试分析既有公路改造升级的设计

王福德

(贵州省兴仁县公路管理段)

1 既有公路改造升级设计前期的重点工作内容

1.1 既有公路竣工图表收集

通过对既有公路竣工图表收集，准确掌握既有公路的等级及技术标准;通常情况下，既有公路的竣工图表是反映该工程建设情况最真实的资料，其中不但记载了各个分项和单项工程的地质条件、设计情况，还有工程中采用的各种措施，特别是一些重大的工程点和地质条件较为复杂路段的处理措施，这部分资料对公路改造升级设计有很大的帮助。此外，利用竣工图表与既有公路通车至今的情况进行比较，能够分析出当时采取的各种措施的实际效果，在改造升级设计阶段可以进行借鉴参考。

1.2 既有公路结构病害和维修记录收集

(1)结构病害。在改造升级的前期阶段，应当对既有公路的路面破坏情况进行调查统计分析，并根据现场的实际情况确定处理措施，即是否对原路面进行利用或是废弃。同时，还应对公路桥梁、隧道、涵洞等构筑物进行结构观测，看是否存在变形情况，如有必要还应进行检测，通过对病害产生的原因进行分析，确定出病害的程度，进而提出初步处理措施。

(2)维修记录。既有公路从投运到改造升级之前的重大维修记录，不但能够反映出该路段的工程和水文地质情况的复杂程度，还能反映出设计措施是否恰当合理、施工质量是否达标等问题。这些都是改造升级设计阶段应当重点关注的问题。

1.3 交通状况调查

在对既有公路的交通安全状况进行调查的过程中，主要是收集往年在该公路上发生的各种事故类别、成因、频率以及区间分布等资料，借此来为公路改造升级设计提供应注意的事项，如平纵组合、超高渐变率的选取、曲线半径以及路侧安全等等，最终目的是提高公路的整体安全通行能力。

1.4 技术指标选用

公路改造升级的过程实质上就是对现有公路的各项技术指标进行适当提高的过程，换言之，改造升级之后的公路其各项技术指标都应当高于原公路。所以，应当充分了解并掌握原公路的平纵面线形指标，这样在改造升级设计中便可以决定是对原路段进行保留或是舍弃，从而使安全、环保、节约的设计理念得以充分体现。

2 既有公路改造升级的设计思路

2.1 既有公路改造升级中路基的设计思路

大量的工程实践表明，路基的横断面设计会对改造升级工程的规模及总体投资有所影响，为此，路基横断面的确定非常重要。一方面应当按照公路等级和交通量预测结果进行选择，另一方面还应当充分考虑路段的功能性质、交通组成等情况，并结合地形、地物以及城镇规划予以确定。同时在建设过程中，还应当加强动态设计，因地制宜进行绿化和防护设计，在提高公路性能的同时，体现出绿色环保的设计理念。此外，在改造升级设计中，还要对新旧路基结合部分的设计予以重点考虑，由于新旧路基之间容易出现不均匀沉降，加之新路基会出现塑性累计变形，从而容易引起新旧路基之间的刚性差异，故此在进行加宽设计时，应当将原路的边坡挖成台阶状，并采取分层填筑的方式，以此来确保新旧路基结合部位的稳定性。

2.2 既有公路改造升级中的路面设计思路

通常情况下，进行改造升级的既有公路其平面线形指标都相对较低，少部分达不到设计要求，若是通过微调可以达到设计标准要求的路段，则可在平面设计中加以利用。在纵断面设计时，应当尽可能满足各个控制点的高程要求，对于利用原桥的路段，应充分利用原路的纵断面，而新建桥梁的路段其纵断面应当高于原路;相交道路中如果被交路段的公路等级较高，纵断面可保持不变，若是被交路段的等级较低，则应当对纵断面进行适当调整，但不得有太大的变动。此外，应当对原有的路面结构进行充分利用，并尽可能满足平纵配合的要求。

