公路工程中改扩建公路路线以及路面路基设计的探析

姚怡彤

（甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃 兰州 730070）

对过去经验的分析表明，公路改建扩建具有两个重要的层次意义，首先是现有公路的改建和扩建，实现原有公路的升级以及改善原有路线的线性和技术指标。第二是通过扩建现有的公路，加快设计或增加车道以及使用扩建和改造来提高交通容量来实现缓解交通压力的目标。由于已经确定了改建和扩建道路的方向，因此不存在诸如在平面上选择路线图之类的问题，但是需要局部优化。因此，与新建项目相比，道路的改建和扩建存在更多的平面约束[1]。设计人员必须灵活使用曲线来调整工作，使设计符合满足公路标准和规格要求，达到投资降低的目的，还可以为垂直和水平截面的组合提供可靠的依据基础。

1 设计要点

在运输领域，公路是对经济和环境产生重大影响的运输手段，具有更多的设施，大量的投资，较高的技术要求和广泛的特性。这需要合理的布局和设计，无论是新建的还是改建扩建的工程。在充分考虑项目规模和设计标准的前提下，项目的总体设计必须首先执行良好的总体布局，并在不同学科之间进行协调与合作。要考虑的因素是公路的功能和自然因素，需要从中综合分析并确认各种因素使公路和自然环境协调发展[2]，执行各种功能以实现系统化，从而使公路与自然环境很好地融合在一起。

1.1 路线设计

在路径设计过程中，必须考虑以下几点：首先，旧道路的水平和垂直指标以及使用原理；第二，通过实际测量确定旧道路的坐标以及水平和垂直路线，并将其与原始设计进行比较；第三，根据适当的线性指标，将描述实施计划以及重建实施计划；第四，将水平和垂直指标与旧道路相关指标进行比较；第五，确定新道路走廊带。

1.2 路基路面设计

在路基和路面的设计中必须考虑以下几点：首先，原始旧路的组成和使用的基本原理，其次是旧路的实际状态和测试结果报告，第三旧路的防护形式和排水方法以及实际使用；第四，旧路面的使用及试验结果报告；第五，新路的路基和路面排水形式与旧道路之间的关系；第六，旧路拓宽和路基处理方案。

2 改扩建旧公路的原因

2.1 街道过于密集

中国的公路工程大规模建设始于1980年代，当时由于经济水平和施工技术的限制，公路路面设计过于狭窄。同时，当时的城市化建设并不那么引人注目，并且城市相对较小，因此城市规划和交通管理部门对城市规划和高速公路建设的看法不一，没有高瞻远瞩性，因此街道设计过于密集。随着近代城市化的发展，过于密集的道路严重阻碍了交通，许多车辆加剧了道路交通拥堵的核心问题，甚至导致道路交通事故，威胁着人们的生命安全。

2.2 不良地质病害多

每条公路都有一定的使用寿命，但实际上大多数公路项目都达不到预期的使用寿命。就我国而言，最初修建的旧道路一直面临着各种质量问题，特别是路基，这些问题直接影响着道路的继续使用。相比现代公路的建设技术而言，原来旧的公路在材料、施工设备、施工工程技术等方面都有所不同。技术人员缺乏对工程设计的全面而实际的调查，无法全面分析地质因素，在长期运行过程中，导致道路形成了严重的地质问题，仅靠简单的改建就无法正确解决该问题。

2.3 桥梁质量存在问题

桥梁是现代道路运输系统的重要枢纽，在正确引导和分散流量方面发挥着最重要的作用。旧公路的问题就是，早期的桥梁的基本结构和改造工程的质量不能有效地满足当代社会的交通需求，长时间的超载操作会导致裂缝和停滞问题出现。如果再次进行改建或搭支架，则不可能从根本上解决问题，另一方面，浪费时间和不必要的资金，而且还无法保证安全和避免可能出现的风险。

2.4 服务水平低

中国第一批大规模建设旧高速公路已有30多年的历史，长期使用不可避免地会在整个公路上造成严重破坏及病害。车辆的安全性、可靠性和舒适性无法得到保证。因此，科学的改建和扩建旧公路非常重要。

3 路线及路基路面设计的应用

3.1 改扩建工程路线数据收集

改建和扩展项目需要各种准备工作。首先，要对原来的道路建设图纸、竣工图及其他相关数据进行详细的总结和分析。第二，及时组织各种信息材料，构建完整的项目文档系统，以方便存档和以后的构建[3]。

3.2 改扩建方案选择及分析

（1）在制定道路改扩建计划之前，为了确保该计划的准确性，需要检查原始路面的状况，分析原始道路上的交通状况，研究修路的可能性并制定计划。在实施相关技术之前，需要查阅公路建设标准和设计规范。对于特殊路段，必须考虑行驶速度等因素，并且为了确保系统的科学性能和效率，可以选择区域重建设计。（2）改扩建设计应建立旧路改扩建的标准，目前提出了三种方法。1.设计线路为M线，通过加宽原始道路的两侧进行独特设计；2.可以被视为A+M线方式，主要是将左侧的原始路面转变为单向四车道A线设计；3.可以视为B+M线方案，并且右侧的原始路面转换为单向四车道M线，左侧是建为一条单独的单向四车道B线。根据以上分析得出结论：计划1.它们可以最大程度地利用现有资源，充分利用原始路面工程，并节省材料和时间。但是，由于工程附近桥梁保护结构众多，路基受地形和地质条件的影响不够稳定，不利于工程安全。计划2.由于项目规模小，可以减少成本和环境影响。计划3.较低的坡度斜率较低，因此选择了新建的左坡分离式路基。为了达到防洪和救灾的目的，必须在附近建造大量的立交桥，但是这种方法造价相对昂贵，因此可以按计划2作为参考设计。

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。此时，可以选择多种合并方法，如排水固结方法和强夯方法等进行处理。其次，可以进行台阶开挖施工以确保拼接的质量，必须对原始地面坡度进行良好处理并以台阶形式开挖，并且楼梯宽度必须控制在2m以内。

4 结语

从以上分析可以看出，与新建道路项目相比，改扩建项目存在更多的制约因素，作为项目设计者，有必要充分了解和调整旧道路的实际情况以获得新道路路线、路基和路面可以与旧道路相协调，以满足预期的设计和规格要求。