公路路面扩建工程勘察设计模式及技术

金明磊

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 公路路面扩建工程设计要点

1.1 线形设计

(1)平面线形设计

①直线设计：对于同向曲线，可以用凸形、卵形、复合形、C形曲线连接，可以依照现在的技术标准利用基本型曲线方法，将两个相邻交点合并为一个；可以在用S形曲线连接的同时扩大半径，满足现有技术对反向曲线的技术要求；

②平曲线设计：在公路改扩建的过程中，需要研究与分析原有公路的圆曲线半径和回旋线的长度是否能够满足改扩建后的技术要求，进而决定是否需要改变原有公路的圆曲线半径和回旋线长。

(2)纵断面线形设计

①纵坡设计：对于已不适应时代需求的旧路纵坡必须加以改造，对于纵坡坡度和坡长，可在最大限度上减小纵坡坡度，同时在满足技术要求和较小工程量的前提下，满足最大、最小坡长的要求；

②竖曲线设计：如果竖曲线的长度和半径在改扩建后不能满足现有的技术要求，就要重新设计，设计时不仅要使各项指标均满足现有技术标准，而且在最大限度上采用较大的竖曲线半径和长度，使行车安全得到保障。

2.2 路基加宽

(1)新建路基地基的处理。常见的处理的方法有：强夯法、置换法、排水固结法等，在地表有硬壳层的情况下，路基下土层实际附加应力更小的原因主要是路基填上高度小，所以作用于地基上的附加应力较小，故在公路改扩建路面路基的设计及施工过程中应尽量利用原状土结构强度，最大限度的保持下卧层。在路基填筑时，为了加强路基强度和板体作用可铺设土工布或土工格栅，避免由于路基不均匀沉降出现反射裂缝现象；

(2)开挖台阶：在拼接时为了加强新老路基的联接，促使新老路基之间能够更好的结合，应将老路基边坡开挖成台阶状。为了满足公路路面路基改扩建施工的需要，正常情况开挖的台阶宽度一般不小于2.0 m，特殊情况下也不得小于1.0 m，且要挖成内倾斜坡。

2 公路路面扩建工程勘察设计技术

2.1 总体设计技术方案原则

(1)总体考虑扩建与罩面的技术方案，路面扩建完成后，集中一段时间进行全线罩面；(2)有利于优化交通组织，提高道路服务水平，便于道路维护和交通管理；扩建工程的实施要找到合适的交通组织方式以提高道路的服务水平，方案选择要兼顾道路养护和事故处理时交通组织的需求。(3)合理组织施工，尽可能缩短建设工期，科学拟定施工方案，减少对老路交通的干扰。

2.2 平面拟合

维持原平面线形设计不变，以现有构造物为主要控制条件，不改变互通式立交、主线桥梁、隧道以及上跨分离式立交桥等位置的平面线形，拟合道路中心线，参考以往扩建工程的经验，平面线形拟合的误差与实测值应控制在10 cm内。参考某高速公路施工图设计资料及竣工资料，结合GPS测量的中央分隔带两侧、构造物特征点等的平面坐标值，以此为基础拟合道路中心线，最大限度地拟合出老路的实际线形。

2.3 纵面设计

遵循纵面线形设计的一般原则，满足平、纵面配合基木要求；在原纵面设计标高基础上，根据沥青路面罩面厚度、水泥路面加铺厚度确定纵面标高；与桥面改造方案相配合，满足桥梁的桥面标高，以原桥面标高拟合路线纵面；根据GPS、全站仪测量的老路坐标及电子水平仪实测的路面高程点，以桥面、隧道进出口、上跨分离式立交为控制，每个路基断面施测，分别位于行车道的两侧边缘和硬路肩右侧边缘。

2.4 明式构造物与拟合平纵面偏差情况

明式构造物是拟合路线平、纵面须优先考虑的因素，在保证路基偏差不太大的情况下充分考虑明式构造物的控制，最大限度地保证拟合线位与其相吻合，降低施工难度。

2.5 超高横坡值较大路段

超高整体式路基采用绕中央分隔带边缘旋转，两侧行车道成为独立的单向超高横坡;中央分隔带保持水平状态，硬路肩一般采用2%外向横坡；分离式路基绕设计线旋转，超高过渡段渐变方式为三次抛物线。

3 实例分析

3.1 工程概况

某公路改扩建工程全长11.80 km，一级公路，设计速度为60 km/h，沥青混凝土路面；全段共设大桥2座、中桥2座、分离式桥2座、隧道1座、通道及箱涵16座。

3.2 勘察技术方法

(1)地质调查：了解场地及附近的地质构造、地层岩性、水文地质情况、不良地质现象以及地下暗埋物的分布，为勘察施工提供指导依据；

(2)取样：在原地面或路面设计标高以下1.5 m内，其取样间距为0.5 m；

(3)水文观测及水样采集：钻探过程中准确测量地下水位，水位稳定时间至少为24 h，并在勘察作业完成后进行统一测量，且测量精度误差应控制在2 cm范围内；

(4)原位测试：对分布于场地内的粘性土进行标准贯入试验，评价其强度、变形参数、承载力；对场区存在的填土层、砂卵石层、碎石土层进行圆锥动力触探测试，进行力学性质分层，判断其密实度，确定其承载力、变形模量及其他有关力学指标。

(5)物探：本标段结合现场的地形地质条件，共布置物探测线19条，对个别岩溶发育段加密布设测线。

3.3 项目勘察结论

(1)区断层为非活动断层，场地整体稳定，沿线分布的软土、岩溶溶洞、崩塌体规模较小，适宜建设；

(2)场区地下水对对混凝土结构具有硫酸盐、镁盐、氯盐和侵蚀性CO2的微腐蚀性；

(3)拟建场地局部地段分布有软土，层厚0.5～3.5 m，需采取必要的工程处理措施；其余路段路基可在清除表层松散耕植土后以强风化基岩作为路基持力层；

(4)场区硬塑、可塑粘土为中压缩性土，中、强风化基岩强度较高，均为良好的路基持力层。土层厚度不均对道路路基稳定性也有一定影响，根据开挖实际情况作结构或换填处理。

4 结 语

综上所述，对公路路面进行改扩建的目的在于满足我国当前交通状况和道路服务水平的需要，为了缓解现阶段道路交通矛盾日益加剧的问题，需结合相关标准对道路进行改扩建，且在改扩建工程中对工程所在地区的实际情况进行勘察是一项重要工作，可结合勘察结果制定科学合理的扩建方案，这对于提高道路等级、保障行车安全等具有重要意义。