公路路基设计中改扩建分析

2022-04-18李秋申宋雪蕾

交通科技与管理 2022年6期

李秋申　宋雪蕾

摘要公路作为重要的交通工具，随着社会经济的快速发展，交通量逐渐增加，对公路的需求也越来越多，进行公路进行改扩建成为解决这一问题的重要手段。公路路基改扩建过程中设计工作需要注重合理性，以便确保原有路基和新建路基的整体稳定性，研究就公路路基改扩建的重要意义、目前存在的问题及解决对策，总结公路路基改扩建中的相关要点，期望对相关从业人员有所帮助。

关键词公路;路基设计;改扩建;要点

中图分类号 U416.02 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）06-0087-03

引言

公路改扩建能够有效解决公路交通量的压力，而且公路的建设状况直接反映了城市的发展状况，对于社会经济的进一步发展具有促进作用，基于此，需要注重对公路路基改扩建的研究分析，对现存问题的设计要点进行总结，为公路路基改扩建工程顺利进行，有效实现公路的改造和升级提供保障。

1 公路路基设计的重要意义

1.1 延长公路的使用寿命

公路路基的强度与公路承受载荷的能力直接相关[1]，高强度的路基能够保障公路顺利通行较高的车流量与高负荷运输量，确保运行车辆的安全，避免车辆通行过程中公路发生损坏[2]。通过对公路路基进行合理设计，可以实现其功能的强化，提升公路路基的强度，满足高强度的运输需求，避免公路在运营过程中发生损坏，有利于延长公路使用寿命。

1.2 提升车辆行驶安全性

公路路基在外部影响下容易发生变形、损坏等情况，如国内不同地域的水文地质结构存在差异，当地环境影响公路路基的稳定性，进而发生形变，而且这一问题在面积广阔的中国尤为常见，难以得到有效解决[3]。通过对公路路基的设计可以减轻水文地质结构造成的不均匀沉降问题，避免公路路基发生破坏，确保车辆的安全通行。

2 改扩建中公路路基设计面临的问题

公路的改扩建工程是在原有公路的基础上进行强化，其目的是提升道路的等级或通行能力，使其可以满足更高强度的车辆通行需求。原有公路已经保持较长时间的运营，公路路基等可能发生破坏和形变，进行改扩建工程时需要注意公路路基的设计工作，首要问题就是新旧路基之间的协调问题。新旧路基之间发生差异沉降，对公路的外观和使用性能造成影响，也不利于改扩建项目顺利推进[4-5]。以下是公路设计中改扩建方案常见两种（见图1～图2）。

3 新旧路基间差异沉降的措施探讨

3.1 改扩建中公路新旧路基差异沉降问题的应对措施

3.1.1 改扩建中公路新旧路基基底稳定性的应对措施

新旧路基基底稳定性会造成差异沉降，进行公路改扩建的路基设计过程中，需要正确做好当地的地质勘探工作，明确改扩建公路附近的地质状况，评估是否存在不良地质会造成公路改扩建后差异沉降的问题[6]。针对没有不良地质的路段，则按照常规方法进行路面的表土清理、压实，如果遇到地下水影响的地质环境，则进行地下水的引流，在路段附近填筑透水性能较好的材料，以减轻地下水对差异沉降问题的影响。针对软土地质的问题，按照常规操作进行压实后，需要设定一个沉降要求，一般设定新建路段软基的沉降要求为30 cm，通过对沉降要求的设定达成减轻新旧地基沉降不均匀的问题[7]。

3.1.2 改扩建中公路新旧路基稳定性的应对措施

针对新旧路基稳定性造成的差异沉降问题，从路基的填筑材料入手进行改善。进行公路改扩建时，公路路基填筑材料选用与原来路基相同的材料，同时结合地质状况选择透水性能较好的材料。公路路基设计过程中，为了减少差异沉降问题，需要对新路基进行强化，主要做法是在扩宽路基的顶层往下30 cm位置使用碎石、砾石等具有较强透水性能的材料，以起到强化的目的。针对地质相对松软的路段，可以选用质量较轻的填补材料，如EPS块等，可以很大程度上减轻路基的自身重量，有利于减轻基底变形，缩小未来使用中新路基的沉降量[8]。

3.2 改扩建中公路新旧路基衔接的应对措施

公路改扩建中除了公路路基以及基底的影响因素外，新旧路基之間的衔接也尤为重要。进行公路改扩建时，通过在原有路基的边坡位置开挖台阶，向旧路基内倾斜。完成旧路基的开挖工作后按照从上而下的方法进行新路基的填筑，新路基与旧路基之间开挖台阶衔接宽度不小于1 m，如果原有路基不足1 m，则进行原有路基的完全翻挖，进一步增加衔接宽度，避免新旧路基之间衔接不合理，引发差异沉降问题[9]。此外，为了减轻不均匀沉降对路基的影响，可以在老旧路基拼接位置上铺筑三层土工格栅，利用格栅的横向铺设建立起原有公路路基与扩建公路路基之间的连接，格栅需要延伸到原有路床内部2 m。实际公路改扩建过程中，当扩建公路路基的填土高度超过3 m时，可以选择减少一层土工格栅。

