改扩建公路路基路面设计优化浅议

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摘要：改扩建公路路基路面设计需考虑原本路基路面结构，限制较多，需设计人员根据原本公路缺陷，开展优化设计。基于此，结合改扩建公路工程实践，从改扩建路线工程与路基加宽工程入手，总结改扩建公路路基路面设计方法要点，为设计人员提供经验参考，以提高改扩建公路路基路面设计水平。

关键词：改扩建公路；路基路面；路基加宽

1引言

随着交通运输行业的发展及汽车保有量的增多，以及公路路基路面承载能力下降，导致公路路面出现车辙、裂缝等质量通病，降低运行安全性。新建公路投入成本高、建设时间长，影响正常出行，公路改扩建成为解决质量通病的最佳方案。设计是改扩建公路路基路面建设的基础环节，需优化落实。在改扩建公路工程中，常见改扩建内容包括线形与路基加宽两类，基于线形的改扩建是指对公路线形指标进行调整，使其满足道路等级需求；基于路基加宽的改扩建是指加大公路宽度，满足日益增长的交通运输需求[1]。本文以A、B两处高速公路扩建工程为例，总结路基路面设计要点。

2改扩建公路路基路面设计优化措施

2.1改扩建路线工程设计

A高速公路全线长1948km，长直线长度较长，易发生交通事故，拟开展改扩建路线工程；设计人员对部分路段路线进行改造，优化路线设计，并开展路基路面专业设计，具体的路基路面设计如下。2.1.1路基设计。设计人员综合考虑原公路的地形地貌等资料，选择新工艺与新材料开展路基设计工作，涵盖如下设计内容：（1）整体式路基。该路基结构用于戈壁段和农田区段，宽度为28m，路基断面由土路肩、硬路肩、行车道、路缘带及1/2中央分隔带组成。硬路肩、行车道及路缘带的坡度设计为1.5%，土路肩的坡度设计为3%。（2）分离式路基。该路基结构用于新建路段，宽度为13.75m，包括道路两侧的土路肩、硬路肩及行车道。分离式路基结构包括两项设计方案：①土路肩宽度为0.75m，硬路肩宽度为3.5m和1.25m；②土路肩宽度为0.5m，硬路肩宽度为1m和2m。（3）其他结构。护坡道宽度为1m，向外倾斜，坡度设计为3%；中央分隔带宽度为3m；对于挖方路段，设计人员设计碎落台，宽度设计为2m。（4）公路用地范围。为避免公路改扩建工程对周围环境造成影响，设计人员明确公路用地范围，对于戈壁段，填方路段设计于距离路堤坡角3m的位置，挖方路段设计于在距离路堑坡顶3m的位置；对于农田区路段，将路堤设计于在距离两侧边沟或排水沟1m的位置。（5）对于路线平曲线半径低于5500m的区域，设计人员在曲线上设置超高，通过绕行车道中心线旋转的方式，实现公路超高设计目标，超高和常规路段间的过渡分布于缓和曲线内。2.1.2路面设计设计人员综合考虑高速公路地形条件，选择沥青混凝土路面结构，设计以下两项结构方案。方案一：以级配砂砾作为底基层，层厚为30cm；水泥稳定砂砾基层，层厚为32cm；改性乳化沥青稀浆封层，层厚为1cm；粗粒式混凝土AC-25C，层厚为7cm；中粒式沥青混凝土AC-16C，层厚为5cm，该路面结构方案共74cm厚。方案二：以级配砂砾作为底基层，层厚为30cm；水泥稳定砂砾基层，层厚为32cm；改性乳化沥青稀浆封层，层厚为2cm；粗粒式混凝土AC-25C，层厚为6cm；中粒式沥青混凝土AC-16C，层厚为4cm，该路面结构方案共74cm厚[2]。考虑高速公路所在地区的气候条件，路面面层结构应具备较强性能，路面中层结构应具备抗车辙、高密度等特点，上述两种方案选用的沥青材料均符合要求，但方案二设置的面层和中层结构厚度偏小，影响路面结构压实效果，与方案一相比，路面结构性能薄弱。对此，设计人员选择方案一作为路面结构方案。同时，结合原公路路面状况，设计人员开展弯沉检测等实验，分析原公路路面缺陷，对路面性能优异的区域，于纵横缝部分铺设波纤格栅，再重新铺设沥青混凝土路面，铺设厚度为5cm，铺设材料为AC-16C沥青混凝土；对于路面性能薄弱的区域，刨除路面原本沥青混凝土结构，重新铺设沥青混凝土，AC-16C沥青混凝土铺设厚度为5cm，AC-25C沥青混凝土铺设厚度为7cm。通过针对性治理方案，改进原公路路面缺陷，提高路面结构强度，发挥改扩建工程作用。2.1.3排水设计在路基路面结构设计的同时，设计人员需进行排水设计，避免雨水聚集影响道路运行安全和公路使用寿命[3]。对于路基结构，设计人员结合当地气候条件，在路基两侧设置60cm×60cm的土质边沟，边沟结构呈梯形，用于积水和蒸发，于公路挖方路段的护坡道两侧设置排水沟，大小为180cm×30cm，为手摆卵石浅碟形结构。对于路面结构，选择散排排水方式；于公路的路线纵坡超过2%区域的凹曲线部位，设计拦水带和急流槽，用于缓冲水流，避免其冲刷作用破坏道路边坡；于公路超高路段区域，在内侧硬路肩边缘区域设计拦水带和边坡急流槽，加大排水力度。

