某二级公路改扩建的设计心得

摘要：结合设计实践，对某二级公路的改扩建，从建设意义、总体设计思路、各分项工程设计等方面进行阐述，总结设计过程中的经验、方法和心得。

关键词：二级公路 改扩建

0 引言

本项目是某市境内东西向的重要交通干线之一，现状道路为二级公路，设计速度60km/h，路基宽17.0-20.0米，水泥混凝土路面宽14.0米，随着经济高速发展，道路承担的交通任务也更为重要，现状道路已不能适应区域作为交通枢纽城市的交通功能需求，迫切需求对其进行升级改造。本项目按照一级公路标准进行改建，设计速度80km/h，路基宽24.5m，双向四车道，采用沥青混凝土路面。

1 建设意义

经过多年的发展，本项目沿线经济社会发展水平较高，沿线居民的生产、生活对车辆运行的干扰较大，老路的街道化现象严重。此外，大量超载车辆的长期运行，致使公路的技术状况变差，随着交通量的快速增长，道路沿线的交通运行环境亟待改善。项目的实施，对提升区域骨架路网技术等级，振兴地方经济的起到积极作用，改善现状道路的交通运行环境，提升交通服务水平，改善沿线交通安全状况，适应交通量快速增长有着重要的意义。

2 总体设计思路

根据项目所处的区域工程特点，总体方案设计应全面考虑地形，地质条件和工程建设环境，贯彻“技术可行、实施可能、经济合理”的基本原则，充分吸取国内外及项目区域内其他公路的先进技术及成功经验，将本项目建设成“安全畅通、自然和谐、节约资源、兼顾发展”的新理念之路。坚持“安全、耐久、节约、和谐”的设计指导思想，将本项目建设成“技术高、质量优、投资省、效益好”的优质工程；加强总体设计，提高公路的设计质量，有效降低工程建设成本。

项目为利用现有道路进行改扩建，老路整体平纵面指标较高，能满足80公里/小时一级公路指标要求，但由于受地形所限需采用双侧绑宽的方式。老路沿线穿越较大集镇时，非机动车对行车干扰较大，为保障交通运营安全，设计参照市政道路机非分离的原则，在机动车道与硬路肩之间采用隔离栅分隔，使机动车与非机动车各行其道，确保车辆安全顺畅通行，取消中央分隔带，增加硬路肩宽度为非机动车提供宽松的行驶环境。

3 安全设施设计

交通安全设施的设计以“保障道路畅通、行车安全、技术先进、经济合理”为原则。交通安全设施是公路最基本、必要的交通安全保障系统，它集交通管理、安全防护、视线诱导、隔离封闭多功能于一体，由交通标志、标线、安全护栏、隔离设施、防眩设施、轮廓标等组成。

本项目路线平纵面指标能满足车辆安全、快捷行驶的运营要求，无速度差过大的路段，安全性较好，因此以准确及时的交通诱导、合理有效的安全防护、可靠美观的隔离封闭、清晰明了的夜间交通目标，进行正常的安全设施设计，能够满足实际运营要求。穿镇路段为保障非机动车及行人的安全，采用非分离的方式，利用隔离栅将机动车与非机动车分离，并对主要交口进行安全设施设计。

原老路存在长直线段，设计时采用上游增设警告标志，同时在路面施划振动减速标线等措施提高安全性；老路改建项目拟合线位时，常不得以采用小偏角，为提高驾驶安全性和舒适性，在小转角路段设置线形诱导标。

4 路基路面方案

4.1 老路拼宽路基设计

本项目利用老路段，新老路拼接处采用开挖台阶、设置双向土工格栅、加强新路地基处理等措施消除不均匀沉降和变形。新老路路基拼接处采用挖台阶搭接，台阶应向内倾斜2%-4%，台阶宽度不小于1.0米，台阶高度根据填土高度选择80cm-120cm左右一层，以减少开挖台阶数量，保证质量。对填土高度大于2.0米路段，可在每间隔一层台阶位置横向（横向受力）设置宽度为2.0米土工格栅，以减小路基不均匀沉降，提高路基的整体性。选用具有足够的抗拉强度、蠕变小、糙度大的单向土工格栅。拓宽部分压实度要求同路基填土要求，必要时，采用冲击碾压或强夯等措施进行增强补压，以消除新老路基拼接拓宽的差异变形。

4.2 路面设计

根据调查，由于本项目通车营运时间较长，交通量大，且超载车辆较多，现有老路水泥混凝土路面病害较严重，主要病害为断板、破碎板、沉陷、错台、纵向裂缝。

4.2.1 断板、破碎板

断板及破碎板是本项目老路路面一种主要病害，其普遍特征是面层板断裂成2-3块，主要表现形式为横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝。通常是由于轮载反复作用、温度翘曲应力使得板内应力超过混凝土的强度，或基底过量塑性变形造成板底脱空等因素综合所致。

4.2.2 接缝损坏

接缝包括横缝（胀缝、缩缝）、纵缝和施工缝。本项目水泥混凝土接缝损坏主要有以下几种形式：

①填缝料损坏。填缝料损坏是指接缝内无填料，填料破损及接缝内混杂砂石等不正常现象。填缝料损坏的主要原因有：填缝料在长期外界环境作用下老化脆裂，或由于混凝土路面板受热膨胀，挤压胀缝，致使填缝料被挤出，不能正常复原。②接缝碎裂。接缝碎裂是指水泥混凝土路面板接缝两侧各60cm左右宽度内倾斜的剪切挤碎现象。接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏，泥、砂等杂物侵入胀缝，导致路面板再次膨胀时受阻，或雨水渗入基层和垫层，使基层强度降低，从而导致路面接缝处的变形和破损。

4.2.3 板底脱空及唧浆

板底脱空及唧浆是本项目的又一种病害。在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形累积造成面层板底脱空，地面水沿接缝或裂缝下渗而积聚在脱空的空隙内，在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆，并沿接缝缝隙喷溅出来，严重路段造成路面出现沉陷等影响交通安全病害。

4.2.4 错台

错台是指相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生了垂直高差。错台产生的原因如下：①水沿接缝或裂缝渗入基层，使基层冲刷，形成很多粉细料，在行车荷载的作用下，发生唧泥，同时相邻板块之间产生抽吸，使细料向后方板移动、堆集，造成前板低，后板高的错台现象；②横缝处未设置传力杆，由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降。

根据本次设计对老路状况调查分析评定结果及上述技术原则分析，同时考虑施工期间老路强度衰减及老路破损率加大，本项目多数路段不适宜采用直接加铺方案，需对老板块进行处理；原行车道及硬路肩水泥砼面板的处理采用五边型冲击式压路机冲击压实技术，为沥青混凝土面层提拱了一个稳定、高强度的基础。

参考文献：

[1]张雨化.道路勘测设计.北京：人民交通出版社，1994.

[2]岑乐陶.城市道路交通规划设计.北京：机械工业出版社，2006.

[3]杨晓光.城市道路交通设计指南.北京：人民交通出版社，2004.

作者简介：

于恒栋（1978-），男，江苏邳县人，本科，工程师，研究方向为公路及城市道路。