賈史行

（平安建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310000）

0 引言

市政道路改擴(kuò)建的過程中，科學(xué)合理地進(jìn)行路基路面設(shè)計(jì)非常重要，直接影響改擴(kuò)建工程的路基路面穩(wěn)定性、安全性和使用壽命。因此，在進(jìn)行改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)期間，應(yīng)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化和改善，提升整體的設(shè)計(jì)效果，確保設(shè)計(jì)工作的高質(zhì)量和有效性開展。

1 市政道路改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

1.1 道路線形設(shè)計(jì)的優(yōu)化

市政道路改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)期間，道路線形設(shè)計(jì)工作最為重要的就是進(jìn)行設(shè)計(jì)指標(biāo)的調(diào)整和選擇，以道路設(shè)計(jì)速度為基礎(chǔ)選定指標(biāo)參數(shù)，還需全面分析原本道路工程的情況、改擴(kuò)建工程周圍環(huán)境的情況，在不改變道路等級的情況下，以原本道路設(shè)計(jì)等級為基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)提高。在此過程中需要注意，雖然市政道路的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)期間會采用原設(shè)計(jì)速度，但是也可能受到一些因素的影響而需要進(jìn)行設(shè)計(jì)速度的調(diào)整，因此在進(jìn)行道路線形設(shè)計(jì)優(yōu)化期間，應(yīng)按照實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，道路線形的縱斷面設(shè)計(jì)過程中，需要充分借助當(dāng)?shù)貐^(qū)域的自然地形，以豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)為核心，科學(xué)進(jìn)行道路縱坡的設(shè)計(jì)，例如：市政道路舊道路進(jìn)行改擴(kuò)建的過程中，在原本道路上設(shè)計(jì)瀝青面層，在確保整體路面標(biāo)高符合最低加鋪厚度的情況下，盡可能將改擴(kuò)建的路面高度與原本路面高程相接近，降低原本路面加鋪量，減少成本的支出。其次，橫斷面設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)按照交通量的情況、市政道路的交通需求等，合理進(jìn)行車道數(shù)量設(shè)計(jì)、寬度的設(shè)計(jì)，例如：改擴(kuò)建的舊道路是城市的主干道，應(yīng)按照交通量的特點(diǎn)將部分路段設(shè)計(jì)成雙向四車道，部分路段設(shè)計(jì)成雙向六車道的主干道和雙向輔路。

1.2 路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化

市政道路改擴(kuò)建的路基路面設(shè)計(jì)過程中，需要科學(xué)合理地進(jìn)行路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)之前做好原本路基路面的調(diào)查研究工作，全面進(jìn)行拼寬新建路面的設(shè)計(jì)優(yōu)化、路面防水和排水設(shè)計(jì)的優(yōu)化、路面拼接設(shè)計(jì)的優(yōu)化等，如圖1所示。

圖1 路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化

1.2.1 做好前期調(diào)查工作

對改擴(kuò)建道路路面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，應(yīng)做好前期的調(diào)查和勘察工作，全面調(diào)查原本道路的鋪裝缺失情況、石材檔次情況、路面損壞情況等，調(diào)查分析地下排水設(shè)施的完整性、路面的擁堵性、路段的缺失性，明確需要進(jìn)行維修或重新設(shè)計(jì)的部分?？紤]到舊的市政道路多年受到車輛荷載的作用，已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的病害和路面裂縫，因此在前期階段應(yīng)調(diào)查分析路面的開裂率和破損率，以此為基礎(chǔ)，制定混凝土板與瀝青面層的設(shè)計(jì)方案。對于軟土分布較為廣泛的路段，應(yīng)調(diào)查不均勻沉降的情況、路面不平整的情況和路面松散的情況等，制定專門的處理方案和設(shè)計(jì)方案，確保能夠因地制宜地進(jìn)行路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

1.2.2 路面材料的設(shè)計(jì)

市政道路改擴(kuò)建工程路面材料設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)按照舊路面材料的情況設(shè)計(jì)新路面的材料，例如：原本路面的材料是瀝青，改擴(kuò)建路面也必須要設(shè)計(jì)瀝青材料，新路面結(jié)構(gòu)應(yīng)該和原本路面結(jié)構(gòu)的材料保持一致，同時(shí)還要確保路面具有一定的耐久性。另外，改擴(kuò)建工程路面設(shè)計(jì)期間，不僅需要通過治理設(shè)計(jì)的方式消除原本路面的病害，使路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有所恢復(fù)、性能不斷提升，還需做好路面材料的統(tǒng)一設(shè)計(jì)工作，明確各類材料的配比方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如表1所示。市政道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的過程中，需要確保整體的路面材料符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，保證所設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性[1]。

表1 路面瀝青混合料的設(shè)計(jì)

1.2.3 路面排水的設(shè)計(jì)

目前，在市政道路改擴(kuò)建的路面設(shè)計(jì)過程中，為了能夠改善路面行車的安全性和舒適性，主要采用加鋪瀝青層的設(shè)計(jì)方式，對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，形成柔性的路面結(jié)構(gòu)，但是需要注意，柔性路面設(shè)計(jì)期間，需確保整體路面具有一定的排水性能，避免路面材料在雨水侵蝕下受到損害。因此，在路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，需重點(diǎn)進(jìn)行路面排水的設(shè)計(jì)。