4 改扩建中公路路基设计要点分析

4.1 老路利用段填方路基的设计

改扩建中公路路基往往选择在农田路段设置路肩挡墙、荒地与林地区域设置路基挡墙或自然放坡等设计方案。原有填方公路的路基一般使用砌片石护坡、码砌等手段，长时间的运营加上雨水的冲刷，路基会发生不同程度的形变，已经完全失去了在路基设计中使用的价值，针对这类情况，需要重新在填方公路的路基上铺设砌片石，具体厚度根据实际损耗情况选择，使用厚度为30 cm的浆砌片石。此外，原有公路的使用时间较长，相当一部分路段的路肩墙已经出现质量问题，难以承受较高的车辆载荷，为了满足当前公路的使用需求，需要在公路改扩建时做好勘察工作，及时发现相关路段部位的路肩墙不符合施工标准的问题，对该路段的路肩墙进行拆除，确保可以发挥良好的使用性能。

4.2 路基挡墙作用

利用原有公路的路基挡墙可以降低公路改扩建的成本，因此，针对原有公路路基挡墙墙体完整且平整的情况，可以在进行公路路基设计时无须对其进行拆除，对原有的路基挡墙进行外观上的修复，将表面杂草、沟缝等完全清理干净，对于要求较高的公路路段，可以对路基挡墙进行装饰。如果公路改扩建项目的路线设计与原有的公路存在差异，进行公路路基的设计时，可以考虑进行纵坡的调整，最大限度保证路基挡墙的利用效果，对于对路基挡墙实际要求较高的公路改扩建项目，在充分考虑改扩建公路使用性能的基础上对原有的公路挡墙进行改造，通过加高等手段发挥其利用价值。

4.3 路基设计与路线平面和纵断面的协调

4.3.1 路线平面与路基设计间的联系

改扩建中公路路基的设计过程中，要充分利用原有的公路资源，减少新旧公路路基差异沉降的问题，重视路线平面对公路路基设计的影响。需要对整个公路改扩建方案有充分地了解，包括技术标准、经济指标等，做出合理的分析与设计，之后对分析结果进行实际验证，确保分析结果的可靠性。例如将原有的4道公路改扩建为8车道公路，进行公路路基设计时要在了解原有路线的基础上，对原有的道路资源进行利用，进行施工路段位置的设计和调整，测算运行速度，确保改扩建完成后道路的交通安全。基于路线平面完成的公路路基设计，对于新扩建公路路基的稳定性提升具有积极作用，而且避免拆除周围的建筑物，减轻了公路扩建造成的影响。

4.3.2 路线纵断面与路基设计间的关系

公路路基设计中路线纵断面需要考虑，碎、砾石土路床的使用能够减少新建路基的裂缝，过渡层中使用散粒结构，能够实现对路基抗拉性能的强化，进而减少公路使用过程中的形变问题。考虑改扩建公路在使用过程中过渡层会受到不同方向的外部作用力，抗拉作用力强化可以避免过渡层撕裂，产生裂隙。此外，碎、砾石土路床的使用会存在一定的缝隙度，公路上面的降水会直接通过缝隙流出，避免水直接渗透到路基上，造成路基的结构稳定性受损，对于改扩建公路的质量保障具有积极作用。

5 改扩建中交通组织分析

5.1 路基改扩建过程中的交通导改方式

某高速公路改扩建工程，由原先4车道改为8车道。其拓宽段路，先对两侧拼宽路基的基底进行清表或换填处理，然后对原有老路边坡进行削坡或清坡后开挖台阶处理，边坡开挖采用分层台阶式开挖，开挖一层，填筑并压实一层，开挖至土路肩，既有路面保持原有的状况。

在扩建施工期间，现有道路维持四车道通行，按照“通而不畅”的原则。部分施工时段可采取暂时限制硬路肩停车或封闭1个车道等措施，但不会中断交通。路基施工期间交通组织的重点是保障行车安全和施工安全，在必要的时候对大型货车进行分流。如图3所示。

5.2 路基拼接施工期间应急系统

改扩建项目中，设立应急系统。应急系统由调度指挥中心、项目保通处、救援小组以及紧急事件发生路段的保通人员构成。其系统构成如图4。

6 结束语

综上所述，交通运输量不断增加的今天，公路改扩建工程显得尤为重要，这一过程中需要注意公路路基的设计工作，明确公路改扩建中存在的路基差异沉降问题，结合问题的发生原因进行对策拟定并实施，同时把握公路路基设计要点，将其落实到公路改扩建项目中，确保工程项目得以顺利进行，也为交通运输通畅进行提供基础保障。

参考文献

[1]苏小明. 高速公路改扩建路基路面排水设计分析[J]. 交通世界， 2019（5）： 53-54.

[2]吕丽君. 公路改扩建过程中路基路面排水设计问题探析[J]. 四川建材， 2019（8）： 237-238.

[3]涂定君，于翠芳. 改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J]. 交通世界， 2019（9）： 61-62.