高速公路改扩建工程路面设计

常辉

（衡水龙翔公路工程勘察设计咨询有限公司，河北衡水 053000）

0 引言

近年来，交通量与日俱增，高速公路逐渐到达其承载能力上限，如何对高速公路实行有效的改扩建已引发众多关注。高速公路改扩建工程路面设计方案中，通常包含如下几个方面：①设计拟新建路面的方案；②改善设计旧的高速公路路面；③设计如何将新旧路面有效合理拼接；④如何利用旧路铣刨料；⑤新旧路面结构的排水系统完善。此外，路面改扩建设计方案需要综合考虑施工组织安排，以确保设计方案应与保通方案相辅相成。其中，旧路面改善设计以及新旧路面拼接设计是改扩建路面设计方案的重中之重。

1 高速公路改扩建工程的综合设计原则

高速公路的扩改建应用方案应考虑诸多因素，包括：①原有高速公路的技术状况；②如何加宽原路；③全面分析各类经济技术条件；④如何实现全方位的比较论证。高速公路扩改建工程最重要的问题包括：①如何根据当地实际情况明确方案通道资源；②如何将土地资源和原路设施资源实现进一步的综合利用。但实际工程上，常采用如下方案：以道路整体加宽扩建为主，兼顾局部困难路段，适当选用新线或分离路基的方法。

针对高速公路旧路面的改善和设计，主要的面向对象为改建后的1、2车道。同时，考虑到高速公路的主体对象为小型车辆的通行，在交通流量的计算时要考虑到设计当量轴次的折减，以实现对旧路的充分利用，从而充分体现整体方案的可行性、经济适用型。对高速公路旧路改善设计之前，首先要明确原有旧路面的设计方案、使用情况（损毁情况等）以及当前的路面养护情况。

2 工程概况

本文以广东省内惠深高速公路某段进行加宽或改扩建项目路线作为主要研究对象，该工程路线全长为30.674km，部分路段为双向八车道，对应的路基宽度为41m；部分路段选取六车道，对应的路基宽度为33.5m；在高速公路上的车体设计最低行驶时速控制在100km/h。主要的工程范围包括：单洞式隧道、大桥、中桥、小桥、涵洞、互通式立交和服务区。本项目关于高速公路两侧平面的整体扩展方案具体为：①将高速公路平面两侧进行整体性的拼接和加宽，并以此作为本工程项目的主体；②对局部受限的路段进行单侧的加宽或分离式扩建；③将路面纵向的局部高度进行增加；④恰当地将一些路基修复后改造成桥梁。

3 改扩建相关设计因素分析

3.1 各种分期修建的情况

我国高速公路建设初期，受限于社会经济发展等诸多因素，国内首批高速公路的建设方案多采用两类方案实施，方案一为左右路幅横向修建，分期进行公路的修建，方案二为将主体工程与附属设施分开，分期进行修建。但在实际实施项目的过程中陆续发现，包括建设周期、工程风险、交通安全和社会影响在内的诸多影响因素均远超可控范围。相较于单纯地建设高速公路，改扩建工程过程繁复、难度高，对当地社会的影响更大。由此可知，将建设高速公路的方案套用至其扩改建工程，操作难度极大。高速公路的改扩建往往需要综合考虑实际项目情况以及当地的水文地形特征，引入“纵向分期”修建的方案理念，将施工过程对社会的影响降至最低，并适当缩短工期，做到高效、保质、保量完成项目。

3.2 交通量预测重点分析

待改扩建的高速公路经过长久的运营期，已与周边区域的社会经济发展、居民日常生活和消费方式等产生了密切联系，不仅交通量大，还在当前及后续很长的时间段内具有可持续的吸引效果。因此，设计一条高速公路改扩建的工程项目时，首先必须充分调查原有的高速公路对沿线地区社会以及对周边城乡的发展与当地交通格局可能产生的直接影响，之后再进一步分析改扩建的路段长期交通变化的特点，综合研判其相应的发展趋势，并进一步科学地预测改扩建后各个路段的规划设计运行速度。

