擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計優(yōu)化措施

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摘要：結(jié)合某公路改擴(kuò)建項目實際情況，在介紹項目現(xiàn)狀與改擴(kuò)建內(nèi)容及要求的基礎(chǔ)上，對其路基和路面設(shè)計及優(yōu)化進(jìn)行深入分析，提出設(shè)計中需遵循的基本原則和相應(yīng)的優(yōu)化措施，最后經(jīng)實踐驗證了該項目所用路基路面設(shè)計及優(yōu)化方法的合理性與可行性，可為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：公路改擴(kuò)建；路基設(shè)計；路面設(shè)計；優(yōu)化

0引言

如今，為滿足日益增長的交通出行與運輸需求，很多地區(qū)都在積極開展公路改擴(kuò)建。在公路改擴(kuò)建項目中，路基路面設(shè)計與優(yōu)化是決定改擴(kuò)建后公路質(zhì)量及服務(wù)水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，為確保公路的改擴(kuò)建達(dá)到預(yù)期的目的和效果，有必要結(jié)合項目實際情況，深入探究其路基和路面的設(shè)計，采用適宜的設(shè)計與優(yōu)化方法，保證最終的設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而為后續(xù)的項目施工奠定良好基礎(chǔ)。

1工程概況

某公路改擴(kuò)建路段總長77.77km，原為三級公路，已服役較長時間，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，路況很差，因路段在當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)中占據(jù)重要地位，交通量逐年增加，為適應(yīng)交通需求，需提高公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對于低等級公路的改擴(kuò)建工程，路基路面工程在工程總造價中占比較高，設(shè)計人員需對相關(guān)設(shè)計引起足夠的重視，通過多方案綜合對比，選出最佳的方案。通過改擴(kuò)建使該公路從三級公路變?yōu)槎壒?，按照最大限度利用舊路的基本原則進(jìn)行加寬改建，主要加寬方式為利用舊路進(jìn)行單側(cè)或兩側(cè)加寬，部分路段因地形難以滿足二級公路線形要求，采用分離新建方式。既有公路存在主要問題是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，部分沿山脊線分布路段平均行駛速度不超過30km/h，存在大量回頭曲線、小半徑曲線及直角彎，不利于行車安全。舊路路基的寬度在6.0~12.0m范圍內(nèi)，6.0m寬部分占比較大，可以達(dá)到66.7%，其他基本均為8.5m寬，12.0m寬部分的占比只有0.8%。填料以風(fēng)化碎礫石土及風(fēng)化砂為主，因路基填高相對較低，加之排水不暢，所以每逢春融都會出現(xiàn)不同程度的翻漿。舊路路面狀況如表1所示。

2路基路面設(shè)計優(yōu)化

2.1一般路基設(shè)計

路基設(shè)計要以舊路使用狀況現(xiàn)場調(diào)查為基礎(chǔ)，對自然環(huán)境、地質(zhì)條件和后續(xù)施工養(yǎng)護(hù)等各方面因素進(jìn)行全面考慮。此次改擴(kuò)建將路中心線標(biāo)高直接作為路基設(shè)計標(biāo)高，在填方路基段中，邊坡的坡率按照1∶1.5控制，并在坡腳處設(shè)置寬度為2m的護(hù)坡道，兼作綠化帶，進(jìn)行景觀設(shè)計。對于挖方路塹，為了保證邊坡穩(wěn)定，同時盡可能減少邊坡防護(hù)工程量、降低投資，對于土質(zhì)邊坡坡率按照1∶1.5進(jìn)行控制；對于強風(fēng)化巖石，其坡率按照1∶1控制；對于弱風(fēng)化巖石，其坡率則按照1∶0.5控制，此外在邊溝外側(cè)設(shè)置寬度為2m的碎落臺，以增加挖方路段橫斷面，減少落石對行車的干擾。

2.2土源與筑路材料確定

按照就地取材和因地制宜的基本原則，在嚴(yán)格執(zhí)行當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策的前提下，以沿線土質(zhì)與地形為依據(jù)，為盡可能節(jié)省占地并減少由于施工對環(huán)境造成的影響及破壞，最大限度利用各類資源，減少工程成本，對部分路基采用煤矸石進(jìn)行填筑，而其他路基的填筑除了使用挖方材料，還在路線范圍之外的取土場進(jìn)行集中取土，沿線共設(shè)置15個取土場。

