二級(jí)公路改建設(shè)計(jì)關(guān)鍵性技術(shù)問題與對(duì)策

1、二級(jí)公路改建設(shè)計(jì)關(guān)鍵性技術(shù)問題與對(duì)策摘要:分析了二級(jí)公路改建特點(diǎn)及基本改建原則，總結(jié)了二級(jí)公路改建設(shè)計(jì)中的 關(guān)鍵技術(shù)問題，包括原有道路狀態(tài)評(píng)估、路線線形設(shè)計(jì)、道路拓寬方式、生態(tài)環(huán) 保理念等，提出了應(yīng)對(duì)解決對(duì)策和要點(diǎn)。確保改擴(kuò)建的公路能夠滿足運(yùn)輸安全和 運(yùn)營壽命需求。關(guān)鍵詞：二級(jí)公路；改建；設(shè)計(jì)方法；關(guān)鍵技術(shù)；對(duì)策分析1刖言在我國交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)下，不僅交通運(yùn)輸量相比較上世紀(jì)得到 了大量增長，交通運(yùn)輸荷載等級(jí)也在不斷提高，這使得很多早先建設(shè)的公路，一 方面設(shè)計(jì)道路寬度不能滿足交通量的通行要求，存在諸多節(jié)點(diǎn)的交通擁堵問題， 另一方面運(yùn)輸荷載等級(jí)高使得路面出現(xiàn)很多病害問題。因此，需要對(duì)原有

2、的公路 進(jìn)行改擴(kuò)建，以滿足未來交通運(yùn)輸及增長的需求。二級(jí)公路是連接城鎮(zhèn)中心應(yīng)用 最為普遍的公路結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫\(yùn)營過程中出現(xiàn)的各種病害問題，以及不能滿足現(xiàn)如 今的交通運(yùn)輸?shù)燃?jí)和交通運(yùn)輸量的需求，需要進(jìn)行擴(kuò)建。本文針對(duì)二級(jí)公路改建問題，首先分析二級(jí)公路改建特點(diǎn)和原則，明確改建 要點(diǎn)；其次分析二級(jí)公路改建設(shè)計(jì)的存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，分析這些技術(shù)問題的 影響因素；最后提出設(shè)計(jì)對(duì)策和處理方法，應(yīng)對(duì)改建中的各種技術(shù)問題。確保改 擴(kuò)建的公路能夠滿足運(yùn)輸安全和運(yùn)營壽命需求，降低使用過程中的管養(yǎng)成本。2二級(jí)公路改建特點(diǎn)與原則分析2.1二級(jí)公路改建特點(diǎn)分析二級(jí)公路主要分布在省內(nèi)城鎮(zhèn)之間，在交通運(yùn)輸快速發(fā)展的情況下，這些

3、道 路逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦又匾牡缆奉愋停虼硕?jí)公路改建具有如下特點(diǎn)1：道路原有的技術(shù)等級(jí)較低，改建需要重新評(píng)定技術(shù)等級(jí)。受到早先道路設(shè) 計(jì)理念和技術(shù)的限制，很多二級(jí)道路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，例如道路的荷載等級(jí)、路 線標(biāo)準(zhǔn)、平縱線形組合等都偏低，使得影響路面的使用壽命，同時(shí)影響行車安全 性能，改建設(shè)計(jì)中需要對(duì)這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新評(píng)定，提高后期道路的使用壽命 同時(shí)減少行車安全事故的發(fā)生。道路周邊環(huán)境變化很大，擴(kuò)建需要考慮路線的可能變化。由于經(jīng)濟(jì)的快速 發(fā)展，可能原有道路沿線出現(xiàn)了很多城鎮(zhèn)，改擴(kuò)建可能影響到用地等問題，特別 是城市區(qū)域土地資源珍貴，因此需要考慮可能的道路路線變換，使得擴(kuò)建道路滿 足其基本功能

