道路改扩建工程路线与路基路面设计要点分析

孙朋帅

（保定市保通公路勘测设计有限责任公司，河北保定 071000）

1 引言

在我国交通运输网中，部分道路由于交通压力过大已经出现了质量问题，部分道路则需要增扩以适应交通行业发展以及人们的出行需要。道路扩建工程的内容具有一定的复杂性，需在设计阶段予以重视。本文主要对路面路基评定、管线排查、提高参数精确性等方面进行研究，对设计要点进行把控，保证道路工程的建设质量，延长其使用寿命，降低后续道路的维护与运营成本。

2 改扩建工程中道路路线与路基路面的设计需求

2.1 工程概况

以石家庄市海天线（G338）石太高速至冀晋界段路面改造提升工程为例，国道海天线（G338）石太高速至冀晋界段位于石家庄市新华区、鹿泉区、平山县境内，共计88.497 km。其中，K344+747~K376+117 以及K377+544~K397+658 为一级公路（短链0.716 km），长50.768 km，路面宽度为14.1~23 m，水泥混凝土路面的单幅长为26.94 km，沥青混凝土路面的单幅长74.596 km。K419+372~K466+199 段为二级公路（短链9.098 km），长为37.729 km，沥青混凝土路面的宽度为8 m。

在改扩建工程中，相关设计人员需要深入施工现场，根据旧路现状，综合考虑地形地势、区域路网、城市规划、通航河流、铁路等制约因素，明确总体设计原则。在整个设计期间，各参数的收集需建立在全面的现场调查的基础上，整条路线的设计需保持完整性和可行性，同时，还要通过气候、气温、地质条件、水文情况等情况展开全面分析。

2.2 路基路面

2.2.1 路面现状评定及病害分析

在道路改扩建工程正式开展设计之前，技术人员需对该路段的路基路面进行全面检测，常见的路基路面病害包括路基翻浆、路基沉陷、路基滑坡、挡土墙损坏等病害。其中，路基沉陷主要指路基出现垂直下沉的情况，可通过返修、补强（干拌碎石桩复合地基、干拌水泥碎石桩复合地基、石灰挤密桩复合地基）、U 形槽沟填方（盲沟排除山体渗水、挖除湿软填料）、注浆法与旋喷桩处理沉降。路基滑坡是指高陡斜坡上的岩体、土体，在自然因素或人为因素的作用下沿带、面滑动的山体现象。针对路基滑坡，可以通过抗滑桩、消土减载、生态防护的方式予以处理。其中，抗滑桩主要由钢筋混凝土制成，桩体设计十分关键，桩周的地基抗力以及滑体变形需控制在允许范围内，同时抗滑桩的埋深、间距、结构等方面都需复合实际要求，保证施工安全性。若挡土墙出现土墙上倾、裂缝、浸水等损坏情况，相关人员需开展相应的修复工程，加固方式可通过框架支撑、刚性斜撑、外加挡土墙等方法进行加固。

在进行旧路病害处治方案选择时，需充分结合不同阶段的施工情况、交通量、路况变化和旧路病害情况，进行科学的动态设计。

2.2.2 路基路面拼宽

在对路基路面进行加宽设计时，设计人员可充分利用单侧加宽方式、双侧加宽方式以及分离加宽方式进行路基路面加宽，同时，结合施工区域的实际情况、地形因素等方面，确保设计方案的综合性和全面性。

路基路面加宽可以最大限度地减少拆迁量，并降低施工成本。相关人员应充分考虑旧路和新路之间不同的交通组成和荷载作用次数，再进行路面结构设计。确保新旧路面之间的力学分析、搭接方式、搭接宽度、接缝位置合理，使路面拼接对结构受力的影响最小。同时，根据旧路路面处理方案和路面结构，选择适合的新路路面结构类型和材料。在新旧路基拼宽施工过程中，若路基出现沉降现象，应第一时间通知技术人员对产生沉降现象的具体原因进行分析，并及时对此部分进行修补[1]。

2.2.3 管线排查

在管线排查方面，相关设计人员需要对既有道路两侧并行及交叉设置的供水管道、通信电力架空或地下管道以及燃油燃气管线等分布情况进行全面的了解，及时与权属单位进行沟通对接，确定各类管线迁改或保护方案。避免在施工过程中出现漏记管线问题而影响整体项目建设进度。

3 改扩建道路路线与路基路面设计要点

3.1 保证设计参数的准确性

在改扩建工程的建设过程中，道路修建的最终成果会受到各类因素的影响，因此，设计人员需要对道路路线、路面、路基等方面的参数进行精确计算。在处理数据的过程中，需提高勘测阶段各类参数的精准性，为后续工作提供可靠的数据，保障改扩建工程的建设水平。

