改扩建公路路基路面设计优化措施研究

杨永辉

摘 要：随着社会的发展，人们经济水平的提高，人均汽车保有量越来越高，公路上车辆通行量不断增加。经雨水的侵蚀和车辆的不断经过，公路工程会老化损伤，在运行中有可能出现裂缝、塌陷等问题。为了满足日益增加的交通需求，便于人们出行，对公路进行改扩建已刻不容缓。在改扩建施工中，为提升工程质量，确保公路行车安全，需要采取相应措施，来优化公路路基路面设计。

关键词：改扩建公路;路基路面设计;结构设计;排水功能设计

中图分类号：U418.8 文献标识码：A

近些年来，随着汽车数量不断增加，交通需求的提高导致公路工程施工建设质量提高。以往的公路路面存在裂缝、塌陷等诸多质量问题，对车辆安全行驶有着严重的威胁。而新建公路需要投入大量的资源，在原有公路上进行改扩建既能缓解交通压力又能节省资源，因此很多公路工程需要通过改扩建的方式进行处理。

1 公路改扩建中路基路面存在的问题

新旧路基拼接不当导致新路基不均匀沉降是改扩建技术中最容易出现的问题，已经拥有的公路承受了多年的车辆荷载，日晒雨淋，使得旧公路路基的沉降状态已趋于稳定，而新改扩建的路基从其的土基至面层没有出现固有沉降，所以在新旧路基的交汇处非常容易出现路基危害，比如裂缝、错台等。

对路基进行加宽是公路扩建中的首要选择，新旧路基交界是否容易发生病害和新旧路基拼接位置的选择由路基加宽一侧决定。如果想让设计变得简单，使得道路施工更加方便，并能准确地预测出路基的最差位置，统一选择加宽左侧、右侧或两侧路基是非常方便的方法，但是此方法却会造成大量的资源浪费甚至涉及到征地拆迁，若在山区道路中实施此方法可能会对自然生态环境造成破坏。

公路改扩建工程的一个很重要的部分是新旧路基的拼接，如何处理新旧路基交界处不仅决定着新旧路基的连接性，还会影响改扩建完成后路基的整体性。材料性质的不同和技术的不同会导致在新旧路基的拼接过程中新旧路基拼接不当，导致路基结构变得脆弱。

在道路的改扩建过程中，还面临着不能充分利用原有道路的问题。另外，施工方为了获得更多利益，弃之不用很多材料、工程质量合格的旧的道路，提高了整个道路的改扩建造价成本。

2 改扩建公路路基路面设计优化的作用

2.1 提升工程整体质量

在改扩建施工过程中，应该对路基路面工程进行合理的规划，合理的改扩建的方案可以使后续施工顺利进行，改扩建方案如果与实际情况存在较大差异，会影响工程质量。如何优化路基路面结构设计、合理安排施工人员、机械设备、寻找合适的施工材料，来推动改扩建施工顺利进行，提升公路工程整体质量是一个优秀的施工单位需要考虑的。

2.2 延长公路使用寿命

路基的强度是衡量公路负荷车流量和公路运输量的主要条件，公路工程的重要基础就是路基路面，路基路面直接影响到公路工程的发挥。只有路基强度达到设计标准，才能确保公路的安全性，防止公路在使用时突然毁坏。如果路基强度达不到设计标准，就会导致公路承载力逐渐降低，出现局部破坏，从而引发塌方等事故。经相关案例分析后可以发现，原公路路基强度达不到设计标准是导致公路经常发生交通事故的主要原因，对公路路基路面的设计是否合理，能影响路基的强度，运输承载力，公路使用时间，一个合理的设计能提高路基的强度、运输承载力、公路的使用时间。

3 改扩建公路路基路面设计优化的问题

3.1 路基路面结构设计问题

进行优化路基路面结构设计时，需要实地进行汽车通行量的统计并对今后汽车通行的增加量进行预测，两者数据结合起来进行设计，以缓解交通压力，防止交通拥堵，减少施工次数。然而，有些施工单位为加快施工进度，没有对公路工程的技术指标进行合理规划，只看眼前车辆通行数量，没有考虑今后的汽车通行量，使得路基路面结构设计不合理，路基路面结构组成不符合要求，造成交通拥挤，造成资源浪费。

3.2 新旧路基沉降差异

新建路基重力荷载导致的地基沉降;新建路基在自身重力下产生的压缩变形;公路运营时，在车辆荷载下产生的路基塑形变形是新建路基的沉降主要原因。旧路路基沉降因公路多年运营已基本完成，再承受汽车荷载沉降极小，而新建路基在公路建成通车的汽车荷载下将会大幅度沉降。新建路基的沉降量显著高于旧路路基，是导致新旧路基的不均匀沉降的主要原因。

3.3 欠缺对公路道路线性全面考虑

在对改扩建公路路基路面设计时，需要对交通量进行预测，所有的设计内容都必须严格按照交通量进行规范性的设计。可是在实际改扩建设计过程中，部分设计单位过于追求设计进度，没有对交通量进行全面的考虑和分析，导致很多公路道路的设计宽度与实际要求有很大差别，致使路基路面设计真正的作用和价值无法发挥。导致公路工程改扩建以后发生许多问题。

