公路改建设计中的常见问题分析

闫祖文

（保山公路局腾冲公路分局　云南腾冲　679100）

在公路建设过程中设计的成败将直接影响道路建设及其后期的使用效果，特别是改建公路的设计，因原有老路沿线环境较复杂，受制因素较多，设计过程中考虑的因素也较多，为保证设计质量，达到符合技术指标、投资控制合理、技术措施科学的要求，需要从路线设计、路基拼宽、老路利用等方面进行综合考虑，如何更好的利用原有老路，少占地、少拆迁、投资控制合理，应从路线设计及老路利用方面进行考虑，如何更好的指导施工，达到方案合理、施工质量合格，应从路基拼宽、老路利用方面进行考虑，因此在公路改建路基设计过程中如何考虑路线、路基拼宽、老路利用等常见问题是非常重要的，下文就国道G320线保山境内段永保桥至保山公路改建工程第二合同段的路基设计情况，对改建路基设计的常见问题进行分析。

1　项目概况

国道G320线保山境内段永保桥至保山公路改建工程第二合同段，路线起点K24+100，位于隆阳区瓦窑镇阿依寨，经瓦窑镇旧寨、阿石寨、老营村及板桥镇下付村、板庙村、小西河村，止点K50+800板桥镇西河庙门口村，总长为26.6176km，路基宽度为7.5m、8.5m、19m，汽车荷载等级：公路-Ⅱ级，设计洪水频率：小桥涵及路基1/50。因受到投资限制，设计时充分利用原有公路资源，灵活运用路线平纵指标，做到指标均衡、协调，不盲目追求高的路线平纵指标，沿老路进行改扩建，达到对植被和生态环境的破坏降到最小限度，提高了工程可实施性及将造价控制在投资限额内。

2　对路线设计的考虑

本项目在设计过程中为达到投资控制、少占地、少拆迁的总目标，路线基本沿老路拼宽改建，路线合理利用现有公路平面指标，半径取值以吻合现有曲线为基准，在征地拆迁和工程量增加不大的局部路段适当提高线形指标，因地制宜设置卵形、S形、C形曲线，满足规范要求，设计时还充分考虑沿线的村寨、平交道口、高速公路下穿等因素，合理利用平、纵线形的各项指标，使其达到经济、合理的最佳效果。

2.1　纵断面线形设计

在公路改建纵断面设计时，需要全面考虑坡长、坡度产生的相应影响，结合原有道路的平交道口、村寨标高、下穿高速净高等综合考虑，并尽可能利用原有道路，在各项指标均符合公路改建后的相关技术指标的情况下，可以尽可能利用比较大的长度与半径，提高行车安全[1]。在本项目的设计过程中，纵断面设计主要受投资、老路纵坡、过村路段标高的控制，并综合考虑沿线居民的出入方便、原有桥涵等构造物的利用，纵面主要利用现有老路纵坡进行优化，过村庄路段为保持便于出行、居住适宜，对纵断面进行部分的调整，标高按原有老路面进行控制。设计过程中在对沿线地形、地物详细调查的基础上，对纵面进行了优化调整，在满足路基稳定和排水灌溉、涵洞设置需要的前提下尽量降低路堤填土高度。针对原老路平均纵坡大于5%的长陡坡路段（K28+965～K31+087.3及K46+535～K48+045段）进行了纵断面优化调整，但由于受地形、投资限制，本次设计结合实际地形、地物对该路段纵面线形结合平面布设进行优化，取消勾头坡，对最小坡长进行优化，使纵面指标更均衡。此外，设计针对长陡下坡路段加强了安全设施，考虑了震荡减速标线、警告标志、限速标志等安保措施以保障道路运营安全。

