摘要:公路路基路面施工質(zhì)量對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有非常重要的意義，我國(guó)公路建設(shè)受到歷史局限因素的影響，很多技術(shù)方案、管理理念等還不成熟。特別在交通運(yùn)輸整體規(guī)劃和施工建設(shè)方面還有很大的空間亟待提升，這就需要對(duì)老舊的公路工程或難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的公路路段進(jìn)行全面擴(kuò)建。但公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性，需從多個(gè)方面同時(shí)入手，并明確路基路面施工質(zhì)量的重要性，才能最大限度提升擴(kuò)建公路路基路面施工質(zhì)量，以提升改擴(kuò)建工程的使用壽命，促使公路交通事業(yè)持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:公路交通;公路路基路面設(shè)計(jì);優(yōu)化措施
0前言
“要想富，先修路”這一理念影響了幾代人，近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)公路工程施工建設(shè)質(zhì)量提出了更高的要求，傳統(tǒng)老舊的公路路面上存在嚴(yán)重的裂縫、車轍、塌陷等質(zhì)量通病，嚴(yán)重威脅著車輛行駛安全性。而新建公路需要消耗大量的人力、物力、財(cái)力，因此，很多單位通過(guò)改擴(kuò)建的方法來(lái)進(jìn)行處理。通過(guò)多年的探索和創(chuàng)新，這項(xiàng)施工技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，為我國(guó)公路事業(yè)的持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。因此，本文結(jié)合理論實(shí)踐，對(duì)改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施做了如下分析，希望對(duì)相關(guān)單位有一定幫助。
1改擴(kuò)建公路工程概況
和新建公路工程相比，改擴(kuò)建公路工程更加復(fù)雜，需要綜合考慮多個(gè)方面才能順利開展。包括:原公路自身特性、周圍的社會(huì)自然環(huán)境、地質(zhì)水文情況、公路四周經(jīng)濟(jì)發(fā)展等內(nèi)容。以某改擴(kuò)建公路工程為例，改擴(kuò)建路段為某區(qū)域全長(zhǎng)8.45km的省級(jí)公路，屬于當(dāng)?shù)亟煌ㄖ鞲傻�，�?fù)擔(dān)該區(qū)域出行和交通運(yùn)輸任務(wù)。近年來(lái)，該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，該公路在交通運(yùn)輸方面和人員出行方面都難以滿足實(shí)際需求，由于長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行，公路路面發(fā)生了不同程度的破損、路基損壞問(wèn)題。為有效緩解該區(qū)域交通運(yùn)輸壓力，為人們營(yíng)造一個(gè)更加便捷的通行條件，決定對(duì)該路段全線進(jìn)行改建施工。
2優(yōu)化改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)的意義
2.1提升公路路面建設(shè)和橋涵工程聯(lián)結(jié)質(zhì)量
“要想富，先修路”這一理念完美地詮釋了公路建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系，縱觀目前我國(guó)一線城市的發(fā)展歷程，都處于交通便利的區(qū)域，這一點(diǎn)就客觀地驗(yàn)證了公路交通建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。而在改擴(kuò)建公路施工建設(shè)中，路面路基設(shè)計(jì)是重中之重也是核心環(huán)節(jié)，通過(guò)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，可有效提升改擴(kuò)建工程路基路面施工質(zhì)量，加強(qiáng)路基路面和橋涵工程聯(lián)結(jié)的總體質(zhì)量和效果［1］。
2.2有利于延長(zhǎng)公路使用壽命
路基路面是公路工程施工的基礎(chǔ)也是核心，是公路工程相關(guān)功能和作用能順利發(fā)揮的基礎(chǔ)保障，公路工程路基路面施工質(zhì)量主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①路基自身的強(qiáng)度，②路基整體穩(wěn)定性。其中路基的強(qiáng)度是衡量大負(fù)荷車流量和公路運(yùn)輸量的前提條件，只有路基強(qiáng)度在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，才能確保公路在使用中不被破壞，而如果路基強(qiáng)度不足，就會(huì)大幅度降低公路的承載力，則會(huì)導(dǎo)致路基局部被破壞，從而發(fā)生一系列質(zhì)量問(wèn)題。就上述案例工程而言，原公路工程經(jīng)常發(fā)生局部塌陷、路面破損的問(wèn)題，也是導(dǎo)致該公路上頻繁發(fā)生交通事故的主要原因。通過(guò)合理的方法優(yōu)化公路路基路面設(shè)計(jì)，可大幅度提升路基的自身強(qiáng)度，在滿足運(yùn)輸承載力的基礎(chǔ)上，提升公路使用壽命。
2.3有利于提升車輛行駛的安全性
