任旭佳

（遵義市交通勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州遵義 563126）

0 引言

改革開放后，道路運(yùn)輸行業(yè)得到了快速發(fā)展，前期建設(shè)的部分道路已無(wú)法適應(yīng)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民群眾出行的需求，迫切需要進(jìn)行改擴(kuò)建。然而，此類道路常伴有較大的交通流量，并且已經(jīng)高度城市化，在改擴(kuò)建的同時(shí)常伴有拆遷及征地等煩瑣的工作，對(duì)沿線居民的生產(chǎn)生活造成較大干擾，使得道路改擴(kuò)建和新建道路所產(chǎn)生的效果大不相同。與此同時(shí)，道路改擴(kuò)建也面臨更多技術(shù)難點(diǎn)，道路設(shè)計(jì)內(nèi)容與范圍涉及廣泛，需兼顧原路與新建路，綜合考慮各方面的因素，才能使得道路改擴(kuò)建工作得以順利實(shí)施。

1 調(diào)研既有道路

各級(jí)道路管理部門從區(qū)域?qū)用鎸?duì)規(guī)劃路網(wǎng)與實(shí)際路網(wǎng)進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，很多規(guī)劃線路與既有道路交叉，無(wú)論從布局或技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，均與交通需求不相適應(yīng)，所以，在實(shí)際工作中一定要調(diào)整好路網(wǎng)中不同路線的相互關(guān)系。既有道路網(wǎng)給人民群眾提供了較好的道路通行服務(wù)，帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定支撐作用。因此，在進(jìn)行道路改擴(kuò)建之前，施工單位需要對(duì)既有道路基本情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，并對(duì)道路以往施工建設(shè)時(shí)所用參數(shù)、施工技術(shù)、材料規(guī)格等資料進(jìn)行了解，之后有效整合相關(guān)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，確保最終的設(shè)計(jì)方案具備較高的應(yīng)用可行性[1]。同時(shí)，對(duì)既有道路進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，開展改擴(kuò)建工程可行性研究等系列活動(dòng)與操作，綜合考慮路網(wǎng)銜接、道路荷載、沿線環(huán)境等因素，在改擴(kuò)建道路的同時(shí)，改善既有的道路條件，為沿線居民提供更好的交通環(huán)境，充分體現(xiàn)改擴(kuò)建工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)綜合效益。

2 改擴(kuò)建道路設(shè)計(jì)原則

城市化進(jìn)程加快帶來(lái)城市大發(fā)展、車輛增多、道路建設(shè)壓力加大。為了緩解壓力，需要抓緊開展道路改擴(kuò)建工程。改擴(kuò)建技術(shù)設(shè)計(jì)是工程開展最為關(guān)鍵的因素。面對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)，人們共同面臨的問(wèn)題之一就是如何在道路改擴(kuò)建中達(dá)到好的工程效果。相對(duì)于鐵路、飛機(jī)等其他運(yùn)輸方式而言，道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)原理為：道路交通在施工期以及運(yùn)營(yíng)期受到來(lái)自各方面不同因素的影響，需進(jìn)行更加綜合的設(shè)計(jì)以提升道路改擴(kuò)建工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。所以，道路的改擴(kuò)建應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則。

2.1 功能性原則

道路改擴(kuò)建主要是為了改善其安全性、舒適性及平穩(wěn)性，改擴(kuò)建完成之后要達(dá)到降低交通負(fù)荷和提升交通效率的目的，滿足日益提升的道路功能需求。

2.2 合理用地原則

因道路改擴(kuò)建需調(diào)整原路紅線范圍，包括道路兩旁耕地、植被、建筑物等都會(huì)受到影響，所以在道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)需要在盡量少占地的原則下，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性。

2.3 提高新舊路面的黏結(jié)性能

車輛在高速行駛時(shí)會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生較大剪切應(yīng)力，所以要采用性能較好的黏結(jié)材料來(lái)保證道路新舊路面達(dá)到較好的融合效果，保證路面具有較強(qiáng)的抗剪切能力。

2.4 方案可行性原則

道路設(shè)計(jì)擴(kuò)容時(shí)應(yīng)精確了解既有道路參數(shù)并重復(fù)比選道路坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)，保證設(shè)計(jì)方案的可行性[2]。

3 改擴(kuò)建道路路線路基及路面設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

G356 線永安曹遠(yuǎn)樟林至泥坪道路工程全長(zhǎng)為11.195km，是福建省西部山區(qū)通往沿海的重要通道。該段舊路為三級(jí)道，設(shè)計(jì)速度為30km/h，路基寬為7.5m，路面寬為7.5m。路面為全幅式混凝土。由于舊路存在急彎陡坡線路，且路面破損嚴(yán)重，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)下的實(shí)際需求，所以亟須對(duì)該路段進(jìn)行改擴(kuò)建，拓寬道路，提升道路的穩(wěn)固性。

