公路工程中改扩建公路路线及路基路面设计

吴大龙

西安长安大学工程设计研究院有限公司 陕西省西安市 710064

摘要：科学开展公路工程改扩建项目设计，要合理利用原有公路优势，根据交通运输情况与地质勘查结果，合理进行布局，尽量选择对土地资源占用少，有利于车辆通行的改扩建方案。改扩建公路路基路面设计工作的开展，要围绕路基与路面以及横断面等，做好综合分析与针对性设计，提出优化设计方案的措施。基于此，本文主要分析了公路工程中改扩建公路路线及路基路面设计。

关键词：改扩建公路；路基设计；路面设计

引言

伴随着私家车保有量的增长以及人们出行频率的增加，公路交通拥堵问题越发凸显，需要对一些交通流量较大的老旧公路进行拓宽处理，制定出切实可行的加宽方案，并对其进行优化和完善。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。

1改扩建公路加宽改造的基本原则

第一，在对老旧进行加宽改造的过程中，需要对现有的结构进行充分利用，避免出现不必要的费用支出；第二，在完成加宽改造后，上下部结构必须能够与旧桥保持一致，新旧的受力状态、温度变形等也应保持一致；第三，如果老旧本身存在较多问题，在加宽改造过程中，应采用分离式新建桥的方式，而不能直接在现有桥梁的基础上进行拼接；第四，需要扩大基础的，在改造过程中必须对地基基础进行特殊处理，提升基础结构的稳定性和可靠性。

2路面路基设计要点

改扩建工程对品质与效益的要求很高，路基路面为整个公路系统的核心，是控制的重点。改扩建的情况比较复杂，会使工程施工面临原线路和生态环境等多种因素的影响，增加了质量管理的难度，因此必须做好路基路面设计质量的控制。从设计角度分析，必须要做好以下工作：第一，事前调查。改扩建通常需对原公路进行处理，促使新旧路面有效结合，达到工程标准。通过事前的全面调查，对线路情况有着全面了解与掌握，保障建设目标实现。第二，优选方案。公路路基路面工程施工，可选择的技术方案和工艺方法有很多，为保障改扩建工程建造目标实现，在路基路面设计环节要优选方案，提出高质量的建造指导方案，保证项目效益。

3公路工程中改扩建公路路线设计

3.1施工路线设计

第一，建设方可以借助卫星技术获得待改建路段的卫星图，根据卫星图分析当地的交通结构。掌握多种信息，并根据实际信息设计施工方案，能够大大提高施工方案的可行性。第二，建设方要使用多种勘探手段对当地的地质情况、水文情况进行勘察，了解待改建、扩建路段周边土层情况，根据获取的数据信息决定是否要按照原路线进行施工，并决定是否要使用强夯法、灰土垫层法、抛石挤淤法、碎石挤密桩法。比如，建设方收集本地原有的地质水文资料，提取资料中的数据内容，并使用BIM技术建模，用3D模型模拟原施工路线改扩建工程的建设情况。建设方派出专业的地质勘察队伍，借助多种勘察仪器获取相应的数据资料，并根据数据资料搭建出施工模型，为后续施工提供理论支持。

3.2平面线性拟合设计

平面线形拟合设计过程中，要在1∶1000的数字地形图基础上，利用车载激光三维扫描技术，对路面上的车道标线等数据进行采集，并且以中央分隔带两侧的标线为主要依据，对旧路进行拟合与误差分析，最大限度地拟合出旧路的实际线位，从本质上减少拟合线路与实际线路的差距，这样可以提升后续线路设计的准确程度。而改扩建公路主要表现为平面线形，造成交通事故的主要原因是行驶路线突然发生变化，车辆无法及时做出调整，因此要对原有的建筑物进行分析，并且对全新的平面路线设计方案进行拟合，设计人员可以采用多曲线拟合设计方式，使路线设计的可靠程度得到提升。

3.3纵面线形拟合设计

纵面线形拟合设计过程中，要采用机载激光拟合纵面数据，与实际情况进行对比，提高平面纵面拟合线形与实际情况的契合程度，这样可以提高设计方案的准确性，达到工程经济合理的设计目的。车辆安全通行中，竖曲线坡度行车视距与坡长是纵面拟合设计的关键影响因素。竖曲线通行车辆主要是平动、法向移动方式，受力作用逐渐加快，这样便会引发各类安全事故。因此，技术人员要针对纵面拟合展开分析，一方面根据原有公路两侧的建筑物进行分析，保证分段拟合设计得到统一，另一方面则是对公路的地质条件进行分析，保证公路路线纵线设计的平缓性。

3.4路基拼接方案设计

公路改扩建工程建设中，路面的拼宽设计同样重要，而在这个过程中，要特别关注新旧路面基体结合部位的压实以及工后沉降差的消除，做到经济可行、安全保障到位。现阶段，为消除工后沉降差，采用的方法较为单一，多采用“强夯补强”的方法。但在现实应用中，路面工作面积有限，且采用该法后，会引起道路原有结构以及路面两侧附属构筑物的振动，对原有道路路面带来影响的同时，造成经济损失，故而很少采用该法。

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。

3.5挖方路基设计

根据路基设计方案实施过程中，选择挖方路基边沟外侧位置，设计宽度为1m的碎落台，如果挖方边坡的高度不超过12m，则选择一级边坡制作方案。若边坡高度超过12m，则按照每10m为一级的标准操作，每级之间布置宽度为2m的平台，例如平台截水沟，最后一级边坡高度不超过10m，则不需要设置平台。挖方施工路段若未采取单坡方案，则选择放缓型低边坡，过渡到最大高度边坡坡率，制作为纵向弧形坡面。

3.6改建结构物设计需考虑的问题

公路路面改扩建过程中，需要对相应的结构物进行新建和拓宽设计。在符合行业规范、标准的基础上，设计方案要遵循“边运营、边施工”模式的行车安全。在这个过程中，不同的基坑需要设计不同的开挖深度，并配备相应的支护措施。在本文提及的项目方案中，先后分别设定了两套方案。综合考虑现场实际情况，如钢板桩是否可以打入、如土深度是否达标、能否使用水平对拉杆，最终选用的方案为：靠近通车的一侧选用以钢筋混凝土支护桩支护的方式，并在桩顶放置横梁（钢筋混凝土材质），从而确保道路的稳定状态，保证道路行车安全。

结束语

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。因此，公路工程的改扩建施工体系不断丰富完善，只有不断加强路基与路面设计质量，搭配科学合理的平纵融合措施，才能提升公路使用效率，对交通设计及运输行业具有重要意义。

参考文献：

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