公路在長(zhǎng)時(shí)間使用中，受到外界因素的干擾和影響，路基會(huì)發(fā)生不同程度的變形，此時(shí)就需要采用一系列保障措施來(lái)提升公路工程路基的穩(wěn)定性。我國(guó)國(guó)土面積廣大，不同區(qū)域的水文地質(zhì)條件也不盡相同，很難從根本上避免公路使用中因地質(zhì)不良而發(fā)生公路被破壞的現(xiàn)象。水文地質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致公路路基發(fā)生不均勻沉降，長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，不均勻的沉降可能導(dǎo)致路基的整體穩(wěn)定性被破壞。而通過(guò)對(duì)路基路面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，則可以有效解決不均勻沉降對(duì)公路路基路面的影響，從而確保公路上行駛車輛的安全性和舒適性。
2.4為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供交通保障
改擴(kuò)建公路路基路面施工質(zhì)量對(duì)后期公路使用的安全性和整體質(zhì)量穩(wěn)定性有直接影響，此時(shí)就需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面優(yōu)化處理，以提升路基自身強(qiáng)度和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以最大限度上確保公路路基路施工能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。
3改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
3.1公路道路線性考慮不全面
在改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)中，各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容需要按照預(yù)測(cè)交通量來(lái)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，但在具體改擴(kuò)建設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多單位并沒(méi)有充分考慮實(shí)際的交通量，導(dǎo)致很多公路道路的寬度并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，難以發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值和作用。同時(shí)，還有的設(shè)計(jì)單位為追求設(shè)計(jì)進(jìn)度，并沒(méi)有充分考慮當(dāng)時(shí)的交通量和道路擴(kuò)建的實(shí)際需求，導(dǎo)致公路工程改擴(kuò)建以后頻繁發(fā)生各種問(wèn)題，這一點(diǎn)也是目前改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題［2］。
3.2新舊路基的加寬拼接處理不當(dāng)
在公路工程路基路面改擴(kuò)建過(guò)程中，新舊道路路基的加寬處理是設(shè)計(jì)的重中之重。大量工程實(shí)例表明，新舊路基的加寬拼接處理質(zhì)量和效果，直接決定了公路路基路面改擴(kuò)建的成敗。
3.3不能對(duì)原道路進(jìn)行充分利用
在公路路基路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，還存在一個(gè)問(wèn)題，就是不能對(duì)原來(lái)的公路道路進(jìn)行充分利用，很多情況下，改擴(kuò)建施工方為降低工作量，要求設(shè)計(jì)方在改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)時(shí)，盡量降低改擴(kuò)建量，使得原來(lái)的道路并不能進(jìn)行充分利用，甚至在很多情況下，對(duì)本可以利用的道路棄置不用，大大提升了公路路基路面改擴(kuò)建的造價(jià)成本。
4改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施
4.1優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)
針對(duì)目前改擴(kuò)建公路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀，為最大限度提升公路工程使用年限和行車的安全性，公路路基路面要盡量保持一致性，就案例工程而言，路面結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成為:6cm的中粒式瀝青混凝土+4cm的細(xì)粒式瀝青混合料。其中改性瀝青AC－13C為細(xì)粒式瀝青混合料的主要材料，改性瀝青AC－20C為中粗粒式瀝青混凝土的主要材料。在公路路基下方鋪設(shè)了ATB－25瀝青穩(wěn)定性碎石，這種路面結(jié)構(gòu)的主要特性是具有很強(qiáng)的力學(xué)過(guò)渡性和穩(wěn)定性，厚度為10cm，再用乳瀝青改性稀漿作為封層，并采用4%～5%水泥穩(wěn)定碎石作為路基基層施工材料，厚度控制在36～40cm，3%～4%水泥穩(wěn)定性碎石作為底基層所采用的材料，厚度控制在18～20cm］，其中公路路基路面中的粘層和透水層都按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施，才能從根本上確保改擴(kuò)建公路路基路面的總體質(zhì)量，從而提升公路路基路面的使用壽命和路面上行駛車輛的安全性。
