公路改扩建工程的路面、路基设计研究

发表时间:2021/5/26   来源:《建筑实践》2021年第5期   作者: 谢举
[导读] 公路改扩建工程指的是对原有公路进行改造、拓宽

        谢举
        汉中公路勘察设计院
        
        摘要:公路改扩建工程指的是对原有公路进行改造、拓宽,尽可能充分利用原有基础设施资源,提高公路通行能力,满足经济发展对交通规模的需求,实现道路改扩建与经济发展的双向驱动。公路改扩建工程关键在于前期的路面、路基设计,通过优化设计与提高施工质量,以保证公路通行的安全性与可靠性。但是,在实际执行过程中,公路改扩建工程依然存在一些问题,影响公路的通行能力,没有充分发挥自身的经济价值和社会价值。基于此,本文从不同方面讨论了公路改扩建工程的路面与路基设计。
        关键词:公路改扩建;使用现状;优化设计
        引言
        公路工程改扩建路线设计需要结合当地路况,同时还应该考虑旧道路对改扩建工作造成的影响,结合周边环境,合理设计公路路线。由于影响施工环境的因素众多,所以设计人员在设计路线时,必须进行实地勘察,在掌握必要信息后,分析施工技术方案在施工期间的可执行性,在设计原则下进行改扩建公路路线设计,从而确保在规定时间内完成改扩建作业。
        1我国公路使用现状
        1.1原有公路规划设计缺乏发展性
        我国公路大规模建设开始于改革开放初期,受历史条件的限制,过去,我国城市化水平较低,原有规划设计水平较低,公路路面设计宽度较窄,尤其是公路设计密度比较集中。随着城市化进程的加快、城乡之间经济往来增多,交通量大增,原有公路路面承载力与经济社会发展需求发生冲突,原有密集的公路设计不利于城市交通疏导,容易引发交通拥堵,不利于人们出行安全。
        1.2原有公路的路面和路基病害频繁发生
        当前,我国要大力开展公路改扩建工程。原因是部分公路的路面宽度不能满足交通量需求;部分公路的路面、路基使用时间较长,受自然环境及人为因素影响,出现质量问题;受施工材料、施工器械设备及施工技术的限制,原有公路使用一定时间后,路面和路基病害频发。
        2改扩建工程设计原则
        在公路工程改扩建工程中,设计人员应该根据公路工程实际情况,灵活选择改建方式,如单侧拼接、单侧分离、双侧拼接等方式。不能仅从公路概况进行考虑,还需要平衡环境因素、经济因素,合理设计公路路线,分析不同改扩建设计方式的优缺点,同时还应该根据公路工程要求,考虑隧道扩建方案的施工组织、施工技术等因素对改扩建工作造成的影响。
        高速扩建工程需要平衡各方面因素,确保改扩建工程整体成本不会超出预算,同时还应该确保工作难度在可控范围内,才可以通过组织施工完成阶段工作,达到工程要求。比如,郑州通往洛阳的高速公路扩建工程,就是在平衡各方面因素,确保施工组织和工程成本均在可接受的范围,选择单侧加宽法。除此之外,在进行公路工程改扩建路上设置时,还有众多内容需要掌握,路线设计人员必须具备较强的专业能力,才能完成路线设计工作。
        首先,在改扩建工程设计前期,设计人员必须根据工程要求,充分考虑施工技术和施工组织等,同时还应该从经济角度出发,对施工路段进行周密的勘察,根据勘察结果分析公路路线设计工作,并在总体布局基础上,按照公路设计要求,灵活选择拼接方式,在改扩建设计方式确定后,还需要根据工程资源,优化路线设计,保证工程可以在规定的时间内竣工。
        其次,在进行改扩建设计时,设计人员需要从安全角度设计公路路线,明确施工组织方案,还应该在方案设计期间收集施工地点的相关数据,如土质强度、气候特征等各方面因素,进行施工安全预测,并根据安全预测结果,调整施工措施,确保施工作业顺利开展。