按照交通運(yùn)輸部現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2014）、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2006）等規(guī)定，改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

3.2 改擴(kuò)建道路路線路基及路面設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

3.2.1 路線設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)道路的圓曲線線路，若彎曲幅度大，則線路設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。為避免此問(wèn)題，可利用多圓復(fù)合曲線擬合法對(duì)路面進(jìn)行平面線路設(shè)計(jì)，調(diào)整平面線路外形滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目的要求。為了能保證路線設(shè)計(jì)符合改擴(kuò)建工程要求，對(duì)不同分布半徑圓弧曲線誤差以及采用測(cè)繪軟件時(shí)的徑向相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行了分析。如果是整條舊路要進(jìn)行擴(kuò)建施工，相鄰道路的交叉點(diǎn)在曲線上（同方向），其合并或相加的過(guò)程要根據(jù)擴(kuò)建道路的施工技術(shù)指標(biāo)來(lái)確定，添加方式為復(fù)合式、曲線式，若曲線走向倒置，則使圓曲線半徑增大，新舊路線呈“S”形銜接。設(shè)計(jì)效果應(yīng)達(dá)到要求，不僅要拓寬既有道路，還要注重圓弧曲線半徑的合理把控，避免半徑太小的問(wèn)題，以此為前提來(lái)科學(xué)地設(shè)計(jì)圓弧曲線半徑，以免道路上運(yùn)行的車輛因速度過(guò)快造成側(cè)翻。

3.2.2 路基設(shè)計(jì)

一方面，路面需加寬時(shí)需對(duì)路基接縫處土方性質(zhì)進(jìn)行勘察，并就工程環(huán)節(jié)中路面坡度高、臺(tái)階高、平臺(tái)寬、邊坡土方開挖高度及其他參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和測(cè)試，以此確定最優(yōu)的開挖參數(shù)。

另一方面，路基填料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，通常是利用砂土和礫石類土體進(jìn)行填方施工。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行路基擴(kuò)建之前要對(duì)材質(zhì)性能進(jìn)行判定和檢驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員可在道路擴(kuò)建施工中選取100m 長(zhǎng)的路段進(jìn)行路面試驗(yàn)以得到土體塑性指數(shù)以及液限、含水量等指標(biāo)參數(shù)，若有關(guān)參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)則可用作道路填料。

3.2.3 路面設(shè)計(jì)

路面設(shè)計(jì)要以既有道路為依托，在路線延伸、路面結(jié)構(gòu)改善等方面對(duì)舊路建設(shè)參數(shù)進(jìn)行研究。如針對(duì)排水異常的路面，在設(shè)計(jì)時(shí)可調(diào)整舊路坡度。同時(shí)在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不應(yīng)直接按鋪裝工程總體設(shè)計(jì)形式進(jìn)行，而應(yīng)依據(jù)所設(shè)計(jì)路面厚度確定適宜的路面設(shè)計(jì)方案[3]。在路面設(shè)計(jì)過(guò)程中，一方面，應(yīng)重點(diǎn)結(jié)合路線縱斷面抬高段落的標(biāo)高數(shù)據(jù)，確定改擴(kuò)建路面加鋪的厚度和加鋪方式；另一方面，著重根據(jù)路線橫向加鋪寬度確定路面鋪筑材料，提高加鋪路面的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，更好地提升加鋪路面的結(jié)構(gòu)性能。

在路基路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好以下調(diào)查工作（見(jiàn)表2）。

表2 路基路面改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)調(diào)查內(nèi)容表

路線偏移距離與鋪裝材料類型如表3 所示。

表3 路線偏移距離與鋪裝材料類型

為了支撐路基填土，很多老舊道路兩旁均設(shè)有擋土墻（見(jiàn)圖1），妨礙了道路改擴(kuò)建工程的順利進(jìn)行，因此設(shè)計(jì)者可除去一些不需要的擋土墻。道路改擴(kuò)建時(shí)因路面寬度增大，使路基寬度隨之改變，改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中存在諸多問(wèn)題。如在路基拓寬時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生路基沉降不均的現(xiàn)象，表現(xiàn)為既有道路長(zhǎng)期受到車輛荷載的作用，路基已發(fā)生沉降，但新建的路基投用的時(shí)間不長(zhǎng)，還沒(méi)有發(fā)生沉降，以致新舊路基凹凸不平。此外，在改擴(kuò)建道路時(shí)，新舊路基需拼接在一起，拼接技術(shù)的優(yōu)劣直接關(guān)系到路面的平整度。目前國(guó)內(nèi)路基拼接的技術(shù)水平還不是很高，而且新舊路基所采用材料的性質(zhì)性能也相差很大，導(dǎo)致拼接效果較差。