2.2改扩建路基加宽工程设计

B高速公路为双向四车道，拟扩建为双向八车道。为应对逐渐增加的交通流程，开展改扩建路线工程建设，包括新建路基、新建半幅、改造利用整幅、改造利用半幅等工程，高速公路的设计速度为100km/h。B高速公路设计人员根据原高速公路设计图纸及现场勘查结果，开展路基路面设计工作，具体如下。2.2.1路线设计。设计人员共提供三项设计方案，开展对比分析，选择最优路基加宽路线，具体见表1。综合分析上述对比结果，方案一受原公路环境影响大，施工安全隐患多；方案二受环境影响小，施工难度一般，投入一般；方案三工程量大，施工难度高，工期长。据此，设计人员选择方案二作为路基加宽设计方案。2.2.2平面设计。明确路线方案后，开展平面设计，综合评估原公路的路基路面安全性，发现在某路段公路纵坡较大，且公路两侧建造多个建筑物，并分布河道。设计人员遵循原公路的设计标准，根据方案一的路基加宽范围，将新车道设计时速设计为100km/h与120km/h，二者相差20km/h，可有效保护原公路路面，提高新增车道的安全性。同时，考虑到河道对改扩建工程的影响，将路基设计为分离式路基，避免施工破坏河道环境，使施工更为高效便捷[4]。2.2.3拼宽设计。为保障原公路与改扩建部分的有效衔接，设计人员在路基加宽改扩建施工中，融入原公路缺陷改进施工，在拼宽施工前，设计原公路排水运维方案，将原公路与改扩建部分的拼接位置选在远离轨迹带的部位，并根据地理条件，选择合适拼接材料。以某路段为例，原公路两侧分布河塘，路段周围软土较多，浅层厚度为0.5～1.5m，深层厚度为9～12m，设计人员在拼宽设计方案中，融入河塘清淤方案，对河塘淤泥进行开挖处理，浅层区域的软土使用碎石回填；深层区域的软土使用桩基处理，提高路基稳定性，预防不均匀沉降。

3结语

综上所述，在改扩建路线工程中，路基路面设计要点在于结合公路改扩建需求，规范设计路基、路面及排水沟，优化改扩建公路结构；在改扩建路基加宽工程中，路基路面设计要点在于路线设计、平面设计与拼宽设计，设计人员应选择最优建设方案，优化设计路基结构与路面参数，注重原公路与改扩建公路的拼接。

参考文献

[1]班晓军.改扩建公路路基路面设计中常见问题分析与对策[J].城市建筑，2020，17（27）：179-180.

[2]郭彧.改扩建公路路基路面设计要点[J].智能城市，2020，6（17）：147-148.

[3]宋波.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].黑龙江交通科技，2019，42（6）：44-45.

[4]王广雷.高速公路改扩建工程路基路面拼宽技术[J].人民交通，2018（3）：76-77.

作者:刘林平 邱金亮 单位:抚州市公路事业发展中心 抚州赣东公路设计院