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浅谈改扩建公路路基路面设计

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：邓通

[导读] 摘要：随着社会经济环境的不断变化，公路交通车流量逐渐增加，经常出现道路堵塞问题，人们对交通运输的承载力也提出了更加严格的要求。

        海南未来海岛建设工程咨询有限公司海南海口 570100
        摘要：随着社会经济环境的不断变化，公路交通车流量逐渐增加，经常出现道路堵塞问题，人们对交通运输的承载力也提出了更加严格的要求。为了满足人们的出行需要，必须对以往的交通建设工程进行改建。由于要结合原有道路现状进行改扩建，所以在进行设计工作时会面临许多的困难，只有准确把握设计难点，科学进行设计，才能从根本保证后期施工建设的顺利进行。
        关键词：公路路基；设计难点；优化对策
        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。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改扩建公路路基路面设计重点
        2.1旧路调查及检测
        对于旧路改建项目，既有道路现状调查及检测是至关重要的。既有道路现状调查及检测是改建方案研究的重要依据，也是设计参数选取的重要来源。对此我项目组将成立外业调查组，对既有道路现状进行详细的调查、记录。主要工作内容有：调查既有路基的破坏形式、破坏程度、破坏长度等，既有防护排水设施的形式、尺寸、长度、使用状况等。
        既有道路的路面状况和结构性能指标，是路面结构改建中重要的设计参考依据。为了更好地利用旧路面，设计合理的加铺结构层，我们将委托专业的检测单位进行旧路面检测。并对检测单位做了如下要求：
        ①调查沥青路面破损情况包括路面病害类型（检测数据以100m为单位）、平整度（检测数据以100m为单位）、严重程度、范围和数量等；
        ②检测沥青路面弯沉（检测数据以20m为单位）左右两车道各一组数据记录，检测评价既有路面结构承载能力；
        ③沥青路面钻孔取芯，选择病害典型路面状况，挖探坑取样并做土基现场CBR试验或取现场土样在实验室里做CBR试验，调查分析既有路面厚度、层间结合及病害程度情况；
        ④调查水泥路面破损情况包括断板率、裂缝、错台、修补面积等；破损情况逐板调查并记录，对每块板进行编号并画出示意图；
        ⑤选择典型水泥破损路面状况，分层钻芯取样，调查现有路面的结构厚度和材料组成（包括面层、基层及垫层），测定旧混凝土抗压强度、抗弯拉强度等，并分析破坏原因；
        ⑥检测路面板角弯沉值和接缝传荷能力等检测；每4块板检测一组数据。
        2.2新旧路基拼接问题
        根据扩建基本原则，本项目旧路扩建方式主要有单侧加宽、双侧加宽。根据现状旧路路基现状、用地范围、周围地形条件等特点，对旧路采用单侧或双侧加宽方式进行比较选择，具体如下：
        ①单侧加宽
        大部分旧路路基一般需要加宽，如果采用单侧加宽，仅需对单侧进行拼接处理，同时，单侧拼接可以回避部分路侧的河塘，减少了不必要的清淤回填工程量。另一方面，采用单侧加宽，可以减少老路开挖，同时方便今后新老路进行大修。

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单侧加宽还有利于施工期间交通组织，现状车辆仍可利用老路通行。
        ②双侧加宽
        大部分项目路段会因房屋拆迁等原因或线形缘故，可选择采用两侧加宽，但两侧拼接宽度均较窄，施工难度较大，施工质量较难控制。双侧加宽也不利于施工期间交通组织，对正常交通有一定的影响，施工前需在老路两侧设施工便道。
        综上分析，对于一般路段，无建筑物限制，建议尽量采用单侧加宽方式，既保证拼接段施工质量，又节省工程造价。对于条件受到限制时，考虑采用两侧加宽。
        新老路基拼接时，先拆除原边坡防护，清除老路边坡表面草皮、腐殖质土后沿老路边坡坡面开挖台阶，边坡表层清除厚度设计时按平均厚度30cm计，清除表土不得重新用于填筑路基，路基压实度按规范标准执行。台阶自上而下开挖，台阶宽度≥100cm，台阶底向内倾斜3％，台阶开挖后应及时回填，台阶高度根据现场实测边坡放样,本次设计暂按40cm考虑。为减少新老路基不均匀沉降，拼宽部位拟增设钢塑格栅。分别于路床顶面以下40cm、80cm处，钢塑格栅幅宽4m，拼宽宽度＜4m时，满幅铺设。
        2.3旧路路面加铺方案
        改建后路面结构一般采用沥青混凝土路面。既有道路大部分为水泥混凝土路面，少数路段为沥青混凝土路面。加铺方案大致分为1.在原有沥青混凝土路面上加铺沥青混凝土结构层。2.在原有水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土结构层。
        当既有道路为沥青混凝土路面时，①局部病害处治后，直接在既有路面顶面加铺一层或多层结构层。②将既有路面铣刨至某一结构层或将既有路面就地再生后再加铺一层或多层结构层。
        当既有道路为水泥混凝土路面时，①旧路面采用素混凝土拼宽后加铺沥青混凝土结构层。②旧路面打裂压稳做基层加铺沥青混凝土结构层。采用拼宽方案时，旧水泥混凝土路面必须进行处治，应更换破碎板，修补和填封裂缝，压浆填封板底脱空，磨平错台，清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。
        由于路面改建工程影响因素多，尤其既有路面结构层性能评估和剩余寿命预估困难，改建设计除依据必要的计算分析外，尚需注意结合工程经验确定改建方案。
        2.4软土地基处理
        软土地基处理的一般方法有：1.堤身自重挤淤法。2.抛石挤淤法。3.清淤换填。4.垫层法。5.预压砂井法。6.振动水冲法。7.旋喷法。8.强夯法。9.土工合成材料加筋加固法。结合项目区域的地形、地貌和本区域内项目的经验，一般项目软土地基处理以抛石挤淤法和清淤换填为主。
        一般项目区域内的水田、鱼塘等地进行清淤处理，确保回填土的密实、稳定及挖方区的施工安全。清除后的淤泥集中堆放，供后期环境绿化。在清淤前应先行排除积水，并确保排除的积水不影响其他区域。道路路基填方范围内的淤泥清除厚度根据现场情况确定，以施工时看见老土为准。软土路段采取如下处理方式：
        对淤泥或潮湿土深度大于2m的路段，可采用抛石挤淤的施工方法，以提高地基的强度，要求抛投片石的最短边尺寸不小于 30cm，抛投顺序以路堤的中部开始，向两侧扩展，从高向低处扩展，宜采用重型压路机碾压，以便填石压密，然后在其上铺设碎石反滤层，厚度50cm，再行填土分层碾压。
        对淤泥或潮湿土深度小于或等于2m的路段，可采用清淤换填的施工方法，将表层淤泥清除，换填碎石土，碎石垫层应选用碎石、角砾、沙砾，应级配良好，不含植物残体、垃圾等物质且碎石含量应＞60%。
        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，由于现阶段技术创新不够，改建设计经验不足，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。
        参考文献
        [1]俞记生，程淑薇.公路改扩建工程要点分析[J].交通世界，2019（34）：60-61.
        [2]王新华.原有公路改扩建设计分析[J].山西建筑，2010（34）：279-280.
        [3]谭专专，刘李平.市政道路改扩建路面结构研究[J].珠江水运，2018（22）：77-78.