。兩種技術各有特點，具體采用哪種方式，人們需要根據(jù)路面狀況及現(xiàn)場施工條件來確定。第一種修補技術操作簡單，不需要操作機器，但貼縫帶黏結(jié)性要求高，其受雨水、氣溫的影響小，有效使用期長，投入成本較低，對周邊環(huán)境影響小，能夠保證道路正常運行，方便公路路面后期養(yǎng)護。

當原有路面發(fā)生車轍現(xiàn)象，或路面坑槽、裂縫較大時，人們需要采用第二種修補技術，以改善路面原有瀝青性質(zhì)。該方法具有綠色、環(huán)保、抗沖擊、抗氧化的特點，通過玄武巖纖維拌和乳化瀝青的攪拌混合，能夠有效預防瀝青路面容易老化的問題，延長公路使用壽命，提高瀝青路面質(zhì)量[3]。

3.2.2 利用就地冷再生技術改造舊路面。若舊公路路基無病害，或舊路面病害較多，基礎養(yǎng)護工作無法達到施工質(zhì)量要求，則可利用就地冷再生技術對舊路面進行破碎、銑刨、翻挖、篩分等，添加乳化瀝青、石灰、水泥、粉煤灰等再生材料后進行拌和攤鋪，用作路面的基層或瀝青下面層。就地冷再生技術的有效應用能夠減少舊路面銑刨后的材料浪費，不僅能將廢棄物變廢為寶、重新利用，還降低了施工成本[4]。

3.3 優(yōu)化路基設計

除了路面，公路改擴建工程還包括對路基的改擴建。相對公路路面改擴建設計而言，路基設計工作較為復雜。

3.3.1 加寬路基的質(zhì)量控制。加寬地基施工時，加寬路基的填料與老路基填料要盡量保持一致，若受限于施工條件，可選擇沉降量小、透水性高的碎石土、砂礫土、粉煤灰等路基填料，以提高路基強度。填筑完成后的路基必須進行加固處理，利用排水固結(jié)法和強夯法提高其承載力與穩(wěn)固性，有效預防沉降現(xiàn)象。

3.3.2 路基的加寬拼接設計。在公路路基改擴建設計中，路基加寬拼接設計是重點，也是難點。路基加寬拼接技術直接影響路基施工質(zhì)量。目前，我國公路路基改擴建主要有兩種形式，即單側(cè)路基加寬和雙側(cè)路基加寬。加寬新舊路基時，如果設計不合理，就容易造成新舊路基加寬處出現(xiàn)沉降、縱向裂縫等問題，給公路交通安全通行帶來隱患。因此，路基加寬拼接方案必須保證其科學性、合理性、有效性。

優(yōu)化新舊路基拼接處理時，首先考慮在拼接處挖設臺階。施工人員需要以臺階狀的形式對原有路基的邊坡進行開挖施工，合理把控臺階寬度，正常情況下，臺階寬度需要大于2 m;受地形地勢條件限制，臺階寬度達不到2 m時，寬度應至少保持在1 m。為便于后期施工，開挖的臺階應有一定坡度，保持傾斜。此外，可在每層臺階底部鋪設土工格柵，達到減少新老路基沉降差的目的，也可在新舊路基完全填筑完成后在路基結(jié)合部位的頂部加鋪土工格柵[5-6]。鋪設土工格柵時，應從老路基方向鋪向新路基方向。一般至少鋪設三層，每層間隔20 cm，鋪設時先將土工格柵一端錨固在老路基中，然后拉伸格柵產(chǎn)生2%～4%的拉力鋪向新路基，每隔2 m左右用U形鋼釘將格柵固定在路基內(nèi)，相鄰兩幅土工格柵需要搭接至少0.2 m。在高路堤新老路基結(jié)合部，應至少鋪設六層土工格柵，以減少路基沉降。

3.4 優(yōu)化排水設計

優(yōu)化排水設計是公路改擴建工程的一項主要任務。隨著城市生產(chǎn)生活用水量的增加，加上自然降水的變化，原有公路排水設計不能滿足現(xiàn)階段排水需求，公路路面與路基因排水不暢而產(chǎn)生的病害不斷增加。因此，在進行公路改擴建路面與路基設計時，優(yōu)化排水設計必不可少。為優(yōu)化排水設計，首先應摸清施工地段周圍的水文情況，根據(jù)數(shù)值計算，對原有公路排水邊溝尺寸進行調(diào)整，對其他原有排水設施進行優(yōu)化，提高排水能力。另外，為有效緩解因雨水長期沖刷對路基的沖擊，可在符合改擴建要求的前提下，在公路排水邊溝內(nèi)側(cè)鋪設實心的六棱磚，這種六棱磚能夠增強原有邊溝的受沖擊力，提高公路路基外部對雨水沖刷的抵抗力[7]。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和需求的擴大，公路改擴建成為滿足交通運輸需求、提高公路等級的一項最佳選擇。目前，部分改擴建工程仍然存在諸多問題，如路面縱向開裂、新舊路基產(chǎn)生不均勻沉降等，這些問題都直接影響著公路的使用質(zhì)量及壽命。因此，在優(yōu)化公路改擴建工程設計時，應堅持節(jié)約為先、保護為主、改擴建為輔的原則。改擴建工程首先應在充分利用舊路的基礎上對原有路面與路基進行規(guī)劃布局，根據(jù)地形地勢、交通流量、自然氣候、數(shù)據(jù)收集等因素確定改擴建方案，并利用一切手段優(yōu)化公路改擴建設計，及時解決公路損害問題。改擴建方案既要減少對交通運行狀況的影響，又要充分利用現(xiàn)有資源，降低公路改擴建成本和對自然環(huán)境的破壞，節(jié)約土地資源，同時滿足當?shù)厣鐣?jīng)濟長期發(fā)展的需要。

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