改扩建公路路基路面设计优化措施分析

改扩建公路路基路面设计优化措施分析

辛涛

四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司  四川成都610000

摘要：公路运输水平可直接影响到地区经济发展进程。受历史局限因素影响，大部分公路交通整体规划及建设存在较大提升空间，需要进行路基路面的改扩建工作。本文就针对以上背景，首先分析改扩建公路路基路面优化设计目标，提出改扩建路基路面优化设计要点，制定改扩建公路工程路基路面优化设计管控对策，以供参考。

关键词：改扩建公路工程；路基路面；设计优化

前言：现阶段我国交通运输行业发展速度不断加快，原有公路工程已然无法承受日渐增加的车流量及运输量，需要对公路路基路面进行重新设计，有序开展改扩建工作，进一步提升改扩建工程施工质量与效率，保障扩建工程建设综合效益。加大路基路面环节监管力度，避免路基路面结构在大负荷的交通运行压力下出现变形或者被破坏问题。

1、改扩建公路路基路面优化设计目的

1.1公路工程特征

公路是促进城市经济活动的重要基础，公路设计水平可直接影响到城市交通、经济、发展水平。改扩建公路设计过程中需要切实保障工程建设期间的规范性与合理性。通过分析公路建设情况，发现公路的基本特征主要体现在以下几个方面：

第一，通流量大。因大众生活水平不断提高，数量及出行率大幅度上涨，公路中的交通负荷也日渐提升；

第二，环境较差[1]。现有公路资源依然无法满足日渐增长的执行需求，在经济发达区域的交通堵塞情况较为严重。由于公路中的交叉点较多，也更加容易出现交通事故。

1.2扩建公路路基路面设计目的

1.2.1增强公路路面与桥梁工程的联结质量

早期公路工程设计理念较为落后，认为公路与桥梁是两种不同性质的构筑物，虽然在运行期间存在着密切关联，但施工设计层面有本质区别，因此独立开展公路与桥梁的设计工作，导致公路与桥涵连接部位成为质量问题并以及交通安全事故多发部位。

在现阶段扩建公路工程设计过程中需要设置搭板、调整回填材料、开展二次压实，进一步增强路面与桥梁结构的连接质量，避免公路工程在后续运营过程中出现连接部位不均匀沉降、桥面与路面结构渗水问题[2]。

1.2.2满足交通运行需求

原有公路工程设计过程中没有考虑到汽车保有量激增问题，公路通行能力规划不足、设计速度较小，现阶段交通运行过程中经常出现堵塞现象，对区域经济发展造成不同程度影响。

为符合实际交通运输需求，要对公路工程进行改扩建工作，通过调整设计速度及拓宽路面，有效解决交通拥堵问题，增强公路交通运输承载能力。

1.2.3保障交通运输安全

公路工程正式运营期间，路基路面会受到自身氧化、环境腐蚀以及上部行车荷载等作用影响，出现路面开裂、均匀沉降等质量通病[3]。虽然针对公路病害问题制定了较为常见的养护方案，但在汽车运行过程中依然存在较多伤害问题，因此在路基路面改扩建设计过程中还需要重调节路基路面结构，并解决现存车辆通病问题，增强公路工程的结构承载力与抗渗性能。

2、改扩建公路路基路面设计优化流程

本文以某地区省级公路建设与养护工程为例，该公路工程的全长为7.91千米，公路系统肩负起城市总运输量及车流量的重要职责。现阶段社会经济发展速度不断加快，汽车总量急剧增加、运输量也持续增长，使公路承载力加重。为有效解决公共交通问题，缓解公路交通压力，还需要加强路基路面结构的设计工作。

2.1优化路面结构

该公路工程由6厘米的中粒式沥青混凝土、4厘米的细粒式沥青混合料组成。改性沥青为AC-13C细粒式沥青混合料、AC-20C中粒式沥青混凝土材料等。沥青稳定碎石是下面层铺设的材料，在力学过渡性及稳定性方面的优势较大，厚度为10厘米[4]。乳化沥青改性稀浆为封层，4%~5%的水泥稳定碎石，厚度为36毫米；3%~4%的水泥稳定碎石是底基层所用材料，厚度为18厘米，粘层与透层厚度需要按照设计计划要求分别设施。

2.2优化路基路面排水功能

案例中的改扩建公路工程为双向两车道，建设后为双向4车道。设计行车速度为每小时120千米，路基全长为28米。中央分隔带的基本宽度为三米，采用的中央分隔带基本宽度为3米。护栏为波形梁护栏，路缘带的实际宽度为2×0.75米，临时停车带的实际宽度为2×3.5米，路肩的实际宽度为2×0.75米。

为从根本上提升改扩建公路工程整体服务水平、通行效果，需对公路工程路基路面结构进行整体优化。进一步加强路基宽度，快要隔带护栏结构。护栏结构的实际宽度为0.57米，不可将其放置在停车区两侧，护坡的基本宽度为1.5米。确保路基中央分割带与主线桥梁高度一致。

为解决该区域路基路面排水问题，应当着重分析并掌握水文地质情况，开展合理计算工作。部分结合渗透、蒸发及储水性能，对该区域原集水坑结构进行撤销处理。

为避免路基或边沟受到雨水冲刷，在边沟内部还需要铺设六棱砖，将混凝土空心六棱柱砖铺设在边沟的外侧与底端，将边沟外侧长度由两米变为一米，从根本上提升区域内土地资源利用率[5]。使用混凝土预制块代替土质，长度为15厘米，比地表高出20厘米。在过道与涵洞中设置泄水槽，缓解积水情况。将泄水槽间距控制在40米范围内。

