改扩建公路路基路面设计常见问题及解决措施

改扩建公路路基路面设计常见问题及解决措施

乔森,罗梦阳

四川昊通工程咨询有限公司 四川省 成都市 610041

摘要：在我国经济快速增长和现代化建设不断推进的背景下，公路作为重要的交通基础设施，必须保障安全、舒适、快捷功能。近年来，公路的交通压力越来越大，通行能力及路基路面承载能力日益下降，出现许多丞待解决的问题，如拥堵和交通事故。基于此，必须通过道路改扩建才能有效提高路段服务水平、交通运行效率和道路安全性。

关键词：改扩建；公路路基路面设计；问题；解决措施

由于车流量的持续增长，既有道路服务功能日益下降，依据原来的交通量及荷载建设的道路，已不能满足目前要求，因而提升既有道路交通条件是提升服务质量最重要途径之一。但是，原来道路规划的局限性，加上一些不成熟的技术，目前道路改扩建工程仍然存在路基、路面工程设计不合理、脱离实际等诸多问题，变成道路改善的难点。

1改建扩建公路工程设计工作的意义和价值

伴随着城市化的建设和发展，道路的扩建工程是经济发展的必然趋势。一方面，人们的生活水平提升，私家轿车的总数逐步增加，大众的出行需求越来越大，造成城市拥堵，严重影响大众的出行。另一方面，道路是区域经济发展沟通交流的有效途径，有助于推动区域经济发展。公路改扩建工程要在传统模式的前提下，进一步提高使用年限、价值性和安全特性等，这是推动中国经济发展的有效途径，也符合我国可持续发展战略。    

2改扩建公路路面路基设计

2.1路基设计

在改扩建公路路基设计中，加宽及新建路基的技术要求必须符合现行《公路路基设计规范》（JTG 030）。此外，加宽和新建部分路基的回弹模量应适当大于公路的预期设计值，并采取有效的设计措施控制加宽部分与旧路基之间的不均匀沉降，以确保其紧密结合。除回弹模量外，路基填料还应符合相关规范要求。既要结合公路原路基周围的水文地质条件，也要使用与原路基填料类似的或拼接结合程度高的材料。对于路基与路基的拼接部分，应加强补压，以确保拼接的整体密实度。具体作业时，拼接部分路基与原路基采用开挖台阶拼接，台阶宽度不应小于1m；当加宽拼接宽度小于0. 75m时，可采取超宽填筑或翻挖既有路堤等工程措施加强结合。在加宽高路堤和斜坡路基时，还应采取诸如提高填土质量、加强土工合成材料加固和提高压实度等措施，以减少路基拼接的不均匀沉降。一些地区的道路改建和扩建还将涉及软土拼接，鉴于这种复杂的情况，有必要在充分调查当前公路沉降和稳定性的基础上，进一步协调沉降差异和稳定性。

2.2强化废旧公路路基路面建设资源的有效利用

旧公路路基路面工程相应材料在客观性角度上具有一定的利用价值。在开展公路项目改建和改造设计工作的时候，应尽可能提高废旧材料的循环利用率。

对于环境影响较大的路面废料，可以结合原路面结构材料性能、现场施工条件以及当地成功的实践经验等，针对性的采用“现场热再生、厂拌热再生、现场冷再生以及厂拌冷再生”等措施利用废料。

对于路基工程废料，尤其是挖出的原支挡结构物废料，可以经处理后用于部分路基工程，如新建挡墙的基底换填、新建路基低填浅挖路段的换填以及浅层软土路基换填等，总而言之，只要经处理后的废料符合使用对象的技术要求（粒径、压碎值、CBR值等），我们就可以充分利用。

将这些旧料再生，即减少了环境污染，又节约了资源，是实现公路交通运输可持续发展的重要手段和迫切需要。

2.3路面设计

改、扩建工程路面结构的设计应根据原路面技术状况指标、交通量荷载等级、原路面结构组合以及当地材料供应情况等综合确定，尤其以路面技术状况指标、交通量荷载等级作为重要依据。实际工作中较多设计人员对改、扩建工程路面结构设计流程没有一个清晰地认知，在此，本人将结合实际对改、扩建沥青路面结构设计流程作简要阐述，如下：