首先，在新路面和舊路面相互結(jié)合的位置，設(shè)計(jì)防水土工布，避免雨水進(jìn)入路基導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。

其次，路面土層之間設(shè)計(jì)墊土，即使土層有水穩(wěn)不良的現(xiàn)象，也可以降低路面滲水問題的發(fā)生率。

最后，應(yīng)合理進(jìn)行整體道路排水系統(tǒng)布局的設(shè)計(jì)，科學(xué)設(shè)計(jì)盲溝和雨水外排的系統(tǒng)，以免雨水進(jìn)入路面層，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低[2]。

1.2.4 路面設(shè)計(jì)方案的檢驗(yàn)

完成路面的設(shè)計(jì)后，為確保路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化性就需要做好檢驗(yàn)工作。在工程現(xiàn)場按照路面設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行施工，檢驗(yàn)施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作存在問題，就要快速有效地進(jìn)行處理和應(yīng)對，確保能夠不斷進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的完善和優(yōu)化。

1.3 路基設(shè)計(jì)的優(yōu)化

1.3.1 路基的優(yōu)化設(shè)計(jì)

市政道路工程項(xiàng)目的路基設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，需按照原本道路路基的情況，科學(xué)合理地采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施。普通的市政道路可采用路基加寬的設(shè)計(jì)方式，特殊道路則采用分離新建加寬的設(shè)計(jì)方式，按照工程的實(shí)際情況合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：普通市政道路改擴(kuò)建工程的路基優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，主要是進(jìn)行原本路基的利用和改造、新建路基的設(shè)計(jì)，對于路基拼接的位置需要合理進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓設(shè)計(jì)，確保拼接部位的密實(shí)性。如果原本路基結(jié)構(gòu)因?yàn)闈B水問題導(dǎo)致強(qiáng)度不符合要求，就要設(shè)計(jì)換填、改良等處理模式，同時(shí)在新路基的設(shè)計(jì)過程中需設(shè)計(jì)和原本路基材料性質(zhì)類似的材料，確保新路基和舊路基之間的良好銜接。

1.3.2 路基設(shè)計(jì)方案的選擇

市政道路改擴(kuò)建工程的路基設(shè)計(jì)過程中，為確保設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化性和完善性，在選擇設(shè)計(jì)方案的過程中，應(yīng)按照改擴(kuò)建工程的特點(diǎn)和實(shí)際情況，對設(shè)計(jì)方案內(nèi)容進(jìn)行不斷改良和優(yōu)化，如圖2所示。

圖2 路基設(shè)計(jì)方案

（1）單側(cè)擴(kuò)建的設(shè)計(jì)方案

通常情況下，路基單側(cè)擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案適合應(yīng)用在地基素土較高、原本路基土壤能夠直接利用的工程，能夠進(jìn)行市政道路原本路基和單側(cè)加寬路基的良好拼接，后續(xù)施工難度較低。因此在工程路基設(shè)計(jì)的過程中，需按照市政道路工程的特點(diǎn)和實(shí)際情況，科學(xué)合理地開展單側(cè)擴(kuò)建設(shè)計(jì)工作，制定完善的路基單側(cè)加寬設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃機(jī)制體系，設(shè)計(jì)的新路基結(jié)構(gòu)能夠和舊路基結(jié)構(gòu)良好銜接[3]。

（2）單側(cè)加鋪的設(shè)計(jì)方案

道路路基的單側(cè)加鋪設(shè)計(jì)是將單側(cè)擴(kuò)建設(shè)計(jì)模式作為基礎(chǔ)，對原本路段的路基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于市政道路工程原本路基破壞程度較高、路基土質(zhì)良好的部分，可采用單側(cè)加鋪的設(shè)計(jì)方案，將原本的路面破碎后設(shè)計(jì)碎石層的基底部分，實(shí)現(xiàn)路面翻新，然后進(jìn)行單側(cè)的路基擴(kuò)建設(shè)計(jì)，這樣不僅能夠有效解決原本道路的問題，還能確保新舊路基的穩(wěn)定銜接。

（3）雙側(cè)擴(kuò)建的設(shè)計(jì)方案

雙側(cè)擴(kuò)建的路基設(shè)計(jì)方案對地基土壤質(zhì)量要求不是非常嚴(yán)格，可以同時(shí)進(jìn)行道路路基的雙側(cè)擴(kuò)建，減少施工周期，對正常行車不會產(chǎn)生影響。在采用雙側(cè)擴(kuò)建的設(shè)計(jì)方案過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)詳細(xì)、深入分析市政道路改擴(kuò)建工程的實(shí)際情況，調(diào)查研究原本路基的現(xiàn)狀，以勘查和調(diào)查的資料、數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，合理進(jìn)行路基雙側(cè)擴(kuò)建的設(shè)計(jì)，確保雙側(cè)擴(kuò)建路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、安全性和耐久性符合標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2 市政道路改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的注意事項(xiàng)