4、需求又不影響沿線各類資源。道路原有設(shè)計(jì)參數(shù)需要調(diào)整和優(yōu)化。隨著交通運(yùn)輸發(fā)展，交通安全問題也 備受關(guān)注，目前的道路設(shè)計(jì)中不僅僅要滿足設(shè)計(jì)需求，還應(yīng)該以盡量減少交通安 全事故為目的進(jìn)行路線的優(yōu)化。二級(jí)公路普遍存在平曲線半徑小、連續(xù)急轉(zhuǎn)彎路、 大縱坡等不良路段，這些路段的改建中應(yīng)該充分考慮行車安全，改善行車視距。原有道路運(yùn)營多年可能存在病害問題，改擴(kuò)建中應(yīng)該保證新建道路與原有 道路相同的技術(shù)等級(jí)。原有道路可能存在路基和路面的顯著病害，擴(kuò)建過程中應(yīng) 該對(duì)這些病害進(jìn)行改善，特別是采用拼接加寬的擴(kuò)建方式，使得新老道路的狀態(tài) 基本相同，才能確保后期不會(huì)花費(fèi)較多的人力和財(cái)力進(jìn)行道路性能保障。2.2改擴(kuò)建原則分

5、析改擴(kuò)建公路的設(shè)計(jì)建造不僅僅要滿足目前的建設(shè)要求，例如道路線形規(guī)劃、 橫斷面形狀、平面線形等，還應(yīng)該盡可能地兼顧原有道路的路基路面、橋梁與隧 道等關(guān)鍵構(gòu)造物，因此需要建立合理而科學(xué)的設(shè)計(jì)原則：（1）盡量利用原有路線。盡管原有道路沿線城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改變需要進(jìn)行調(diào)整， 但仍然以利用原有道路路線為原則，避免擴(kuò)建變成新建，充分利用原有道路路線 可以避免諸多問題，例如土地資源占用、干擾城鎮(zhèn)生活、影響環(huán)境等。（2）充分利用原有公路關(guān)鍵構(gòu)造物。由于公路中的隧道和橋梁等構(gòu)造物的特殊 性，擴(kuò)建道路應(yīng)該充分利用這些構(gòu)造物，避免重建也應(yīng)避免原有橋梁的荒廢，因 為隧道和橋梁的建設(shè)壽命往往要高于道路。（3）充分考慮生態(tài)

6、環(huán)保要素。隨著可持續(xù)化理念和生態(tài)環(huán)保思想的普及，道路 建設(shè)應(yīng)該向著生態(tài)環(huán)保方向發(fā)展，路線規(guī)劃應(yīng)該減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，道路建 設(shè)應(yīng)該建設(shè)對(duì)沿線生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)環(huán)境的影響，融合采用先進(jìn)材料和先進(jìn)技術(shù)提 高道路建設(shè)的生態(tài)性。3改建設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與對(duì)策分析二級(jí)公路改建的關(guān)鍵是在把握目前安全和經(jīng)濟(jì)的條件下，充分利用原有道路 并融合目前的需求，進(jìn)行綜合改進(jìn)，這需要解決以下幾個(gè)問題：（1）全面地評(píng)估原 有道路，對(duì)其路線規(guī)劃、線形設(shè)計(jì)、路面路基等技術(shù)狀況進(jìn)行全面評(píng)估，明確擴(kuò) 建設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法；（2）道路線形的設(shè)計(jì)優(yōu)化，針對(duì)二級(jí)公路普遍存在的行車安全 風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)道路線形進(jìn)行優(yōu)化改建；（3）綜合選用擴(kuò)建方法和施

7、工措施，既能夠 充分利用原有的道路結(jié)構(gòu)，又能滿足后續(xù)使用需求；（4）加強(qiáng)擴(kuò)建中生態(tài)環(huán)保措施， 減少對(duì)社會(huì)與自然環(huán)境的影響。根據(jù)這些技術(shù)問題，以下分別提出解決對(duì)策和方 法，提升道路擴(kuò)建的設(shè)計(jì)質(zhì)量。3.1原有道路與橋梁的評(píng)估與重建決策原有道路的規(guī)劃路線、道路與橋梁狀況可能存在一定的問題，擴(kuò)建設(shè)計(jì)中需 要對(duì)這些問題進(jìn)行全面的評(píng)估和檢查，明確問題并進(jìn)行處理。例如，原來路線規(guī) 劃中可能途徑重要城市和城鎮(zhèn)，在擴(kuò)建道路設(shè)計(jì)中如果直接在原來路線上進(jìn)行橫 向拓寬，在城鎮(zhèn)區(qū)域可能因?yàn)橛玫鼐o張而付出較高代價(jià)，或者原來道路兩側(cè)已經(jīng) 是重要建筑物，如果進(jìn)行拆遷將面臨很多社會(huì)問題，因此擴(kuò)建道路的路線需要重 新進(jìn)行規(guī)劃。又

