精细化理念在旧路改造设计中的应用

张 哲

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽 合肥 230088）

1 概述

G311亳州段东西横穿亳州市谯城区，作为亳州市“十三五”规划线路中重要一环，东西分别与河南相接，是过境交通的主要运输通道，也是区域路网联络的重要组成部分，交通量大，重载车辆多，既有道路已不能满足安全畅通要求，急需改建升级。

图1 G311亳州段

依据上阶段批复文件，G311亳州段将改造为一级公路，穿集镇段结合市政功能。项目分为东、西两段，全长20.774km，采用双向四车道一级公路设计标准，公路段设计速度80km/h，路基宽度24.5m；穿集镇段设计速度60km/h，路基宽度36.0m。桥涵设计汽车荷载等级采用公路—Ⅰ级。

项目全线为沥青混凝土路面，营运期间管养部门进行了及时、高效地养护维修工作，目前路基路面结构保持了较好的使用状况：路基稳定，道路整体使用状况良好。

2 项目特点

2.1 旧路养护及时有效，路面强度指标高

道路专项检测显示：路基填料主要为黄褐色粘土，较为密实。土样干湿类型共检测29组，干燥样品23组，中湿6组，均处于中湿或干燥状态。

路面损坏状况指数PCI评价等级为优良的占97.8%；钻芯取样结果与原有路面设计厚度及历年养护历史基本相符。弯沉值检测平均值为8.36（0.01mm），代表值为 10.21（0.01mm），变异系数14.8%，路面强度系数2.76，路面强度指数100.0，路面强度总体评价为“优”。

2.2 旧路平纵指标较好，但纵坡较缓，局部路段排水困难

现状路线共设平曲线16处，最小半径300m，满足设计速度80km/h一级公路标准。现状纵断面纵坡最小0.01%，最大1.21%，满足设计时速60～80km/h一级公路标准，但纵坡普遍较缓，坡差较小。

图2 道路与两侧地块竖向高差现状

图3 道路与两侧地块竖向高差现状

项目一般路段未设置排水边沟，采用横坡散排至两侧沟塘。因土路肩植草，局部路段横向排水受阻，纵向因坡度较缓亦无通畅排水通道，路面有积水现象。

2.3 旧路历经多次养护和加铺，现状路面高于两侧地块

项目修建时间较早，历年养护中根据道路的使用状况进行了路面加铺改造或反复罩面等处理，既有道路路面顶标高与两侧地块存在一定高差。

3 精细化设计

项目为旧路改建工程，拼宽部分按照新建道路实施。旧路加铺方案结合旧路专项检测数据，采用沥青路面结构计算软件（APAD）进行加铺层计算，结果表明因旧路强度高，仅加铺罩面即可。加铺方案为：旧路铣刨1cm后撒布粘层油，直接加铺 4cmAC-13（改性）+6cm AC-20C（改性），路面加铺厚度为9cm。结合项目特点，精细化设计执行如下。

3.1 多举并措，统筹兼顾，充分利用旧路结构强度

3.1.1 合理选用平纵指标，充分拟合旧路

平面：一般路段拟合旧路中心线，平面线形指标较差或结合保通需求对局部路段线形进行优化，并避让重要结构物等控制因素[1]。经统计，本项目利用旧路长度20.084km，占项目全长的96.7%。

纵面：在满足河流水位，公路段超高排水坡度要求前提下，根据旧路路面加铺方案拟合旧路纵断面[2]。其中，项目东段纵断面共设变坡点58处，其中，相邻纵坡坡差＜0.1%共10处，0.1%≤相邻纵坡坡差≤0.5%共31处，0.5%＜相邻纵坡坡差≤1.0%共8处，1.0%＜相邻纵坡坡差共8处。项目西段纵断面共设变坡点39处，相邻纵坡坡差＜0.1%共5处，0.1%≤相邻纵坡坡差≤0.5%共26处，0.5%＜相邻纵坡坡差≤1.0%共5处，1.0%＜相邻纵坡坡差共2处。相邻纵坡坡差普遍较小，其分布图如图4。

