公路改造設計

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　　簡介： 近年來，隨著國民經濟的快速發(fā)展，交通量迅猛增長，現(xiàn)有的公路已不堪重負，難以承擔交通運輸發(fā)展的需求，因此國家、地方各級部門加大了對交通基礎設施的投入，江蘇省提出對干線公路網實施網化改造工程，揚州市提出了“通達工程”和“131”工程，對區(qū)域內干線公路逐步實施改造。筆者參加了區(qū)域內多條公路改造的設計，對公路改造設計有一定的體會和認識。

　　關鍵字：公路 改造

　　1  老路現(xiàn)狀調查

　　由于是對原有公路改造，對老路現(xiàn)狀調查十分重要，老路的現(xiàn)狀直接影響到改造方案、工程投資。

　　1.1平、縱線形現(xiàn)狀

　　本區(qū)域內老路一般建于20世紀六、七十年代，建造時一般無正規(guī)的平、縱線形設計，所以老路的平縱線形通常達不到設計要求，需要部分調整。只有對老路的平縱線形有基本了解，才能決定線形調整的幅度，一般情況下，對老路平面需測試彎道數、偏角大小、彎道半徑、交點間距等，對老路縱斷面需測試坡度、坡長等指標。老路如果線型較好或者可以通過微調能達標的，在平縱面設計中均考慮充分利用老路；如果老路線形極差，如彎道多、偏角大、半徑小、交點間距極短，且受地形、地物的限制，則考慮改線。

　　1.2路基、路面現(xiàn)狀

　　路基、路面現(xiàn)狀調查包括路基、路面寬度、結構形式及近幾年大修改造情況等。只有對老路路基、路面情況充分了解，在路面結構補強設計時才能心中有數，設計方案才能經濟合理。

　　1.3彎沉測試

　　為評價老路路面結構的整體強度，應對老路面進行彎沉測試，對測試結果應根據彎沉值大小、路面結構情況分段整理計算，以便于下階段路面結構補強設計。

　　1.4橋涵現(xiàn)狀

　　區(qū)域內河網密集，一般公路上橋涵較多，對老橋涵拓寬改造還是拆除重建由老橋涵現(xiàn)狀決定，所以應對老橋涵的跨徑、凈寬、荷載標準、結構形式、使用情況、是否為礙航建筑物、橋頭接線線形等做充分、詳細的調查，對大、中橋荷載標準不能確認時，應做承載能力試驗。

　　2  主要技術指標的選用

　　2.1公路等級

　　公路等級應根據公路網的規(guī)劃和遠景交通量，結合公路的功能、性質從全局出發(fā)綜合確定。

　　2.2設計車速

　　設計車速一般根據公路等級采用，但是在實際應用中，應結合公路的功能、性質、交通組成等綜合確定，特別是對于老路改造工程，應順應地形地物，在保證行車安全、舒適的前提下，從經濟合理的角度出發(fā)，靈活地選用。對位于城市出入口的一級公路，混合交通嚴重，車速不宜太快，可參照城市道路標準，采用80km/h的設計車速；對于二級公路，一般情況下應采用80km/h設計車速。

　　2.3路基標準橫斷面

　　路基橫斷面直接影響到工程的規(guī)模和投資，路基標準橫斷面應根據公路等級、交通量預測分析結果選擇，同時又應綜合考慮路段功能性質及交通組成，結合地形、地物、城鎮(zhèn)規(guī)劃，注意到綠化美化和環(huán)保，采用既能滿足道路通行能力、與城鎮(zhèn)規(guī)劃相適應又經濟合理、適應地形地物的橫斷面。

　　2.3.1一級公路路基標準橫斷面

　　區(qū)域內改造為一級公路的均為區(qū)域間干線公路，不但交通量大，而且本區(qū)域內一般公路沿線村莊密集，混合交通比較嚴重，根據《公路工程技術標準》和本地區(qū)經驗，為適應集鎮(zhèn)城市化的發(fā)展，一般采用快慢行道分開的三塊板形式?？燔嚨啦捎秒p向4車道，單向行車道寬2×3.75m，中央采用雙黃實線分隔對向行駛的交通流，兩側各2m的綠化分隔帶，2×5m慢車道，2×1m路肩，路基全寬為32m.見圖1.

　　2.3.2二級公路路基標準橫斷面

　　二級公路路基橫斷面一般采用一幅路形式，寬度根據交通量及交通組成采用，一般分三種情況：⑴、如交通量較小，混合交通也不太嚴重，則路基全寬12m，路面寬9m；⑵、如交通量一般，混合交通一般，則路基全寬15m，路面寬12m；⑶、如交通量較大，混合交通也較嚴重，則路基全寬17m，路面寬14m，并且用車道線劃分快慢行道。路肩可根據實際情況采用土路肩或采取硬化措施。

　　3  路線線形設計

　　3.1設計原則

　　公路是一種帶狀構造物，在保證使用任務和經濟合理的前提下，應盡可能保持較高的安全性和舒適性。公路線形是三維的立體線形，為方便設計施工操作，將其簡化為平、縱、橫三方面描述，線形設計應對這三方面進行綜合設計，保持各要素間的協(xié)調一致，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。公路的線形運用在很大程度上取決于工程投資與線形舒適性的平衡。在線形設計中應著重考慮線形的連續(xù)流暢和立體線形設計，并應順應地形，地物，注意和環(huán)境協(xié)調一致，對于老路改造工程應靈活運用線形設計指標，在困難地段適當調整，在滿足線形要求的前提下，充分利用老路。

