高速公路擴建工程路基路面設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)探究

陳琛

海南中交高速公路投資建設(shè)有限公司，中國·海南 海口 570000

1 引言

高速公路在中國交通路網(wǎng)中極為重要，傳統(tǒng)高速公路建設(shè)因區(qū)域建設(shè)提出的要求，多為四車道的形式。在現(xiàn)代經(jīng)濟快速發(fā)展中，中國用車人數(shù)上漲，傳統(tǒng)高速公路選擇的車道已無法滿足區(qū)域交通運行需求。當下有必要選擇合適的措施，完成路面加寬的操作，達到公路改擴建的目的。

2 高速公路擴建工程方案和原則

2.1 高速公路擴建工程方案的設(shè)計

在高速公路改擴建規(guī)劃時，可以選擇雙側(cè)加寬或單側(cè)加寬的方案，兩種方案均在最大程度利用現(xiàn)有道路基礎(chǔ)上進行，可以縮短改擴建施工所用的時間，達到高速公路運載能力提升的目的。選擇高速公路單側(cè)加寬方案，需要對原有交通線路進行應(yīng)用。該方案對交通運輸線路的妨礙性較小，在改擴建工程中仍可以繼續(xù)使用部分車道，不會對司乘人員使用道路造成過大影響。在單側(cè)道路加寬的方案中，以高速公路改擴建需求開展施工活動。在高速公路改擴建前后，道路路基的沉降不應(yīng)出現(xiàn)過大差異。選擇高速公路道路單側(cè)加寬的設(shè)計方案，也存在一定短板且該短板較為明顯，給出改擴建設(shè)計方案，道路加寬一側(cè)涉及基礎(chǔ)設(shè)施的拆除與重建，比如對原道路橋梁高坡、排水設(shè)施等進行調(diào)整。在道路中部可以設(shè)置新的分隔帶，同時對中央分隔帶進行改造。對于高速公路上跨橋梁，也是改造工程較為重點的區(qū)域。部分工程可以對該部位進行改造，如果現(xiàn)實情況不允許，需要全部拆除并進行重建，對高速公路擴建工程資金投入、工程量、施工難易、資金利用均有不小的影響。此外，還可能涉及拆移、周邊征地等敏感問題。如果部分問題得不到解決，將會使工程難以有效推進[1]。

在高速公路擴建工程中，還可以選擇雙側(cè)加寬的方法，該方法在工程區(qū)域原有道路兩側(cè)同步進行加寬的操作，由此不需要重新調(diào)整道路中間線，可以保持原有道路路線設(shè)計。防撞護欄、通行通道、中央分隔帶等均是道路輔助設(shè)施，以雙側(cè)加寬的方式擴建高速公路，此類設(shè)施仍能繼續(xù)使用，可以提高原道路基礎(chǔ)設(shè)施的使用率。在施工范圍內(nèi)，原道路兩側(cè)很少涉及拆遷、周邊征地等問題，能將影響高速公路擴建工作的因素控制在較小范圍內(nèi)。在高速公路擴建工程中，以雙側(cè)加寬的方式推進高速公路改建工作，也存在一定缺陷。比如對新舊道路改建后會增加路基沉降差要求，原有道路運行將會受到極大影響，難以保證工程施工可以順利進行。在高速公路改擴建工程中，雙側(cè)加寬與單側(cè)加寬均可以成為擴建工程方案選擇的類型。對二者進行對比，單側(cè)加寬方案的優(yōu)勢并不顯著，雙側(cè)加寬應(yīng)用到高速公路改擴建中，涉及的敏感問題較少，可以將工程量控制在較小區(qū)間。因雙側(cè)加寬方案高效利用原有道路基礎(chǔ)設(shè)施，可以將工程建設(shè)的成本控制在較低水平，獲得較高的綜合效益[2]。

2.2 高速公路擴建工程方案設(shè)計原則

2.2.1 經(jīng)濟、節(jié)能、高效

在高速公路改擴建工程中，方案的設(shè)計應(yīng)在節(jié)能、高效、經(jīng)濟原則下進行，最大程度利用原道路的基礎(chǔ)設(shè)施，如橋梁、涵洞、公路、交通輔助設(shè)施等。通過相關(guān)資源的合理應(yīng)用，可以減少高速公路改擴建工程資金投入量，充分利用現(xiàn)有高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施，便于高速公路改造活動的開展。在高效、經(jīng)濟、節(jié)能等原則下編制高速公路建設(shè)方案，可以使高速公路的建設(shè)成本得到有效控制，獲得資源重復利用的效果，充分彰顯綠色、節(jié)能的環(huán)保理念，達到環(huán)保節(jié)能的要求[3]。

