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改擴建道路的路線(xiàn)及路面路基設計
相比新建工程,改擴建工程最大差異在于“一條已建公路”,其設計的目的在于道路行車(chē)條件改善與改造提升。在滿(mǎn)足公路標準、規范及行車(chē)要求的基礎上,改擴建工程應做到充分利用已建工程,節省投資,減少資源浪費。本文將探討改擴建道路的方法,對道路線(xiàn)路及路基路面設計進(jìn)行分析,以期全面提升工程質(zhì)量,確保行車(chē)安全。
關(guān)鍵詞:改擴建道路;路線(xiàn)設計;路基路面
中圖分類(lèi)號:U412 文獻標志碼:A
根據以往經(jīng)驗分析,公路改擴建涵蓋兩層意義,第一是對現有公路改擴建,實(shí)現原有公路等級提升,通過(guò)提高原有路線(xiàn)的線(xiàn)形指標與技術(shù)指標,進(jìn)行行車(chē)條件改善;第二是擴容現有公路,提升設計速度或增設車(chē)道,利用擴寬改造達到通行能力提升的目的,進(jìn)而緩解交通壓力。由于改擴建道路路線(xiàn)走向已經(jīng)確定,在平面上不存在路線(xiàn)方案比選等問(wèn)題,但必須優(yōu)化擬合局部。因此,改擴建道路相比新建工程,平面約束條件較多,設計人員必須對曲線(xiàn)進(jìn)行靈活合理的利用,以此做好平面線(xiàn)形調整工作,保證其設計滿(mǎn)足公路標準、規范要求,并達到降低投資的目的,同時(shí)能夠為縱斷面與橫斷面的結合提供可靠依據。
1 改擴建道路的路線(xiàn)及路基路面設計要點(diǎn)
在整個(gè)交通運輸網(wǎng)中,相比其他運輸方式,公路的作用及其對沿線(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境等因素的影響范圍更大,其具有較為完善的工程設施,投資多,且技術(shù)性高,涉及范圍廣,建成后改變難度較大的特點(diǎn),為此不管是新建或改擴建道路工程,都必須做好周密的安排及合理的總體設計。在對改擴建建設規模、設計標準充分考慮的基礎上,公路改擴建總體設計要求必須做好全線(xiàn)總體布局,協(xié)調好各個(gè)專(zhuān)業(yè)。其內容包含公路本身功能及自然要素,為此,必須綜合分析此類(lèi)要素,促使其系統化,保證公路建設在滿(mǎn)足自身功能需求的前提下,又能充分融合到周?chē)淖匀画h(huán)境之中,實(shí)現路與自然和諧相處。
1.1 路線(xiàn)設計
路線(xiàn)設計主要內容見(jiàn)表1。
相比改建后的道路等級要求,原有道路平縱橫指標已無(wú)法滿(mǎn)足其要求,因原有線(xiàn)路走廊帶具有較為復雜的地形,如選取兩側或單側加寬具有較大工程量,相比新建工程投資更多的情況下,應重新選取新的路線(xiàn)走廊帶,進(jìn)行路線(xiàn)平面位置、縱坡設計的重新確定。此方法的優(yōu)勢在于改建后道路具有更好的路線(xiàn)線(xiàn)形,能夠克服附近附屬物的約束,通過(guò)新設計理念的應用,不會(huì )對舊路通行造成影響,且能夠降低舊路改擴建的交通量。
1.2 路基路面設計
在路基路面設計時(shí),應做好以下調查工作,見(jiàn)表2。
(1)路基設計
單側加寬與雙側加寬是公路改擴建路基擴寬的主要方式。單側加寬是指在原路某一側進(jìn)行路基加寬,另一側不變。此類(lèi)加寬方式可對地形進(jìn)行充分利用,拆遷量不大??衫^續使用路基一側排水防護設施,且新、舊路基差異沉降較小。施工過(guò)程中,對原路通行影響不大,能夠保證原路交通暢通??身樦?zhù)加寬側設置施工便道、預制場(chǎng)地。雙側加寬是指路中線(xiàn)無(wú)變化的情況下,在原路兩側分別加寬,且增設寬度一致。該拓寬方式無(wú)需改變原有公路幾何線(xiàn)形,無(wú)需調整路線(xiàn)中心線(xiàn)??沙浞掷弥醒敕指魩?、排水設施等。新舊路幅橫斷面可有效組合,具有較為簡(jiǎn)單的路面排水。
(2)對道路使用壽命、工程造價(jià)而言,改擴建路面結構類(lèi)型、路面材料選擇極為關(guān)鍵
因原路建成時(shí)間不同,其路面實(shí)際情況、強度等都有所不同,因此必須結合實(shí)際情況,合理選擇路面結構類(lèi)型,并對施工地區的材料充分利用,在工程質(zhì)量提升的同時(shí),滿(mǎn)足工程造價(jià)節省的目標。
2 改擴建道路的路線(xiàn)及路基路面設計的應用