2.3不良地質(zhì)段與特殊路基設(shè)計

根據(jù)沿線范圍內(nèi)不良地質(zhì)產(chǎn)生原因、分布范圍與特性，需采用針對性措施加以處理。由于該段淤泥層深度相對較淺，所以可采用換填的方法進(jìn)行處理，先將路基范圍內(nèi)分布的淤泥完全挖除，然后采用有良好透水性的材料進(jìn)行換填，如開山碎石土與煤矸石等，這樣能防止毛細(xì)水上升，使路基保持穩(wěn)定；若淤泥段被水浸泡，應(yīng)先進(jìn)行抽水，然后清除淤泥，再使用中粗砂進(jìn)行回填[2]。對舊路段的路基應(yīng)在開挖后重新進(jìn)行回填和碾壓，從舊路基挖除的土方按照1/2利用。若發(fā)現(xiàn)翻漿路段，應(yīng)將其全部挖除。若舊路基的底部軟彈，應(yīng)在清除這部分土體后使用中粗砂或者是風(fēng)化石進(jìn)行換填，再將其碾壓密實。對于處在舊路邊溝處的路基，應(yīng)做好淤泥的清除，然后采用中粗砂或者風(fēng)化石進(jìn)行換填。在有沖溝存在的段落，應(yīng)先在沖溝的底部填筑中粗砂，再采用碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓，經(jīng)碾壓達(dá)到初步密實后進(jìn)行逐層填土和分層碾壓。在路槽以下按照40cm的深度實施換填，將路槽的底部排壓至密實狀態(tài)后，使用風(fēng)化石、煤矸石或中粗砂等填料進(jìn)行回填[3]。

2.4路基排水與防護(hù)設(shè)計

路基必須有良好排水系統(tǒng)，及時排除對路基或路面有影響的地表水及地下水，使路基和路面均處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免路面積水對正常行車造成影響。在路基范圍內(nèi)，水通過各類排水設(shè)施排除到路基范圍以外，如截水溝、邊溝與排水溝，在挖方段，其路基兩側(cè)都應(yīng)進(jìn)行邊溝的設(shè)置，其上、下口的寬度分別采用240cm和60cm，高度為60cm；在填方段，如果其路基底部的橫縱坡有很大變化，則要進(jìn)行排水溝的設(shè)置，其具體尺寸以流量為依據(jù)確定，一般采用梯形斷面，上、下口寬度和邊溝相同，均為240cm和60cm，高度也為60cm；在挖方段，其路基邊坡的上邊緣如果有很大橫坡，則應(yīng)做好截水溝的設(shè)置，其斷面尺寸大小以流量為依據(jù)確定，一般也采用梯形斷面，上、下口寬度與邊溝、排水溝均相同，均為240cm和60cm，高度也為60cm[4]。另外，在邊溝和縱坡相對較大，容易受到?jīng)_刷作用的排水溝及截水溝中，還應(yīng)使用漿砌片石予以有效防護(hù)，如采用漿砌片石砌筑矩形斷面的邊溝。當(dāng)路段中有排水情況較差的構(gòu)造物時，可通過迂回排水來解決，也可通過設(shè)置泄洪通道來排水。考慮到土質(zhì)抵抗沖刷作用的能力很差，故在設(shè)計中還要做好邊坡防護(hù)。對于填高小于4.0m的邊坡，設(shè)計采用植被防護(hù)措施加以防護(hù)；對于填高超過4.0m的邊坡，設(shè)計采用三維網(wǎng)植草的方式加以防護(hù)；若填方路基被水侵蝕，則建議采用漿砌片石進(jìn)行滿鋪。在挖方段，若挖方為黏土，則對于高度在2.0m以內(nèi)的路塹邊坡，可通過自然植草方式加以防護(hù)；對于高度超過2.0m的路塹邊坡，需采用預(yù)制塊加以防護(hù)，并在塊內(nèi)進(jìn)行植草；對于石質(zhì)路塹邊坡，需根據(jù)巖石實際風(fēng)化程度，對邊坡的坡度予以適當(dāng)放緩，以盡可能減少對邊坡造成的沖刷，使路基邊坡處在穩(wěn)定狀態(tài)[5]。

2.5路面設(shè)計

路面設(shè)計要以交通量及其組成為依據(jù)，結(jié)合公路的技術(shù)等級和材料等因素綜合進(jìn)行[6]。通過對路段交通量的科學(xué)預(yù)測，并根據(jù)沿線范圍內(nèi)的地質(zhì)條件和水文地質(zhì)情況開展路面設(shè)計，此次路面設(shè)計采用水泥混凝土路面，其面層厚度為24cm，上、下基層分別采用6%水泥穩(wěn)定碎石和5%水泥穩(wěn)定碎石，厚度分別為18cm和20cm，其中，上基層采用中粗砂+50%碎石的方案，而下基層采用風(fēng)化砂礫+25%碎石的方案[7]。在潮濕段，還需采用中粗砂設(shè)置一層厚度為30cm的墊層[8]。

3結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)在有很多公路工程都面臨不同程度的改擴(kuò)建，為了使改擴(kuò)建得以順利實施，并達(dá)到預(yù)期的效果和目的，做好路基路面設(shè)計及優(yōu)化十分重要。目前，該路段改擴(kuò)建施工已經(jīng)完成，改擴(kuò)建完成效果達(dá)到預(yù)期，本公路改擴(kuò)建所用路基路面設(shè)計及優(yōu)化方法值得類似公路改擴(kuò)建工程參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[8]王崢，蘇斌.淺談改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計中常見問題及解決措施[J].低碳世界，2017（11）：219-220.

作者:高博 單位:河北銳馳交通工程咨詢有限公司