2018二级公路升级改建设计探索

2709222

　　摘要：结合某二级公路工程的改建升级设计实例，探索公路升级设计，就公路改建线形设计、新老路面处理设计等加以分析和探讨。
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　　关键词：公路改建；公路设计；路线选取。
　　Abstract: Combined with the reconstruction of a level 2 highway engineering upgrade design, this paper explores highway upgrade design, and highway rebuilding alignment design. The old and new road surface processing design are analyzed and discussed.
　　Key Words: highway rebuilding; highway design; route selection.
　　中图分类号：U412.36 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2011）12-0000--00
　　
　　
　　工程简介
　　 S343线始兴沙水工业园至县城段为修建于1999年的二级公路，路面结构为沥青路面，路基宽12m，路面宽11.5m。目前该段公路主要存在三个方面的问题：（1）原路的服务水平较低，交通量大，车辆行驶缓慢，而且经常发生交通事故。（2）原路的线形技术指标较差，多处半径、坡度和坡长达不到规范要求，造成车辆行使困难，通行能力低。（3）路面常年超负荷工作，加之排水系统不够顺畅，多数出现断板等等病害，严重影响了车辆行驶速度。经研究决定，对S343线始兴沙水工业园至县城段路段进行升级改建。
　　公路路线走向构思
　　 对于具体公路改建项目来说，应结合项目所在地区的地形 地质条件、沿线土地利用、道路构造物的结构与规模、交通组织、施工难度及道路养护管理等情况进行综合比较，择优选取适合于整条道路的路线方式，并根据不同路段的具体特点灵活选择适宜的路段扩建方式或几种方式的组合。结合工程实践经验，笔者认为对于公路的改建形式应起码满足以下几点要求：1）安全性：改建方式的选择要充分保证原有道路路基、边坡、结构物的安全稳定，避免产生新的道路安全隐患、地质灾害和工程病害；同时要有利于施工期的行车安全和施工安全；2）节约性：不同的改建方式新增建设用地和工程建设费用差异较大，在技术条件可行的情况下，应本着节约的原则合理选择加宽方式；3）方便性：主要体现在保障施工质量，方便施工期交通组织，有利于改建后的维护管理等；4）充分利用性：充分利用道路已有的用地空间、路基、结构物及附属设施等现有资源。
　　 而本项目公路改建的路线布线原则以工可的走向为基本走向，充分结合本工程当地的实际地形，以减小工程量、少拆迁、少占农田为原则布设路线。本工程起点于沙水工业园，桩号为K38+110，经沙水小学、城郊柑场、到达终点始兴县城城郊中学，与国道G323线相交（G323线桩号K302+100），终点桩号为K42+724.182，全长4.614km。
　　二级公路升级改建的技术措施及注意事项
　　 （1）设计速度是确定道路技术指标的最基础的参数，而重要技术指标的选用不仅涉及到工程量的大小、工程实施的难易、建设成本的高低，而且涉及到工程的使用效果。对于交通量大、地形地质情况较好的路段，考虑到车辆的运输效率、经济效益，在技术指标的选用上应尽量取高限指标，以满足发展的需要；在交通量较小且地形极其困难的路段，为节约工程 费用，可在保证行驶安全的前提下配合地形采用低限指标。
　　 目前我国公路设计及技术标准的制定仍然是以设计速度作为路线设计的基础指标，即设计速度一经确定，公路所有的相关要素，路基组成宽度、视距、平纵面线形等指标都基本确定，以此来保证线形的一致性和连续性。结合工程实践表明，对于公路改建可分段采用不同的设计速度，相邻路段的设计速度差宜控制在10km/h 以内，不得超过20km/h，并应采用运行速度进行验算。设计速度的变换不宜频繁，且应有保证驾驶员适应的足够路段长度，并选择在相邻互通式立体交叉之间。而当设计速度需要发生变化时，应做好前后线型衔接和交通工程措施。对其进行改扩建时，延续原有的以设计速度为基础指标的设计方法来进行设计，可以简化改扩建的设计难度，有利于改扩建的实施。但笔者建议在改建全路段，特别是设计速度变化的路段采用运行速度进行验算。
　　 （2）设计速度的变化不宜频繁，并应考虑设计速度差异的协调、运行速度与设计速度的协调，注意采取相关措施引导驾驶人员提前意识到前方的速度变化。一般情况下，不同的设计速度对应的线形指标差异较大，因此设计时应考虑车速渐变和驾驶员适应的足够长度，并使之位于相邻互通立交之间。
　　 （3）公路改建的平纵面设计需通过对道路现况进行精密测量与线形拟合，通过空间组合设计和适当牺牲部分相对次要的指标来实现最大程度的利用。进行改建设计时对视距、最小平曲线半径、最大纵坡、最大坡长等涉及安全性的主要指标要从严掌握，对于直线长度、缓和曲线参数、最小坡长 等次要指标可根据实际情况适当灵活控制。 设计时对于次要指标，即在满足安全的前提下主要影响美学或舒适性的指标，如曲线间的直线长度等，当对环境不构成影响时，可采用较高值，当对环境存在影响时，应采用较低值，当对环境和生态影响巨大时，为保护环境可突破使用。