圖1 擋土墻

4 基于改擴(kuò)建道路工程設(shè)計(jì)建議與措施

4.1 做好前期調(diào)查，完善整體布局

規(guī)劃設(shè)計(jì)是道路改擴(kuò)建工程中最基礎(chǔ)、最根本的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員在工程實(shí)施前應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作，確定改擴(kuò)建目標(biāo)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，摸清地質(zhì)、水文及其他道路工程概況，做好道路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)工作。與此同時(shí)，還應(yīng)組織相關(guān)部門及人員對(duì)區(qū)域交通規(guī)劃等進(jìn)行研討，并擬定最優(yōu)路線設(shè)計(jì)方案，為整體規(guī)劃和道路改擴(kuò)建工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。設(shè)計(jì)階段需要對(duì)既有道路工程要素進(jìn)行整理，將既有道路從不同側(cè)面進(jìn)行分析，并對(duì)交通承載力、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行深入分析，以完善路線的整體布局。

4.2 優(yōu)化路線設(shè)計(jì)，提高道路靈活性

完美的路線設(shè)計(jì)能夠提升交通效率并節(jié)省較多人力物力。所以在線路設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者有必要對(duì)既有線路沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活環(huán)境以及安全評(píng)估指標(biāo)等有所了解，以其成果為依據(jù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。路線設(shè)計(jì)要盡量選擇合理地段，以切角、拉直等方式縮短交通距離，兼顧和諧環(huán)境，機(jī)動(dòng)靈活地滿足沿線居民的出行要求[4]。比如，將公路建設(shè)在山區(qū)路段，尤其是復(fù)雜山區(qū)，設(shè)計(jì)以及施工方面的難度都相對(duì)較大，而且造價(jià)也比較高，施工過(guò)程中景觀和自然地貌對(duì)其產(chǎn)生的影響是無(wú)法避免的。面對(duì)這種現(xiàn)象，在實(shí)施設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中就需要充分利用現(xiàn)有的地貌布置線形，盡可能減少工程量，從而最大限度地保障造價(jià)的合理性。圖2 為公路路線的設(shè)計(jì)理念。

圖2 公路路線的設(shè)計(jì)理念

4.3 適度加寬路基，合理調(diào)整路面

需要結(jié)合既有道路資源對(duì)路面進(jìn)行加寬，并對(duì)不同路段采取適當(dāng)措施。與此同時(shí)，還需要對(duì)路基填筑和地基處理進(jìn)行思考，以此實(shí)現(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)，最大限度地發(fā)揮道路使用性能。道路加寬是一個(gè)比較復(fù)雜的任務(wù)，在實(shí)際應(yīng)用中既要按照所期望的效果進(jìn)行設(shè)計(jì)，又要對(duì)既有路面進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)，還要以路面加寬設(shè)計(jì)是否科學(xué)為前提。若局部路段是高濕區(qū)，地下水處置深度較大，引起的荷載沉降較為嚴(yán)重，則設(shè)計(jì)時(shí)宜使用石灰、碎石等材料經(jīng)處理后進(jìn)行填方及壓實(shí)施工以提高路基的承載性能。路面設(shè)計(jì)是否完善直接關(guān)系著對(duì)既有路面的利用程度，對(duì)整個(gè)道路改擴(kuò)建工程起著至關(guān)重要的作用。所以在設(shè)計(jì)中更應(yīng)該關(guān)注并秉承節(jié)能環(huán)保理念，充分考慮既有道路、路線等綜合要素，提升資源利用率。如在道路兩旁有農(nóng)業(yè)用地的地段，應(yīng)設(shè)置縱向排水渠蓄積雨水，既能充分利用雨水灌溉田地，又保障了道路結(jié)構(gòu)的性能，將資源利用與道路運(yùn)營(yíng)融為一體[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，道路路線及路面路基設(shè)計(jì)是道路改擴(kuò)建工程建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，其所涉及的學(xué)科、課題非常多，難度也非常大，因此，必須通過(guò)做好前期調(diào)查、優(yōu)化路線設(shè)計(jì)、適度加寬路基、合理調(diào)整路面等方式提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，使設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理，更加具有針對(duì)性，以此為指導(dǎo)改擴(kuò)建工程建設(shè)的根本，提升改擴(kuò)建工程的建設(shè)質(zhì)量，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供優(yōu)良的交通環(huán)境。