浅谈山区二级公路改建工程新老路基的衔接设计

时间:2022-07-26 06:09:51

浅谈山区二级公路改建工程新老路基的衔接设计

摘要:随着我国经济的快速发展,现如今交通量也不断地增加,我国过去八九十年代修建的公路现已无法适应如今交通运输的需要了。然而新建公路不仅要面临大量投资,还要面临占用农田的问题。改建旧的公路工程造价低且占地少、工期缩短及环保等优势,因此二级公路利用老路进行改建,是我国目前交通运输面貌改变的主要方式。但是进行二级公路改建工程勘察设计过程中,如何考虑尽量利用旧路,确定合理的实施方案,应综合各种因素合理决策。本文就山区二级公路改建工程新老路基的衔接设计做研究探索,以我国云南省S302猫谢线镇雄到威信段公路工程项目为研究对象。

关键词:二级公路;新老路基;衔接设计

中图分类号: S611 文献标识码: A

随着我国公路工程建设的飞速发展,特别是西南地区,近年来修建的二级公路项目比较多,对于二级公路的建设,为了更好地控制工程规模和节省工程投资,总的建设思路基本上是在满足二级公路技术标准的前提下充分地利用既有路进行勘察和设计。那么,利用和改造好既有路、新老路基的差异性沉降,将是二级公路建设过程中遇到的关键技术问题。笔者结合参与云南省S302猫谢线镇雄到威信段公路工程勘察设计以及担任设计代表的工作体会和经验,浅谈一下改建项目利用既有路及新老路基结合部处理的情况,望对其它山区二级公路改建工程的勘察、设计、施工过程中遇到的此类问题有所借鉴作用。

1、工程概况

云南省S302猫谢线镇雄到威信段公路工程是连接镇雄与威信的唯一通道,是镇雄北上四川宜宾、筠连、兴文,威信南下贵州威宁、赫章、毕节必经之路,是云南省公路网、昭通市公路网建设不可分割的组成部分。路线起于云南省镇雄县与贵州省赫章县交界处的煤灰包,途经中屯乡、镇雄县城、洗白、芒部、三滴水、雨河,再经龙井、乐利到达大海子(镇雄与威信边界,既有道路桩号K241+000),然后过边界前行约2.5km到达本项目终点柏香。随着车流量的日益增长以及既有道路的破损,原有公路已不再适应当前的运营需要,这就需要对原有的公路进行改扩建,然而在老路改造升级的时候,应考虑充分利用既有路路基、路面及既有构造物来进行改建。本项目主要技术经济指标表如下:

主要技术经济指标表

指标名称 单位 指标 备注

公路等级 级 二

路线长度 km 77.450

设计速度 km/h 40

路基宽度 m 8.5m/12m(镇雄县城段) 镇雄县城段为利用段。

桥梁 m/座 376.58 /8

隧道 m/座 1565 /1

概算总投资 万元 104420

2、总体、路线设计思路

根据项目特点以及沿线地形、地貌、既有路平、纵断面指标以及既有路现状,本项目路线设计划分为新建段、利用段以及沿既有路改建段三段,各分段情况如下:

(1)新建路段

起点至镇雄县城南大桥ZK0+000~ZK17+530.001(长链819.318)为新建段,全长18.349319Km,按新建公路标准设计。

(2)利用路段

镇雄县城南大桥至洗白XK0+000~XK9+895.781为利用段,全长9.895781Km,按利用段的公路标准设计。

(3)改建路段

洗白至终点威信大落脚K10+312.664~K59+522.876(短链5.351m)为沿既有路改建段,全长49.204861Km。对于沿既有路改建段,初测及定测阶段设计项目组针对既有路进行了详细的外业调查,对既有路路基、边坡、防护、排水、路面、不良地质段落以及既有路病害等情况,均进行了调查、整理、分析并形成既有路调查报告。内业设计过程中,根据路线走向,在外业调查报告的基础上,充分考虑了既有路的利用和改建加宽设计,并针对既有路的特点及现状,提出了新老路基的衔接设计、新老路基的衔接设计等技术方案,以更好地改造和利用既有路,提高路基整体稳定性以及节约工程造价。