3 既有公路改造升级的设计要点

3.1 路基设计要点

(1)路基横断面设计。在本工程中，路基的横断面布置情况如表1所示。路拱的横坡度可以采取行车道横坡的2%，土路肩的3%，全线的超高加宽按照线性过渡的方式进行设置。当超高设置的平曲线半径没有达到不设超高的半径时，全部根据相关规范标准的要求进行超高设置。同时，超高段设置的取值范围可控制在1/175～1/330这一区间之内，过渡方式则可以采用路基超高绕中线旋转的方式进行过渡。

(2)填方路基设计。在对填方路基进行设计时，路基的高度可以按照桥涵的设计水位、50年一遇的路基设计水位+50 cm壅水高、地形地貌、地质条件等因素进行综合确定。在本工程中，最大的填土高度为3.85 m，路基边坡的坡度如表2所示。此外，路基填料应当选择级配相对较好的粗粒土，而路床填料则可选用优质砂砾土或是砂性土，土质条件相对较差的细粒土则可用于路堤底部的填筑。需要注意的是，采用不同填料进行路基填筑的过程中，应当采取分层填筑的方式，并确保同一水平层采用类型相同的填料，路基填料的最大粒径以及最小强度应当满足现行的JTG D30-2011规范中第3.3.1条的规定要求。

表1 路基横断面布置情况

表2 路基边坡的坡度选择

(3)挖方路基设计。挖方段路基的边坡坡度可按照坡高、地质情况，并结合地质报告给出的边坡坡率值进行确定，本工程当中的最大挖深深度为7.79 m。边沟外侧设置1 m宽的碎石台。由于本工程所处的地形条件相对比较复杂，高差起伏较大，致使出现大量的高边坡，经研究后决定采用浆砌石做成实体护面墙进行边坡防护。

3.2 路面设计要点

(1)面层结构。在充分考虑本公路改造升级特点的基础上，并结合国内外成功的施工经验，决定采用沥青混凝土作为路面面层，其结构形式如下。

3 cm细粒式沥青混凝土(AC-13)+5 cm中粒式沥青混凝土(A-16)+玻纤格栅+2 cm沥青砂调平层。

沥青混凝土面层铺设之前，应当先对不稳定的板块进行处理，并对原路面板底压浆和贴缝等情况进行处治。为避免沥青混凝土路面裂缝的产生，决定采取增加沥青混凝土厚度的方法，以此来减缓路面裂缝的产生。按照我国现行的JTG D40-2011规范中的规定要求，加厚层的实际厚度可根据减缓反射裂缝的要求进行确定，即二级公路最小厚度为7 cm。为了进一步提高本公路的路面面层质量，并延长其使用年限，决定采用3 cm+5 cm的二层式结构。同时，在3 cm机动车道防滑层中添加增强纤维，以此来提高机动车道的整体强度和路面平整度。

4 结论

总而言之，既有公路改造升级是一项较为复杂且系统的工程，与新建公路相比，改造升级的难度更大，工作量也更为繁重。为了确保改造升级能够顺利进行，除了应当做好设计前期的相关工作之外，还要采取科学合理、切实可行的设计方法，并从全方位的角度进行综合考虑，在最小投入的基础上，打造优质工程，这对于促进我国公路事业的发展具有非常重要的现实意义。

［1］彭志群，王吉平.干线公路改造中城镇段路线方案探讨［J］.公路工程，2013，(4).

［2］庞华强.结合交通部公路设计新理念谈山区公路路线设计［J］.城市道桥与防洪，2010，(10).

［3］李红，林宣财，王少君.山区一级公路高速化改造工程关键技术研究［J］.中外公路，2008，(10).

［4］高军，王华.山区高速公路路线设计中应考虑的关键问题［J］.交通标准化，2009，(7).

［5］张荣辉，谢小辉.分析公路路线设计中应注意的几点问题［J］.工程建设与设计，2013，(9).

［6］吴羡，杨海，赵永国.山区一级公路升级改造工程的关键技术［J］.中国公路学报，2013，(5).