國省干線拓寬改造勘察設計實例探析

■陸小立

（南平通輝工程咨詢設計有限公司，南平 353000）

0 引言

近些年來，隨著經濟快速發展，部分國省道路段服務水平已無法滿足現今交通量及行車安全的要求。對這些道路的拓寬改造勢在必行。但道路的改建和新建有很大的區別，道路拓寬改建必須考慮沿線地形、地物、地質、水文等諸多條件，還要面對國省道沿線已經形成的經濟帶，涉及征地拆遷等問題。從而給道路的勘察設計帶來許多困難。本文結合國道205某段設計實例，對平面線形設計、新舊路基設計、橫斷面設計、平交口設計、排水設計等方面進行了探討。

1 項目簡介

國道205某路段需拓寬改造提升為一級公路，以擴大城區構架與規模，并可以與周邊地區的公路網形成一個快捷的運輸網絡。原路面狀況良好，但路基寬度只有12m、路面在長期行車荷載作用下，出現破板、錯臺、沉降等病害，無法適應日益增加的交通量及行車安全性的要求。本路段按一級公路標準設計；計算行車速度:60km/h；道路路基寬度24m。

2 項目實例

國省干線公路拓寬改造應本著 “減少占地、降低造價”原則，在滿足需求和技術標準前提下，盡可能地利用老路，減少對土地資源的占用；在村鎮拆遷、地形因素制約較少區域，考慮施工方便性盡可能采用單側加寬方案。單側加寬節省造價，同時可通過中央分隔帶有效處理新、老路基拼接、壓實問題；穿越城鎮及城鎮規劃區路段，根據城市發展規劃，采用改線繞城方案，以便過境交通和城市內部交通分離，對合理組織、疏導過境和城市內部交通，減少交通壓力和交通擁擠具有重要作用；局部平面線形扭曲嚴重，無法達到技術標準要求路段宜可采用改線新修方案。考慮本項目地形、平面線形及老路路面狀況，推薦采用以單側加寬和局部改線新修。

2.1 前期調查

在進行道路的拓寬改造設計時，對原有道路的實際情況進行充分的調查與了解，掌握該路段的交通量以及荷載情況，并且還要對該路段的路面情況進行調查，記錄不同路段的路面病害情況，調查與分析產生病害的原因，采取換填、壓實、注漿固結、加強排水等方式對舊路路基進行處理，確保在后期拓寬改造后能夠有效的避免病害的反復發生。

2.2 道路平縱設計

道路平縱設計要根據道路的沿線地形、項目定位、道路性質、主要控制點、水文地質以及工程地質等因素來選擇合理的路線，合理的線路不僅使行車迅速、舒適而且安全，還能夠減少資源的浪費，減少征地拆遷，降低工程造價，要想達到上述目標需要結合規劃和平縱指標同國土、林業、水利、當地人民政府等部門充分溝通前提下，結合條件進行周全的布局。

本項目某段征地線，因征地等原因，該樁號區間原方案為向左拓寬，如圖1（原方案平面圖）所示。路線左側涉及高邊坡開挖支護；邊坡上現有房屋較多，將面臨大量拆遷工作；下穿高速橋后，兩邊邊坡要同時開挖與支護，對現有邊坡擾動大；因本路段為進入城區必經之地，不可中斷交通，這樣造成施工過程中交通流組織難度加大；路段終點，有一貨車修理廠，原方案在此處需降坡2～4m，導致此處支路難以順接，地塊利用價值降低。

圖1 原方案平面圖

圖2 優化后路線平面圖

后期變更做了路線優化，經與交通主管部門，變更設計圖采用向右側拓寬，如圖2（優化后路線平面圖）所示。這樣本路段可充分利用原有老路寬度，減少征地；也不用開挖左上邊坡，減少征遷工作；在下穿高速橋后，只需對右側邊坡進行防護，對左側邊坡擾動較小；新路段終點離貨車修理廠有一段距離離，保留了該地塊的利用價值；從總體上也減少了征遷工作量。

2.3 新舊路基設計

道路拓寬改造中新老路基沉降差異是產生裂縫的最主要原因。新老路基地基壓縮固結時間不同，老路地基經多年荷載作用，沉降變形已經基本穩定，而新填路基在施工過程中以及竣工車后都有較大的沉降變形發生，再加上道路拓寬工程工期較短，控制工后差異沉降難度較大。

本項目原為路面寬度為12m，其中有一段向右側拓寬，在滿足規范要求前提下，中線擬和舊路左側為中線，以充分利用原有路基，中間設置4.5m中央分隔帶，以減小新填路基沉降差的影響，如圖3（新舊路基處理設計圖）所示。拓寬右側路基主要為農田、凹地、谷地、沼澤地沉積淤泥質粘土，呈灰黑色，軟塑狀，厚0.8～1.5m，路基平均填高3.5m，易引起路基不均勻沉降，采取以下措施處理。