        3优化公路改扩建工程路面与路基设计的措施
        3.1重视前期准备工作
        3.1.1重视原有路线数据收集
        在进行公路路面路基改扩建设计前,设计人员需要收集原有公路规划图纸、设计资料、施工图纸等相关数据信息,并根据专业知识进行系统分析,结合现有需求,对路线数据进行汇总。分析要点主要包括四点。其一,设计人员要认真研究原有公路坐标、垂直指标数和原有设计原理;其二,对原有公路坐标数据进行实际测量,以确定原有公路路线数据的准确性,根据实际测量判断公路坐标、垂直指标数是否正确;其三,根据实际测量结果,结合改扩建要求,重新计算相关路线数据;其四,认真对比新旧数据指标,在满足改扩建要求基础上,设计新公路具体路线。
        3.1.2深入开展路面与路基现状调查
        在进行路面与路基设计前,为保证设计方案的可行性,除了要对原有数据进行收集、分析外,还须对需要改扩建的公路路面和路基进行现状调查,包括该路段交通运行状况、来往车流量、交通量主要集中时段、周边建筑环境、当地经济发展水平等因素,根据原有路面路基状况及其他综合因素的分析,编制科学、合理、可行的路面与路基改扩建整体方案。整体改扩建方案确定后,根据收集的数据资料,进行修改、完善,以保证改扩建方案可行。
        3.2比选设计方案
        设计人员需要根据改扩建设计原则提出可行性方案,在设计方案前进行实地勘察,参考以往的工程路线数据,根据数据分析结果,结合工程地域的气候条件、水质情况,以及施工单位的施工组织、技术因素等各方面要素,提出针对性建议。
        方案一可以利用资源,解决原有路面工程在人力物力方面支出过大的弊端,但是由于工程周围桥梁防护结构非常多,所以采用双侧改造的方式,无疑增大了施工难度,影响了施工进程。
        方案二与方案一相比,工程规模小,可以在很大程度上节约施工成本。除此之外,其不会对施工地段周围的环境造成影响。
        方案三,在施工过程中,由于左侧属于分离式路基,所以存在坡度差,考虑到当地所处位置,如果擅自建设左侧,改建将会使得公路防洪能力大打折扣,为了解决这一问题,需要在原有工程基础上修建高架桥梁,提升公路的防洪效果,但是这样无疑会增大工程成本。
        3.3路基加宽设计
        在扩建道路的建设中,最重要的是新旧路基的扩展和拼接。如果将路基不合理地进行加宽,将导致路基的沉降,并且在公路路基的表面会出现垂直裂缝,这将严重影响工程项目的质量,危害交通安全。首先,根据路面荷载和路面状况设计原始路基,经过反复的自重应力和其他影响后,原始基础的整合和沉降基本完成,但对于新路基而言,沉降尚未完成,必须严格遵守新建路面基础的过程沉降,避免造成拼接的影响效果。
        结语
        随着我国经济的发展和需求的扩大,公路改扩建成为满足交通运输需求、提高公路等级的一项最佳选择。目前,部分改扩建工程仍然存在诸多问题,如路面纵向开裂、新旧路基产生不均匀沉降等,这些问题都直接影响着公路的使用质量及寿命。因此,在优化公路改扩建工程设计时,应坚持节约为先、保护为主、改扩建为辅的原则。改扩建工程首先应在充分利用旧路的基础上对原有路面与路基进行规划布局,根据地形地势、交通流量、自然气候、数据收集等因素确定改扩建方案,并利用一切手段优化公路改扩建设计,及时解决公路损害问题。改扩建方案既要减少对交通运行状况的影响,又要充分利用现有资源,降低公路改扩建成本和对自然环境的破坏,节约土地资源,同时满足当地社会经济长期发展的需要。
        参考文献
        [1]梁新政,何淼.沪宁高速公路扩建工程路基拼接处治措施及其作用机理[J].公路交通科技(应用技术版),2007(4):59-62.
        [2]方德春,肖鸿,丛啸,等.高速公路改扩建工程规划设计扩建模式分析研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017(3):58-59.
        [3]王坤.经济发达地区高速公路城市化改造模式研究[D].东南大学,2018.
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