精細化理念在舊路改造設計中的應用

張 哲

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088）

1 概述

G311亳州段東西橫穿亳州市譙城區，作為亳州市“十三五”規劃線路中重要一環，東西分別與河南相接，是過境交通的主要運輸通道，也是區域路網聯絡的重要組成部分，交通量大，重載車輛多，既有道路已不能滿足安全暢通要求，急需改建升級。

圖1 G311亳州段

依據上階段批復文件，G311亳州段將改造為一級公路，穿集鎮段結合市政功能。項目分為東、西兩段，全長20.774km，采用雙向四車道一級公路設計標準，公路段設計速度80km/h，路基寬度24.5m；穿集鎮段設計速度60km/h，路基寬度36.0m。橋涵設計汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

項目全線為瀝青混凝土路面，營運期間管養部門進行了及時、高效地養護維修工作，目前路基路面結構保持了較好的使用狀況：路基穩定，道路整體使用狀況良好。

2 項目特點

2.1 舊路養護及時有效，路面強度指標高

道路專項檢測顯示：路基填料主要為黃褐色粘土，較為密實。土樣干濕類型共檢測29組，干燥樣品23組，中濕6組，均處于中濕或干燥狀態。

路面損壞狀況指數PCI評價等級為優良的占97.8%；鉆芯取樣結果與原有路面設計厚度及歷年養護歷史基本相符。彎沉值檢測平均值為8.36（0.01mm），代表值為 10.21（0.01mm），變異系數14.8%，路面強度系數2.76，路面強度指數100.0，路面強度總體評價為“優”。

2.2 舊路平縱指標較好，但縱坡較緩，局部路段排水困難

現狀路線共設平曲線16處，最小半徑300m，滿足設計速度80km/h一級公路標準。現狀縱斷面縱坡最小0.01%，最大1.21%，滿足設計時速60～80km/h一級公路標準，但縱坡普遍較緩，坡差較小。

圖2 道路與兩側地塊豎向高差現狀

圖3 道路與兩側地塊豎向高差現狀

項目一般路段未設置排水邊溝，采用橫坡散排至兩側溝塘。因土路肩植草，局部路段橫向排水受阻，縱向因坡度較緩亦無通暢排水通道，路面有積水現象。

2.3 舊路歷經多次養護和加鋪，現狀路面高于兩側地塊

項目修建時間較早，歷年養護中根據道路的使用狀況進行了路面加鋪改造或反復罩面等處理，既有道路路面頂標高與兩側地塊存在一定高差。

3 精細化設計

項目為舊路改建工程，拼寬部分按照新建道路實施。舊路加鋪方案結合舊路專項檢測數據，采用瀝青路面結構計算軟件（APAD）進行加鋪層計算，結果表明因舊路強度高，僅加鋪罩面即可。加鋪方案為：舊路銑刨1cm后撒布粘層油，直接加鋪 4cmAC-13（改性）+6cm AC-20C（改性），路面加鋪厚度為9cm。結合項目特點，精細化設計執行如下。

3.1 多舉并措，統籌兼顧，充分利用舊路結構強度

3.1.1 合理選用平縱指標，充分擬合舊路

平面：一般路段擬合舊路中心線，平面線形指標較差或結合保通需求對局部路段線形進行優化，并避讓重要結構物等控制因素[1]。經統計，本項目利用舊路長度20.084km，占項目全長的96.7%。

縱面：在滿足河流水位，公路段超高排水坡度要求前提下，根據舊路路面加鋪方案擬合舊路縱斷面[2]。其中，項目東段縱斷面共設變坡點58處，其中，相鄰縱坡坡差＜0.1%共10處，0.1%≤相鄰縱坡坡差≤0.5%共31處，0.5%＜相鄰縱坡坡差≤1.0%共8處，1.0%＜相鄰縱坡坡差共8處。項目西段縱斷面共設變坡點39處，相鄰縱坡坡差＜0.1%共5處，0.1%≤相鄰縱坡坡差≤0.5%共26處，0.5%＜相鄰縱坡坡差≤1.0%共5處，1.0%＜相鄰縱坡坡差共2處。相鄰縱坡坡差普遍較小，其分布圖如圖4。

