由于我国人口与地形的原因,道路在进行修建时具有局限性,且目前国内的相关技术也还不完备,在具体实施中存在的问题,可能会导致在实行改扩建公路的方案时受到阻碍。本文简单分析总结了部分改扩建公路路基面设计中的问题,融合实际运行时的工作经验,提出了相关的解决方法,期望对于公路建设有所帮助。
关键词:路基路面;设计;策略
1石安高速公路改扩建工程概述
石安高速公路全程由滹沱河大桥南端至冀豫界路段,全线按平原微丘区高速公路标准设计,路基宽26m,为全封闭、全立交、双向四车道高速公路,工程总投资金额为46.52亿元人民币,该项目于1997年12月建成通车,全长215.809km。尽管石安高速公路的建成对扩大首都辐射作用、促进沿线经济发展做出了巨大贡献,但是随着交通量的大幅增长,同时交通流形态中大型车混入量超过了50%,大型车与小型车的车速差距过大,石安高速公路的技术标准已经明显降低。为了提高石安高速公路的服务水平,对其的改扩建势在必行。本文以石安高速公路的改扩建为例,来探讨公路改扩建中遇到的问题及相应对策。
2石安高速公路路基设计中出现的主要问题
2.1线形选择方面
对于石安高速公路的改扩建是因为原来道路的标准已经不能满足现在道路等级的需要,在改扩建过程中,需要重新对公路的线形进行设计。因此,既要在线形设计上有所创新,又要与原道路有一个很好的衔接,石安高速公路的线形选择就是第一个难题。
2.2路基拼接方面
之所以要注重路基的拼接,是为了防止新老路面的不均匀沉降。在石安高速公路的改扩建中,另一个问题就是路面的拼接。如果路面拼接的均匀沉降较大,就容易造成路面衔接处的结构层拉裂[1],在路面上多表现为纵向裂缝或者凹陷,因为石安高速公路的路基是软土,而老路基已经过多年的沉降而变得稳定,要保证新老路面的平整,则需要解决路基的拼接问题。
2.3路基填料方面
前文已经提到,由于石安高速公路的土层为软土,因此在路基拼接方案设计合理的基础上,还要考虑路基填料的问题,不仅要使新路基的沉降比较小,还要使老路基的附加沉降减小,这是石安高速公路改扩建过程中遇到的第三个难题。
3有关问题的解决方式
3.1平面线型的设计
为了增强石安高速公路的公路水平而进行公路的改建和扩建,改造公路对准设计的扩展主要是在水平对准和垂直对准的设计。石安高速公路道路平面线形设计主要体现在直线和曲线上。3.1.1直线与技术标准直线普遍运用在道路的设计中,因为它是平面对齐的要素之一。在公路改建的过程中,改建后直线路段的指标与改建前的一样,因此不需要对直线段的设计进行修改,只需设计原曲线部分即可[2]。改扩建后按技术标准执行。3.1.2关于平曲线半径选择平曲线在平面线形中扮演着一个很重要的角色。平曲线的设计对整个道路的行车安全起着不可或缺的作用。在道路改扩建工程中,假如原道路曲线部分的宽度和长度满足改建后道路的需求,则直接使用原道路,不改变原道路的指标(见图1、图2)。
3.2拼接路基
在石安高速公路的改建工程中,路基拓宽拼接的成功与否决定了改建工程能否成功,因此,路基拓宽拼接变成了一个难题。3.2.1灵活设计路基公路改扩建中路基拓宽有两种方式:一侧拓宽和两侧拓宽。当然,它们都有各自的优缺点。路基加宽的选择对于路基加宽和拼接的成功非常重要,所以要根据实际情况来进行灵活的选择。3.2.2新旧路面的拼接新旧路基的拓宽和拼接是重建扩建过程中的重要问题。一点不适当的处理就会导致新旧路基的沉降不均匀,从而造成纵向裂缝。3.2.3减少路基的沉降差异旧路基每天在自身重力和交通流量的累积压力下完成基础的固结沉降,而新路基由于没有外力而比旧路基具有更大的施工沉降量和后期施工沉降量。因此,非常有必要处理新的路基,不然新旧路基的沉降差异就会很大,从而导致新旧路基拼接的失败。我们可以通过位移法、排水固结法、强夯法等常用方法解决这一问题[3]。此外,应在富含地下水的区域铺设一层可渗透材料,根据施工规范的要求,还需要对地基进行压实,从而控制施工后的沉降来降低新旧路基的沉降差。3.2.4加强新旧路基为了使新旧路基更好地衔接,在拼接时把旧路基挖成台阶,台阶的宽度一般情况下应不小于2m,以满足摊铺压实的施工需要。受特殊条件限制时,应将边坡开挖至内坡,台阶宽度不小于1m。同时,为了加强新旧路基的连接和完整性,还应铺设土工格栅(见图3)。
3.3路基填料与养护
我们从傍山公路的扩建工程来看,在进行傍山公路的改扩建时,公路偏颇施工环节至关重要,如果不小心遭受环境影响,就会影响到整个工程的质量。所以在施工过程中需要严格把控新路基和旧路基结合地方的质量,只有这样才能更好地解决傍山公路扩建是路面危害的问题。3.3.1选取路基填料为解决路基压实度不足的问题,可以在施工前进行一些试验,获得一些参数以供参考。主要技术参数为路基预沉降值和压实机具的合理选用。当然,压实方式的合理性离不开土地的性质和环境因素。此外,路基填料的选择也应适当,即压实后的最低强度必须满足相应的要求(见表1)。路桥路基压实施工时,应保证每层填料的压实度满足规范要求的力学性能;路堤分层填筑时,压实施工前仅一层填料覆盖整个摊铺区域。分层压实过程中,每层松土厚度以15cm为宜,然后分层压实。值得注意的是,在路堤压实过程中,必须遵循一定的施工顺序,即卸料、整平、浇水、晾干,然后用压路机碾压,最后对压实度进行检测,以保证压实质量。3.3.2公路路面问题解决对策每条公路都需要不时地进行维修。沥青路面的养护一是修补路面的破损和裂缝,防止水渗入路面造成更大的破坏;二是填补路面的坑洼,使路面平整,便于行车;不仅如此,增强路面的载力也是道路维护的主要目的之一(见表2)。
4结语
在石安高速公路的改扩建中,通过解决线形选择问题、路基拼接问题,以及路基填料问题,使石安高速公路的改扩建得以顺利进行并完成,为国家其他老化高速公路的全面改扩建提供了范例,对国道、省道等道路的改扩建实践也有一定的借鉴意义;但是,由于问题的复杂性和多变性,今后还需要进一步研究,以提高有关方面的技术水平,从而解决改扩建公路路基面中存在的问题。
参考文献
[1]龙良辉.高速公路改扩建工程中的路基拼接施工技术[J].交通世界(中旬刊),2020(4):40-41,43.
[2]宋成磊.试析改扩建公路路基路面设计优化措施[J].建筑工程技术与设计,2019(20):2302.
[3]赵炜.改扩建公路路基路面设计难点的分析[J].科技创新与应用,2020(12):82-83.
作者:班晓军
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