利用二级公路帮宽改造为高速公路的设计体会

2013-08-15信岩

中国新技术新产品 2013年7期

信岩

（黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江哈尔滨 150080）

黑龙江省公路建设三年决战完成了3040km高速公路建设任务，目前全省高速公路通车里程已达到4300km，跨入全国高速公路发达省份之列。我省高速公路的建设，开辟了以省会为中心的通达各市（县）高速公路网的新格局，便利了人民群众出行、改善了公路客、货运输环境，目前这些高速公路均已建成通车，使人们的出行更加顺畅、便捷。为黑龙江省经济的发展创造了有利条件。

黑龙江省现有公路大多数为二级公路标准，路基宽为12m，路面宽为9m。这次开展的高速公路建设项目，其基本指导思想是少占用土地，少破坏环境，充分利用现有二级公路，降低工程造价。而新建一条高速公路与旧路改造相比较，存在很大的不同，首先新建高速公路道路线形不受旧路的约束，各项平面、纵断面指标可以在满足规范的情况下灵活掌握；其次不需要考虑沿线的旧路、旧桥如何利用的问题，对于设计来说相对要简单些。而利用二级公路改建为高速公路，设计时需要解决的主要问题有：现有二级公路存在平、纵面线形指标不高的问题；新半幅与旧半幅路基标高如何确定的问题；旧路、旧桥涵如何利用及如何进行帮宽的问题等。针对这些具体问题我们集思广益提出了具体解决办法，经实践验证效果良好。下面结合二级公路帮宽改造为高速公路的设计特点谈几点体会：

1 解决旧路路面与新帮宽路面标高错台问题

现有旧路已使用多年，很多路面已出现破损，有些已到大中修年限，在帮宽新半幅时如何确定路面顶面标高，是二级路改高速公路必须要解决的问题。如果新路路面标高与现有道路标高一致，将来或几年之内，旧路路面就要进入维修阶段，对原有路面要进行补强或加厚结构层的处理，那时必然会出现旧路路面标高高于新建路面标高，使新、旧路面出现台阶，在路线直线段影响美观，在曲线段特别是有超高的路段，将会出现路面水无法排出，产生路面积水现象，不但对在高速公路上行驶的车辆产生危害，严重的可能造成交通事故，对路基路面本身也会产生不利影响。因此我们在设计中一定要解决好新旧路面的高差问题。在初步设计阶段，就要开始考虑旧路路面补强厚度的预留问题。首先要调查现有道路的使用年限、原设计路面结构和目前使用现状，同时我们对原有道路还要进行路面弯沉检测和对路面钻孔取芯等项工作，在试验室作路面的材料试验和物理力学试验，判断该路的大中修时间、初步确定旧路的补强厚度，并以该补强后的路面标高作为新半幅路基的设计标高。这样使我们的路面设计标高能够控制在合理的范围内。另外我省公路施工期一般为3年，在施工过程中，旧路受到社会车辆和施工载重车辆碾压的影响，使得现有道路的路面使用状况衰减较快，路面承载力下降，也使得路面大中修时间提前。基于这种情况，设计单位还要再对旧路进行一次检查，包括做弯沉检测等，进一步了解道路的技术状况，最终确定旧路的补强厚度。这时确定的路面标高才是最终的设计高。因此在设计中对新帮宽半幅的路面标高的确定，是由旧路路面补强厚度而决定的。

2 解决旧路路面宽度不足的问题

现有二级公路一般修建较早，都是按老标准修建的。二级路路面全宽为9m，不满足高速公路半幅路面宽度10.5m的要求，为此在设计中要考虑解决将旧路面宽度加宽的问题。而加宽这部分的路面结构要与原路相一致，要有一定的强度和承载能力，并与原路面能较好的结合。在旧路改建高速公路过程中，有时采用的是单侧帮宽（1.5m）方案，有时受条件限制要采用双侧帮宽（0.75m）方案。这会给施工带来很大的麻烦。主要问题是施工空间狭窄，施工机械无法进行碾压，不能保证水泥稳定砂砾基层的密实度，影响基层结构的强度和稳定性，施工质量难于保证。为了解决这个问题，我们在设计中考虑采用了多种施工方案如：贫混凝土、素混凝土等方案，经比较最终采用贫混凝土作为基层结构的设计方案。贫混凝土具有易于拌合，不需大型碾压设备，能在较窄的区间施工，施工质量易于保证，且水泥用量少造价低等优点。实践证明，采用贫混凝土的施工方法是完全可行的。

3 旧桥涵的利用和衔接问题

二级路上的桥涵宽度均为12m，旧桥涵使用状况根据交通量和使用年限相差很大，能否利用是未知数。所以在设计之前，首先要对旧桥涵使用现状进行现场调查，并对旧桥进行技术评定，对于评定较差的桥梁，还要进行桥梁检测，看是否能满足规范规定的承载力要求。如果不能满足承载力的要求，是采取加固措施利用该桥，还是废弃建新桥，都要进行详细的论证。除此之外对旧桥涵还要进行水文计算，看现有桥涵的泄洪能力是否满足高速公路要求，桥梁的设计标高是否能满足最高设计洪水水位的要求。我们在设计中主要掌握以下原则：

一是尽量利用现有构造物，对现状较好、技术等级评定较高（2类及以上），洪水频率和荷载标准等均满足要求的桥梁完全利用；二是技术等级评定为中（3-4类），经采取加固措施后的桥梁可以利用；除此之外其他技术等级评定为差、承载力等级低、泄洪能力不满足规范要求的桥涵一律拆除新建。

新桥与旧桥之间以中央分隔带分隔为两个独立的桥梁，因此新桥与旧桥之间无联系，在设计时主要考虑新桥桥长、桥高、上下部主体结构与旧桥相一致即可。

对于新、旧涵洞的衔接比较麻烦。原二级路的涵洞均为圆管涵，改造为高速公路后要将涵身接长，保证涵洞的排水功能。在设计中要解决二个问题：即一是要确定衔接位置，二是接什么结构的涵洞。根据我们以往高速公路的设计经验，新、旧涵洞的衔接点要尽量放在中央分隔带处，主要是该处不受行车的影响、受力较小，不易出现管节脱节现象；对于采用什么结构的涵洞，主要是考虑二级路加宽改造为高速公路后，涵长将增长一倍多，对于路基填土较高、斜交角度较大涵洞，其涵长将达50m-60m，管内容易造成淤积堵塞，公路养护人员疏通困难。基于上述考虑我们在设计中，采用整体性较好、尺寸较大的箱涵作为新半幅的涵洞，便于养护人员进洞清淤。箱涵与旧路的管涵相衔接方式为嵌入式连接方式，保证连接可靠不漏水不脱节。目前省内二级路改造成高速公路中的涵洞都是采用该方法连接的。经哈同、哈牡等高速公路使用效果很好。