公路改擴(kuò)建工程路基路面拓寬設(shè)計(jì)研究

謝則鋼

摘 要：為研究改擴(kuò)建工程公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)技術(shù)，提高公路整體通行能力。本文結(jié)合實(shí)際工程，詳細(xì)闡述了改擴(kuò)建工程中公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)、原則及方案，重點(diǎn)對(duì)公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，針對(duì)公路改擴(kuò)建工程對(duì)路基路面進(jìn)行合理的拓寬設(shè)計(jì)，可有效提高公路的整體通行能力，延長(zhǎng)公路使用壽命，同時(shí)能提升公路的行車舒適性和安全性。

關(guān)鍵詞：公路改擴(kuò)建工程;路基;路面;拓寬設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U418.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

近幾年來(lái)，我國(guó)交通運(yùn)輸工程事業(yè)取得重大進(jìn)步，極大促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)人們對(duì)日常出行需求也有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。由于公路上行車流量不斷增加，會(huì)增大公路運(yùn)營(yíng)期的收益，但長(zhǎng)期影響下公路會(huì)出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，同時(shí)會(huì)引發(fā)公路病害問(wèn)題，早期修建的公路已很難滿足現(xiàn)有的交通需求，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)下其通行能力下降明顯，因此應(yīng)對(duì)公路進(jìn)行必要的改擴(kuò)建處理，其主要措施為對(duì)公路路基路面進(jìn)行拓寬施工。本文為研究改擴(kuò)建工程公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)技術(shù)，圍繞公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)、原則及方案進(jìn)行展開(kāi)，重點(diǎn)對(duì)公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行研究，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

1 改擴(kuò)建工程公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1.1 路基調(diào)查評(píng)價(jià)

公路路基調(diào)查評(píng)價(jià)的方面較多，應(yīng)首先對(duì)原路基的具體使用狀況進(jìn)行調(diào)查，檢查其防護(hù)工程、排水工程以及支擋結(jié)構(gòu)的變化情況，針對(duì)軟土路基施工完畢后的沉降變形進(jìn)行勘察。同時(shí)根據(jù)施工規(guī)范和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公路路基病害產(chǎn)生的根本原因進(jìn)行綜合分析，并對(duì)原路基的穩(wěn)定性、承載能力進(jìn)行進(jìn)一步的評(píng)價(jià)研究，進(jìn)而得出原路基的可利用程度，以得到具體的路基病害處治措施。

1.1.2 路面調(diào)查評(píng)價(jià)

進(jìn)行原路面調(diào)查評(píng)價(jià)時(shí)，首先應(yīng)對(duì)原路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式、破損狀態(tài)以及運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查，實(shí)時(shí)檢測(cè)原瀝青路面的抗滑性、車轍、彎沉值以及平整度等參數(shù)，且進(jìn)行原路面瀝青混凝土的力學(xué)試驗(yàn)，得到混合料的劈裂強(qiáng)度和回彈模量等指標(biāo)，并針對(duì)瀝青的針入度。軟化點(diǎn)及延度等參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。根據(jù)瀝青路面相關(guān)的施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瀝青路面病害產(chǎn)生的原理進(jìn)行綜合分析，并進(jìn)一步評(píng)價(jià)出原瀝青路面的技術(shù)狀況和承載能力，分析總結(jié)出原路面可利用性，同時(shí)制定出路面病害處治措施。

1.2 公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)原則

（1）對(duì)公路進(jìn)行改擴(kuò)建施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分遵循資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及耕地保護(hù)的原則，保持公路改擴(kuò)建和利用相結(jié)合，同時(shí)公路建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期之間相協(xié)調(diào)，采用科學(xué)論證的方式來(lái)制定出合理的設(shè)計(jì)方案。

（2）對(duì)原路上的可用資源進(jìn)行合理利用，達(dá)到變廢為寶的目的，同時(shí)可以保護(hù)環(huán)境。公路改擴(kuò)建施工時(shí)應(yīng)注意降低對(duì)公路運(yùn)營(yíng)的影響。