2.2　平面线形设计

在改建公路的过程中，若旧公路的回旋线、圆曲线半径长度符合改建要求，在遵循尽可能使用旧路的原则，可以不对回旋线、圆曲线半径长度进行修改。本项目平面线形设计中，为尽量减少工程量、拆迁、少占用土地，并充分利用原有防护工程、涵洞、桥梁，设计前对老路的左右侧路基边缘线进行了实地测量，再根据实测老路资料，均衡设置路线平面指标，尽可能的拟合老路平面线形布线。K24+100～K41+174.78段在原有二级公路沥青路面上进行改建，原老路线形指标均满足规范要求，设计时平面线形沿老路进行布线，局部地段进行了调整；因K41+174.8～K50+800段在原有四级弹石路面上进行改建，原老路圆曲线半径为15m，且行车视距不佳，路线布设时考虑提升改造加大曲线半径，路线于K41+174.78（即 JD274）～K47+503.5（即 JD322）进行局部优化，因地制宜设置卵形、S形、C形曲线，合理利用平面线形的各项指标，满足规范要求。

3　横断面及路基拼宽设计

在公路改建路基设计过程中，应调查原有路基的稳定情况，查明既有路堑边坡地质情况、现有防护、排水措施及边坡稳定状态，分析评价新拼接路基或增建路基对原有路基沉降变形和边坡稳定的影响程度，结合路基填挖、填料情况以及施工、养护因素，统筹考虑各路段的路基、路面以及防护和排水措施，充分考虑采用机械化施工方法，采取有效的防治措施，防止路基病害和保证路基的稳定。

3.1　横断面设计

在路基横断面设计过程中，根据云交基建[2013]570号《云南省交通运输厅关于加快“十二五”期间普通国省干线公路改造建设的实施意见》对道路等级的相关规定，对经过村寨拆迁难度较大及地形较复杂地段调整路基宽度为7.5m，经调查本项目路基宽度设计如下：K24+100～K40+560.97段沿用老路平纵指标改建，路基宽度8.5m；K40+560.97～K40+820.76段沿用老营街道改建，路基宽度19m；K40+820.76～K41+014.54段沿用老营街道改建，路基宽度12m；K41+014.54（老营）～K50+495.68（西河庙门口村）段沿老路改扩建，路基宽度8.5m；K41+014.54～K41+873.81、K50+495.68～K50+800段沿线建筑物密集，为减少房屋拆迁采用7.5m路基宽。同时因地制宜，在适宜地段增加路基宽度作为紧急停车带。

3.2　路基拼宽设计

在公路改建工程中，拓宽部份路基质量问题很大程度上决定改建后公路的使用寿命和使用质量，本合同段主要沿老路加宽改造，原国道320线路基宽度为6.5～8.5m，改建工程设计原则上按照在现有路面上拼宽路基后加铺路面结构层，在设计中，因原老路断面形式不同、老路面结构形式不同及加宽宽度不同，所采用的加宽的方式也不相同，本项目主要采用以下几种拼宽方式：一般填方路堤拼宽、一般路基拼宽、一般路基设路缘石拼宽、设路肩挡墙拼宽、原边沟路段路基拼宽、挖方横向衔接拼宽，采用不同的加宽方式，可方便施工、节约投资，确保路基拼接质量。本项目中考虑不同拼宽方式的条件如下。

（1）改建工程中主要为弯道改造及部分路段升级改造切弯取值路段，沿原填方边坡底部横向拼宽衔接时，采用一般填方路堤拼宽，回填时应严格按填方工艺进行施工，并挖除老路的构造物，开挖土质台阶，横向衔接采用土工格栅与原道路搭接。

（2）拼宽路基宽度大于100cm，且适宜于重型压路机压实路段，采用一般路基拼宽，拼宽路基位于石质路段时，设路缘石后直接铺筑路面；当拼宽路基位于土质路段，为适宜性材料时清除表土对路床进行整平压实且压实度达到规范要求（二级公路≥95%）后铺筑路面；当松山堆积或为非适宜性材料，压实度达不到规范要求时，按照低填浅挖路基处治，对路床换填80cm级配碎石（天然砂砾），拼宽路基需采用重型压路机压实，横向衔接采用土工格栅与原道路搭接。

