關于改擴建公路路基路面設計方案的分析

何忠文，鄒 穎

(黔東南州交通勘察設計院，貴州 黔東南州凱里 556000)

0 引 言

在我國經濟快速增長和現代化建設不斷推進的背景下，公路作為重要的交通基礎設施必須發揮安全保障作用。近年來，公路的交通壓力越來越大，在長時間的荷載中路基路面會存在許多安全問題，如坍塌、下沉。基于此，必須通過改擴建工程解決道路交通問題。

1 改擴建公路路基路面設計的重要性和優化措施

1.1 重要性

(1)提高公路質量

對于社會經濟而言，一座城市要想提高經濟水平就要明確修路的重要性，只有交通便利才會加強各個城市之間的經濟往來，促進城市更好的發展。古往今來，經濟發展迅速的城市都是交通更便利的城市，也是將修路工程放在發展中心的城市，這一現象就明確表明了便利的交通對一個城市發展的重要性。路面路基的設計在公路的改擴建施工過程中，有著重要作用，只有路面路基設計的合理，才會提高公路質量，延長公路的使用壽命，同時減少修路成本。因此，在設計時，應引進先進的設計理念和技術，以提高公路的整體質量，加強公路的使用效果。

(2)延長使用壽命

在公路施工過程中，路面路基是最重要的施工環節，只有做好路面路基的施工工作，才能夠確保公路最大程度的發揮其自身功能和作用，保障公路的順利使用，延長使用期限。因此，為延長公路的使用壽命，在實際施工時，要加強路面路基的施工質量管理。在實際施工時要重視路基的強度和穩定性，強度對于路基設計而言有著重要作用，只有路基具備一定的強度，才能夠荷載一定的車流量和運輸量，只有強度達到設計規格，才能夠確保公路在使用時不會輕易遭到破壞。如果路基強度達不到設計規格，就會使公路荷載力降低，在承受一定的車流量后會出現質量問題，導致路面下沉、塌陷，增加交通事故的發生率，影響人們的生命安全。因此，在改擴建公路時，要設計合理的方案，通過提升路基強度來增加公路的荷載力，減少交通事故發生，延長使用壽命。

(3)加強行駛安全

公路在長期的使用過程中，路面和路基很容易受到其它因素的影響遭到破壞，如自然災害、荷載力不足、新舊路面拼接不良、路面裂縫、地基沉降等等。因此，為加強車輛在行駛中的安全性，應提高路基的穩定性。我國土地面積廣闊，不同地區的地質條件不同，同一地區不同區域的地質也不同，由于某些其余的地質狀況不良，導致公路很容易出現沉降、裂縫等現象。長期使用以及地質變化會導致公路不規則沉降，破壞路基的穩定性。因此，設計路面路基時，要采取先進的設計手段，以解決公路沉降問題，保證公路上行駛車輛的安全性，保障人們的生命安全，減少修路成本。

(4)保障經濟發展

優化路面路基的設計方案，提高改擴建公路施工質量，以保障后期公路的使用安全，通過加強路基強度和穩定性，來保證公路施工質量符合設計標準，以此保障社會經濟的發展。

1.2 優化設計措施

(1)路面結構

改擴建公路能夠有效延長公路的使用期限，在改擴建時要保證路面和路基的施工材料、結構等相同，確保路面結構的穩定性，提高公路的整體質量，確保車輛行駛安全。

(2)排水系統

如果公路長期積水就會嚴重影響使用壽命，因此，在設計時要優化排水系統，結合地質狀況，科學設計路面的寬度和坡度，加設排水槽，確保路面積水能夠順利排出，提高排水系統的實用性。

(3)特殊位置處理

公路改擴建工程對特殊位置的處理要求較高，對于需要填方的公路而言，在填筑前要確保填筑材料符合標準，然后進行壓實處理，以提升公路質量。

2 設計方案選取

2.1 分離加寬

分離加寬的改擴建方案，針對新路基的任務量相對更大，在和新建項目的工程量比較時，可以發現該設計方案的工程量和用地總量偏差較小，且在處理路基橫坡的過程中有一定難度。

2.2 單側拼接加寬

單側拼接加寬是在原本的路基橫坡上加以修改的，因此還需要將路基中間位置原來的分隔帶處理掉，不僅有很多任務量，而且工作的難度也比較大，很難保證新舊路基路面的強度完全一樣

2.3 雙側拼接加寬

不同于分離加寬和單側拼接加寬，雙側拼接加寬的設計方案的總體任務量偏少，然而在實際應用中會受客觀條件的限制，新舊路基在設計應用過程中存在的差距過大，無法保證舊路基與新路基拼接的緊密度，容易在應用過程中產生病害問題。

3 改擴建公路路面路基設計

3.1 路基設計

在改擴建公路路基設計中，拼寬部分路基和分離增建路基的回彈模量必須滿足我國當前的《公路路基設計規范》，不僅如此，拼寬新建部分的路基回彈模量應大于公路預期設計值數。因此，要采取有效的設計措施，控制拼寬部分和舊路基之間的差異沉降，確保其緊密結合。除了回彈模量，路基填料也要符合相關規范，不僅要結合公路原路基周邊的水文地質情況，還應采用與原路基性質相近的填料，或拼接結合度高的材料。針對路基路床的拼接部分還要加強補充壓力，保證拼接的整體密實度。在具體操作時，拼接部分的路基和原有路基之間應采用開挖臺階的方式拼接，且整體臺階寬度要大于1 m，通過由上至下的拼接開挖方式，交替進行開挖與拼接填筑。當進行高路堤與斜坡路基拼寬時，還要以提高填料質量、增強土工合成材料筋性、加大壓實度等措施縮小路基拼接的差異沉降。部分地區的改擴建公路還會涉及到軟土拼接，針對這一復雜情況，還要在充分調查當前公路沉降情況與穩定性的基礎上，進一步協調沉降差與穩定性，在兩側拼寬時面對地質變化差距大的路基，應采取分幅的方式進行軟土路基設計。