①数据调查

此项包含基础数据调查和路面技术状况数据调查。基础数据调查主要为收集既有公路技术标准、养护历史资料、交通状况资料、自然条件、经济参数及筑路材料等；路面技术状况数据调查主要为既有公路路面损坏检测、路面平整度检测、路面车辙检测、路面抗滑性能检测、路面结构强度检测、结构层完整程度以及材料性能检测等。

②路面技术状况评价及养护设计分类

可参考现行《公路技术状况评定标准》JTG 5210对既有路面技术状况作全面评价。各路段根据评价结果选择不同的养护类型，主要分为预防养护、功能性修复养护及结构性修复养护。具体的养护类型划分可参考现行《公路沥青路面养护设计规范》（JTG 5421）执行。需注意的是，应重点关注路面结构强度指数PSSI评价，当PSSI＜70时，表面此路段路面结构强度处于次或差等状态，即需对此路段结构补强。

③路面结构方案的选择

鉴于大多数改、扩建项目养护类型多为结构性修复，本次针对结构性修复路段的路面结构方案选择作简要阐述。首先应明确既有路面病害原因类型、路面结构完整性及整体结构强度情况，再综合确定养护对策。当结构强度指数PSSI＜70且基层及面层保持完好，可采取直接加铺补强；当结构强度指数PSSI＜70且基层保持完好、面层整体发生大面积损坏，可采取面层铣刨、基层补强；当结构强度指数PSSI＜70且基层或底基层发生较大面积损坏，可采取路面结构重建。最后，初拟多种可行路面结构组合，再依据技术标准及交通荷载等级验算路面结构设计指标是否满足规范要求，否则调整路面结构组合或厚度，直至满足要求。

④费用效益分析

建议采用“寿命周期费用法（LCCA）或等效年度费用法（EAC）”对初步确定的多种可行路面结构方案进行费用效益分析，以此确定总费用现值最小的方案作为经济效益最优的方案。本次简单阐述寿命周期费用法（LCCA）的应用。   

a.确定分析周期

建议选择新建路面结构设计使用年限。

b.确定路面使用性能衰变模型

建议选择修正S曲线模型或能正确反映路面使用性能衰变的全过程的模型。

c.确定贴现率以及分析期内发生的各项费用组成

建议根据工程特点及当地发展水平综合确定贴现率；费用组成应包含：初期建设费用、日常养护费用、养护工程费用、路面残值费用、车辆运营费用、行程时间费用、交通事故费用。

d.选择经济评价方法和评价指标，计算总费用现值

建议采用费用现值指标（PVC）对路面方案的经济效益进行评价，选用总费用现值最小的方案作为经济效益最优的方案。

⑤与路线专业的协调

实际工作中，初步确定路面结构方案后应及时与路线专业沟通协调，例如路面结构方案需抬高原路面，则需让路线设计人员纵坡设计时予以考虑，因条件受限时，可以路线技术指标为主导，调整路面结构方案为新建或反挖补强等。总之，路面结构方案的确定只是一个大的指导方向确定了，实际工作情况往往比较复杂，从而加强专业之间的紧密、有效沟通，才是解决问题的关键。

⑥新旧路面的衔接

新旧路面的衔接往往与新旧路面基层厚度相关。当衔接基层厚度H≥25cm时，可采用相错搭接法；当基层厚度H＜25cm时，采用平头搭接法。另外，在新旧路面交界处，新路面层与基层之间，可铺筑玻璃纤土工格栅防裂。

3结论

总的来说，公路工程项目的建立必须随着经济的发展而不断深化。为了实现群众日益增长的需求，公路的改建和改造是公路发展领域的必然趋势。路基路面设计中的突出问题必须从系统化、智能化与创新的发展理念中考虑进行探索与应用，以不断提升路基路面工程设计的运用和创新能力，同时结合有关问题产生的原因进行针对性的分析和总结，进一步提高公路扩建工程设计的质量及效率。

参考文献：

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