　　 （4）公路改建的纵断面设计应考虑路基最小填筑高度要求，否则应对路基路面设计方案进行论证，对路面结构、地下排水等进行特殊设计。通过利用既有公路的纵面设计，宜尽量与既有公路纵面相拟合，并预留略大于新建路面厚度的空间，以减少对现有路面的开挖。同时控制陡坡坡长时，可考虑竖曲线的折减效应。非连续陡坡路段，可按前后竖曲线切线长之和的一半，加上直坡段长度控制最大坡长。对于越岭路线的既有公路连续上、下坡路段，当相对高差为200～500m、平均纵坡大于5.5%或相对高差大于500m、平均纵坡大于5%或任意连续3km路段的平均纵坡大于5.5%时，必须详细调查既有公路交通事故的情况并分析原因，提出针对性改造方案，设置相应的安全防护设施，以有效地确保行车安全。
　　 （5）交通安全及沿线设施。对于既有公路交通事故多发路段，应全面调查、分析、论证，采取必要的安全防范措施。沿线设施设计应符合现行公路工程技术标准及有关交通工程设计的要求。公路改建工程应提供符合其等级水平的交通安全设施，包括标志、标线、护栏、视线诱导标等安全设施，不得分期实施。对于高填、桥梁、路侧有悬崖、深谷、深沟、江河湖泊等危险路段应设置路侧护栏，同时综合考虑标志、标线设置，如通过设置警告或限速标志、振动标线对驾驶员进行预警；道路交通中重载交通比例较大，可能造成重大伤害的区间，宜提高一级选择护栏的防撞等级。而连续急弯，车辆越出有较大危险的路段，应设置路侧护栏，并进行视距检验。另外，改建设计时应当根据公路沿线经济发展水平、房屋稠密度、交通量大小，结合沿线地形地物特点和取弃土场设置，有条件时适当增设港湾式停车带和休憩设施。
　　改建公路路面设计
　　 在对旧路进行改建设计时，路基路面的设计是公路改建工程的技术关键。主要包括以下几个方面。
　　4.1路基改建设计
　　 从保证工程质量的角度，公路采取一次改建是最有利的。以两侧整体加宽为例，如果按 6 车道扩建，每侧加宽约 4m，施工作业面小，施工过程对主线行车的干扰较大，影响行车安全和施工安全的同时又不利于施工作业，路基压实等难以保证。而按 8 车道扩建，每侧加宽约 8m， 上述施工和安全问题均可有效克服，有利于施工组织和保证质量与安全。但进行公路改建设计时，无论选取单侧加宽还是双侧加宽方式，桥梁隧道等大型结构物一次扩建对建设的实施也是有利的和经济的，采用分离式路基扩建方式时更是如此。
   　　4.2路面改建设计
　　 对老路改建最大的资源利用是通道资源和土地资源的综合利用，路基路面和建筑废料应充分利用，而事实上对道路原有资源的再利用能降低工程造价，提高经济效益、减少环境破坏。为此在进行公路改建设计时，如果旧路路基提高较多，同时旧路路面材料无法回收利用时，则对新建公路路面进行重新设计，而如果旧路路面材料质量好，则笔者认为应当挖出充分利用路面资源。同时改建公路的路面结构设计应坚持可持续发展方针，使初期设计的路面结构在后期路面加铺中可得到充分利用。鉴于本工程路线经过地区地处我国南部粤北地区，属公路自然区划的IV6武夷南岭山地过湿区。根据交通量和高等级公路对路面强度的要求及外业初测验收意见，结合沿线水文、气候、地质及材料来源等情况综合考虑，采用水泥混凝土路面结构，水泥砼路面设计弯拉强度取5MPa。
　　 对于旧路改建时，对于旧路的路基高度变化不大的情况下，只需在原路面上铺改路面结构，如果旧路面结构基本完整情况下，应考虑按新建路面结构要求，对旧路采取补强设计；如果旧路路面不具有足够宽度时，对加宽部分采取新建公路路面设计要求处理，但需确保新路与旧路补强后的路面同时具有足够的强度和稳定性。
　　4.3接缝部位混凝土路面的处理
　　 （1）角隅补强：面板纵、横缝的两边（如胀缝），两边角隅处，或斜板锐角小于70度时，应设角隅补强钢筋。板角等于90度时，采用发针型角隅补强钢筋补强，板角小于90度时，采用2层钢筋网补强。
　　 （2）混凝土路面与桥梁相接：桥头设置搭板，搭板与混凝土路面之间采用钢筋过渡，最小长度为5米。搭板与钢筋混凝土两板之间设置拉杆。钢筋混凝土面板与混凝土面板之间应设胀缝。当桥梁为斜交时，钢筋混凝土面板的锐角部分应采用角隅钢筋网补强。
　　 （3）箱状构造物或圆形管状构造物横穿公路：构造物顶面至面板底的距离小于或等于40cm时，其顶面、及两侧各6≮（H+1）米范围内的混凝土面板应采用单层钢筋网补强。当（H+1）≤6时取6m，当（H+1）＞6时取（H+1）m，其中H为面层到结构物底面的距离。
　　 （4）混凝土面板边缘下的基础，当有可能产生较大变形时，应在板边缘加设边缘钢筋补强，交叉口等外，当出现错缝时，应对与接缝相对应的板边加设防裂钢筋补强。
　　结论
　　 通过对省道343线始兴沙水工业园至县城段公路改建工程设计进行总结，对老路改建升级设计重点情况进行了分析，提出了公路改建工程设计中具体的方法，工程实践效果表明其有效地解决了公路升级改建前遇到的问题，取得了较好社会效益。
　　参考文献：
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