公路工程旧路改造路基拓宽设计关键点

在当今社会，随着经济的快速发展和城市化进程的加速，公路交通量不断增加，对道路使用性能提出了更高要求。同时原有公路设施的老化问题也日益凸显，迫切需要进行改造升级。甘肃某地一段约50公里长的双向两车道公路，作为当地重要的交通干线，其改造升级工作备受关注。为了顺应时代发展趋势，提升道路使用性能，本项目旨在通过路基拓宽设计，提高道路安全标准、增加通行能力、改善行车条件。本文将深入探讨路基拓宽设计的关键点，为类似项目提供有益参考。

一、项目背景

（一）项目起因

甘肃某地一段约50公里长的双向两车道公路，建成于2000年，是连接该地区多个重要经济区和居民区的交通大动脉。随着地区经济的快速增长和城市化进程的加快，该公路日均交通量已由建成初期的5,000辆增加至2020年的近30,000辆，远超其设计流量。长期高负荷的运转，加之公路自身老化，导致路面多处出现裂缝、沉降、车辙等损害，路基稳定性也受到了影响。同时，原有的排水系统已不能有效应对强降水事件，多次导致路面积水，影响行车安全。为了解决这些问题，提升道路整体运行效率和安全性，当地政府决定启动对该公路的旧路改造与路基拓宽项目。项目启动的初衷在于适应交通量增长的需求，提升公路安全标准，确保交通安全，同时改善行车条件，为区域经济发展提供有力的交通支持。

（二）项目规模与范围

该项目自2021年1月正式启动，预计总工期为3年，计划于2024年1月全面完成。改造路段全长约50公里，计划由原有的双向两车道拓宽为双向四车道，以显著提升通行能力。此外，项目还包括对现有路面结构的翻新、排水系统的升级改造、线路线形的优化调整，以及增设现代化交通安全设施等。项目的实施，将直接提升该交通干线的运行效率和安全标准，预计改造完成后，道路设计流量将提升至每日60000辆，显著缓解区域交通压力，减少交通事故发生率，提升行车安全性。

（三）项目重要性

该公路改造项目对推动甘肃地区经济发展、确保交通流畅、提升居民生活质量具有重要意义。一是通过增加道路通行能力，可有效缓解交通拥堵，减少因交通延误带来的经济损失。二是改造升级后的公路将更好地服务于地区产业布局，为重点产业和新兴产业的发展提供交通支撑。同时改善的道路条件也将提高行车安全性和舒适性，缩短出行时间，增强人民生活的幸福感。此外，该项目还将促进区域间的交流合作，加强城镇间的联系，有助于推动区域一体化发展，对提升甘肃地区的整体竞争力和影响力具有长远意义。

二、设计前期准备

（一）现有路况评估

在设计工作启动前，对现有公路进行了全面的路况评估。评估工作包括利用高科技检测设备如无人机航拍、地面穿透雷达（GPR）技术以及激光平整度测量仪，对公路的路面状况进行了详细扫描和检测。通过这些技术手段，成功识别了路面的裂缝、沉降、车辙等损害情况，并利用地理信息系统（GIS）对损害数据进行了系统分析。针对路基稳定性问题，采取了现场载荷测试和历史数据分析相结合的方法进行评估。同时，对现有排水系统的工作效率进行了评估，包括对排水沟、管道堵塞情况及排水能力的检查。交通流量的数据则通过在路段关键节点安装车辆计数器，结合交通监控摄像头数据，进行了为期半年的收集与分析。评估结果为后续的设计工作提供了科学依据，确保改造方案的针对性和有效性。例如，针对评估中发现的路基不均匀沉降问题，设计中特别强调了新旧路基结合部的加固处理。

（二）地质勘察

地质勘察作为确保路基拓宽设计科学合理的基础，本项目采用了包括钻探、取样、现场测试以及地球物理勘探等方法，对沿线土壤类型、地下水位、地层结构、冰冻深度等进行了深入分析。勘察工作覆盖了整个项目路段，共完成了超过100个钻孔，深度达20米，确保了勘察数据的充分性和代表性。勘察结果揭示了沿线地质条件的多样性和复杂性，如部分区段存在的软土层、地下水位较高等问题，这些都对路基拓宽的设计与施工提出了挑战。针对软土层和地下水位高的区段，设计中采用了地基加固和排水优化措施，以确保路基的稳定性和耐久性。