3、新老路基的衔接设计

由于原来的公路路基经过长期以来的运营使用及长时间的荷载作用,原来的路基就逐渐变得稳定,然而新的路基肯定要经历工后沉降这一过程。如果没有处理好,就会导致不均匀沉降及路基边坡滑塌、纵向裂开和横向错台等病害问题,因此,对新老路基衔接结合部应引起重视。对于利用与改造既有路基,为减小新老路基衔接部位的不均匀沉降,增强新老路基的整体稳定性,对既有路基的单侧或两侧进行扩宽改建,新老路基衔接结合部主要采取下面几个方式进行处理:

(1)清除表土:首先把原来的老路边坡上草皮、腐殖土以及树根等杂物与松散的路基填料一并清除掉。为了加强整体的新老路基稳定性,在进行填筑的之前要把原来的老路路基边坡开挖成抗滑台阶,使新老路基形成有效地交错结合。

(2)路基基底处理:对于原状地面的松散覆盖层,通过挖除松散土体,采取换填碎石、片石进行补强处理,以减少路基不均匀性沉降及提高基本承载力。

(3)既有路路肩,如土体松散、溜塌,不符合质量要求,则需要把老路肩的土进行挖除、换填、掺灰或翻晒重新碾压,从而满足路基施工质量要求。

(4)对于公路沿线积水边沟,一定要完全清除沟里的淤泥,保持路基干燥,以提高路基的强度,减小沉降。清除边沟的淤泥后可采用砂砾回填,视地下水情况设置纵、横向盲沟,以有效地排除地下水。

(5)路基进行填筑的时候,填筑材料应采用容易回填压实的碎石土,从下往上一层一层的填筑。

(6)路基填土较高,宽度较大的时候,需要采用冲击碾压进行压实。

(7) 对于高路堤路段,之所以新老路基完工以后沉降差依然存在,是因为不均匀沉降差比较大,其影响范围较广、破坏力较大,仅靠路基土分层回填碾压是不行的。因此,新老路基衔接处应增设土工格栅,可以有效地改善新老路基的结合强度,提高路基的整体稳定性以及减少不均匀沉降。

(8)挖方扩宽路段:当衔接宽度大于1米的时候,应在老路基的基础上横向挖除,而且衔接宽度与老路基挖除宽度总宽要控制在2.5米以上,则有助于压实设备进行碾压。然而,当衔接宽度小于1米的时候,就可以直接将原来的路进行挖除,并采用碎石土等透水性材料进行回填补强处理。

(9)新老路基衔接处理完毕后,对于路基基本成型后的路段,有条件的采取开放交通进行试通车运行,也可以取得比较理想的稳定效果,减少沉降。

4、新老路面的衔接设计

云南省S302猫谢线镇雄到威信段公路工程的既有沥青路面,在长时间交通运营使用作用下损害比较严重,这就加大了公路养护工作。按照安全、经济及适用的原则,需要对既有路面进行处治。在利用和改造老路面设计过程中,为减少资源浪费及节约工程投资,主要采取以下方式进行处理:

(1)对于比较完好的老沥青混凝土路面,老沥青混凝土上不宜直接加铺水稳层,应将原沥青砼铣刨,作为新路面的基层利用,再采用在原来的路基基层上加铺新的沥青混凝土面层的方案。

(2)由于新老路基的不均匀沉降,新老路基衔接处压路机很难压实,及老路上车辆振动的影响等众因素,新老路面衔接处就会出现裂缝、破损等现象,对此,可以采取挖除、补强或设置水泥稳定碎石调平层,再铺筑沥青混凝土面层的方案。

(3)对于新老沥青混凝土路面衔接路段,可以在水泥稳定碎石基层顶面加铺一层玻纤格栅,以防止基层反射裂缝引起路面的纵向开裂。

结束语

总之,山区二级公路改建工程是一项造福于老百姓的民心工程,每个地方的施工条件及工艺都有所差异。目前我国很多低等级公路面临改建,要是整体改建成新路,这样不仅会浪费资金,也会使工程建设的进度受到影响,还会占用很多的土地。然而老路改建工程相较于新建工程是有特殊性的。因为在老路的基础上进行工程改建,会减少大量的资金,并且还可以采用老路的优势加以优化。我们在利用和改造老路的过程中,一定要考虑全面,须严格控制路基工后的沉降量以及不均匀沉降,从而有效地防止新老路基两者之间出现太大的沉降差异,避免造成各种不良的后果。

参考文献:

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[3] JTG/D30-2004,公路路基设计规范.

[4] 张军辉, 黄晓明, 彭娴.软土地基上高速公路双侧加宽工程的数值分析[J].公路交通科技, 2007, 24(3): 20- 24.

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