　　3.2平面線形設計

　　平面線形設計時，在一般較為順直的路段，盡可能采用較高的指標進行調整，以求改造后的良好行駛條件下；在較困難路段，應充分利用規(guī)范允許的曲線組合，在滿足技術指標的前提下，充分利用老路；在老路線形極差且又受地形地物限制無法調整時，應考慮改線方案。

　　對于老路改造工程，路線定線時，應以老路為主要控制物，充分利用老路，同時還應將大型建筑物、大河等作為控制點。穿越城鎮(zhèn)區(qū)時，應注意結合地方發(fā)展，盡量與城鎮(zhèn)規(guī)劃相協(xié)調。在平面線形方案初步形成后，應征求沿線地方政府及交通主管部門意見，盡量讓路線方案使各方滿意。

　　3.3縱斷面設計

　　縱斷面設計時，應注意以下幾方面：

　　1、滿足各控制點的高程要求

　　縱斷面控制點一般有橋梁、相交道路、城鎮(zhèn)等。橋梁設計高程應滿足橋下通航凈空要求及設計洪水頻率要求的泄洪斷面要求；對立體相交的道路要滿足本路和被交路的行車凈空要求，對平面交叉的道路要順適銜接；路線穿越城鎮(zhèn)時應盡量和地形、地物相一致。

　　2、充分利用老路路面結構

　　在一般路段，路線的縱斷面設計與路面結構的補強設計是相輔相成的，縱斷面拉坡時，應盡量擬合老路，避免大填大挖。在老路路面情況較好時，為充分利用老路路面結構，盡量不要開挖老路，使補強厚度最大限度地接近填高。

　　3、其它

　　老路改造縱斷面設計時，為充分利用老路，一般縱坡較碎，坡長較短，但在有條件時，還應盡可能取較高的指標，以求良好的行駛條件，并適當注意平縱組合，使縱斷面方案不但經濟合理，而且有良好的線形。

　　4  路面結構補強設計

　　路面結構補強設計時，應根據原老路路面結構具體處理。

　　4.1舊水泥混凝土路面

　　當老路路面為水泥混凝土路面時，一般先測試混凝土板塊彎沉，根據彎沉測試結果綜合路面其它情況先對老路面進行處理。當老路面較好時，對老路面不予處理；當老路面一般時，對混凝土板塊進行鉆孔壓漿處理；當老路面較差時，應新澆砼板塊。在對老路面處理后，一般要在上面加鋪補強層。本地區(qū)一般采用瀝青面層作為老路面的加鋪層，這種形式的路面結構能吸收兩種材料的優(yōu)點，“剛柔相濟”，即舊水泥砼提供了穩(wěn)定、堅實的基層，瀝青路面提供了行駛舒適的面層。為防止和延緩舊水泥混凝土板的反射裂縫的發(fā)生，通常要在舊水泥混凝土裂縫和接縫位置鋪設土工格柵、土工布或粘貼改性瀝青油毛氈。有條件時瀝青表面層采用改性瀝青SMA結構，其防反射裂縫的效果更好。

　　4.2舊瀝青路面

　　舊瀝青路面對病害較嚴重路段應根據實際情況處理。當面層、基層裂縫較嚴重時，應開挖處理，然后在瀝青補塊上鋪設玻璃纖維格柵；對較大的沉陷，應查明原因，翻挖處理。一般路段利用老路路表彎沉測定結果，計算出代表彎沉值，并反算成老路路面當量土基回彈模量，再按彈性層狀體系理論計算加鋪補強層厚度。在加鋪前需刨毛老瀝青面層。

　　4.3舊碎石路面

　　對泥結碎石、級配碎石路面改建成高級路面時，一般將舊路豁松、打碎，摻灰處理，使其成為底基層，然后再根據彎沉情況加鋪補強層。

　　5  橋涵改造設計

　　對老路改造工程，橋涵一般需拆除重建或拓寬改造，決定橋涵拆除重建還是拓寬改造主要從以下幾個方面考慮：

　　1、原橋涵是否滿足設計荷載標準，不滿足，能否通過適當加固達標；

　　2、原橋涵是何種結構形式，服務年限多長，使用狀況如何，利用價值是否大；

　　3、原橋涵是否滿足排洪要求，航道上橋梁是否滿足通航要求；

　　4、是否限制路線平、縱面線形，使路線指標不能滿足技術指標，或能滿足而導致不能充分利用老路，在經濟上得不償失。

　　對老橋涵進行上述四方面分析，在經濟上、技術上進行比選，根據實際情況決定老橋涵拆除重建或拓寬改造。本區(qū)域內一般老橋涵均荷載標準低，結構形式較差，加固改造技術復雜，工程難度大，而且許多老橋為保證橋梁和河道正交，橋頭接線線形較差，所以老路改造時大多數拆除重建，小部分情況較好的拓寬改造。