3.4 路基路面排水功能设计问题

排水设计也是道路改扩建施工的重点。如果路基路面排水設计不合理，雨季时路面容易积水并下渗，会使路基路面受到破坏。改扩建施工单位需要提高对路基路面结构排水设计的重视程度，合理设计路基路面的边沟、排水沟、截水沟等，以便将积水和雨水顺利排出，从而保证改扩建后公路的使用寿命。但部分设计单位对结构排水设计并不重视，对路基路面排水设施缺乏合理规划，影响公路建成后的使用。

4 改扩建公路路基路面设计优化措施

4.1 在改扩建公路时，要对道路的线形进行考虑

道路改扩建的根本目标是缓解道路拥挤和满足日益增加的交通需求。在改扩建道路时，应注意提高道路交通的安全性等级和舒适性，所以在对原有的道路进行改动时，应进行一些线形指标的改动，这些线形指标主要包括平面线形和纵断面线形。

4.1.1 在改扩建道路时，对于平面线形的设计

道路改扩建过程中平面线形设计的主要体现是平曲线和直线。在道路的改扩建过程中，使用最多的就是直线的设计，直线设计是平面线形设计的重要组成部分。如果原有道路的直线长度满足改造的要求，则不需要直线的设计，只需要按照扩建的标准进行扩建就可以了。反之，直线的长度不能满足改扩建的要求，那么就需要使用直线的设计，按照扩建的要求，将相邻的两个交点对接，然后再合并成一个交点。此外，也可以用复合形曲线对接，扩大圆的半径，然后用s曲线对接，即可满足道路扩建的要求。以上是直线平面形设计的用法，在平面线形中还有另一个重要的组成部分，就是平曲线。平曲线在道路扩建中起着重要的作用，影响着整个道路的行车安全。如果原有道路的条件满足道路改造的要求，需要尽量利用原有道路，尽量不改变原有道路的长度和曲线半径。

4.1.2 在改扩建道路时，对于纵断面线形的设计

在纵断面线形的设计中，有纵坡和竖曲线设计两个重要的内容。在道路的改建造过程中，对道路的等级系数和安全度要求更高，有些旧的纵坡不能满足改扩建道路的要求、一些竖曲线的半径和长度都达不到改造要求。这时，我们要对不能满足要求的纵坡进行调整，在满足道路改扩建要求的前提下，尽量减少对坡度的调整，减少工作量。

4.2 路基的加宽拼接

新旧路之间的加宽拼接是改扩建公路存在的最大问题，如果处理不当，新旧路基的不均匀沉降就可能会产生纵向裂缝。为了保证拼接的成功，就得将新旧路基的沉降差减小，可以从以下几个方面着手处理：

4.2.1 对新建路基地基的处理

在自重应力及行车荷载的作用下，老路基的地基的固结沉降基本完成，而新建路基则存在着较大的施工沉降和工后沉降。新老路基必然会有很大的沉降差，如果对新建路基地基进行处理就可以使新老路基拼接成功。

对新建路基地基常见的处理的方法有：复合地基法、轻质填料法、排水固结法、强夯法等。还需要在新建路基地基处于地下水丰富的区域铺设一层透水性材料。对于基地的压实，必须满足施工规范的要求，从而减小工后沉降以及新老路基的沉降差。

4.2.2 对开挖台阶的处理

在拼接时应将老路基边坡开挖成台阶状，是为了加强新老路基的连接，促进新老路基之间的协调变形。出于施工的需要，满足摊铺和压实的施工需要，在开挖台阶的过程中要注意其台阶宽度不能小于两米，即使受到其他不可抗力因素的制约，台阶的宽度至少也不能小于一米，并且应开挖成内倾斜坡，增强新老路基之间的联接和整体性可以铺设土工格栅。

4.3 对不良路段的处理要點

需要采用基底换填的处理方式来解决新建路基地基路线的不良路段部分，将周围的腐植土挖除换成石灰土和沙砾，使毛细水无法持续上升，稳定新建公路路基，可以将腐植土丢在护坡道处;挖开旧路翻浆路段下层的不良土质，同样换填成石灰土和沙砾。

4.4 路面路基排水设计

路面路基排水设计应注意：为了保证路面路基的可靠性和稳定性，使路基的排水更加顺畅，需要在浅挖方路段进行浆砌片石矩形边沟的设置。同时，当填方路段的地表自然坡度在0.5%以内，则不需要设置排水设施;坡度介于0.5%至3%时，则需要设置土质排水沟进行积水的清理排泄;坡度大于3%时，则需要设置浆砌片石排水沟;一旦超过10%，则需要设置急流槽以保证功能能够正常使用，并延长公路的使用寿命。

5 结束语

在进行道路的改扩建时，新旧路面的衔接问题是该技术的核心问题，设计人员进行道路改扩建设计时应具体考察并计算交通量使设计变得更加合理、完整，施工人员应以严格的质量标准和技术标准，选择合适的材料进行道路的改扩建，一定要以公路工程项目的现实情况为依据，通过全面的论证与深入的比对，选择一个科学合理、切实可行的改造设计方案，对工程项目进行科学的改造，提高公路的改扩建水平，并严格抓好施工环节，以保证改造后公路的质量。

参考文献：

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