（3）当拼宽路基外侧横坡陡峻，压路机不宜碾压，或者拼宽宽度小于等于100cm的路段，采用设浆砌片石砌筑的方式拼宽（一般路基设路缘石拼宽）。

（4）当拼宽路段受地形限制无法进行填方拼宽，且适宜设置挡土墙时，可采用设路肩挡墙拼宽，挡墙砌筑完成达到设计强度70%后，采用天然砂砾（级配碎石）进行墙背回填，其工艺要求应满足“三背回填”施工工艺要求，横向衔接采用土工格栅与原道路搭接。

（5）当原有路基宽度已满足设计路基宽度要求或是回填原有边沟后已能满足设计路基宽度要求时，可采用原边沟路段路基拼宽，对原有水沟采用碎石或片石进行回填，用土工布覆盖后，在其上重新设置排水沟。

（6）原路堑段不能满足现有路基宽度，需进行拼宽时，采用挖方横向衔接拼宽，石质路段开挖至路床顶面整平压实后直接铺筑路面；土质路堑开挖后，为适宜性材料时对路床进行整平压实且压实度达到规范要求（二级公路≥95%），可直接铺筑路面；为非适宜性材料，压实度达不到规范要求时，按照低填浅挖路基处治，对路床换填80cm级配碎石（天然砂砾），拼宽路基宽度不得小于250cm，确保重型压路机压实，横向衔接采用土工格栅与原道路搭接。

4　原有老路面处理设计

本项目主要在原老路面上进行新路面结构层加铺的方式进行改建，较大部分老路面已成为改建公路的路基，而老路路面类型较为复杂，有弹石路面、沥青路面，经过多年的荷载作用，目前老路路面主要表现为行车道上大面积的基层结构性损坏，以及部分路基强度不足引起的沉陷和结构性破坏，K24+100～K40+100段原老路为沥青路面，其主要病害形式为：路基沉陷、路面龟裂、路面纵向裂缝等结构性破坏及基层干缩裂缝引起的反射破坏。K40+875～K50+800段原老路为弹石路，主要病害形式为：坑塘、沉陷、跳石、横坡不适、平整度差、弹石破坏等。从病害的表现形式可以看出，本合同段的病害主要是原老路基层、底基层和路基承载力不足引起结构性破坏问题，要确保路基稳定，在设计时应注意处理软基，处理好地表排水和地下排水，提高路基承载能力，才能达到改建目标，主要采取的措施如下：

（1）对原有老路面进行弯沉测量，对达不到设计路基弯沉值的路段进行换填处理，沥青路面段为保证路基的结构均匀采用水泥稳定级配碎石进行换填处理，换填深度为30cm；弹石路面段采用40cm片石+40cm砂砾石进行换填处理；

（2）对原沥青路面结构性破损，严重形成龟裂、坑塘路段采用水泥稳定级配碎石进行换填处理，换填深度为30cm；

（3）对路基沉陷较严重路段进行路基处理，根据沉陷原因的不同采用不同的处理措施，因路基排水引起的沉陷进行路基排水处理；因路基填料原因产生的沉陷采用换填或路基注浆方式进行处理。

5　结语

本文结合本人参与实施的国道G320线保山境内段永保桥至保山公路改建第二合同段施工图完善设计为例，结合公路改建设计的复杂性，从路线设计、横断面及路基拼宽设计、原有老路面处理设计三方面，对改建设计过程中需考虑的诸多因素和遇到的各种情况，就如何投资控制、如何满足规范要求、如何方便施工、如何保证质量，通过实例分析提出了解决的措施和方案，然而由于公路改建的环境极为复杂，各路段及各条路线均不相同，在今后实施过程中应结合老路环境充分的综合考虑，利用各种措施和手段，实现设计成果及投资控制的科学、合理。

[1]王 茏.二级公路改建设计关键性技术问题与对策[J].低碳世界，2017（35）：268～269.