（三）设计原则与目标

本项目设计遵循安全性、经济性、可持续性、适应性和创新性原则，旨在实现以下目标：

1.提升道路通行能力：通过拓宽路基和增设车道，满足预测交通量的增长需求，设计流量提升至每日60,000辆。

2.确保交通安全：优化线路线形，改善行车视距，增设防撞护栏、交通标志和照明设施，减少交通事故发生率。

3.改善行车条件：更新路面结构，采用高性能铺装材料，优化排水系统，提供更加平稳和安全的行车体验。

4.促进环境保护：在设计和施工中采取有效措施，如设置生态排水沟、透水路面材料等，减少对沿线生态环境的干扰。

5.实现经济效益：在保证工程质量的前提下，通过科学管理、技术创新，合理控制

三、路基拓宽设计关键点

（一）保持新旧路基均匀沉降

在甘肃这一气候干燥且昼夜温差显著的地区，路基的稳定性深受温度应力的影响。旧路基在长期承载过程中，局部强度衰减与沉降差异问题日益显著，对道路整体性能构成威胁。为应对此挑战，需采取精准加固措施。砂桩加固技术在此展现出独特优势。该技术依据地质条件灵活调整砂桩直径与间距，利用砂桩的排水固结作用，加速软土中孔隙水的排出，显著提升旧路基强度。对于湿度稍高区域，石灰桩技术则通过生石灰的吸水膨胀及离子交换反应，有效改善土体物理力学性质，增强路基稳定性。此外，动态压实技术适用于较厚松散土层，通过精确控制夯击能与夯点间距，使深层土体达到密实状态，减少新旧路基因材料、压实度差异产生的沉降差，确保路面均匀沉降，避免裂缝、错台等病害，保障行车安全与舒适。

（二）路基填料选择与优化

优先选用良好级配砂砾或碎石作为填料，因其内摩擦角大、透水性强，能有效抵御季节性降水对路基的软化作用，且颗粒间相互嵌挤，承载能力强，满足重载交通需求。然而，在缺乏优质填料区域，土壤改良成为关键。物理改良法通过掺入粗砂调整土壤级配，改善物理性质；化学改良法则针对粘性土，控制水泥掺量，利用水化反应形成凝胶体填充土颗粒孔隙，提升土体强度与水稳性。这些改良措施确保路基在甘肃复杂气候条件下长期保持稳定性能，有效承受车辆荷载，延长道路使用寿命。

（三）路基坡度设置

合理设置路基坡度对于提高排水性能至关重要。填方路基的边坡坡度应根据填料性质和高度来确定，以确保边坡的稳定性。挖方路基的边坡坡度则需根据土质或石质特性进行相应调整。还有在路基表面设置适当的横坡，可以促使雨水迅速流向两侧，减少积水对路基的渗透和软化作用。同时每隔一定距离设置纵坡，确保雨水在纵向方向上也能顺利排出。这些措施共同构成了一个完善的排水系统，有效提升了路基在暴雨季节的稳定性，为路面提供了可靠的支撑。

（四）路面结构设计

拓宽部分应采用与原有路面相兼容的材料和技术，以确保整体性能的一致性。例如，当原路面为沥青混凝土时，拓宽部分应选用具有相同针入度、软化点的沥青以及相近级配的集料，从而使新旧路面的热胀冷缩性能相匹配，减少因温度变化而产生的裂缝。新旧路面的结合部是路面结构中的薄弱环节，易受温度应力的影响而出现破坏。因此在施工过程中，应对旧路面进行铣刨拉毛处理，并涂刷粘层油以增强粘结力。同时铺设土工格栅可以显著提高结合部的抗拉强度，防止反射裂缝的产生。这些措施共同提升了路面在甘肃特殊气候条件下的耐久性与行车舒适性，为道路的长期稳定运行提供了有力保障。