圖4 相鄰路段縱坡分布

3.1.2 合理歸整分段，順接既有道路橫坡

參照《高速公路改擴建設計細則》（JTG/T L11-2014），為最大程度利用舊路路面結構強度，行車道及硬路肩路拱橫坡在滿足排水條件下貼合舊路橫坡[3]，拼寬新建部分順接既有橫坡。

經統計分析，本項目舊路橫坡主要區間為0.5%～2.5%，綜合考慮排水需求、施工可操作性和適當優化的原則，項目道路橫坡取值范圍為1.0%～2.0%，橫坡分布比例如圖5、圖6。

3.1.3 為減少對舊路破壞，中分帶采用分設式混凝土護欄

鑒于中分帶設置在舊路中間，波形梁護欄立柱難以打入，且對舊路破壞較大[4]，改建設計中分帶統一采用分設式混凝土護欄。

3.2 完善排水設施，超高段采用雙路拱超高過渡

3.2.1 一般路段

公路段：路面采用分散排水方式，路面水通過土路肩排至道路兩側現狀溝渠或增設的排水溝中[5]。

穿集鎮段：依據《亳州市譙城區張店鄉總體規劃》、《亳州市譙城區五馬鎮總體規劃》、《亳州市譙城區十八里鎮總體規劃》及道路縱斷面布置，雨水管道沿道路縱坡布設，分別排入沿線渦包河和排水溝渠，經匯集后最終排入渦河。

3.2.2 超高路段

圖7 增設路拱超高漸變的超高過渡

圖5 項目東段道路橫坡取值分布

圖6 項目西段道路橫坡取值分布

公路段超高方式：設計中盡量擬合了舊路的縱坡和橫坡，道路合成坡度較小。超高過渡段路面易出現寬而平緩路段，對排水不利，因此在超高過渡段設置兩個路拱，以行車道分界線為界，分別進行超高過渡。

公路段排水設施：超高段排水由匯水槽和橫向排水管組成，首先通過匯水槽進行雨水收集，并通過縱向20m設置一道的直徑30cm的橫向排水管將路面水排出道路范圍之外。匯水槽采用淺碟形，蓋板采用C30混凝土預制，溝身采用C30現澆混凝土。為便于上部水流能及時匯入下部溝身中，縱向間隔4m設置一道長度100cm的帶孔蓋板。

圖8 公路超高段排水設施布設

穿集鎮段：十八里鎮段K168+143.287 ～K168+270.65、K168+555.65 ～K168+984.957、K170+388.248 ～K170+523.246屬于超高段圓曲線范圍，該段機動車道雨水口采用曲線內側加密布置（加密間距為10m）和曲線外側取消的布設方式。

3.3 結合項目改建特點，因地制宜，加強周邊地塊豎向銜接，體現便民

項目經加鋪改造和歷年養護，行車道路面標高高出周邊地塊約0～60cm。設計中為加強豎向銜接，側分帶設置10%橫坡，并在側分帶和慢行車道之間設置不同高度的緣石，緣石高出周邊地塊高△H，△H具體高度以方便周邊地塊出行為首要考慮因素，配套緣石高度分別為30cm、35cm和60cm。

圖9 行車道與慢行車道縱向分布圖

局部路段通過緣石高度難以實現道路和周邊地塊銜接時，慢行車道進行獨立的縱面設計，其縱面高程在側分帶開口處順接主行車道設計標高。慢行車道縱面設計完畢后，配套修改道路橫斷面設計圖，并結合△H的高差采用相應的緣石或支擋結構物。

4 結論

①舊路改造項目既有道路結構強度較高時，道路平縱和橫坡應在滿足規范要求前提下充分擬合舊路，最大程度利用舊路結構強度，節約工程投資，降低工程造價。

②舊路改造項目配套齊全完整的排水設施。考慮超高路段存在寬而平緩路段，對排水不利，可在半幅設置兩個路拱，分別完成超高過渡，分散雨水集中排放強度，提高行車安全。

③舊路改造項目當主車道與兩側地塊高差較大時，慢行車道可結合兩側地塊高程設置獨立的縱坡，并將對應標高反映至橫斷面設計圖中以指導施工，最終實現主線與兩側地塊高程順接，利于出行。