試分析既有公路改造升級的設計

王福德

(貴州省興仁縣公路管理段)

1 既有公路改造升級設計前期的重點工作內容

1.1 既有公路竣工圖表收集

通過對既有公路竣工圖表收集，準確掌握既有公路的等級及技術標準;通常情況下，既有公路的竣工圖表是反映該工程建設情況最真實的資料，其中不但記載了各個分項和單項工程的地質條件、設計情況，還有工程中采用的各種措施，特別是一些重大的工程點和地質條件較為復雜路段的處理措施，這部分資料對公路改造升級設計有很大的幫助。此外，利用竣工圖表與既有公路通車至今的情況進行比較，能夠分析出當時采取的各種措施的實際效果，在改造升級設計階段可以進行借鑒參考。

1.2 既有公路結構病害和維修記錄收集

(1)結構病害。在改造升級的前期階段，應當對既有公路的路面破壞情況進行調查統計分析，并根據現場的實際情況確定處理措施，即是否對原路面進行利用或是廢棄。同時，還應對公路橋梁、隧道、涵洞等構筑物進行結構觀測，看是否存在變形情況，如有必要還應進行檢測，通過對病害產生的原因進行分析，確定出病害的程度，進而提出初步處理措施。

(2)維修記錄。既有公路從投運到改造升級之前的重大維修記錄，不但能夠反映出該路段的工程和水文地質情況的復雜程度，還能反映出設計措施是否恰當合理、施工質量是否達標等問題。這些都是改造升級設計階段應當重點關注的問題。

1.3 交通狀況調查

在對既有公路的交通安全狀況進行調查的過程中，主要是收集往年在該公路上發生的各種事故類別、成因、頻率以及區間分布等資料，借此來為公路改造升級設計提供應注意的事項，如平縱組合、超高漸變率的選取、曲線半徑以及路側安全等等，最終目的是提高公路的整體安全通行能力。

1.4 技術指標選用

公路改造升級的過程實質上就是對現有公路的各項技術指標進行適當提高的過程，換言之，改造升級之后的公路其各項技術指標都應當高于原公路。所以，應當充分了解并掌握原公路的平縱面線形指標，這樣在改造升級設計中便可以決定是對原路段進行保留或是舍棄，從而使安全、環保、節約的設計理念得以充分體現。

2 既有公路改造升級的設計思路

2.1 既有公路改造升級中路基的設計思路

大量的工程實踐表明，路基的橫斷面設計會對改造升級工程的規模及總體投資有所影響，為此，路基橫斷面的確定非常重要。一方面應當按照公路等級和交通量預測結果進行選擇，另一方面還應當充分考慮路段的功能性質、交通組成等情況，并結合地形、地物以及城鎮規劃予以確定。同時在建設過程中，還應當加強動態設計，因地制宜進行綠化和防護設計，在提高公路性能的同時，體現出綠色環保的設計理念。此外，在改造升級設計中，還要對新舊路基結合部分的設計予以重點考慮，由于新舊路基之間容易出現不均勻沉降，加之新路基會出現塑性累計變形，從而容易引起新舊路基之間的剛性差異，故此在進行加寬設計時，應當將原路的邊坡挖成臺階狀，并采取分層填筑的方式，以此來確保新舊路基結合部位的穩定性。

2.2 既有公路改造升級中的路面設計思路

通常情況下，進行改造升級的既有公路其平面線形指標都相對較低，少部分達不到設計要求，若是通過微調可以達到設計標準要求的路段，則可在平面設計中加以利用。在縱斷面設計時，應當盡可能滿足各個控制點的高程要求，對于利用原橋的路段，應充分利用原路的縱斷面，而新建橋梁的路段其縱斷面應當高于原路;相交道路中如果被交路段的公路等級較高，縱斷面可保持不變，若是被交路段的等級較低，則應當對縱斷面進行適當調整，但不得有太大的變動。此外，應當對原有的路面結構進行充分利用，并盡可能滿足平縱配合的要求。

3 既有公路改造升級的設計要點

3.1 路基設計要點

(1)路基橫斷面設計。在本工程中，路基的橫斷面布置情況如表1所示。路拱的橫坡度可以采取行車道橫坡的2%，土路肩的3%，全線的超高加寬按照線性過渡的方式進行設置。當超高設置的平曲線半徑沒有達到不設超高的半徑時，全部根據相關規范標準的要求進行超高設置。同時，超高段設置的取值范圍可控制在1/175～1/330這一區間之內，過渡方式則可以采用路基超高繞中線旋轉的方式進行過渡。

(2)填方路基設計。在對填方路基進行設計時，路基的高度可以按照橋涵的設計水位、50年一遇的路基設計水位+50 cm壅水高、地形地貌、地質條件等因素進行綜合確定。在本工程中，最大的填土高度為3.85 m，路基邊坡的坡度如表2所示。此外，路基填料應當選擇級配相對較好的粗粒土，而路床填料則可選用優質砂礫土或是砂性土，土質條件相對較差的細粒土則可用于路堤底部的填筑。需要注意的是，采用不同填料進行路基填筑的過程中，應當采取分層填筑的方式，并確保同一水平層采用類型相同的填料，路基填料的最大粒徑以及最小強度應當滿足現行的JTG D30-2011規范中第3.3.1條的規定要求。

表1 路基橫斷面布置情況

表2 路基邊坡的坡度選擇

(3)挖方路基設計。挖方段路基的邊坡坡度可按照坡高、地質情況，并結合地質報告給出的邊坡坡率值進行確定，本工程當中的最大挖深深度為7.79 m。邊溝外側設置1 m寬的碎石臺。由于本工程所處的地形條件相對比較復雜，高差起伏較大，致使出現大量的高邊坡，經研究后決定采用漿砌石做成實體護面墻進行邊坡防護。

3.2 路面設計要點

(1)面層結構。在充分考慮本公路改造升級特點的基礎上，并結合國內外成功的施工經驗，決定采用瀝青混凝土作為路面面層，其結構形式如下。

3 cm細粒式瀝青混凝土(AC-13)+5 cm中粒式瀝青混凝土(A-16)+玻纖格柵+2 cm瀝青砂調平層。

瀝青混凝土面層鋪設之前，應當先對不穩定的板塊進行處理，并對原路面板底壓漿和貼縫等情況進行處治。為避免瀝青混凝土路面裂縫的產生，決定采取增加瀝青混凝土厚度的方法，以此來減緩路面裂縫的產生。按照我國現行的JTG D40-2011規范中的規定要求，加厚層的實際厚度可根據減緩反射裂縫的要求進行確定，即二級公路最小厚度為7 cm。為了進一步提高本公路的路面面層質量，并延長其使用年限，決定采用3 cm+5 cm的二層式結構。同時，在3 cm機動車道防滑層中添加增強纖維，以此來提高機動車道的整體強度和路面平整度。

4 結論

總而言之，既有公路改造升級是一項較為復雜且系統的工程，與新建公路相比，改造升級的難度更大，工作量也更為繁重。為了確保改造升級能夠順利進行，除了應當做好設計前期的相關工作之外，還要采取科學合理、切實可行的設計方法，并從全方位的角度進行綜合考慮，在最小投入的基礎上，打造優質工程，這對于促進我國公路事業的發展具有非常重要的現實意義。

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