改擴建公路優化設計分析

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摘要：結合某工程實例，介紹了公路優化設計的作用，以及改擴建公路優化設計中存在的問題，重點對該改擴建公路的優化設計進行闡述，包括平面線性優化設計、路基與路面優化設計、排水優化設計等，旨在通過優化設計，提高該公路改擴建工程的設計質量和施工質量。

關鍵詞：改擴建；路基與路面；優化設計

1公路優化設計的作用

1.1延長公路使用壽命

路基與路面強度是衡量公路運輸能力的重要指標之一，只有其強度達到設計標準，才可以保證公路的使用安全，如果達不到設計標準，將導致公路承載能力逐漸下降，從而可能引發坍塌等嚴重事故，減少公路使用壽命。因此，合理的設計不僅可以有效提高公路運輸能力，還可以延長公路使用壽命[1]。1.2提升車輛行駛的安全性公路在長期的使用過程中，受到汽車荷載的作用及外界因素的影響，導致公路不可避免地出現不同程度的病害，因此必須采取有效保護措施來改善公路的穩定性，而通過對公路的優化設計，可以有效預防和減緩路基與路面結構中可能發生的病害，以保證車輛行駛的安全性和舒適度。

2改擴建公路優化設計存在的問題

2.1欠缺交通量的考慮

（1）改擴建公路在設計中，首先要對交通量進行預測，再嚴格按照預測的交通量進行規范設計并優化設計細節，但在實際改擴建設計過程中，部分設計單位忽略對交通量的預測，從而造成改擴建后的道路通行能力與實際通行能力要求存在差距，無法真正發揮該公路的作用和價值。（2）改擴建公路設計中，部分設計單位過于追求設計進度，沒有對交通量進行準確預測，導致改建后的實際交通量比設計交通量大，過大的交通量會加劇路面病害的發生，影響道路車輛行駛的安全性和舒適性。

2.2缺乏對舊路的利用

（1）在公路的設計中，部分設計單位沒有對舊路面進行詳細的調查評定，根據經驗及業主主觀意愿進行擴建公路的設計，導致設計改擴建后的公路無法合理有效地利用原有公路，形成資源浪費，甚至會影響改擴建公路的施工質量。（2）公路改建設計中，部分改擴建工程為減少施工時間，要求在設計時盡量減少對老路的利用，從而導致原有公路不能得到合理利用，甚至造成公路最終被廢棄，增加了改擴建工程的施工成本[2]。

2.3缺乏新舊路基拼接設計

在實際公路改擴建的設計中，部分設計單位往往意識不到新舊路基與路面銜接設計的重要性，導致改擴建施工后的公路出現裂縫，甚至會在新舊路基與路面銜接處發生沉降，嚴重影響公路的整體質量。

3結合工程實例分析改擴建公路的優化設計

3.1工程概況

某省公路工程，其設計總長度為11.2km，路基設計寬度為13m，路面設計寬度11.5m，該公路于2013年投入使用，由于近年來當地經濟的快速發展，該公路的通行量日益增多，經常發生交通堵塞的情況，嚴重影響人們的出行效率，為緩解該公路的交通壓力，決定對其進行擴建施工，為確保擴建施工的質量安全，要求在施工前做好該工程改擴建中路基與路面的優化設計工作，本文就此展開探討。

3.2平面線形優化設計

（1）在本次改建設計中，對原路線指標能滿足本次改建標準要求的路段，按原路線指標進行擴建設計，對原路線指標不能滿足本次改建標準要求的路段，優化提升線性指標，使其滿足改擴建標準的要求[3]。（2）原路彎道處線性指標，不僅要滿足路線線性指標的要求，還需結合圓曲線半徑大小、回旋線長度、超高大小及行車視距等多方面因素綜合考慮，確定是否需要進行優化設計。

