中北工程设计咨询有限公司西安公路勘察设计分公司 陕西西安 710000
摘要：近几年来，社会经济水平不断提高，对公路工程施工建设质量提出了更加高的要求。以往的公路路面存在裂缝、塌陷等诸多质量问题，对车辆行驶安全性产生严重的制约。而新建公路需要投入大量的资源，因此很多单位需要通过改扩建的方式进行处理。经过多年的发展和创新，这项施工技术已经逐渐完善，有效促进了我国公路事业的发展。
关键词：改扩建；公路；路基路面设计；难点
1优化改扩建公路路基路面设计的意义
1.1延长公路使用寿命
路基路面是公路工程的重要基础，其可以直接影响公路工程功能的发挥。路基的强度是衡量大负荷车流量和公路运输量的主要条件，只有路基强度达到设计标准，才能有效提升公路的安全性，避免公路在使用过程中受到破坏。而如果路基强度有待提升，就会使公路承载力逐渐降低，甚至会出现局部破坏，从而引发一系列的质量问题。经相关案例分析后可以发现，原公路工程经常出现质量问题，也是导致公路经常发生交通事故的主要原因，只有对公路路基路面进行合理的设计，才能从根本提高路基的强度，满足运输承载力的需求，使公路使用时间逐渐延长。
1.2提升车辆行驶安全性
外界因素导致路基变形是主要因素，一旦发生路基变形问题，就需要采取切实有效的措施进行处理，以保证公路工程路基的稳定性。我国面积广阔，不同地域的水文地质存在一定的差异，很难从根本上避免因为地质不良导致的公路破坏问题，而水文地质却对公路路基沉降产生直接影响。对公路路基路面进行优化设计，则可以有效解决因不均匀沉降导致的问题，保证行驶车辆的安全性和舒适性。
2公路工程设计的基本原则
2.1充分结合自然环境
进行公路工程设计时，设计路线要确保与公路工程所在地自然环境和谐统一，公路路线的具体走向应与山川、河流、大地相一致，这样的公路线路能够与自然融合为一体，提高公路美感。同时，设计公路路线时，应确保整个公路线路具有连贯、和谐、匀称等多项优点，从而与周围自然景观有效结合起来。此外，车辆在公路上行驶过程中，要尽量确保驾驶人员具有较好视野，并且驾驶员视野可以随着周围环境改变而发生相应变化。
2.2确保科学性
公路工程设计时要对周围的自然环境进行全面考虑，加强生态系统保护。例如，在设计丘陵区域公路时，应确保公路坡度都比较缓和，设计路线时，要对公路路况和地质地貌情况进行全面分析，保证填挖平衡，尽量减少人为因素对自然环境造成破坏。而在陡峭山坡进行公路设计时，公路布设线路要尽量避开山坡处，实际设计过程中，可以通过架桥方式，确保车辆顺利通行。如果在山区进行线路设计，在挖掘隧道时，要对公路工程所在区域地质情况进行分析，通常来说，为了确保隧道挖掘作业的顺利进行以及公路工程最终质量可以满足需求，要选择地质相对较好区域进行隧道挖掘，确保设计方案的科学性。
2.3选取最佳设计方案
土质是公路路线设计过程中的一项重要影响因素，在公路线路选择过程中，应尽量避开断层地区，这主要因为，这种地形一方面会导致公路工程整体预算增加，另一方面也会导致各种危险情况增多。如果在实际设计过程中，无法避开这一区域，那么在具体设计时，应当从诸多设计方案中，选出一种对安全影响最小的方案，确保最终设计合理性。
3改扩建公路路基路面设计优化对策
0改扩建公路的概况和分析
改扩建公路相比新建公路，对工程技术的要求更加复杂，需要结合多个方面进行综合考虑，需要分析公路自身的特点，周围环境，地质情况，公路四周经济发展情况等。比如说，以改扩建某条公路为例，全程需改扩建的路段为8.5km，属于省级二级公路，设计速度 60km/h，同时也是当地的城市主干道，主要负责了这个区域的主要出行和交通任务。因旧路损坏严重，通行能力不能满足现阶段使用要求。现拟将其升级为一级公路，设计速度 80km/h。
3.1线形设计的优化