2.2.2 最大限度恢復環(huán)境

在高速公路改擴建工程中進行方案設(shè)計，需要兼顧工程建設(shè)質(zhì)量，對施工所用方法進行合理調(diào)控，給出較為可靠的設(shè)計方案，成為工作人員選擇方法的依據(jù)。通過施工技術(shù)手段的科學選配，在完成施工任務(wù)的基礎(chǔ)上，不會對公路周邊環(huán)境的污染。對于部分情況，必須使用部分施工技術(shù)，會破壞周邊環(huán)境。對于此種情況，需要在工程結(jié)束后快速進行修復，避免對周邊生態(tài)環(huán)境造成無法彌補的傷害[4]。

2.2.3 安全第一

高速公路在中國交通運輸路網(wǎng)中較為重要，是大眾實現(xiàn)便利、快捷、高效出行的工具。高速公路質(zhì)量關(guān)系到民眾出行和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，在高速公路改擴建工程中給出設(shè)計方案，保證設(shè)計內(nèi)容符合工程所在區(qū)域?qū)嶋H情況，可以通過針對性的施工手段，使工程活動高效進行，最終獲得較好的施工效果，避免工程存在質(zhì)量問題，成為駕駛者安全出行的保障。

3 高速公路擴建工程路基路面設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

3.1 普通路基拼寬的設(shè)計分析

對于道路擴建需要做好新老路基的拼寬銜接，考慮新老路基在協(xié)調(diào)時可能出現(xiàn)變形情況，需要在前期進行有效調(diào)控，保證新老路基的協(xié)調(diào)工作可以良性進行。在施工中先清除路基邊坡松散表土，然后進行臺階開挖操作，同時在臺階部位設(shè)置鋼塑格柵。利用土工材料，實現(xiàn)道路拼接接觸面的延拓。在新老路基拼寬銜接時，根據(jù)新老路基填土自身形變的控制需要，按照建設(shè)要求選擇符合工程規(guī)范的填料，對工程所用的材料進行合理處置。在現(xiàn)有要求下，確定壓實度并進行操作。鑒于大部分路基壓實度的標準是96%，所以增加新老路基拼寬銜接的作業(yè)的難度。在設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)研究路堤填土壓實度要求，給出較為可靠的方式，將其限制在最小壓實厚度，避免路基填土出現(xiàn)形變過大的問題[5]。

3.2 特殊路基的拼寬設(shè)計分析

在軟土地基拼寬時，原有路基已通車多年，地基固結(jié)，沉降已基本完成，但是在公路投入使用后，拼寬路基因附加荷載的影響，導致部分路基出現(xiàn)附加沉降。對于公路擴建，因新建路基沒有開展軟土地基處理，所以下降的沉降量與老路基沉降量有所區(qū)別，前者沉降量更大。由于雙方在路基沉降方面差異過大，拼接路基會產(chǎn)生縱向裂縫。如果沒有及時進行修補，可能使路基出現(xiàn)失穩(wěn)或路面開裂等問題。

在軟土地基路基拼接時，應(yīng)基于拼寬路基軟土地基在處理方面的要求，盡可能做好拼接路基荷載的控制工作，不應(yīng)對舊路基形成過大影響。在軟土路基設(shè)計方面，應(yīng)收集原高速公路特殊路基的處理竣工圖，整理原有路基的處理措施，對地基處理方案進行深度研讀。結(jié)合填土高度、地質(zhì)條件、路段特征等數(shù)據(jù)，在多種方案中選擇便于操作、經(jīng)濟性高的方案，將新老路基的沉降控制在合理范圍內(nèi)。在特殊路基拼寬處理方面，基于實際情況進行考量，給出設(shè)計內(nèi)容。在地基處理時可以選擇剛性樁復合地基，開展處理路段的施工任務(wù)。新老路基拼寬后，應(yīng)優(yōu)先考量剛性樁復合地基的方法。對于淺層軟土在方案設(shè)計時，可以優(yōu)先選擇淺層置換的手段，該方法并不存在操作方面的難題，簡單易行，容易保證技術(shù)按規(guī)范要求落實，同時不易出現(xiàn)質(zhì)量問題[6]。

