公路路面擴建工程勘察設計模式及技術

金明磊

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 公路路面擴建工程設計要點

1.1 線形設計

(1)平面線形設計

①直線設計：對于同向曲線，可以用凸形、卵形、復合形、C形曲線連接，可以依照現在的技術標準利用基本型曲線方法，將兩個相鄰交點合并為一個；可以在用S形曲線連接的同時擴大半徑，滿足現有技術對反向曲線的技術要求；

②平曲線設計：在公路改擴建的過程中，需要研究與分析原有公路的圓曲線半徑和回旋線的長度是否能夠滿足改擴建后的技術要求，進而決定是否需要改變原有公路的圓曲線半徑和回旋線長。

(2)縱斷面線形設計

①縱坡設計：對于已不適應時代需求的舊路縱坡必須加以改造，對于縱坡坡度和坡長，可在最大限度上減小縱坡坡度，同時在滿足技術要求和較小工程量的前提下，滿足最大、最小坡長的要求；

②豎曲線設計：如果豎曲線的長度和半徑在改擴建后不能滿足現有的技術要求，就要重新設計，設計時不僅要使各項指標均滿足現有技術標準，而且在最大限度上采用較大的豎曲線半徑和長度，使行車安全得到保障。

2.2 路基加寬

(1)新建路基地基的處理。常見的處理的方法有：強夯法、置換法、排水固結法等，在地表有硬殼層的情況下，路基下土層實際附加應力更小的原因主要是路基填上高度小，所以作用于地基上的附加應力較小，故在公路改擴建路面路基的設計及施工過程中應盡量利用原狀土結構強度，最大限度的保持下臥層。在路基填筑時，為了加強路基強度和板體作用可鋪設土工布或土工格柵，避免由于路基不均勻沉降出現反射裂縫現象；

(2)開挖臺階：在拼接時為了加強新老路基的聯接，促使新老路基之間能夠更好的結合，應將老路基邊坡開挖成臺階狀。為了滿足公路路面路基改擴建施工的需要，正常情況開挖的臺階寬度一般不小于2.0 m，特殊情況下也不得小于1.0 m，且要挖成內傾斜坡。

2 公路路面擴建工程勘察設計技術

2.1 總體設計技術方案原則

(1)總體考慮擴建與罩面的技術方案，路面擴建完成后，集中一段時間進行全線罩面；(2)有利于優化交通組織，提高道路服務水平，便于道路維護和交通管理；擴建工程的實施要找到合適的交通組織方式以提高道路的服務水平，方案選擇要兼顧道路養護和事故處理時交通組織的需求。(3)合理組織施工，盡可能縮短建設工期，科學擬定施工方案，減少對老路交通的干擾。

2.2 平面擬合

維持原平面線形設計不變，以現有構造物為主要控制條件，不改變互通式立交、主線橋梁、隧道以及上跨分離式立交橋等位置的平面線形，擬合道路中心線，參考以往擴建工程的經驗，平面線形擬合的誤差與實測值應控制在10 cm內。參考某高速公路施工圖設計資料及竣工資料，結合GPS測量的中央分隔帶兩側、構造物特征點等的平面坐標值，以此為基礎擬合道路中心線，最大限度地擬合出老路的實際線形。

2.3 縱面設計

遵循縱面線形設計的一般原則，滿足平、縱面配合基木要求；在原縱面設計標高基礎上，根據瀝青路面罩面厚度、水泥路面加鋪厚度確定縱面標高；與橋面改造方案相配合，滿足橋梁的橋面標高，以原橋面標高擬合路線縱面；根據GPS、全站儀測量的老路坐標及電子水平儀實測的路面高程點，以橋面、隧道進出口、上跨分離式立交為控制，每個路基斷面施測，分別位于行車道的兩側邊緣和硬路肩右側邊緣。

2.4 明式構造物與擬合平縱面偏差情況

明式構造物是擬合路線平、縱面須優先考慮的因素，在保證路基偏差不太大的情況下充分考慮明式構造物的控制，最大限度地保證擬合線位與其相吻合，降低施工難度。

2.5 超高橫坡值較大路段

超高整體式路基采用繞中央分隔帶邊緣旋轉，兩側行車道成為獨立的單向超高橫坡;中央分隔帶保持水平狀態，硬路肩一般采用2%外向橫坡；分離式路基繞設計線旋轉，超高過渡段漸變方式為三次拋物線。

3 實例分析

3.1 工程概況

某公路改擴建工程全長11.80 km，一級公路，設計速度為60 km/h，瀝青混凝土路面；全段共設大橋2座、中橋2座、分離式橋2座、隧道1座、通道及箱涵16座。

3.2 勘察技術方法

(1)地質調查：了解場地及附近的地質構造、地層巖性、水文地質情況、不良地質現象以及地下暗埋物的分布，為勘察施工提供指導依據；

(2)取樣：在原地面或路面設計標高以下1.5 m內，其取樣間距為0.5 m；

(3)水文觀測及水樣采集：鉆探過程中準確測量地下水位，水位穩定時間至少為24 h，并在勘察作業完成后進行統一測量，且測量精度誤差應控制在2 cm范圍內；

(4)原位測試：對分布于場地內的粘性土進行標準貫入試驗，評價其強度、變形參數、承載力；對場區存在的填土層、砂卵石層、碎石土層進行圓錐動力觸探測試，進行力學性質分層，判斷其密實度，確定其承載力、變形模量及其他有關力學指標。

(5)物探：本標段結合現場的地形地質條件，共布置物探測線19條，對個別巖溶發育段加密布設測線。

3.3 項目勘察結論

(1)區斷層為非活動斷層，場地整體穩定，沿線分布的軟土、巖溶溶洞、崩塌體規模較小，適宜建設；

(2)場區地下水對對混凝土結構具有硫酸鹽、鎂鹽、氯鹽和侵蝕性CO2的微腐蝕性；

(3)擬建場地局部地段分布有軟土，層厚0.5～3.5 m，需采取必要的工程處理措施；其余路段路基可在清除表層松散耕植土后以強風化基巖作為路基持力層；

(4)場區硬塑、可塑粘土為中壓縮性土，中、強風化基巖強度較高，均為良好的路基持力層。土層厚度不均對道路路基穩定性也有一定影響，根據開挖實際情況作結構或換填處理。

4 結 語

綜上所述，對公路路面進行改擴建的目的在于滿足我國當前交通狀況和道路服務水平的需要，為了緩解現階段道路交通矛盾日益加劇的問題，需結合相關標準對道路進行改擴建，且在改擴建工程中對工程所在地區的實際情況進行勘察是一項重要工作，可結合勘察結果制定科學合理的擴建方案，這對于提高道路等級、保障行車安全等具有重要意義。