（五）排水系统优化

在甘肃地区，夏季降水集中且强度大，对道路排水系统提出了严峻挑战。为了确保道路在极端天气条件下的稳定性和安全性，重新设计路边沟渠和排水沟显得尤为重要。设计过程中，需紧密结合当地降雨强度、汇水面积等关键参数，进行科学合理的规划。具体而言，以重现期5年一遇的暴雨强度为计算依据，对梯形边沟的尺寸进行了严格规定。边沟底宽不小于0.4米，深度控制在0.4至0.6米之间，边坡坡度则设定为1:1至1:1.5的范围，以确保水流顺畅且边坡稳定。同时，沟底纵坡与道路纵坡保持一致，且不小于0.3%，这一设计有助于加快水流速度，避免积水现象的发生。除了路边沟渠的优化设计，增设地下排水管道也是提升排水系统效能的重要举措。地下排水管道采用耐腐蚀的PVC或HDPE管材，管径根据实际需求选定在30至60厘米之间，间距则控制在10至20米。这些管道的主要作用是拦截地下水，降低地下水位，从而减少地表水对路基的渗透和侵蚀。特别是在甘肃地区暴雨过后，地下排水管道能够迅速排除积水，保持路基的干燥状态，有效防止因水损害导致的路基失稳问题，进而保障道路结构的整体安全。

（六）环境保护

甘肃地区的生态环境相对脆弱，因此在道路设计和施工过程中，环保考虑显得尤为重要。施工前，需对沿线植被进行详细调查，并针对耐旱的梭梭树、沙棘等本地植被制定具体的移栽或就地保护措施。对于靠近水体的路段，应设置高度不低于2至3米的围挡，以有效防止施工废弃物进入水体造成污染。在施工便道的规划上，应尽量利用现有道路，减少新开垦土地的面积，从而降低对生态环境的破坏。此外，施工设备的选择也应注重环保性能。选用低噪音设备，并合理安排施工时间，避免在居民休息时段进行噪音较大的作业，以减少噪声污染对周边居民的影响。在路基边坡的绿化方面，应种植适应甘肃干旱气候的本地草种，如狗牙根、冰草等。这些草种不仅能稳固边坡，防止水土流失，还能恢复生态景观，实现公路建设与生态保护的协调发展。

（七）交通安全

改造期间，甘肃冬季降雪、冰冻天气影响交通安全，制定详细交通管理计划十分必要。计划设置明显警示标志，如前方施工、减速慢行等，间距不大于200m，夜间配备太阳能警示灯，亮度不低于200cd。规划交通导流路线，设置临时信号灯，引导车辆有序通行。改造后，增设2-3m宽中央分隔带，有效分离对向车流，减少碰撞风险。采用SB级防撞护栏，能吸收大量碰撞能量。增设清晰的安全标志，如限速、弯道提示等标志，确保驾驶员在甘肃复杂气候条件下，准确获取信息，提高行车安全性，降低事故发生率。

（八）经济性与可持续性

在甘肃地区，材料选择优先考虑本地资源，如当地砂石料，可降低运输成本20%-30%。施工方法上，采用先进机械和工艺，如自动化摊铺机，减少人工成本。在预算范围内，对不同路基处理、路面结构方案进行成本效益分析。考虑到甘肃气候对道路耐久性影响，虽初期采用高性能材料成本会有相应增加，但可延长道路使用寿命，减少养护次数，长期来看经济效益显著。通过合理规划，实现公路建设在甘肃地区的经济性与长期可持续性。

四、结语

综上所述，本文通过对甘肃某地公路旧路改造路基拓宽设计关键点的深入探讨，提出了一系列科学、合理的设计措施。这些措施不仅有助于提升道路的使用性能，还能有效保障行车安全，促进当地经济发展。本文还同时注重环境保护和经济性与可持续性的考量，为公路改造项目提供了全面的设计思路。相信这些研究成果将对类似项目的实施提供有力支撑，为公路交通事业的发展贡献智慧与力量。我们在今后的工作中将继续关注公路改造领域的最新动态，不断探索创新设计理念和方法，为构建更加安全、便捷、高效的公路交通网络贡献力量。

文章来源：  《产品可靠性报告》  https://www.zzqklm.com/w/kj/32519.html