3.3路基與路面優化設計

3.3.1路基橫斷面設計本項目原有道路橫斷面布置為：0.75m土路肩+2m硬路肩+2×3.75m行車道+2m硬路肩+0.75m土路肩，結合道路交通量資料及道路規劃要求，行車道需要由原路雙向兩車道，擴建為雙向四車道。根據本項目特點，在原路路側設置2m中央分隔帶，道路進行單側加寬，一側利用原路改建，一側為新建。擴建后橫斷面布置為：0.75m土路肩+2.5m硬路肩+2×3.75m行車道+3m中間帶+2×3.75m行車道+2.5m硬路肩+0.75m土路肩。對原路基橫斷面的優化設計，不僅可以有效增加道路的通行能力，減少道路交通擁堵，同時也充分利用了原路面結構層，避免新建路面結構和舊路面結構的搭接。3.3.2路面結構設計本項目原路路面結構：底基層為18cm低劑量水泥穩定碎石，基層為18cm水泥穩定碎石，面層為7cm瀝青混凝土，其中上面層為3cm細粒式瀝青混凝土，下面層為4cm中粒式瀝青混凝土。根據本項目交通量預測結果，通過路面結構計算，適合本項目的路面結構層為：4cm細粒式瀝青混凝土+8cm粗粒式瀝青混凝土+36cm水泥穩定碎石+18cm低劑量水泥穩定碎石。利用原路路面結構層一側，需銑刨原路7cm瀝青混凝土面層并處理基層的病害后，加鋪4cm細粒式瀝青混凝土+8cm粗粒式瀝青混凝土+18cm水泥穩定碎石。對路面結構層的優化設計，使路面結構層強度能夠滿足路面使用年限內，交通量增長的需求，減緩路面病害的發生，保證工程施工質量和道路使用壽命。3.3.2路基優化設計本次擴建工程中，涉及到邊坡開挖和填方施工以及新舊路面搭接處理，在設計時應根據現場實際情況，結合項目特點進行優化設計。（1）開挖設計中應充分考慮地形、水文地質條件等因素，該工程所在地多為卵礫土和基巖，基巖的類型有砂巖、泥巖、粉砂巖，因此為確保挖方施工的安全，在挖方設計中應明確邊坡坡度，卵礫土的坡度設計為1∶0.5，基巖邊坡的坡度設計為1∶0.75，此外，邊坡坡度還應根據巖層風化情況進行合理調整，如在設計中因地形問題邊坡坡度較大，則在設計中應明確邊坡的加固方式，避免坡度較大導致安全事故。（2）填方設計中為避免擴建的路基發生沉降問題，應在設計中明確填方所使用填筑材料的性能要求，選擇水穩性能好的材料進行填方施工，且填方施工設計中應明確填方的用量、填方施工的方式、路基填方施工后路基的平整度、含水率等指標[5]。（3）明確新舊路基搭接處的施工方式，本項目設計采用單側加寬，在施工中應采用臺階開挖的方式進行新舊路基的結合，臺階的寬度不小于2m，此外為保證新舊路基銜接位置的穩定性，應在搭接處及路床范圍內鋪設土工格柵，以確保新舊路基的結合質量，避免發生不均勻沉降。

3.4排水優化設計

（1）除路基與路面施工的優化設計外，在本次改建工程中，還應加強排水能力的設計，設計單位應充分結合工程當地水文地質條件和相關資料，對邊溝尺寸進行合理規范的設計，以保證工程邊溝既能滿足積水的滲透、蒸發和引流，又能滿足防洪和防凍的要求。（2）排水系統的設計中，應盡量減少雨水進入路基與路面造成裂縫的可能性，因此，在拓寬部位施工時，設計單位應要求施工單位拆除原有道路上的路緣石、護坡、泄水槽、邊溝等，且在設計中明確對擴寬部位會造成影響的水源，以便于施工中及時切斷，同時應明確施工中開挖臨時排水溝的位置及尺寸，以確保施工期間排水暢通[6]。

4結語

改擴建公路設計優化工作中，應積極采用合理的優化設計方案，并結合工程地的實際情況進行優化設計，以滿足工程的實際需要。此外，在設計優化工作中，應做好成本監控工作，在保證改擴建公路設計優化方案的同時，最大限度地節省工程成本，從而提高整個工程的管理效益，達到經濟效益與社會效益的雙贏。

參考文獻：

[1]涂定君，于翠芳.改擴建公路設計優化措施分析[J].交通世界，2019（26）：61-62.

[2]侯潔.國家一級公路改擴建設計優化方案分析[J].中國市場，2013（6）：63-65.

[3]陳亞強.改擴建公路設計優化措施分析[J].黑龍江科技信息，2017（15）：224.

[4]劉偉彬.改擴建公路設計優化措施探討[J].中華建設，2019（8）：148-149.

[5]楊航.高速公路服務區改擴建工程路面設計的探討[J].工程與建設，2015，29（5）：620-622.

[6]郜鵬飛.試析改擴建公路設計優化措施[J].四川建材，2019（2）：177-179.

作者：周力寧 單位：邢臺路橋建設總公司