（3）在調(diào)查評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行原路基路面的改擴(kuò)建處理，另外根據(jù)公路的改擴(kuò)建需求對(duì)原路上的廢舊材料進(jìn)行充分利用。

（4）在公路路基路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中積極推行新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備以及新材料。

1.3 公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)方案

1.3.1 橫斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)公路改擴(kuò)建工程的實(shí)際功能情況對(duì)公路橫斷面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化綜合設(shè)計(jì)。當(dāng)中央分隔帶寬度產(chǎn)生變化時(shí)，可結(jié)合線性設(shè)計(jì)方式進(jìn)行展開(kāi)，若中間帶寬度低于3 m時(shí)可合理設(shè)置變寬過(guò)渡段，并確保漸變率不大于1∶100。當(dāng)存在高邊坡和上跨構(gòu)造來(lái)影響路段時(shí)，應(yīng)合理降低右側(cè)硬路肩寬度，并確保其不低于1.5 m，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置變寬過(guò)渡段。

1.3.2 路基拓寬設(shè)計(jì)

進(jìn)行路基拼寬或新建路基時(shí)應(yīng)確保新建路基的回彈模量滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，另外還應(yīng)不低于原公路的設(shè)計(jì)值。針對(duì)新舊路基間存在的不均勻沉降變形應(yīng)制定科學(xué)有效的措施給予控制，同時(shí)所選的路基填料類型應(yīng)和原路基填料性能相似。針對(duì)路床拼接處應(yīng)進(jìn)行必要的增強(qiáng)補(bǔ)壓，提高路基拼接的密實(shí)性，結(jié)合開(kāi)挖臺(tái)階的方式來(lái)進(jìn)行新舊路基拼接，保持臺(tái)階寬度不低于1 m，由上到下進(jìn)行直接開(kāi)挖，拼接填筑和開(kāi)挖應(yīng)進(jìn)行交替展開(kāi)。針對(duì)高路堤和陡坡路堤，其填筑材料的性能要求較高，條件允許情況下可選用土工合成材料加筋的方式，提高壓實(shí)度的同時(shí)預(yù)防沉降變形。

1.3.3 路面拓寬設(shè)計(jì)

結(jié)合原路基檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果，可直接使用原路面的銑刨料進(jìn)行拓寬施工，提前對(duì)面層和基層病害進(jìn)行處治，再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。路面拼接設(shè)計(jì)時(shí)其基層拼接縫和輪跡帶之間保持隔開(kāi)，另外采用臺(tái)階拼接的方式進(jìn)行路面拓寬處理。

2 改擴(kuò)建工程公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)工程應(yīng)用

2.1 工程概況

某公路建設(shè)項(xiàng)目全線長(zhǎng)18.62 km，雙向四車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，行車速度為60 km/h，路基寬度為18.0 m，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為厚度4 cm的SAM-13上面層+厚度7 cmAC-20中面層+10 cmATB-30下面層。該公路自投入運(yùn)營(yíng)到現(xiàn)在已有數(shù)年，由于公路交通流量逐年在增加，且超載重載現(xiàn)象嚴(yán)重，時(shí)常出現(xiàn)公路堵塞現(xiàn)象，同時(shí)路面破損情況嚴(yán)重，為了更好的滿足現(xiàn)有交通需求，決定對(duì)該公路進(jìn)行拓寬設(shè)計(jì)，將原雙向四車道拓寬為六車道，并對(duì)路面彎沉值和破損等級(jí)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)結(jié)果來(lái)確定路面拓寬設(shè)計(jì)方式。

2.2 路基拓寬設(shè)計(jì)

2.2.1 路基填前處理

路基拓寬前應(yīng)清理掉其上的地表土，低洼位置應(yīng)采用碎石進(jìn)行填平后再碾壓，確保基底壓實(shí)度不低于90%，再進(jìn)行20遍左右的沖擊碾壓。

2.2.2 新舊路基拼接設(shè)計(jì)