3.1.1平面线形
改扩建中，若原公路直线长度可以达到改造要求，则无需进行直线设计，仅需根据改扩建要求实施适当的改扩建。而若在改扩建时，直线长度无法达到要求，则要进行专门的直线设计。根据改扩建基本要求，可使用曲线对接的形式对交点进行连接，针对反向曲线，可通过对曲线半径的增加来对接。除直线外，平曲线也具有十分重要的作用，对行车安全有直接影响。设计中，若原公路条件符合改扩建基本要求，则应尽可能的使用原路，对其直线长度及曲线的半径都不予更改。
3.1.2纵断面线形
由于改扩建后公路技术等级提高，所以部分纵坡将无法达到要求，此时应对这些纵坡进行必要的调整。另外，在设计中，如发现现有的竖曲线在长度或半径上无法满足要求，则需要及时改进或重新设计。在实际的设计与优化过程中，应充分考虑坡长及坡度等因素可能带来的影响。在切实满足改扩建基本要求的基础上，优先考虑相对较大的半径及长度，以此保证改扩建公路通行的安全性与舒适度。
3.2路基的加宽拼接
3.2.1路基加宽
改扩建公路路基可以采取单侧和双侧两种不同的方式加宽，以满足宽度要求。在进行加宽时，需要结合具体工程实际，针对性的进行选择，加宽拼接是改扩建公路中最为主要的问题，如果不能进行正确的处理，将会在一定程度上增加路基沉降的发生几率。为了使沉降差可以逐渐下降，控制在合理的范围内，必须从整体方面进行分析和考虑。原有路基沉降已经趋于稳定。而新建路基由于没有收到行车负荷的影响，将会出现较大的沉降，如果对新建路基地基缺乏重视，无法对沉降进行有效控制，那么原有道路和新建道路一定会出现沉降差，无法进行紧密的拼接，对道路的后续使用产生严重的制约。
3.2.2对开挖台阶的处理
为了使新老路基可以顺利连接，控制路基变形问题，在拼接时需要在老路基边坡开挖成台阶状。开挖时对台阶宽度有着明确的要求，不能大于两米；如果受到特殊条件的限制，可以对台阶宽度进行适当的调整。
3.2.3施工控制
为了避免工后道路路基出现形状变化，在施工中可以采取冲击碾压的方式，提高新建路基压实度，并采用分层的方式铺料，再逐层进行碾压。进行预压土施工时，预压时间不能短于180天，同时还需要对沉降进行定期的观测，当沉降稳定后，再继续进行路面施工。
3.3旧路面的利用
尽量利用原有道路，控制改扩建成本，是改扩建公路施工中必须坚持的主要原则。在进行设计时，如果原有路面可以使用，则需要降级利用原有路面材料；针对于沥青路面可以充分应用冷再生技术，以提高路面施工效果，而对于混凝土路面可以直接进行原路面板块拼接，这样就可以对工程造价进行有效控制。对于改扩建公路，如果路面结构没有受到任何的破坏，各项要求与技术标准相统一，那么就可以利用全部路面，将新路面与旧路面进行拼接。新旧路面在进行拼接时，需将原路面结构铣刨成台阶状，并铺设拼接所需要的材料，以确保新旧路面可以准确连接，避免出现裂缝等质量问题。如果原有路面结构非常完整，只是存在一些影响比较小的路面病害，那么原有路面在对病害进行处理后就可以进行利用。在处理病害时，需要对原路面的结构形式予以保留，并在此基础上进行加宽设计。由于原有路面长时间通车，或者受到自然因素的影响，其路面结构稳定性已经逐渐降低，出现了很多的病害，强度与行车符合要求存在一定的差异，这时旧路面就需要直接废弃，重新对路面进行科学、规范的设计，以保证路面施工效果，提高路面质量。
结束语：随着社会经济的不断发展，交通压力逐渐增大，对公路进行改扩建已成为促进交通发展的重要手段。但是，由于现阶段技术不够创新，缺乏一定的经验，在改扩建设计中难免会存在诸多的难点问题。本文对改扩建设计难点进行了总结和分析，并以充分利用旧路为原则，提出了切实有效的设计优化对策。
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