4.2優(yōu)化路基路面排水功能
該改擴(kuò)建公路為雙向兩車道，而改擴(kuò)建完成后為雙向四車道，設(shè)定的行車速度為120km/h，公路路基全寬為28m，中間分隔帶的寬度為3m，采用了波形梁護(hù)欄，路緣帶的實(shí)際寬度為2m×0.75m，而行車道的實(shí)際寬度為2m×(2×3.70)m，而臨時(shí)的停車帶實(shí)際寬度為2m×3.5m，而路肩的實(shí)際寬度為2m×0.70m。公路工程在具體應(yīng)用過(guò)程中，雨水的影響非常大，如果路面上長(zhǎng)時(shí)間存在積水，就會(huì)對(duì)公路路面造成不同程度的侵蝕，因此，需要科學(xué)合理地優(yōu)化路基路面排水功能，才能進(jìn)一步提升公路工程的施工壽命，具體而言可以從以下幾個(gè)方面同時(shí)入手。
1)為最大限度上提升改擴(kuò)建公路工程的總體服務(wù)水平和車輛通行能力，就必須進(jìn)行全面優(yōu)化處理。首先要適當(dāng)提升公路路基的寬度，直到達(dá)到30cm左右，并設(shè)定相應(yīng)的隔帶護(hù)欄，護(hù)欄的實(shí)際寬度則要控制在0.57m，嚴(yán)禁把臨時(shí)停車區(qū)設(shè)置在道路兩側(cè)，而護(hù)坡道的寬度不能低于1.5m。然后要確保路基中央分隔帶和主線橋梁高度的一致性，才能提升車輛行駛的安全性和舒適度。
2)要想有效解決公路工程路面積水排水問(wèn)題，則需要通過(guò)一系列方式方法，全面掌握該改擴(kuò)建公路工程的失穩(wěn)地質(zhì)狀況，然后根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面驗(yàn)算和計(jì)算，并根據(jù)公路工程邊溝尺寸和方式，結(jié)合滲透、蒸發(fā)、儲(chǔ)水等性能，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)原道路集水坑的全面填平。除此之外，為避免雨水滲透到路基中對(duì)公路路基結(jié)構(gòu)造成侵蝕，和減少對(duì)邊溝造成的沖刷，可采用實(shí)心六棱磚來(lái)砌筑邊溝。除此之外，還要將邊溝外側(cè)的長(zhǎng)度從2m減少為1m，在減少占地面積的基礎(chǔ)上，降低工程量。同時(shí)，在進(jìn)行水埝設(shè)計(jì)施工中，可通過(guò)混凝土預(yù)制砌塊來(lái)代替舊公路的土質(zhì)水埝，長(zhǎng)度控制在15cm左右，略高出地表20～25cm，埋置到地下20cm。同時(shí)還要在公路道路的過(guò)道和涵洞相互結(jié)合的位置，合理設(shè)置泄水槽，進(jìn)一步緩解積水現(xiàn)象，根據(jù)公路工程實(shí)際情況合理設(shè)置泄水槽間距，控制在40m左右即可，以確保公路路面上的積水能順利排出。
3)為提升改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)的優(yōu)化效果，要積極參考原公路路面設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而針對(duì)超高路段，在左側(cè)可采用縫隙式建設(shè)方法。我國(guó)對(duì)改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化的研究還不夠深入，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在較大差距。我國(guó)很多優(yōu)化方法和理念，普遍借助國(guó)外設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合目前我國(guó)改擴(kuò)建公路工程的實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，就可以大幅度提升公路路面排水結(jié)構(gòu)的實(shí)用性，而且外觀比較優(yōu)美，比較符合目前我國(guó)改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)的要求。
4.3優(yōu)化路床、臺(tái)背和特殊地基處理
和新建公路工程相比，改擴(kuò)建公路路基路面對(duì)路床、臺(tái)背、特殊地基處理有更高的要求，其設(shè)計(jì)效果，對(duì)改擴(kuò)建后公路工程的總體質(zhì)量和使用壽命有非常嚴(yán)重的影響。因此，在具體改擴(kuò)建公路工程路基路面設(shè)計(jì)中，需要同時(shí)從以下幾個(gè)方面入手。
1)就案例工程而言，多數(shù)路段為填方工程，需要通過(guò)借土的方法來(lái)進(jìn)行路基填補(bǔ)，為提高填筑的效果，可選擇土粉細(xì)砂混合細(xì)粒土進(jìn)行填筑。在填筑前還要對(duì)填筑料進(jìn)行合理測(cè)試，如果填筑料的CBＲ值和路床施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不相符，并和《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30－2015)中的內(nèi)容不符，就需要重新選擇填筑料，避免在施工時(shí)避免發(fā)生壓實(shí)不均的問(wèn)題，而影響改擴(kuò)建公路路基路面的施工質(zhì)量。因此，需要根據(jù)公路工程實(shí)際需求，選擇與之相適的填筑材料。就該公路工程而言，路基路床設(shè)計(jì)中所采用的石灰水泥土的比例為1∶6∶90，以提升施工的性能，改善填筑質(zhì)量。在具體回填時(shí)，可以采用結(jié)合料進(jìn)行填筑，并根據(jù)土樣的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)路基路床的合理優(yōu)化處理，具體做法是:采用6%的水泥土，提升公路路基路面整體構(gòu)造的實(shí)際承載力和強(qiáng)度，同時(shí)，填筑厚度不能低于20cm，填筑完7～10d后，再進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，確保強(qiáng)度達(dá)到0.4MPa以上時(shí)，才能進(jìn)行下一道工序施工。