（1）拓寬部分原地面的處理措施

拓寬前，應先清除路基范圍內的所有垃圾、灌木、竹林及胸徑小于150mm的樹木、石頭、廢料、表土（腐殖土）、草皮等；對于一定深度的軟弱地基，采用片石換填、沖擊碾壓或強夯等對拓寬部分路基進行處理。

（2）舊路路基邊坡處理

首先應先清除原邊坡防護，并對邊坡坡面30cm左右范圍內進行清表處理；按規定挖臺階，臺階高度應大于等于60cm，臺階寬度一般不小于100cm。臺階做成向內傾斜2%～4%的坡度；路基填筑配以土工格柵用合格填料分層填筑分層碾壓。

2.4 道路橫斷面設計

道路的線形設計包括平、縱、橫三個方面，并且三者相互制約，相輔相成。在進行路面結構設計時，根據交通量調查預測遠期交通量，以設計年限車行道的通行能力達到飽和時的設計交通量作為路面結構設計的依據。經測算，本項目路面結構形式設計為：4cm細粒式改性瀝青砼抗滑表面層（AC-13C）+灑粘層瀝青0.3kg/m2+6cm中粒式瀝青砼中面層 （AC-20C）+灑粘層瀝青0.8kg/m2+16cm密級配瀝青碎石上基層（ATB-25）+灑透層油 0.8kg/m+16cm級配碎石下基層+1cm普通熱瀝青封層+30cm 3%水泥穩定級配碎石底基層。橫斷面布置為：24.0m＝2×（2.25m硬路肩 +7.0m行車道+0.5m路緣帶+2.25m分隔帶），如圖4（路基橫斷面設計圖）所示。

2.5 道路排水設計

瀝青道路排水設計是一項系統工程，由于集料表面對水比對瀝青有更強的吸附力，長期接觸下瀝青會從集料表面剝落，加上行車荷載的影響會使水產生流動，產生動水壓力進而使剝落的瀝青流失，被裹挾流動出瀝青路面內部。隨之而來的就會使路面出現松散、剝離、坑洞等病害。本項目排水設計依據以下幾個原則：路面水以及路基邊坡流水在堤坡腳外設置矩形排水溝及加蓋板矩形排水溝；路塹路段設置邊溝排除路面及挖方邊坡流水；邊溝水流原則上就近排入自然河溝 （出口較陡處設置急流槽）；當挖方路塹或低填方路段地下水較豐富，影響路基穩定時，邊溝、排水溝下方設置盲溝排除地下水；滲水管采用帶孔的硬塑透水管，外用粘土及土工布包裹；路基排水原則上不與農田灌溉、水塘相干擾；邊溝與排水溝連接處，如地面坡度較大時采用急流槽或跌水；截水溝、邊溝、排水溝的水流可就近排進天然河溝。

2.6 道路平交口設計

在處理交叉口交通時，無論是改善道路設施還是增設交通設施，其目的都是努力減少或消滅各類交通特征點，尤其注意對沖突點的處理。消滅或減少交叉口車流沖突點的方法包括以下方面。（1）實行交通管制：在交叉口設置自動交通信號燈，或由交通警察指揮交通，使進入交叉口的車流在時空上分離，可減少同一時段內的交通量，即在同一時間內只允許某一方向的車流通過，限制交叉口某方向左轉彎車輛通過。（2）渠化交通：在交叉口范圍內合理布設交通島、交通標志、地面標線或增設車道，以疏導車流按一定方向或路徑行駛，從而消除或減少沖突點，減少車輛行駛時的相互干擾。

本項目中兩條相交道路皆為干線交通，采用以上哪種方式做了分析，通過交通情況調查，此路段進城載貨大型車輛居多，加上此處離高速橋較近且在為下坡路段，如圖5（縱斷面設計圖）所示。

圖3 新舊路基處理設計圖

圖4 路基橫斷面設計圖

圖5 縱斷面設計圖

圖6 T型平交口方案

圖7 環島平交口方案

如果選用T型平交設計，必須設置信號燈分流，對于進城方向極有可能造成擁堵和安全隱患，如圖6（T型平交口方案）所示；選擇環島方案，雖然降低車輛行駛速度，但不至于造成擁堵，對行車更有利，如圖7（環道平交口方案）所示。

3 結語

本文以項目實際為例，著重介紹了在國省道拓寬改造勘察設計中的幾個問題，因地制宜，對從如何線形優化設計以降低拆遷工作量和工程量；設計中分帶和新填路基處理以降低沉降差；合理選用平交口方案；等方面進行了論述。可以看出，國省道的拓寬改建是一項系統而復雜的設計，因受限條件較多，不僅要滿足技術規范的要求，同時要從實際情況出發，才能得到最好的設計效果。

[1]JTJ D20-2017,公路路線設計規范.

[2]JTJ D30-2015,公路路基設計規范.

[3]JTG D50-2017,公路瀝青路面設計規范.

[4]高火林.道路設計中的選線優化設計[J].建設科技.2017（06）.

[5]鄒華國.國省干線公路拓寬改造方案研究[J].山東交通科技，2011(1):53-55.