公路工程中改擴建公路路線以及路面路基設計

柴金燕

（邯鄲市交通運輸局公路勘察設計院，河北 邯鄲056001）

1 引言

在國家經濟迅猛發展的大背景下，為滿足交通運輸事業的發展需求，公路改擴建項目的規模與數量不斷提升。當前公路工程改擴建主要分為2種情況，其一為針對原有道路進行擴建，利用先進的技術與材料，使公路工程擴建完工后滿足行車要求；其二為對原有道路進行擴容，也就是對道路進行拓寬處理，同時在公路內合理劃分線路，結合車流量進行調整優化，以緩解不同階段的公路運行壓力。因此，公路工程的改擴建施工體系不斷豐富完善，只有不斷加強路基與路面設計質量，搭配科學合理的平縱融合措施，才能提升公路使用效率，對交通設計及運輸行業具有重要意義。

2 公路工程中改擴建公路的路線及路面路基設計要點

2.1 路線設計要點

當前公路工程的改擴建項目，涉及諸多技術難點，例如，道路建設范圍較廣，路基路面設計強度較高，為保證改擴建項目的順利進行，要在計劃實施前針對道路曲線信息進行充分掌握。這樣在后期設計整改時，能夠使平面線路調整更加靈活，使改擴建方案滿足原有公路交通運輸需求，避免施工中與預期設計方案相悖，更加貼合行業內部設定的公路整改標準。公路工程中改擴建路線及路面路基的設計要點，先要從路線設計入手，這也是規劃公路等級的主要方式，從當前的公路工程改擴建設計情況來看，初始工程施工步驟比較復雜，涉及技術層面較深，而改擴建后的路面想要提高等級配置，不能完全依靠初始道路的各項指標，要借助更加準確的數據信息作為參考，例如，對路線的走廊帶情況展開分析，根據實際運行需求，對新的走廊帶展開設計。根據公路改擴建后的復雜程度，進行兩側加寬設計，結合施工過程中的施工技術與資源損耗目標，合理搭配改擴建措施[1]。

2.2 路面路基設計要點

公路工程改擴建中的路面路基設計主要分為2種形式，即單側加寬與雙側加寬。加寬形式主要由原公路的路段情況以及改擴建后的相關要求決定。其中，單側加寬指的是對路面的一側進行路基拓寬，這種加寬方式比較簡單，在展開道路設計時，要涉及的施工技術較少，因此，可以針對原有的道路地形及線形進行整合。同時這種單側加寬方式，不會對原有的道路排水體系造成過量損壞，施工人員可以保留住原有一側的排水體系，在對另外一側進行加寬處理時，無須施工的一側仍可以保持使用，可以緩解公路工程改擴建中的交通運輸壓力。而雙側加寬便是針對道路兩側同時進行加寬拓展，滿足公路的大流量運行要求，這種加寬設計要以原有的道路為中心線，沿著兩旁的路沿石進行加寬處理，在加寬設計中會對原有的排水系統進行改良，只有中間部分的排水系統能夠被保留[2]。

3 公路工程改擴建中的原因

3.1 公路兩側街道老化嚴重

對于公路工程改擴建中的原因來說，主要有道路兩側老化嚴重，原有道路的路基寬度與設計參數相對較窄，采用的施工技術相對較低，隨著我國交通運輸事業的不斷發展，原有道路體系以及運行負荷無法滿足交通運輸需求。而且區域經濟的發展迫切需要公路工程進行改擴建，改擴建項目的建設用地與城市設施用地相互之間存在沖突，會對公路工程的改擴建設計構成一定的影響。所以在進行路線以及路面路基設計時，還要充分考慮原有道路與周圍設施的排布情況，這樣才能在保證公路工程改擴建目標的前提下，減少公路改建與城市建設之間的矛盾[3]。

3.2 交通運輸狀況日益復雜

在與原有公路施工工藝進行比較時，新建公路的施工工藝與設計體系較為豐富且多元，而且在設備、物料、技術等方面，都存在較大差異，尤其是在現行設計與平面縱面相結合時，可以根據路面路基的實際情況，地質勘查結果，加強公路工程的應用質量。并且搭配相應的維修加固改造措施，這樣都為了滿足交通運輸狀況日益復雜的發展特點，在進行公路工程改擴建時，要對平面設計以及縱面設計進行擬合，并且對沉降判定因素進行計算，避免交通運輸狀況對于公路工程改擴建設計構成阻礙。

3.3 與國家技術標準存在矛盾

改擴建工程的設計原則是充分利用原有工程，而我國《公路工程技術標準》自1988年以來經歷了JTJ 01—1988、JTG B01—2003及現行的JTG B01—2014 3個版本，原有工程勢必存在不符合現行標準的情況，若全部滿足新標準的要求，將造成原有工程的廢棄，新建工程規模劇增，這樣會增加公路改擴建的工程總量。因此在改擴建設計時，需要合理確定技術標準、多次論證、多方案比選，權衡利弊，選擇合理、經濟的改擴建方案。

4 公路工程改擴建設計案例

4.1 工程概況

文章為準確分析公路工程改擴建中的線路、路面、路基設計要點，根據實際工程情況展開分析，通過對平縱結合措施、線路設計要點進行匯總，進而得到科學合理的改擴建線路設計標準體系。案例工程具體情況如表1所示。本工程的原有路段為雙向4車道，設計速度為100 km/h，路基設計寬度為25.5 m，為滿足現階段的道路交通運輸需求，針對該路段進行改擴建設計。