路基路面优化过程中还需要参考以往设计经验，在超高路段左侧使用缝隙式结构。现阶段我国路面设计工作大部分都采用国外设计经验，需要在排水设计过程中结合工程实际建设情况，从根本上提升公路工程整体排水性能。

2.3路床、台背与特殊地基处理

在公路路基路面改扩建施工过程中，大部分路段都为填方结构，需要对路基进行填补，填料多为土粉细砂与细粒土。通过对样品进行合理测试，发现案例工程中的填料CBR值与路床标准不符，施工过程中经常会出现压实困难、压实不均匀等问题，导致室内试验与现场实际施工情况的落差较大，需要着重改善路床填料基本特征。

原有路程设计工作使用的石灰水泥土比例为2:6:92，在选择路基填料过程中应当依照土样的实则数据，对路床结构进行优化处理。选用6%的水泥土，增强路面结构承载力与路基强度，将两层厚度控制在18厘米之间，材料7d无限抗压强度值为0.4MPa。

在处理桥头路基与桥涵过道过程中，选择的回填材料应当具有良好的渗透水性能，从根本上提升施工速度，控制路基结构的附加应力值。在优化路基结构环节还可以使用土工格栅加石灰土的方式，从根本上提升路基结构，整体力学性能。

从改扩建公路工程路基路面结构角度分析，地基处理工作需要使用适宜的处理方式，依照可行勘察方法获得准确数据资源，进行结构优化处理。

优化换填垫层结构，在无法改动换填垫层的情况下，还可以借助CFG桩对复合地基进行调整。地基的型号为碎石桩，在施工过程中需要对原桩网进行充分考量，重新补桩处理。着重控制桩长度，将通道的地基设置为碎石垫层，进一步提升整体施工质量，有效节约施工时间，保障整体施工效率。

2.4新旧路基加宽拼缝处理优化

在新旧路基加快处理过程中，由于原路面存在裂缝与沉降等质量病害，如果直接开展加宽施工工作，新旧路面连接效果无法得到根本上保障，导致路面抗渗性能、路基接缝的饱和度以及结构稳定性受到不利影响。因此在公路工程在扩建设计过程中，要首先对原有缺陷部位进行修复处理。采用表面封闭处理技术以及内部修补能够有效处理路面裂缝，对路面压实沥青混凝土料层进行摊铺与压实。设置土水水泥碎石桩的方式处理土壤地基，使用路基摊铺技术手段，尽量减少公路两侧高差值，在接缝部位直接涂抹胶粘剂。

3、改扩建公路路基路面设计优化管理对策

3.1加强设计全过程协调性

为从根本上提升改扩建公路工程设计水平，降低改扩建公路工程施工期间的设计变更问题发生概率，在现阶段改扩建公路工程设计过程中，还需要着重关注设计工作的协调性。

一方面，确定设计方案期间应当具备预见性，注重分析改扩建公路工程建成后的使用频率、承压强度、地区交通运输要求等情况，充分发挥出改扩建公路工程的服务功能[6]。

另一方面，设计人员应当在设计过程中引入绿色环保理念，最大限度降低工程建设期间对周边环境的扰动度。在保障工程建设效益的基础上使用绿色施工材料及绿色施工技术手段，确保改扩建公路工程建设工作能够切实满足地区可持续发展目标。

3.2引进先进设计理念

机动车辆不断增多，交通荷载量增大，仅使用原有设计理念及设计方式法满足当下城市发展对改扩建公路工程运营功能提出的更高要求。因此在改扩建公路工程设计过程中需要引进先进的设计理念，在保障工程整体建设效率的同时，考量后续维护成本、环境保护、扩展性等因素。

3.3着重引入新材料及新技术

结合成功改扩建公路工程案例，着重在设计过程中使用新材料及新技术手段。在保留核心施工技术的同时将先进施工技术应用在工程具体建设环节。评估不同材料及技术的经济性及安全系数，增强工程整体建设水平。

3.4增强改扩建公路工程实用性

改扩建公路工程设计过程中，设计人员不仅需要关注公路桥梁整体的美观度，还需要进一步提升工程实用性水平，使用性能更强的施工材料，延长关键构件全生命周期。将施工质量及施工安全作为第一设计任务，确保工程养护管理以及拓展维修工作能够积极开展。

总结：总而言之，随着我国社会经济发展速度不断加快，改扩建公路工程建设规模日渐扩大。工程设计是工程建设重要内容，设计水平可直接影响到改扩建公路工程建设及运营期间的可靠性、安全性。在现阶段改扩建公路工程设计工作开展期间，管理部门需要充分分析存在于设计环节中的各类问题，给予工程施工成本、施工质量及施工安全性等角度优化工程设计方案，针对工程设计难点制定专项应对措施，从根本上提升改扩建公路工程路基路面设计水平，为保障改扩建公路工程建设全过程综合效益奠定坚实基础。

参考文献：

[1]余玲枝.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].城市建设理论研究(电子版),2023(16):151-153.

[2]李冰.改扩建公路路基路面设计的意义与优化措施[J].四川建材,2023,49(03):115-116.

[3]刘林平,邱金亮.改扩建公路路基路面设计优化措施研究[J].交通世界,2021(36):106-107.

[4]许陆成.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].运输经理世界,2021(34):22-24.

[5]侯志斌.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].居舍,2021(27):95-96.

[6]夏艳梅.关于改扩建公路路基路面设计的优化措施[J].黑龙江交通科技,2020,43(04):28-29.