8、如，原來道路在使用中已經(jīng)出現(xiàn)了很多病害問題，包括路基的不 均勻沉降、路面的開裂與沉陷等，這些病害使得原來道路的狀況已經(jīng)明顯退化， 后期的運(yùn)營使用壽命大大折減，如果直接進(jìn)行新老路面的橫向拼寬，將使得舊道 路后期運(yùn)營中病害越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致需要不斷地維護(hù)和修復(fù)，影響道路本身的使 用性能。此外，還需要重新評(píng)估原有橋梁的荷載等級(jí)、結(jié)構(gòu)性能、使用狀況等， 根據(jù)評(píng)估結(jié)論決定重建方法，是否利用原來的橋梁結(jié)構(gòu)以及利用那些結(jié)構(gòu)等。針對(duì)原有道路的這些問題，需要在擴(kuò)建之前進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)估。首先，分析如 果按照原來道路路線直接進(jìn)行橫向擴(kuò)展可能存在的各類問題，包括城鎮(zhèn)區(qū)域、風(fēng) 景區(qū)、特殊資源區(qū)等，提出在原有路線上拓寬已經(jīng)重

9、新局部規(guī)劃新路線等方案之 間的利弊，進(jìn)行方案比選分析，最后選擇較為合適的道路擴(kuò)建方案；其次，對(duì)道 路和橋梁使用情況進(jìn)行全面分析，包括道路路基、路面、邊坡，橋梁橋跨結(jié)構(gòu)、 支座、下部結(jié)構(gòu)等使用問題，明確哪些問題是可以進(jìn)行加固修復(fù)就可以直接和新 建道路保持共同使用的，哪些必須要進(jìn)行翻新重建才能滿足的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；最后， 形成道路擴(kuò)建的詳細(xì)路線規(guī)劃、路基路面設(shè)計(jì)、邊坡防護(hù)、橋梁擴(kuò)建等處理方案。3.2改建道路的線形設(shè)計(jì)與優(yōu)化二級(jí)公路往往存在諸多交通安全隱患段，例如急轉(zhuǎn)彎路、平曲線半徑小、長 大縱坡等路段，這些路段因?yàn)樵O(shè)計(jì)局限性沒有考慮很好的行車視距，在高速行車 狀態(tài)下很容易發(fā)生交通安全問題，造成人員傷亡和

10、社會(huì)惡劣影響2。擴(kuò)建過程中， 需要對(duì)這些特殊路段進(jìn)行識(shí)別，特別是交通事故多發(fā)地段，通過對(duì)發(fā)生事故的調(diào)查分析，明確產(chǎn)生的原因，并進(jìn)行擴(kuò)建路線的線形優(yōu)化設(shè)計(jì)。其一，根據(jù)行車事故調(diào)研剖析擴(kuò)建路段存在線形設(shè)計(jì)不合理的地方。原有的 二級(jí)道路可能存在平曲線半徑太小、路段坡度太大、直線段太長等問題，根據(jù)這 些不合理的設(shè)計(jì)路線，進(jìn)行規(guī)劃路線的適當(dāng)調(diào)整以滿足行車安全需求。例如直線 段過長的應(yīng)該限制其長度，行車速度在6080km/h，則直線段長度最好控制在 1.2km以內(nèi)；如果是低等級(jí)道路行車速度在40km/h以下，則直線段長度不宜超 過 0.8km。其二，通過交通安全設(shè)施提高這些特殊區(qū)域內(nèi)的交通安全性，以往的二