3.2 增加挡土墙设计

不同的工程区域的路况不尽相同，为确保施工阶段不会对该区域的生态情况产生过多影响，可考虑通过设置挡土墙收缩坡脚减少额外占地，以路肩挡土墙为例，其设计要点如图1 所示。

图1 路肩挡土墙

3.3 路基路面拼宽设计

在路基拼宽设计过程中，需对现状道路边坡的填挖高度进行科学计算，根据不同的路基高度确定对应的路基拼宽方案，为后续施工环节提供全面的数据基础。路基拼宽一般可分为深挖方路段、一般挖方路段、低填浅挖路段、一般填方路段以及高填方路段。为增加新旧路基的整体协调性，避免或减少横向错台以及纵向裂缝的发生，在加宽填筑路基前，先对老路基边坡进行30 cm（垂直于坡面方向）的清坡处理，并对基底进行填前压实，同时拼接部分应采用开挖台阶方式进行处理。从各类高速公路修建情况来看，扩改建工程施工内容中的路面拼宽环节非常关键，相关人员需结合实际情况对拼宽方案进行优化设计，确保通过该方案能够促使新旧路面融合为一体，并保证路面在完成拼宽后也能够达到相应的承载水平，确保施工质量和道路使用质量。若拼宽方案缺少相应的合理性和科学性，会对路面结构造成破坏，并形成一定的安全隐患，进而降低高速公路的路面寿命，增加后续的维护成本。所以，在道路改扩建工程中，高速公路的路面拼宽方案应遵循应力搭接原则，将新路面和旧路面之间的搭接部位确保符合应力要求，针对性降低路面开裂概率。

在路面设计过程中，首先，应重点结合路线纵断面抬高段落的标高数据，确定改扩建路面加铺的厚度和加铺方式；其次，着重根据路线横向加铺宽度确定路面铺筑材料，提高加铺路面的稳定性和结构强度，更好地稳定加铺路面结构。其中，路线加铺宽度与铺装路面的基层材料的选择见表1。

表1 路线偏移距离与铺装材料

同时应重视新旧路面的拼接处理方式，采用开挖台阶增设横向土工布等手段确保新建路面与原本的路面能够产生一定的衔接性，减少因衔接问题而产生的安全隐患，提高工程建设质量[3]。

另外，为确保改扩建公路的新、旧路面能够有效衔接，设计阶段应掌握拼接位置的情况。由于旧路基的基层标高与新路基的相应结构在沉降、夹层等方面有一定差异性。所以，为确保新、旧路面衔接的有效性，相关人员需要对台阶区域进行玻璃纤维土工格栅的设计，并结合实际方案进行合理设置，最大限度地避免新老路基的搭接位置出现裂缝并反射至路面结构中。

3.3 沉降控制设计

在路基材料选择方面，内部填料应选择级配水平较高的砾类土或砂类土等材料，其粒径需控制在150 mm 以内，液限在50%以上且塑性指数超出26 的细粒土不能直接用于填筑，以确保路基材料的质量得到有效控制。当高速公路的拼宽方案设计完成后，由于新、旧路基的横向发展会发生一定的不均匀沉降，路面结构很容易因此导致局部区域荷载过高，造成路面结构的损坏，进而出现严重变形。若材料的抗拉强度被动增大，必然会对路面造成损害，使路面出现不同程度的病害，并因沉降而造成路面明显缝隙。基于此，相关人员需要做好路基的沉降控制设计，确保路基的沉降具有一定的均匀性，尤其在施工环节和后续使用期间进行的沉降控制，确保沉降速度能够进一步降低。

结合成功案例来看，施工期间通常可以将沉降速度控制在1 cm 内。对于一般路基，需要及时清理表土，并通过科学的方式对路基的基底予以处理，确保填料的质量符合规范标准。相关人员需充分结合填料的类型选择针对性的机具进行分层填筑。在分层填筑方面，施工人员需按照铺筑的实验段进行合理填筑，并对具体的填筑厚度和压实工艺、控制标准等方面进行合理控制，并将孔隙率和相关施工参数作为压实环节的控制指标。还有，在压实环节，路基的压实程度与填料的规格要满足相应的数值需求，否则填料质量无法达到相应的施工要求，这种情况下需第一时间做好换填处理工作。

4 结语

综上所述，路基路面的设计质量对道路改扩建工程的施工建设至关重要，其设计内容涉及许多科目和领域，难度较大，与后续的施工实际效果容易产生差异，为提高改扩建工程的设计质量，相关设计人员需对现场中线路、路基路面等方面产生的参数进行全面搜集和分析，充分结合实际情况，保障设计方案的科学性和合理性，针对性地制订完善的设计方案，以此指导施工，提高项目建设质量。