公路改扩建工程路基路面拓宽设计研究

石巍

（保定市保通公路勘测设计有限责任公司，河北 保定 071000）

0 引言

我国早期建设公路以四车道或六车道为主，但随着我国经济发展，车辆保有量逐渐递增，原有道路无法满足交通量需求，需进行公路扩建。本文在阐述路基路面调查内容的基础上，介绍扩建工程设计原则，依托某公路扩建工程，将六车道公路改为八车道，路基路面搭接宽度设计为30.0cm，扩建道路施工完成后对道路压实度、沉降量和抗滑值进行检测。

1 拓宽设计流程及原则

1.1 旧路基路面调查

对旧公路进行调查，包括调查旧公路设计图，了解公路路基与路面各个结构层所用材料与厚度，分析旧公路对扩建工程的适用性；对当地地形地貌水文地质情况和道路路基土层情况进行勘察，分析其对扩宽设计的影响；对旧公路历年交通量进行调查，分析历年交通量特征并预测接下来几年交通量特征，基于这些数据进行公路扩建工程设计。

对旧公路进行实地检测，包括明确路面各个结构层发生病害的位置、种类及成因，并采取有效养护措施；了解旧道路路面各个结构层以及路基的松散状况以及结构层材料性能对路用性能的影响程度，不满足要求需要及时铣刨；旧公路扩建前需要明确工程量，根据工程量对工程成本进行预算，需要满足经济性的要求。

1.2 路基拓宽设计

1.2.1 横断面设计

首先根据扩宽要求进行横断面设计。当公路改建工程需要对中央分隔带进行加宽处理时，应采用线性设计，中央分隔带宽度不能超过2.8m，加宽处理时应建立加宽缓和区，确保加宽率不超过1∶90。当旧公路右侧靠近山体边坡时，扩宽时减小道路右侧硬路肩宽度，加宽宽度最小为1.4m，并设置加宽缓和区，同时适当增加道路左侧硬路肩宽度，但加宽宽度不得超过5m[1]。

1.2.2 新旧路基连接处设计

严格按照规范要求进行公路扩建，施工时要确保新旧路基路面连接处强度满足规范要求。当新旧路基路面连接处出现大面积沉降则需要重新施工。扩建工程各个结构层所用材料应与旧路基所用材料一致，并提高扩建填料性能、强度与密实度，不仅有利于新旧路基有效融合，还可以提高新路基强度和承载能力，控制不均匀沉降[2]，提高工程施工质量。

1.3 路面拓宽设计

1.3.1 单侧拓宽技术

当扩建公路某一侧存在村庄、桥梁、隧道等结构物时，采用对道路另一侧进行扩宽的方案。这种方案优点是能够保留旧公路一侧村庄、桥梁、隧道等大型结构物，减小拆迁量，同时保留公路一侧防护栏、排水结构、边沟等，减小工程量和施工成本。并且扩建工程施工时，对道路一侧进行施工的同时另一侧还可以继续正常使用，不影响交通出行。

1.3.2 两侧拓宽技术

当扩建公路两侧都没有大型结构物，有足够空间进行扩宽的情况下，采用对道路两侧进行扩宽的方案。这种方案优点是保留旧公路设计中线直接转换为扩建工程道路中心线而继续使用，同时保留中央分隔带、分隔带绿化以及分隔带等设施。两侧扩宽施工能够实现新旧路基有效融合，道路横纵坡根据路况便于技术调整，扩宽后，道路设施更加齐全，路用性能得到提高[3]。

2 工程概况

某山区公路全程51.2km，起点桩号为K512+200，终点桩号为K563+400，设计为六车道，设计时速为90km/h，路基宽度为28m。对旧道路结构层厚度和所用材料进行调查，调查结果如表1所示。

表1 旧道路结构

该条公路正式通车后，道路交通量逐年递增，且行驶在该条道路的重载货车数量也随之增加，导致路面出现不同程度损坏。

3 横断面及拓宽设计

3.1 横断面设计

六车道已不能满足行车需求，现在需要对公路进行扩宽，从原有的六车道扩宽为八车道，路基宽度增加到42m，道路扩宽方案使用两侧拓宽方式，对硬路肩和行车道进行扩宽。扩建后的路基横断面设计如表2所示。

表2 扩建后的路基横断面设计

3.2 拓宽设计

选用30.0cm的搭接宽度进行扩建工程施工。扩建路基厚度至少为30cm，对基底土层表面进行清扫，凹凸部分及时使用碎石填平或挖去超过表面多余土层，最后进行碾压，碾压在20遍为佳，基底压实度必须大于95%。由于新建外侧四车道以大型车为主，因此路表弯沉设计值不能大于0.186mm，新建路面表面回弹模量设计值必须大于55MPa。

3.2.1 填筑路基设计

使用台阶式技术，且严格遵循施工规范，确保新旧路基搭接处完整且减少搭接处不均匀沉降。旧路基加宽部分采用台阶式开挖基层结构，先将旧路基全部挖除，然后超挖新路基路床80cm范围内路基填料，将土层与加固材料混合，路基路床80cm范围与路基加宽范围内一起填筑和碾压，压实度需达到98%，压实遍数以20遍为佳；接着在旧路基路堤边坡位置处，从下到上开挖台阶结构，开挖1处利用现场填料及时回填2处，填筑完成后开挖3处及时回填4处，填筑4处完成后，开挖5处及时回填6处。施工中注意开挖完一阶时及时回填，填筑施工完成后再进行下一阶台阶开挖。台阶式填筑路基施工过程中应注意新建路基路拱横坡度增加率不能超过0.5%，纵坡坡度增加率不能超过0.4%。

3.2.2 新路基设计

新路基填筑完成后，扩建道路采用20cm水泥粉煤灰碎石与旧道路二灰稳定碎石基层连接，向上摊铺18cm水泥粉煤灰碎石与旧路面水泥稳定碎石连接，再向上摊铺15cm再生混合料，最后在新旧路基交接处采用30.0cm的搭接方案。

3.2.3 新旧路基搭接处设计

当搭接宽度为30.0cm时，在距离旧道路硬路肩内侧60cm路段范围内垂直向下进行开挖施工，挖掘到中面层的水泥稳定碎石，开挖深度为15cm；接着在距离旧道路硬路肩内侧30cm路段范围内继续垂直向下进行开挖，直至到达下方二灰土稳定碎石，开挖深度为18cm。最后开挖到旧路基顶面。

3.2.4 新面层设计

旧路面破损状况评定为中级，将旧路面面层全部铣刨并铣刨3cm的水泥稳定碎石，扩建后公路路面弯沉值大于0.80mm且不得小于0.60mm，新面层为厚度为4cm的SMA-13，再加上厚度为6cm的AC-20。

3.2.5 检测

按照以上拓宽设计步骤进行路基路面拓宽施工，对扩建道路压实度、沉降量和抗滑值进行检测，检测结果均符合规范要求。扩建道路路用性能检测结果如表3所示。

表3 扩建道路路用性能检测结果

4 结语

本文依托某公路扩建工程，研究路基横断面设计与路基路面拓宽设计，填筑路基设计为阶梯式，明确新面层和新路基结构设计，搭接宽度设计为30.0cm，并对扩建道路路用性能进行检测，结果表明：选用30.0cm的搭接宽度进行扩建工程施工，符合施工要求，能够提高扩建道路路用性能。