采用填方邊坡的形式對(duì)原路表層土進(jìn)行清除并集中堆放處理，以作為復(fù)墾土或綠化土。采用臺(tái)階方式對(duì)原路結(jié)構(gòu)和邊坡進(jìn)行開(kāi)挖，消除原路面上的土路肩，再對(duì)原路路床進(jìn)行超挖處理，由下自上的順序進(jìn)行一級(jí)臺(tái)階的開(kāi)挖和回填，其順序如圖1所示。采用分層填筑的方式進(jìn)行路基拓寬，采用25 kJ的沖擊壓路機(jī)對(duì)基底和路堤頂面進(jìn)行20遍左右的碾壓處理。針對(duì)軟土路基的拓寬，在橋頭位置的路基沉降應(yīng)低于5 m，涵洞和通道應(yīng)低于10 cm，其它區(qū)域應(yīng)低于15 cm。

2.3 路面拓寬設(shè)計(jì)

該公路原為雙向四車道，現(xiàn)將其改擴(kuò)建為雙向六車道，且路面彎沉設(shè)計(jì)值確定為0.188 mm，路床頂面回彈模量設(shè)計(jì)值不得低于50 MPa。當(dāng)路面彎沉值低于0.29 mm時(shí)，先應(yīng)對(duì)原路面病害進(jìn)行處治，再采用厚度4 cm的SAM-13上面層加厚度7 cmAC-20中面層進(jìn)行加鋪處理。當(dāng)路面彎沉值在0.29 mm和0.5 mm之間時(shí)，原路面的破損級(jí)別通常為中級(jí)和次級(jí)，當(dāng)超過(guò)中級(jí)時(shí)，先對(duì)原路面病害進(jìn)行處治，采用厚度4 cm的SAM-13上面層加厚度7 cmAC-20中面層進(jìn)行加鋪處理，同時(shí)增加12 cm厚的瀝青穩(wěn)定碎石混合料下面層結(jié)構(gòu)，增大結(jié)構(gòu)層的整體強(qiáng)度;當(dāng)?shù)陀诖渭?jí)時(shí)，先對(duì)原路面進(jìn)行銑刨，處治路面基層病害，在厚度4 cm的SAM-13上面層加厚度7 cmAC-20中面層基礎(chǔ)上增加厚度20 cm的廠拌冷再生泡沫瀝青。當(dāng)路面彎沉值在0.5 mm和0.8 mm之間時(shí)，原路面的破損級(jí)別同樣可分為中級(jí)和次級(jí)，當(dāng)原路面破損級(jí)別低于次級(jí)時(shí)，先銑刨原路面，再針對(duì)基層病害進(jìn)行處治，采用厚度4 cm的SAM-13上面層加厚度7 cmAC-20中面層進(jìn)行加鋪處理，同時(shí)增加18 cm厚的廠拌冷再生泡沫瀝青予以補(bǔ)強(qiáng);當(dāng)原路面破損級(jí)別大于中級(jí)時(shí)，只需要對(duì)原路面病害進(jìn)行處治完畢后再進(jìn)行加鋪處理，在厚度4 cm的SAM-13上面層加厚度7 cmAC-20中面層基礎(chǔ)上增加12 cm厚的瀝青穩(wěn)定碎石混合料，另外還應(yīng)加鋪厚度20 cm的水泥穩(wěn)定碎石基層。

3 結(jié)語(yǔ)

早期修建的公路已很難滿足現(xiàn)有的交通需求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)下其通行能力下降明顯，因此應(yīng)對(duì)公路進(jìn)行必要的改擴(kuò)建處理，為對(duì)公路路基路面進(jìn)行必要的拓寬施工。本文圍繞改擴(kuò)建工程公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行展開(kāi)，詳細(xì)闡述了改擴(kuò)建工程中公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)要點(diǎn)、原則及方案，重點(diǎn)對(duì)公路路基路面拓寬設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，對(duì)路基路面進(jìn)行合理的拓寬設(shè)計(jì)，可有效提高公路的整體通行能力，延長(zhǎng)公路使用壽命，提升公路的行車舒適性和安全性，具有較好的可行性和實(shí)用性。

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