公路改扩建工程路基路面拓宽设计探讨

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年3月第9期   作者:戴贻峰
[导读] 随着我国城镇化速度逐渐加快,全国很多城市规模都呈现“
        戴贻峰
        北京建达道桥咨询有限公司,北京 100015
        
        摘要:随着我国城镇化速度逐渐加快,全国很多城市规模都呈现“爆炸式”增长,因此部分原有城市外围的公路会被包围在城市内部,导致公路的功能多元化、通车量、行车环境等发生重大变化,必须对公路经过拓宽设计改造才能适应城市公路的发展。基于此,本文就公路改扩建工程路基路面拓宽设计进行简要探讨。
        关键词:公路改扩建;路基路面;拓宽设计;
        1公路改扩建工程路基路面拓宽设计概述
        首先在高速公路的拓宽改造工程的路基拼接技术中,路堤的填筑与拼接是整个工程中的基础重点。我们知道,路堤是路基最重要也是最基础的组成部分。在施工中需要注重有关路堤部分,例如路堤的填筑和拼接,保证做好相关的施工工作,便是从根本上保证整个高速公路拓宽改造工程中的路基质量,也为之后的路基拼接提供一个良好的前提。要明确对于路基的认识,就更应该保证路基的填筑和拼接施工的质量。对于施工中的路堤可能存在缺陷以及缺少填筑的部分,需要根据实际的尺寸、规格进行填筑施工,使其可以满足之后路基拼接工作的基本要求。其次,路堑的拓宽也应当达到有关标准。在路堑的拼接作业过程中,依据之前的有关经验科学地确定边坡线。依照设计图的尺寸,实施路堑的拓宽作业,这样不但能够提升路堑的施工质量,还能够保证路基拼接期间的质量达到有关要求。另外还应当做好之前路面的评测工作。在当前的高速公路拓展改造项目中,大多是基于之前的路面实施路基的拼接改造,进而增加高速公路路面宽度。为此,旧路面的状况是能否实施拓宽改造决策的重要依据。在作业前应当全面评估旧路面的状况,对于能够实施拓宽改造的旧路面,必须在施工之前进行处理,让其便于后期进行路基拼接作业。这样可以节省资金成本和实践成本,提高工程的整体效率。对于不符合标准的旧路面,要进行全面的拆除,尽快进行相关的新建工程。
        2 路基路面拓宽设计方案
        2.1横断面设计
        首先,我们要根据项目调研的情况,科学合理的对路基标准横断面进行设计。其次,在公路项目的中央分隔带出现变宽或变窄的情况下,应该以线型设计方式为主。如果现场条件不允许,我们可以设立变宽过渡段。最后,一旦路段受到高边坡与上跨构造等的影响,必需减小右侧硬路肩的宽度,但必需在规范范围内,同时,变宽过渡段也必需建设。
        2.2路基拓宽设计
        1)要根据《公路路基设计规范》(JTGD20—2015)的基本规定要求进行部分路基拼宽,以及分离增建路基,保证拼接新建路基的回弹模量达到规定要求,且≥原公路设计值。2)拼宽部分与原路基存在的不均匀沉降,以及两者之间的有效融合,需要通过科学、有效的措施进行控制。3)单侧拼接,其主要是对公路的一侧加宽,这种方式,首先要做好路基横坡的调节工作,此种方式具有一定的困难,不仅项目的工作量比较大,而且还要对中央分隔带进行精确的计算。同时,由于新旧路基的平整度、弯度及强度不一致,增加了难度;4)单侧平面分离,此种扩宽方法,主要是把原有旧路半幅路基进行扩大,把原有的中央隔离带分离出去,或者直接在另外一侧新建公路,这种方式,可以把路基纵面分成多种方式,比如纵分离加宽或单侧加宽等,这种方式能够减少多种问题的产生,无须调整道路断面的模式;5)两侧拼接,若公路扩建不进行调整,可使用两侧拼接加宽的方法,不但能节省投入,还能节省资源,提高交通运行效率,然而具有作业困难等不足,需科学解决交通组织、桥梁拼接等有关问题,在作业过程中对作业环境有比较严苛的要求,难以运用到特殊路段的作业中;6)两侧分离,指的是在道路原有车道的前提下在两端各自构建两个车道,让车道的数量达到 8 个,根据公路的相关现场情况,要对公路的新路基、旧路基分离宽度进行分析,要根据现场实际情况确定分离宽度,一般情况下,我把可以把分离宽度控制在3米之内,同时,也要根据现场情况,对分离纵面进行调整,尽量不要出现净空不足的情况。
        2.3 路面拓宽设计
        1)首先,要对原路面进行全面的检测,以检测结果为依据,如果原路面检测各方情况良好,就可以直接使用。2)对扩建的路面项目,材料的应用尽量与原路面材料相同,也可以利用铣刨技术对原路面进行加工,通过再生使用。3)路面的拼接设计应保证基层拼接缝与轮迹带隔开,沥青路面的拼接方式选择的是台阶搭接。
        3 公路改扩建工程实例
        3.1项目背景
        某公路项目建设标准为双向四车道,时速为90km/h,自通车日期开始已有15年。此高速公路在正式通车运行之后,交通量呈现递增趋势,而且重载货车的数量占比较高,路面破损情况较为复杂。因此,相关设计人员必需做好公路交通量的预测工作,严格按照《公路工程技术标准》(JTGB01—2014)规定要求,对公路扩宽进行设计。由原来的四车道,扩建为六车道,设计时速由原来的90km/h,提升为120km/h。
        3.2 原有公路存在的主要问题分析
        干线公路一般由:车道、中间带、路肩组成,而随着公路两侧街道化,沿线商户、住宅、企业扩张,使得原有周圈的人流量不断增大,带来了以下几点问题:
        3.2.1 过境交通占比过高
        相关公路接入城市后,过境的车辆越来越多,而且比例不会随着时间的增加而下降,使城市内部出现拥堵现象,大大的降低了车辆通行效率。
        3.2.2 忽视非机动车道
        干线公路非机动车道仅仅在机动车道两边画出两道线来简单划定范围,导致当非机动车数量较多时,会挤占机动车道,不仅堵塞交通,而且交通事故发生概率加大。
        3.2.3 行人过街通道不健全
        干线公路在设计之初对斑马线、过街天桥、地下过街通道等设施考虑不足,配套设施不健全,必须增加横穿公路开口和红绿灯,进而大幅增加了堵车概率。
        3.2.4 公共交通站点设置不合理
        随着越来越多住宅区、办公点、企业等出现,公共交通设施必须随之增加,而干线公路最初的交通站点设计并不合理,间隔距离过大,因此需要根据区域规划重新调整分布。
        3.3路基横断面布置
        此改扩建后的高速公路工程路基标准横断面的具体布置设计状况,详见表1。