表1 公路改擴建項目情況

4.2 線形設計措施

線形設計是改擴建公路工程的主要內容，設計人員要對建設情況進行深入分析。例如，對原有公路運行中的病害問題，交通擁堵情況進行匯總，同時還要對現場進行勘查，找出各類交通問題的形成原因，明確公路設計工作的影響因素，這樣才能在設計中有效規避安全隱患。通過對原有公路的平面、縱面數據進行采集與恢復，計算出運行階段、荷載作用下產生的不均勻沉降值，分析路面改建加鋪工作中的影響因素，通過對新舊路面路基情況進行對比，開展后續的平面設計與縱面設計工作。本次公路工程改擴建項目中，采用車載激光雷達測量技術，對原公路采用高精度三維地面激光點云數據進行測量，同時使用激光分類專業軟件，對所采集的數據進行分析與誤差修正，滿足道路的改擴建擬合設計要點，為后續的路面路基設計與公路工程施工提供準確可靠的數據支持。

4.3 平面線性擬合設計

開展平面線形擬合設計，要在1∶1000的數字地形圖基礎上，利用車載激光三維掃描技術，對路面上的車道標線等數據進行采集，并且以中央分隔帶兩側的標線為主要依據，對舊路進行擬合與誤差分析，最大限度地擬合出舊路的實際線位，從本質上減少擬合線路與實際線路的差距，這樣可以提升后續線路設計的準確程度。而改擴建公路主要表現為平面線形，造成交通事故的主要原因是行駛路線突然發生變化，車輛無法及時做出調整，因此要對原有的建筑物進行分析，并且對全新的平面路線設計方案進行擬合，設計人員可以采用多曲線擬合設計方式，使路線設計的可靠程度得到提升。平面擬合工作還要嚴格按照公路平穩轉化、有效銜接的原則展開設計，如當路線中存在長圓弧度區域時，還要到現場進行實際勘測，根據周邊的具體情況，對設計方案進行調整優化。

4.4 縱面線形擬合設計

在進行縱面線形擬合設計時，要采用機載激光擬合縱面數據，與實際情況進行對比，提高平面縱面擬合線形與實際情況的契合程度，這樣可以提高設計方案的準確性，達到工程經濟合理的設計目的。車輛安全通行中，豎曲線坡度行車視距與坡長是縱面擬合設計的關鍵影響因素。豎曲線通行車輛主要是平動、法向移動方式，受力作用逐漸加快，這樣便會引發各類安全事故。因此，技術人員要針對縱面擬合展開分析，一方面根據原有公路兩側的建筑物進行分析，保證分段擬合設計得到統一，另一方面則是對公路的地質條件進行分析，保證公路路線縱線設計的平緩性。在擬合設計中還要對各類影響因素展開分析，如周邊建筑物的高度，公路中心線變更情況，需要對全部路線進行認真檢查，避免設計環節存在失誤與隱患。

4.5 路基拼接方案設計

對于路面路基的拼接方案，主要分為單側加寬與雙側加寬2種。其中單側加寬要在原有道路的一側進行加寬設計，由于僅有一條施工銜接縫，因此，施工作業面較單一，施工質量可以得到保證。在設計時要考慮到原道路的交通運行情況，以利于舊路的運行通暢為主，施工期間臨時工程與占地情況也要做出綜合考慮，可以拆除原有的中央分離帶，促進兩側車流的合理分配。兩側加寬適用于通過城鎮地區的主要道路，在高等級公路擴建中具有一定優勢，但是原有公路兩側的防護與排水措施要拆除重建，在施工過程中會阻礙到原有交通體系運行，很難保證新舊路基之間的整體性和緊密程度。如舊路路基含水量大或坡面松散，要采用1∶1開挖設計方案，當舊路路基含水量大或坡面松散、坍塌、可采用如下方案：在清坡0.3 m后，沿坡面1∶1開挖，挖出的土方經晾曬后加以利用，路堤基底設置0.5 m厚透水層，加強路面與路基防水功能。

4.6 低填與挖方路段設計措施

進行低填與挖方路段設計時，要對地表以下的路床范圍進行勘測。根據圖紙情況，選擇反挖回填碾壓處理方式，對路床80 cm范圍內的土質及全風化巖質路段，根據土質情況進行反挖回填或砂礫換填處理。為減少新舊路基不均勻沉降情況，還要對土質及全風化巖質路段的路床底部采用25 kg沖擊壓路機進行碾壓處理。在公路工程改擴建后期，還要對路基路面排水設計進行重新整合，遵守防、排、輸三者協同原則，兼顧路基、防護、地基處理，以及特殊路基的處理措施，貫徹保護環境設計理念與該區域的排灌系統實現對接。

5 結語

綜上所述，科學開展公路工程改擴建項目設計，要合理利用原有公路優勢，根據交通運輸情況與地質勘查結果，合理進行布局，盡量選擇對土地資源占用少，有利于車輛通行的改擴建方案。本文對公路工程中改擴建公路路線以及路面路基設計要點進行研究，首先闡述公路改擴建原則，其次指出現階段公路擴建設計中的影響因素，最后根據實際案例，提出公路線路設計、平縱結合設計措施，通過對線形設計、平面線性擬合、縱面線形擬合、路基拼接方案、低填挖方路段設計進行整合，使公路工程改擴建設計方案更具可行性，為城市經濟的可持續發展提供保障。