2.1 合理選擇路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

在對市政道路改擴(kuò)建路基路面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，應(yīng)注意合理進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的選擇，如圖3所示。

圖3 路基路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法

其一，需要重點(diǎn)進(jìn)行路基沉降驗(yàn)算。在路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，應(yīng)采用Abaqus 有限元分析軟件，著重進(jìn)行路基容重參數(shù)、黏聚力參數(shù)、孔隙比參數(shù)、回彈系數(shù)、摩擦角參數(shù)的計(jì)算，按照當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地質(zhì)資料和實(shí)際情況選擇計(jì)算的參數(shù)，對所設(shè)計(jì)的路基沉降量進(jìn)行計(jì)算，對比計(jì)算結(jié)果和行業(yè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，如果沉降量有富余，就要對沉降量參數(shù)進(jìn)行控制，定量完成設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作。

其二，合理進(jìn)行路面的力學(xué)性能研究。對已經(jīng)設(shè)計(jì)的改擴(kuò)建路面承載力指標(biāo)、變形指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析，將承載力當(dāng)作控制參數(shù)，定量完成設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作。例如：在改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的路面承載力計(jì)算的過程中，如果發(fā)現(xiàn)新路面和舊路面縱向拼接的裂縫區(qū)域應(yīng)力指標(biāo)過高，就要對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，使新舊路面拼接的位置避開車輛荷載作用力最高的區(qū)域，或者對新舊路面拼接的位置進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，以免出現(xiàn)新舊路面拼接設(shè)計(jì)的問題。

其三，對改擴(kuò)建設(shè)計(jì)過程中所設(shè)計(jì)的道路性能進(jìn)行評價(jià)，準(zhǔn)確評估路基技術(shù)性能、路面技術(shù)性能，合理進(jìn)行性能指標(biāo)的選擇，科學(xué)分配權(quán)重系數(shù)、科學(xué)設(shè)置分值，確保綜合進(jìn)行路基路面設(shè)計(jì)效果的評價(jià)，按照最終的評價(jià)結(jié)果綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和完善，以免因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案不良導(dǎo)致改擴(kuò)建路基路面的性能不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。例如：對改擴(kuò)建路基路面的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，構(gòu)建宏觀道路交通安全灰色評價(jià)體系、路網(wǎng)優(yōu)劣評價(jià)體系等，準(zhǔn)確評價(jià)設(shè)計(jì)的效果和質(zhì)量，按照評價(jià)結(jié)果針對性進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整和優(yōu)化。

其四，對改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行評價(jià)的過程中，還需全面分析所設(shè)計(jì)的路基路面是否能夠和生態(tài)、社會人文環(huán)境相協(xié)調(diào)，一旦發(fā)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的路基路面會對周圍生態(tài)環(huán)境或人文環(huán)境造成破壞，就必須因地制宜地改善和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案內(nèi)容。

2.2 增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的全面性

2.2.1 合理進(jìn)行交通量預(yù)測分析

目前，部分市政道路路基路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)工作因?yàn)榭紤]不全面，不能系統(tǒng)化分析和預(yù)測道路的交通量，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)問題。而市政道路改擴(kuò)建工程的交通量增加或者減少，是設(shè)計(jì)工作中需要重點(diǎn)注意的因素，因此在工程設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，需合理進(jìn)行道路交通量的預(yù)測分析，按照改擴(kuò)建工程的項(xiàng)目，對路基路面設(shè)計(jì)的最小交通量進(jìn)行限制，按照20年的時(shí)間段進(jìn)行預(yù)測，起算年為工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告計(jì)劃通車年，設(shè)計(jì)每小時(shí)的交通量，應(yīng)高于第30 位小時(shí)交通量，有效避免出現(xiàn)路基路面設(shè)計(jì)的問題。

2.2.2 合理進(jìn)行路基路面布局設(shè)計(jì)

在優(yōu)化路基路面設(shè)計(jì)工作的過程中，要合理進(jìn)行路基路面布局的設(shè)計(jì)，以預(yù)防新舊路基路面連接帶失穩(wěn)問題為目的，采用雙向加寬的設(shè)計(jì)方式，在舊路面兩部分搭接新的路基路面，增強(qiáng)新舊路基路面搭接位置的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。但是由于雙向加寬，設(shè)計(jì)方式會產(chǎn)生兩個(gè)大界面，容易產(chǎn)生新的質(zhì)量病害，因此在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)采用單向加寬的設(shè)計(jì)方式，在新舊路基路面連接的位置設(shè)計(jì)綠化帶和隔離帶，避免車輛荷載因素影響而導(dǎo)致新舊路基路面連接位置產(chǎn)生病害。

3 結(jié)語

綜上所述，市政道路改擴(kuò)建路基路面設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)科學(xué)進(jìn)行道路線形設(shè)計(jì)、路面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)的優(yōu)化，完善各類路基設(shè)計(jì)的方案內(nèi)容，同時(shí)需要注意，在路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化期間，應(yīng)選擇設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的全面性，確保路基路面設(shè)計(jì)的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，改善市政道路改擴(kuò)建工程模式。