張文忠 鄭元虎
摘要:文章結合某公路改建工程升級設計為例,對公路改建升級設計中,公路改建線形設計、新老路基縱縫處理設計、新老路面處理設計、涵洞接縫處理等幾個問題加以探討。
關鍵詞:公路工程;改建升級;公路改建線形設計
中圖分類號:U412文獻標識碼:A
文章編號:1674-1145(2009)15-0128-02
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,各地原先建設的國、省道已逐漸不適應車輛快速通行、短時到達的目的地的要求,因此,改建現(xiàn)有國道使其符合經(jīng)濟發(fā)展要求變得越來越重要。文章以某改建工程為例,就公路升級改建設計中有關問題進行論述,共同行探討。
一、工程概況
某公路改建工程,改建路線全長11.5km。該路段建設主要采用技術指標為:(1)公路等級:一級路;(2)服務水平:二級;(3)設計車速:80km/h;(4)汽車荷載:公路-Ⅰ級;(5)路面設計標準軸載:雙輪組單軸100kN;(6)設計洪水頻率:大中小橋涵、路基1/100;(7)路基路面寬度:全線路基采用整體式斷面,路面寬24米,路基寬27米(原路面為瀝青混凝土路面,路面寬度為15米)。
二、公路改建升級原則
公路改建要遵循“適度超前、因地制宜,保護生態(tài),少占耕地”的原則,避免出現(xiàn)兩個極端做法:一是盲目提高標準,完全丟棄老路,另辟新線,造成投資大,環(huán)境破壞嚴重;二是對經(jīng)濟發(fā)展預計不足,導致公路改建完后因交通量預計不足路面及早破壞,導致重復投資過大。
三、公路改建設計
(一)公路改建平面線型設計
原有道路因建設標準低,部分路段平、縱面線形較差,不符合新改建公路的標準要求,應根據(jù)改建后應達到的公路等級選用合適的技術標準,由于公路原平面線形施工放樣均采用老方法(偏角法、切線支距法),且近年來經(jīng)過多次維修改建,平面線形已與原設計圖紙有所偏差,故必須重新采集有關數(shù)據(jù)。根據(jù)新采集的數(shù)據(jù)資料充分利用老路,確定路基的加寬側。
在某段改建工程我們采用了GPS技術,布置了GPS點,進行平面控制。利用全站儀測量公路的平面坐標,及路兩側的地物、地貌的平面坐標,將采集的數(shù)據(jù)輸入計算機,利用有關計算機軟件進行線形擬合設計,確定平面線形。進行線形擬合設計時,必須結合地形,考慮構造物的加寬、建筑物的拆遷、占用耕地情況、施工以及社會影響等綜合因素,擬合多條線形,進行技術經(jīng)濟比較,合理確定線形。
(二)縱斷面設計
新建路面為瀝青混凝土路面,綜合調(diào)查資料及各種因素計算,瀝青路面設計厚度取9cm,根據(jù)平面線形位置,路線縱斷面設計需按以下兩種情況考慮:(1)路線中心線在老路中心的,拉坡時主要考慮在原路面上鋪筑9cm瀝青路面;(2)路線中心線偏移至一側的,拉坡時主要考慮在原路上鋪筑瀝青碎石混凝土路拱調(diào)整層與9cm瀝青路面。
(三)路基設計
1.路基設計主要控制原則。設計應力求充分利用老路資源,合理用地,避免大填大挖。在優(yōu)選平面線形的基礎上選擇合理的路基加寬側,應結合公路沿線的材料分布和地質(zhì)狀況,選擇適宜的路基填料,盡量降低公路造價,詳細調(diào)查沿線的大河及農(nóng)田灌溉水系,綜合考慮路基排水設計、合理設置橋涵位置,達到公路改建后沿線河流暢通、農(nóng)田灌溉水系完整。沿線路基設計高度應大致與原先相近,不宜大填大挖。我們在勘測過程中詳細收集群眾意見,需要協(xié)議的訂立協(xié)議,在縱斷面設計過程中給予充分考慮,保證了項目順利開工建設,受到了沿線群眾的歡迎。
2.路基設計主要控制點。公路改建升級中,處理好路基裂縫是關鍵,因為老路路基運行幾十年了,沉降早已結束,而新路路基又會產(chǎn)生新的沉降,故新老路基連接處及路基縱向兩側易產(chǎn)生不均勻沉降,所以連接處應特殊處理。在新老路基連接處,先將老路基邊坡挖成臺階,并強夯壓實,然后填筑開山石料或風華料,分層強夯壓實,以減小后期沉降的變形,在路基頂面,填筑砂礫層,這一層既可以起到盲溝的作用,不會破壞原水流通道,又能起到吸收部分變形的作用。
(四)路面設計
該路段原為瀝青砼路面。設計前對本工程公路路面狀況進行了詳細的調(diào)查,2002年本路段路面已重新鋪筑,大部分路段路面較好,為適應一級路重交通量要求,本次設計對公路路面一并進行補強設計。為預防新老基層結合處裂縫向瀝青路面反射,我們采取在新路基層與老路面底基層、基層結合處切臺階,并在基層頂面鋪設土工格柵,然后撒封層鋪筑瀝青面層,根據(jù)調(diào)查資料計算,路面結構形式如下:
新路部分:
4cm細粒式瀝青砼AC-13+5cm中粒式瀝青砼AC-20+透層+16cm水泥穩(wěn)定碎石基層+16cm水泥穩(wěn)定碎石基層+16CM水泥穩(wěn)定土(摻碎石)底基層。
老路部分:a.兩側加寬路段:4cm細粒式瀝青砼AC-13+5cm中粒式瀝青砼AC-20+玻璃纖維格柵(新公路結合處)+黏層。b.一側加寬路段:4cm細粒式瀝青砼AC-13+5cm中粒式瀝青砼AC-20+瀝青碎石ATB-25(路拱調(diào)整層)+玻璃纖維格柵+黏層。瀝青路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論,以路面設計彎沉值作為路面整體強度的設計指標,以彎拉應力作為驗算指標,采用電子計算機進行輔助設計;以雙輪組單軸軸載100kN為標準軸載,設計交通量按15年預測。
(五)橋涵設計處理
本項目路線沿線主要有沖溝,降雨時流水,不降雨時則無水。另外還有部分排灌水渠,是當?shù)剞r(nóng)民的水利設施,灌溉附近的農(nóng)田。沿線的涵洞就是根據(jù)這些水系的分布而布設的。布設原則是盡量不壓縮原有河流、溝渠的過水斷面,滿足河、溝的泄洪要求。為方便施工,加快施工進度,本工程所設涵洞主要有圓管涵和蓋板涵兩種。石拱涵加寬,以大于原排水斷面為原則,墩臺身與原涵一致或增大孔徑取消墩身,采用圓管涵和蓋板涵形式加寬。
四、結語
隨著各地經(jīng)濟的發(fā)展,在不增加大的資金投入的前提下,老路升級改建能迅速改善當?shù)毓肪W(wǎng)功能。符合建設節(jié)約型社會的要求,根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展情況,科學合理地利用老路,并遵循確保環(huán)境質(zhì)量、因地制宜、量力而行的原則,不僅有利于節(jié)約國家土地資源,保護生態(tài)環(huán)境,節(jié)約大量的資金,而且還能取得很好的社會效益。
參考文獻
[1]中華人民共和國交通部.公路工程技術標準(JTG B01—2003)[M].人民交通出版社,2004.