11、級(jí)公路設(shè)計(jì)建造中不太重視交通安全設(shè)施的作用，即便是有一些交通安全 設(shè)施也多余陳舊，不利于駕駛員掌握道路基本交通信息，也是引發(fā)交通安全事故 的重要根源，比如舊有道路的連續(xù)急轉(zhuǎn)彎路段，極易因駕駛員因平面曲線指標(biāo)變 化幅度過大，加大轉(zhuǎn)向操作困難，特別是當(dāng)速度控制不良且視線條件較差的夜間， 更易因操作不當(dāng)造成較嚴(yán)重的側(cè)碰交通事故，設(shè)計(jì)中可以采取標(biāo)志預(yù)告和增加線 形誘導(dǎo)標(biāo)志的措施，使得駕駛員有心理準(zhǔn)備。特別是曲線半徑比大于的路段，在 曲線處還應(yīng)設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)。同時(shí)采取主動(dòng)干預(yù)的速度控制措施，如地面劃畫振 動(dòng)減速標(biāo)線，如圖1所示。圖1.既有道路安全區(qū)段的路線安保設(shè)施設(shè)計(jì)3.3擴(kuò)建方法選用與應(yīng)用范圍探討公路

12、擴(kuò)建的方法從橫斷面上主要有以下幾種3:單側(cè)分離加寬、單側(cè)拼接加 寬、雙側(cè)拼接加寬，如圖2所示。顯然，不同的擴(kuò)建方法其施工特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 也都不一樣。圖1公路擴(kuò)建的基本方法示意圖通常而言采用單側(cè)或雙側(cè)拼接加寬的方式，對(duì)于改擴(kuò)建道路的建設(shè)是相對(duì)較 為經(jīng)濟(jì)的，可以充分利用原有道路的路基，同時(shí)對(duì)土地資源的利用最少。而采用 單側(cè)分離加寬，需要用到較多的土地資源，但是建造技術(shù)較為簡單，相當(dāng)于重新 建造一條新的道路結(jié)構(gòu)。拼接加寬的道路結(jié)構(gòu)，盡管施工臨時(shí)用地少、實(shí)際占地 面積少、充分利用已有道路路基等優(yōu)勢(shì)，但需要與原有道路路基進(jìn)行銜接設(shè)計(jì)， 而新老路基的沉降問題差別顯著，這勢(shì)必使得新老道路的不均勻沉降問題，導(dǎo)

13、致 運(yùn)營過程中的病害，此外新老路面也存在連接的問題，由于原有路面可能具有開 裂、唧漿、沉陷、坑蝕等病害，新老路面連接其使用性能的一致性保證也非常重 要。因此，在拼接加寬施工建造難度較大的情況下，需要改變思路采用分離加寬 的型式；但取決于原有道路病害程度以及原來道路路基是否可以滿足改建后道路 等級(jí)需求。3.4擴(kuò)建中生態(tài)環(huán)保措施與要點(diǎn)節(jié)能環(huán)保是目前基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要強(qiáng)調(diào)的話題，對(duì)于改擴(kuò)建道路而言也需要 充分考慮對(duì)生態(tài)和環(huán)境的影響。原來道路建設(shè)往往是粗放型，直接在建筑地址進(jìn) 行施工，產(chǎn)生大面積的噪聲和粉層污染，同時(shí)也不考慮道路建設(shè)對(duì)沿線社會(huì)環(huán)境 和生態(tài)環(huán)境的影響。在節(jié)能環(huán)保里面下，道路擴(kuò)建中需要充分重視建設(shè)對(duì)水資源、土地資源、生 態(tài)資源、社會(huì)環(huán)境等影響作用，應(yīng)該使得擴(kuò)建道路的路線選型不影響沿線的很重 要水利工程和水源，不占用過多的農(nóng)田和土地，不破壞沿線的動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)， 不影響沿線城鎮(zhèn)的生產(chǎn)和生活，通過環(huán)保定量評(píng)估指標(biāo)分析擴(kuò)建建造方案的利弊， 并在具體的道路施工過程中減少這種環(huán)境破壞。4結(jié)論我國交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，原來連接城鎮(zhèn)的諸多二級(jí)公路不能滿足現(xiàn)如今 的交通運(yùn)輸?shù)燃?jí)和運(yùn)輸量的需求，需要進(jìn)行擴(kuò)建。論文詳細(xì)分析了二級(jí)公路改建 的特點(diǎn)和基本改建原則，總結(jié)了改建設(shè)計(jì)中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題