3.3 改扩建设计方式

高速公路的改扩建需要充分考虑目标工程项目的自然地形条件和特点，从当前地形的具体情况出发，合理地选择和使用相应的技术指标，遵循“强制执行主要指标、灵活运用次要指标、论证使用突破指标”的设计基本原则，保证线性连续、均衡，在充分保证路线安全的基础上，采用平、纵、横综合设计方案，结合地形变化，以确保路线平顺、横面分布合理、纵向坡度均匀、视线良好。在部分难改进、难施工的特殊困难路段，应充分利用旧路资源，降低对环境的破坏力度，并通过论证，将平纵指标适当降低。

4 改扩建工程设计需注意的相关问题

4.1 路基拼宽设计问题

高速公路改扩建工程中，路面的拼宽设计同样重要，而在这个过程中，要特别关注新旧路面基体结合部位的压实以及工后沉降差的消除，做到经济可行、安全保障到位。现阶段，为消除工后沉降差，采用的方法较为单一，多采用“强夯补强”的方法。但在现实应用中，路面工作面积有限，且采用该法后，会引起道路原有结构以及路面两侧附属构筑物的振动，对原有高速道路路面带来影响的同时，造成经济损失，故而很少采用该法。

本项目在该法的基础上进行改进优化，操作步骤如下：①填实拼宽新建路基；②充分保证填料的质量，并确保分层的厚度，提高路基填筑的压实度标准；③施工现场使用大吨位压路机，确保路面压实操作的顺利进行，经过上述步骤，彻底消除工后沉降差，并获得了较好的效果。完成上述操作后，结合当地水土人文特征，全面布设路基排水设施，合理设置进出水口的位置，并妥善处理进出水口，避免出现堵塞、溢流以及淤积等现象的出现。

4.2 路面设计需考虑的有关因素

（1）高速公路改扩建路面的设计，要秉承“施工方便、工期短、对接干扰少”的优先原则。流程如下：①充分调研原有路面的情况和现状；②逐段地逐段对该路面的破损程度情况进行评价，深入查找相应的破损原因；③在前述工作的基础上，逐段制定一套路面修复改扩建项目的工程设计方案。具体施工过程中，需要加铺沥青层，为保证道路运行安全，新增加铺沥青层的设计需要综合考虑高速公路相应的等级、所用的车辆数量、使用要求、高速路的交通量以及周围的交通环境和人口居住情况。

（2）在原有旧路面稳定的基础上，进一步进行设计。此外，针对具体的调平层、补强层，需要视实际情况来进行布局和调整。本文提及的项目在路面设计过程中，主要进行了如下操作：①针对旧路面存在的各种缝隙，逐一进行填补修补处理；②在原有沥青层的基础上，设置聚合物改性沥青应力吸收层，可延长公路的使用寿命；③为杜绝反射裂缝的出现，在新旧路面结合处以及原路面纵、横宽度7m以上的部位增铺一层玻纤格栅复合土工布，工布宽度为2m。

4.3 改建结构物设计需考虑的问题

在高速公路路面改扩建过程中，需要对相应的结构物进行新建和拓宽设计。在符合行业规范、标准的基础上，设计方案要遵循“边运营、边施工”模式的行车安全。在这个过程中，不同的基坑需要设计不同的开挖深度，并配备相应的支护措施。在本文提及的项目方案中，先后分别设定了两套方案。综合考虑现场实际情况，如钢板桩是否可以打入、如土深度是否达标、能否使用水平对拉杆，最终选用的方案为：靠近通车的一侧选用以钢筋混凝土支护桩支护的方式，并在桩顶放置横梁（钢筋混凝土材质），从而确保高速道路的稳定状态，保证道路行车安全。

5 结语

提高高速公路技术等级有诸多方法，其中旧路加宽改扩建是常见方法手段之一。高速公路的改扩建可降低交通事故发生率，满足日益增长的交通需求、提高高速公路的承载能力、缓解现阶段与日俱增的交通压力，并可进一步服务高速公路周边区域的居民生活、助力当地的生产活动。在高速公路改扩建的过程中，要充分调研勘测当地现状，评估项目方案可行性，深入分析后给出经济合理、切实可行的项目方案，并规避可能存在的不利因素。