4 相關(guān)案例分析

以南方某高速公路為例，該高速公路有四條車道，在高速公路擴建工程在方案設(shè)計時，需要盡可能利用原有路面，這是擴建工程在方案設(shè)計時的重要原則。

在工程設(shè)計時，應(yīng)盡可能利用原有路面的設(shè)計理念，對方案內(nèi)容進行調(diào)整，可以減少高速公路改擴建工程花費的資金。在高速公路改擴建工程中進行方案設(shè)計，需要研究舊路面結(jié)構(gòu)層和新路面結(jié)構(gòu)層，做好二者的協(xié)調(diào)工作，由此可以同步推進瀝青面層與新基層的施工。在高速公路擴建工程中，需要對舊路面已破損部位進行修繕，在盡可能利用原有路面的同時，重新鋪設(shè)部分無法繼續(xù)使用的舊路面。在高速公路擴建工程中，重建工作不能過大，應(yīng)該控制在合理的范圍中，由此將高速公路改擴建建設(shè)的資金壓力控制在施工單位可承受的范圍內(nèi)，還可以提高路面整體承載能力。在高速公路擴建改造工程中編制工作方案，對于老路面的評價，選擇總體指標與單項指標的雙控指標方法。對路面路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行評估，在高速公路路面評價時使用單指標是根據(jù)雷達檢測、彎沉檢測結(jié)果對雷達檢測脫空、基層松散或超標的空洞區(qū)、富水區(qū)，需要快速鎖定區(qū)域存在的問題并進行改建。在舊路面評價時，基于路面技術(shù)狀況指標PQI，進行路面狀態(tài)評估。在雷達檢測與彎沉檢測手段下，對于PQI等級處于“優(yōu)”的段落，基于利用為主、修補為輔的原則，結(jié)合路線的縱斷面給出合理的建設(shè)方案。對于PQI等級處于“良”的段落，需要使用銑刨面層，在局部修復基層后加鋪新路面。對于PQI等級處于“中”的段落，需要選擇銑刨瀝青面層，全斷面處理基層后加鋪瀝青面層。對于PQI等級處于“次”的段落，應(yīng)整體挖除原路面結(jié)構(gòu)整體新建路面結(jié)構(gòu)[7]。

5 高速公路擴建工程路基路面的注意事項

原有高速公路路基路面的情況，是高速公路擴建前必須獲得的數(shù)據(jù)。工程以盡量利用原路面和相關(guān)設(shè)施作為設(shè)計原則，圍繞高速公路路基路面使用狀況做出準確判斷。在高速公路擴建前需要認真勘察工作現(xiàn)場，使用設(shè)備進行檢測，獲得公路狀況評定數(shù)據(jù)，對原有公路狀況有較好的判斷。高速公路擴建工程施工前必須完成對既有公路安全性的評估，工作人員需要做好現(xiàn)場勘查工作，知曉既有公路的所有問題，掌握改建工程的各類施工措施。既有道路規(guī)范和技術(shù)水平的符合性評價，既有道路的質(zhì)量評價，這些都是高速公路改擴建工程安全性評價的主要內(nèi)容。在高速公路改擴建時，將新制定的標準作為衡量既有公路改擴建情況的標尺，由此可以快速發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域不達標的地方，及時進行修改，減少工程返工的次數(shù)。

調(diào)查時，檢查路基是否處理到位，排水系統(tǒng)有否存在堵塞問題，路面基層是否處理到位等問題是重點。在高速公路改擴建的過程中，需要進行路面基層拼接應(yīng)，評估開挖位置是否正確，選擇滿足建設(shè)要求的開挖方法。不同開挖手段產(chǎn)生的效果不同，在施工前必須根據(jù)建設(shè)資金、工期、公路路面建設(shè)質(zhì)量等要素，進行綜合考量并選擇施工方案，保證路基施工活動可以有序進行[8]。

路面拼接方案設(shè)計是否妥當、合理，直接影響到路面拼接效果。在設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)結(jié)合設(shè)計標準建設(shè)要求和具體路況，給出路面拼接方案，延長高速公路道路的使用周期。

6 結(jié)語

在高速公路擴建時，需要關(guān)注多方面內(nèi)容，獲得較為可靠的工程信息，成為路基路面設(shè)計的依據(jù)。在路面施工前，應(yīng)根據(jù)需要選擇較為可靠的設(shè)計方案，在路面設(shè)計時，盡可能降低新舊路面拼接部位的沉降差異，防止擴建工程投入使用后出現(xiàn)路面變形的情況。在高速公路擴建中，根據(jù)原有路面進行施工，最大程度利用原有道路的基礎(chǔ)設(shè)施，做好公路軟基加固的操作，保證擴建公路的路基路面結(jié)構(gòu)可靠、穩(wěn)定，成為道路達到使用壽命的保障。