2.1 工程概況
某公路工程為雙向四車(chē)道,有3種設計速度,分別為80 km/h、100 km/h、120km/h,24.5m為設計路基寬度。在地區經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,此路段交通量越來(lái)越多,交通壓力倍增,部分路段擁堵問(wèn)題嚴重,為滿(mǎn)足交通需求,必須實(shí)施道路改擴建設計。
2.2 改擴建工程路線(xiàn)數據收集
在工程改擴建施工前,需做好各項準備工作,第一,必須詳細匯總原路施工圖紙、竣工圖等有關(guān)資料,并做好分析;第二,及時(shí)整理各項信息數據,并歸檔,建立完善的項目文件體系,為后期施工使用提供便利。
2.3 改擴建方案選擇及分析
(1)在改擴建道路方案制定前,為保證方案的正確性,必須做好原有路面現狀調查工作,分析原路交通狀況等,針對路線(xiàn)改造可行性進(jìn)行研究,并制定規劃方案。要求先掌握建設標準規定,再與有關(guān)技術(shù)論證。如特殊路段,必須考慮行車(chē)速度等要素,可選取局部改造設計,保證方案的科學(xué)性、有效性。
(2)本次改擴建設計,應將準則定為老路改擴建,目前提出3個(gè)方案,具體如下:
方案1:可看做是M線(xiàn)方案,主要對原路路面兩側加寬設計;
方案2:可看做是A+M線(xiàn)方案,主要是改造左幅位置的原有路面,改為單向四車(chē)道M線(xiàn)方案,右幅位置則建成新的分離單向四車(chē)道A線(xiàn)設計;
方案3:可看做是B+M線(xiàn)方案,改造右幅原有路面,改為單向四車(chē)道M線(xiàn),將左幅新建為分離單向四車(chē)道B線(xiàn)。
根據以上分析得出3個(gè)方案:
方案1:可最大限度利用現有資源,能對原有路面工程進(jìn)行充分利用,可節省材料、時(shí)間。但因工程附近具有大量橋梁防護結構物,因受地形、地質(zhì)等條件的影響,導致路基穩定性不足,對工程安全不利。
方案2:工程規模不大,可降低成本,環(huán)境影響較小。
方案3:因選取新建左側分離式路基,路基邊坡具有較低高度,為達到防洪抗災的目的,需在附近進(jìn)行大量高架橋修筑,但該方法成本較高,為此,可選取方案二作為設計方案。
2.4 平面設計
在改擴建工程施工前,可通過(guò)運行速度V85計算方式分析、評價(jià)原有路面的行車(chē)安全性,原有路面設計時(shí)速為每小時(shí)80km,原路基寬度為24.5m,最大縱坡為4.49%,超高最大值為7%。以本路段K424+800~k431+150段為例進(jìn)行分析,此路段具有較為陡峭的橫坡,路基兩側存在河道,擴寬受限,且附近具有較大橋梁結構,具有較大施工難度。結合公路運行速度圖等相關(guān)條件,需將前后路段速度差控制在每小時(shí)10km~20km,以此提高行車(chē)安全,并達到保護路面的目的。因原路面左側存在河道,改擴建時(shí)需占用一部分河道,將大大增加施工難度,因此無(wú)法選取兩側加寬方案。選取新建右半幅分離路基,不僅能夠保證原路面通行正常,還能有序開(kāi)展右半幅路基施工。
2.5 路基加寬設計
改擴建道路施工中,最為關(guān)鍵的是新舊路基加寬拼接,如路基加寬不合理,將出現路基沉降問(wèn)題,并出現路基表面縱向裂縫,并對工程質(zhì)量造成嚴重影響,進(jìn)而危害行車(chē)安全。首先,按照路面荷載情況、路面狀況設計原有路基,經(jīng)反復自重應力等作用影響,已基本完成原有地基固結、沉降,但對新建路基而言,沉降并未完成,需按照相關(guān)標準嚴格處理新建路面地基的沉降問(wèn)題,避免對拼接效果造成影響。此時(shí)可選取排水固結法、強夯法等進(jìn)行處理。其次,為保證拼接質(zhì)量,可進(jìn)行臺階開(kāi)挖施工,需處理好原有路基邊坡部位,將其開(kāi)挖為臺階狀,且將臺階寬度控制在2m以?xún)?,因受地形等條件影響,開(kāi)挖部位如出現傾斜坡情況,待完成開(kāi)挖作業(yè)后,需將土工格柵鋪設到路基表面,確保新舊路基緊密連接,構成一個(gè)完整整體。
結語(yǔ)
綜上所述,改擴建道路相比新建工程,制約條件多,設計人員必須靈活利用,以此做好線(xiàn)形協(xié)調工作,保證其設計滿(mǎn)足公路標準、規范要求,并達到降低投資、提高工程質(zhì)量的目的。
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