2)在進(jìn)行公路橋梁橋頭路基和涵洞過(guò)道臺(tái)后設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案中回填土材料的透水性應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)此種設(shè)計(jì)方法，不但可以大幅度提升施工速度，而且還能提升橋頭路基和涵洞過(guò)道臺(tái)的總體強(qiáng)度，從而達(dá)到降低附加應(yīng)力的作用。同時(shí)，為有效提升改擴(kuò)建公路路基路面的設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，可采用土工格柵加石灰土進(jìn)行加固，應(yīng)用實(shí)例表明，此種方法具有很強(qiáng)的應(yīng)用效果，值得大范圍推廣應(yīng)用。
3)從結(jié)構(gòu)物這一角度而言，在進(jìn)行改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)中，要選擇科學(xué)合理的處理措施，并根據(jù)一系列相應(yīng)的數(shù)據(jù)和地質(zhì)勘探資料，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面優(yōu)化和處理。具體做法為:先對(duì)換填層進(jìn)行全面優(yōu)化，然后通過(guò)墊層法來(lái)提升路基路面改擴(kuò)建效果。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，需要根據(jù)原公路工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和方案，對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，通過(guò)這一方法，可有效提升設(shè)計(jì)效果，提升改擴(kuò)建工程路基路面的總體施工質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)CFG樁存在偏差或者質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則要進(jìn)行全面修整，確保CFG樁全部換過(guò)飽和黏性土層。同時(shí)，還要將改擴(kuò)建公路通道的地基改為碎石墊層，大量應(yīng)用實(shí)例表明，通常此種設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，既能有效保證施工質(zhì)量，而且還能節(jié)約施工時(shí)間，提升施工速度，具有良好的應(yīng)用效果。
4.4優(yōu)化縱斷面線形設(shè)計(jì)
在進(jìn)行改擴(kuò)建工程縱斷面線形設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重考慮兩個(gè)方面的內(nèi)容，其一是縱坡，在該公路改擴(kuò)建過(guò)程中，等級(jí)系數(shù)和安全度都比較高，因此，有一些縱坡難以滿足改擴(kuò)建的實(shí)際需求，此時(shí)，就需要對(duì)縱坡進(jìn)行合理調(diào)整，在滿足實(shí)際施工要求基礎(chǔ)上，盡量減少工程量［7］;其二，在縱斷面線性設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重重視豎曲線的設(shè)計(jì)，則在道路改造時(shí)，還需要對(duì)一些半徑和長(zhǎng)度難以達(dá)到改造豎曲線要求的情況，來(lái)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，在滿足改建需求的前提上，采用較大的豎曲線長(zhǎng)度和半徑，以確保公路工程改建的安全性和效率。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際案例，分析了改擴(kuò)建公路路基路面設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，分析結(jié)果表明，無(wú)論是從公路路基路面質(zhì)量自身而言，還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義而言，在改擴(kuò)建過(guò)程中，都需要通過(guò)適當(dāng)?shù)膬?yōu)化措施來(lái)提升設(shè)計(jì)方案，促使改擴(kuò)建公路可以在原公路工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，以提升地區(qū)交通需求，在滿足實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，降低施工成本和實(shí)際占地面積，以達(dá)到加強(qiáng)和其他道路之間的協(xié)調(diào)性。具體而言可以從優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)、優(yōu)化路基路面排水功能、優(yōu)化路床、臺(tái)背和特殊地基處理、優(yōu)化縱斷面線形設(shè)計(jì)等方面入手，以期合理解決道路改擴(kuò)建當(dāng)中的一些問(wèn)題。
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