图4 相邻路段纵坡分布

3.1.2 合理归整分段，顺接既有道路横坡

参照《高速公路改扩建设计细则》（JTG/T L11-2014），为最大程度利用旧路路面结构强度，行车道及硬路肩路拱横坡在满足排水条件下贴合旧路横坡[3]，拼宽新建部分顺接既有横坡。

经统计分析，本项目旧路横坡主要区间为0.5%～2.5%，综合考虑排水需求、施工可操作性和适当优化的原则，项目道路横坡取值范围为1.0%～2.0%，横坡分布比例如图5、图6。

3.1.3 为减少对旧路破坏，中分带采用分设式混凝土护栏

鉴于中分带设置在旧路中间，波形梁护栏立柱难以打入，且对旧路破坏较大[4]，改建设计中分带统一采用分设式混凝土护栏。

3.2 完善排水设施，超高段采用双路拱超高过渡

3.2.1 一般路段

公路段：路面采用分散排水方式，路面水通过土路肩排至道路两侧现状沟渠或增设的排水沟中[5]。

穿集镇段：依据《亳州市谯城区张店乡总体规划》、《亳州市谯城区五马镇总体规划》、《亳州市谯城区十八里镇总体规划》及道路纵断面布置，雨水管道沿道路纵坡布设，分别排入沿线涡包河和排水沟渠，经汇集后最终排入涡河。

3.2.2 超高路段

图7 增设路拱超高渐变的超高过渡

图5 项目东段道路横坡取值分布

图6 项目西段道路横坡取值分布

公路段超高方式：设计中尽量拟合了旧路的纵坡和横坡，道路合成坡度较小。超高过渡段路面易出现宽而平缓路段，对排水不利，因此在超高过渡段设置两个路拱，以行车道分界线为界，分别进行超高过渡。

公路段排水设施：超高段排水由汇水槽和横向排水管组成，首先通过汇水槽进行雨水收集，并通过纵向20m设置一道的直径30cm的横向排水管将路面水排出道路范围之外。汇水槽采用浅碟形，盖板采用C30混凝土预制，沟身采用C30现浇混凝土。为便于上部水流能及时汇入下部沟身中，纵向间隔4m设置一道长度100cm的带孔盖板。

图8 公路超高段排水设施布设

穿集镇段：十八里镇段K168+143.287 ～K168+270.65、K168+555.65 ～K168+984.957、K170+388.248 ～K170+523.246属于超高段圆曲线范围，该段机动车道雨水口采用曲线内侧加密布置（加密间距为10m）和曲线外侧取消的布设方式。

3.3 结合项目改建特点，因地制宜，加强周边地块竖向衔接，体现便民

项目经加铺改造和历年养护，行车道路面标高高出周边地块约0～60cm。设计中为加强竖向衔接，侧分带设置10%横坡，并在侧分带和慢行车道之间设置不同高度的缘石，缘石高出周边地块高△H，△H具体高度以方便周边地块出行为首要考虑因素，配套缘石高度分别为30cm、35cm和60cm。

图9 行车道与慢行车道纵向分布图

局部路段通过缘石高度难以实现道路和周边地块衔接时，慢行车道进行独立的纵面设计，其纵面高程在侧分带开口处顺接主行车道设计标高。慢行车道纵面设计完毕后，配套修改道路横断面设计图，并结合△H的高差采用相应的缘石或支挡结构物。

4 结论

①旧路改造项目既有道路结构强度较高时，道路平纵和横坡应在满足规范要求前提下充分拟合旧路，最大程度利用旧路结构强度，节约工程投资，降低工程造价。

②旧路改造项目配套齐全完整的排水设施。考虑超高路段存在宽而平缓路段，对排水不利，可在半幅设置两个路拱，分别完成超高过渡，分散雨水集中排放强度，提高行车安全。

③旧路改造项目当主车道与两侧地块高差较大时，慢行车道可结合两侧地块高程设置独立的纵坡，并将对应标高反映至横断面设计图中以指导施工，最终实现主线与两侧地块高程顺接，利于出行。