公路工程中改擴建公路路線以及路面路基設計的探析

姚怡彤

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅 蘭州 730070）

對過去經驗的分析表明，公路改建擴建具有兩個重要的層次意義，首先是現有公路的改建和擴建，實現原有公路的升級以及改善原有路線的線性和技術指標。第二是通過擴建現有的公路，加快設計或增加車道以及使用擴建和改造來提高交通容量來實現緩解交通壓力的目標。由于已經確定了改建和擴建道路的方向，因此不存在諸如在平面上選擇路線圖之類的問題，但是需要局部優化。因此，與新建項目相比，道路的改建和擴建存在更多的平面約束[1]。設計人員必須靈活使用曲線來調整工作，使設計符合滿足公路標準和規格要求，達到投資降低的目的，還可以為垂直和水平截面的組合提供可靠的依據基礎。

1 設計要點

在運輸領域，公路是對經濟和環境產生重大影響的運輸手段，具有更多的設施，大量的投資，較高的技術要求和廣泛的特性。這需要合理的布局和設計，無論是新建的還是改建擴建的工程。在充分考慮項目規模和設計標準的前提下，項目的總體設計必須首先執行良好的總體布局，并在不同學科之間進行協調與合作。要考慮的因素是公路的功能和自然因素，需要從中綜合分析并確認各種因素使公路和自然環境協調發展[2]，執行各種功能以實現系統化，從而使公路與自然環境很好地融合在一起。

1.1 路線設計

在路徑設計過程中，必須考慮以下幾點：首先，舊道路的水平和垂直指標以及使用原理；第二，通過實際測量確定舊道路的坐標以及水平和垂直路線，并將其與原始設計進行比較；第三，根據適當的線性指標，將描述實施計劃以及重建實施計劃；第四，將水平和垂直指標與舊道路相關指標進行比較；第五，確定新道路走廊帶。

1.2 路基路面設計

在路基和路面的設計中必須考慮以下幾點：首先，原始舊路的組成和使用的基本原理，其次是舊路的實際狀態和測試結果報告，第三舊路的防護形式和排水方法以及實際使用；第四，舊路面的使用及試驗結果報告；第五，新路的路基和路面排水形式與舊道路之間的關系；第六，舊路拓寬和路基處理方案。

2 改擴建舊公路的原因

2.1 街道過于密集

中國的公路工程大規模建設始于1980年代，當時由于經濟水平和施工技術的限制，公路路面設計過于狹窄。同時，當時的城市化建設并不那么引人注目，并且城市相對較小，因此城市規劃和交通管理部門對城市規劃和高速公路建設的看法不一，沒有高瞻遠矚性，因此街道設計過于密集。隨著近代城市化的發展，過于密集的道路嚴重阻礙了交通，許多車輛加劇了道路交通擁堵的核心問題，甚至導致道路交通事故，威脅著人們的生命安全。

2.2 不良地質病害多

每條公路都有一定的使用壽命，但實際上大多數公路項目都達不到預期的使用壽命。就我國而言，最初修建的舊道路一直面臨著各種質量問題，特別是路基，這些問題直接影響著道路的繼續使用。相比現代公路的建設技術而言，原來舊的公路在材料、施工設備、施工工程技術等方面都有所不同。技術人員缺乏對工程設計的全面而實際的調查，無法全面分析地質因素，在長期運行過程中，導致道路形成了嚴重的地質問題，僅靠簡單的改建就無法正確解決該問題。

2.3 橋梁質量存在問題

橋梁是現代道路運輸系統的重要樞紐，在正確引導和分散流量方面發揮著最重要的作用。舊公路的問題就是，早期的橋梁的基本結構和改造工程的質量不能有效地滿足當代社會的交通需求，長時間的超載操作會導致裂縫和停滯問題出現。如果再次進行改建或搭支架，則不可能從根本上解決問題，另一方面，浪費時間和不必要的資金，而且還無法保證安全和避免可能出現的風險。

2.4 服務水平低

中國第一批大規模建設舊高速公路已有30多年的歷史，長期使用不可避免地會在整個公路上造成嚴重破壞及病害。車輛的安全性、可靠性和舒適性無法得到保證。因此，科學的改建和擴建舊公路非常重要。

3 路線及路基路面設計的應用

3.1 改擴建工程路線數據收集

改建和擴展項目需要各種準備工作。首先，要對原來的道路建設圖紙、竣工圖及其他相關數據進行詳細的總結和分析。第二，及時組織各種信息材料，構建完整的項目文檔系統，以方便存檔和以后的構建[3]。

3.2 改擴建方案選擇及分析

（1）在制定道路改擴建計劃之前，為了確保該計劃的準確性，需要檢查原始路面的狀況，分析原始道路上的交通狀況，研究修路的可能性并制定計劃。在實施相關技術之前，需要查閱公路建設標準和設計規范。對于特殊路段，必須考慮行駛速度等因素，并且為了確保系統的科學性能和效率，可以選擇區域重建設計。（2）改擴建設計應建立舊路改擴建的標準，目前提出了三種方法。1.設計線路為M線，通過加寬原始道路的兩側進行獨特設計；2.可以被視為A+M線方式，主要是將左側的原始路面轉變為單向四車道A線設計；3.可以視為B+M線方案，并且右側的原始路面轉換為單向四車道M線，左側是建為一條單獨的單向四車道B線。根據以上分析得出結論：計劃1.它們可以最大程度地利用現有資源，充分利用原始路面工程，并節省材料和時間。但是，由于工程附近橋梁保護結構眾多，路基受地形和地質條件的影響不夠穩定，不利于工程安全。計劃2.由于項目規模小，可以減少成本和環境影響。計劃3.較低的坡度斜率較低，因此選擇了新建的左坡分離式路基。為了達到防洪和救災的目的，必須在附近建造大量的立交橋，但是這種方法造價相對昂貴，因此可以按計劃2作為參考設計。

3.3 路基加寬設計

在擴建道路的建設中，最重要的是新舊路基的擴展和拼接。如果將路基不合理地進行加寬，將導致路基的沉降，并且在公路路基的表面會出現垂直裂縫，這將嚴重影響工程項目的質量，危害交通安全。首先，根據路面荷載和路面狀況設計原始路基，經過反復的自重應力和其他影響后，原始基礎的整合和沉降基本完成，但對于新路基而言，沉降尚未完成，必須嚴格遵守新建路面基礎的過程沉降，避免造成拼接的影響效果。此時，可以選擇多種合并方法，如排水固結方法和強夯方法等進行處理。其次，可以進行臺階開挖施工以確保拼接的質量，必須對原始地面坡度進行良好處理并以臺階形式開挖，并且樓梯寬度必須控制在2m以內。

4 結語

從以上分析可以看出，與新建道路項目相比，改擴建項目存在更多的制約因素，作為項目設計者，有必要充分了解和調整舊道路的實際情況以獲得新道路路線、路基和路面可以與舊道路相協調，以滿足預期的設計和規格要求。