3.2 路面設計

在改擴建路面設計時，應以原路面的結構檢測結果為依據，當既有路面技術滿足設計使用標準時，可以直接應用。在路面設計的中應堅持生態優化和節約資源的原則，充分應用原路面材料，通過銑刨和挖出對其進行二次利用。針對既有的瀝青混凝土路面，在設計時應以檢測結果為基準，當路面技術未能滿足改擴建設計標準和使用需要時，對于路表彎沉值未超過0.5 mm或破損量不超過總量的1/10時，可以選擇直接加鋪的方式，或者根據破損的情況，對基層和面層進行病害處理再開展補強設計。另外，在路面的拼接設計過程中，基層拼接縫應避開輪跡帶，瀝青路面也可以采用臺階搭接的方式。

4 設計應用處理分析

4.1 路基處理

(1)路基填前處理

對于需要加寬的路基基地，在開始前應清理原地面的表土，同時用碎石將低洼位置填平再碾壓，待基地壓實度在90%以上后，再采用25 KJ沖擊碾反壓實。其中清表土應集中管理，待完成路基完成后再用于綠化。

(2)新舊路基拼接處理

為了確保新舊路基的良好拼接效果，有效減少新舊路基的不均勻沉降，使其形成整體，可以采用臺階式開挖舊路邊坡和路面結構。針對需要補強處理的舊路路面路段，可以先將舊路的硬路肩部分、路面結構和土路肩挖除，再超挖舊路路床，深度范圍控制100 cm以內。

其中，超挖部分應和新建加寬部分路基一起進行填筑，再整體碾壓，隨后由下至上地在原有路堤邊坡挖開臺階，邊開挖、邊回填，完成一級填筑后在進行下一級開挖，如圖1所示。

圖1 分層開挖填筑示意圖

除了挖方和低填路段，在新舊路基拼接處的上下路床底面還要分別布設一層土工格柵。

(3)填筑壓實處理

針對加寬路基也要采取分層填筑和碾壓密實的方式，其中路基的填充材料既可以選擇挖方路段的礫類土，也可以選擇料場的礫類土。而山區公路填方路基的填充材料嚴禁使用黑土地、帶草皮或樹根的土、沼澤土和淤泥，也不能直接使用含水量超標的填筑土。在路基夯實的過程中，為了提高擴改建效率可以選擇沖擊碾壓法，確保在滿足正常壓實密度的基礎上，使用25 KJ沖擊碾對基底和上下路堤底面進行20遍細致碾壓。當路堤填高每增加1.5 m時就再重復碾壓20遍。若路堤填土的高度值未超過0.8 m，基底壓實程度必須超過路床壓實度，應按照重型擊實的標準，提高填充材料的壓實度和強度。

(4)軟土路基沉降控制

考慮到部分軟土地基的沉降特點，還要加強沉降控制，在拼接部分的沉降應確保其橋頭處小于5 cm，通道涵洞出小于10 cm，其他路段小于15 cm。在差異沉降控制中，應滿足拼寬路基要求，保證路拱橫坡度小于0.5%，且相鄰路段在差異沉降影響下的縱坡變化小于0.4%。

4.2 路面處理

針對主線舊路的強補結構，在處理好路面病害后，可以加鋪改性中粒混凝土混合料，破損情況在中級及以上加鋪穩定碎石，次級或差級時還要銑刨原路面并拌冷再生泡沫混合料。針對舊路兩側的加寬新建路面結構，以及原路挖出新建的路面結構，在路面上層面應選用改性碎石混合料，下層用中粒改性混凝土，并在底基層鋪設砂礫層。

4.3 邊坡處理

對于公路的原路基邊坡來說，當路基橫坡坡度不超過1∶ 5的比例時，緩坡表層土清理完畢后，就可以進行路堤填筑。如果在1∶ 5～1∶ 2.5之間，在填筑操作的過程中除了清理表層土，還要開挖臺階，臺階的寬度應在2 m以上，且內部傾斜范圍在0.02～0.04之間。

4.4 新舊結合部分的壓實度控制

在改擴建新舊路基路面的壓實度控制中，應采用重量型壓路機，通過強震碾壓提升路床和基底部的壓實效果。同時，合理增加碾壓次數，例如：路基邊坡位置應重復碾壓多遍，相應地，還要應用液壓泵在新舊路基拼接路段進行縱向夯實。

4.5 排水優化處理

公路排水功能的優化，是提升其安全性并延長壽命的重要舉措，在路基路面的設計方案中還要針對這一功能進行精細化處理。一方面，要考慮現場及周邊環境的水文地質條件，將其作為設計的科學依據。另一方面，在改擴建路基路面工程中還要相應地增加側排水溝的尺寸、加固底部或外用空心結構，如圖2所示，以此提高排水性能，避免長期積水造成沉降塌陷，影響公路的交通安全。

圖2 路基路面排水設計示意圖

5 結 語

綜上所述，在我國公路交通量持續增加的形勢下，公路改擴建路基路面的設計質量必須進一步提升。相關建設部門不僅要充分把握不同的設計方案，還要了解路基路面的改造和擴建設計要點，通過優化設計的應用處理水平，保證工程質量，才能為公路交通系統和地區發展提供堅實保障。