        3.4路基设计
        3.4.1路基填前处理
        拓宽路基基底必须在施工之前对地表土进行清理(厚度是30cm),低洼部分则要实施碎石填平与碾压处理,基底压实度应≥90%,然后选择25kJ冲击碾压20遍,最后完成路基的填筑。
        3.4.2新旧路基拼接设计
        1)拓宽路基施工之前选用填方边坡形式清除原路表层土(厚度是30cm),并进行集中堆放,以作为绿化土或是复垦土。2)首先挖除原路的路面结构与土路肩,紧接着超挖原路路床填料(深度≤120cm),开挖一级回填一级,开挖与填筑顺序如图1所示。3)拓宽路基填筑选用的是分层填筑方式,填筑后做好碾压工作。4)软土部分的拓宽路基,其沉降量控制必须达到下述要求:①拼接路基沉降桥头位置<5cm,通道、涵洞位置<10cm;其他路段<15cm;②拓宽路基路拱横坡度的增值<0.5%,相邻路段的纵坡坡度变化值<0.4%。
        
        图1 分层开挖台阶填筑图
        3.5路面设计
        3.5.1主线旧路补强结构
        本项目的拓宽为双向八车道高速公路,设计的路边弯沉数值是0.187mm,设计的路面路床顶面的回弹模量≥50MPa。其中主线旧路补强结构设计,详见表2。

        3.5.2 旧路两侧拓宽
        上面层:SMA-13(厚度是3cm),下面层:AC-20(厚度是7cm)+ATB-25(厚度是13cm)+水泥稳定碎石基层(厚度是38cm);底基层:砂砾垫层(厚度是20cm)。
        结束语
        综上所述,本文以某公路扩建项目为例,对路基路面设计方案进行分析,并制定了详细的方案与措施,希望可以对类似公路改扩建项目的设计提供思路与依据。
        参考文献:
        [1] 张萌.基于高速公路扩建工程新旧路基拼接的施工技术研究[J].交通世界(下旬刊),2019(02):174-175,193.
        [2] 张文利.公路改扩建工程中拼接加宽路基施工技术[J].交通世界(下旬刊),2018(01):130-131.
        [3] 蒋焘.高速公路扩建工程路基拼接施工质量控制及关键技术分析[J].中国标准化,2020(24):127-128.
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