公路工程改扩建设计原则及控制策略

李涛

摘 要：近年來，交通主管部门对普通公路路网进行了调整，通过升级改造等方式进一步优化通行环境。因此，公路工程的改扩建设计成为近期公路设计工作的重点。设计是工程建设的基础，没有高品质的设计，就不会有好的工程质量。为此，必须在遵循改扩建设计原则的基础上，结合工程实际情况，采取有效的设计控制策略。

关键词：改扩建工程;设计原则;控制策略

1 公路工程改扩建设计的原则

1.1 突破技术难关

公路改扩建的关键是解决新老路基不均匀沉降产生的纵向裂缝和新旧构造物结合处产生的纵向裂缝两大难题。

（1）在路基方面，应优选透水性较好的砂砾、碎石等作为填料，保证路基的强度;对加宽段基底进行冲击碾压或强夯，是解决新老路基不均匀沉降的关键措施;搭接范围内的充分压实是保证新老路基整体稳定不开裂的必要手段。

（2）在构造物方面，应尽量增加工后沉降时间，尽可能释放因变形产生的不均匀内力是防止和减少新旧构造物出现纵向裂缝的关键所在;采用加强的刚性连接措施，是彻底解决纵向裂缝问题的重要保证。

（3）在排水方面，结合纵、横断面设计，尽可能采用自然排水的措施，保证路基路面的水稳定性;对于村屯路段，应采用U形槽或石砌边沟排除路面水。

（4）在路面结构方面，应结合各路段的交通量，灵活采用多种结构，在保证路面强度和耐久性的同时，尽量降低工程造价。

1.2 因地制宜，结合实际情况进行设计

要本着保证结构安全可靠，同时又不增大造价的原则，灵活采用单侧加宽、双侧加宽的处理方法。在对改扩建建设规模、设计标准充分考虑的基础上，公路改扩建总体设计要求必须做好全线总体布局，协调好各个专业。其内容包含公路本身功能及自然要素，为此，必须综合分析此类要素，促使其系统化，保证公路建设在满足自身功能需求的前提下，又能充分融合于周围的自然环境，实现路与自然和谐相处。

1.3 严格遵循相关规范和标准

在公路改扩建设计中，要严格遵循相关规范和标准，包括工艺、材料的技术标准和指标等。因改扩建道路路线走向已经确定，在平面上不存在路线方案比选等问题，但必须优化拟合局部。因此，改扩建道路相比新建工程，平面约束条件较多，设计人员必须对曲线进行灵活合理地利用，以此做好平面线形调整工作，保证其设计满足公路标准、规范要求，并达到投资降低的目的，同时能够为纵断面与横断面的结合提供可靠依据。

2 公路工程改扩建设计控制策略

2.1 公路改扩建工程路线平面设计

在原有道路设施充分利用的前提下，按照方案设计确定的改建方法与技术指标，实施路线平面设计。在设计过程中，应重视以下几点：

（1）直线。在平面设计中，有时需将短直线设置于长平曲线内，虽然这些直线长度都符合6V（同向）、2V（反向）需求，但由线形平滑、行车舒适度等因素分析，则存有相应问题，必须向曲线直接相接的方式进行调整。原路平面线形内，以直线线形为主，处于平原微丘区的原有公路通常具有较长直线距离。山岭重丘原有公路，如直线长度与设计规定不符，同向曲线，可将距离较短的2交点进行1个单交点合并，连接时可选取基本型曲线。如无法进行1个单交点合并，可选取卵型、凸型等方式连接2个交点。反向曲线连接可选取s型曲线，以此符合设计规定。

（2）平曲线。原有公路平曲线内圆曲线半径和缓和曲线长度与设计规定相符时，可在半径大小、曲线长度不改变的前提下，充分利用原有公路。如圆曲线半径和缓和曲线长度太小，无法满足设计规定，需将2端直线长度尽可能减少，以此对圆曲线半径和缓和曲线长度有效增加，并保证2端直线长度与设计规定相符。当直线与设计规定不符，其连接方式可选取S型曲线或复合曲线。如平曲线内长直线端部有小半径设置，驶入弯道后车辆因减速不及时，进而加大了事故发生率。基于此，在情况合理的前提下，需最大限度增加圆曲线半径。

2.2 纵断面线形设计

（1）坡度和坡长。因原有公路等级不高，其无法满足高技术等级公路坡度、坡长等条件的需求。因此，在公路改扩建工程设计中，必须对纵断面线形加以改善，并适当调整纵断面的坡度、坡长，尽可能在工程量不增加的基础上，对路线纵坡坡度有效减少，并做好坡长调整工作，确保所有坡长与最小坡长规定相符。如路段具有较为陡峭的纵坡，需严格遵循设计规定，在最小坡度以上的基础上，将坡长控制于最大坡长范围内。在工程数量增量较少时，需对纵断面结合平面线形加以重视，充分实现路线纵断面的平顺性及行车舒适度。

（2）竖曲线。在坡度与坡长合理设计的前提下，需将竖曲线合理设置于变坡点位置，要求竖曲线半径必须在最小半径以上，其长度应在竖曲线最小长度以上。在满足以上条件需求外，尽可能选取较大半径与较长竖曲线长度，设计中还需对竖曲线位置填挖高度进行合理选择，确保相近2个竖曲线连接的正确性。

（3）纵断面标高控制。路线标高控制是公路改扩建纵断面设计的重要构成部分，在纵断面设计前期，需对所有路线标高控制点加以明确，并对路线起终点、平面交叉口、经济点等标明，在纵断面设计中还需对各个控制点加以重视，确保其满足设计规定。

2.3 桥涵加固设计

桥梁设计时如选取全线桥梁利用方案，原有桥梁荷载等级则根据原等级执行。在平面定线时，需根据单侧独立新建一幅桥梁的形式施工。原有桥梁按照具体情况，选用不同方式加固桥梁上部结构。加固设计措施如下：

第一，桥面补强层加固设计。将一层钢筋混凝土层加铺到梁顶上部，需先将原有桥面凿除，确保其能够和原有主梁成为整体，达到主梁有效高度、抗压截面强度有效提升的目的，并对桥梁荷载横向分布能力加以改善。确保补强层有效结合旧桥面，形成稳固整体为加固设计计算的基础条件。

第二，增大截面与配筋加固设计。梁底面、侧面尺寸加大，并增配主筋，对梁的有效高度、抗弯强度有效提升，进而达到桥梁承载能力有效提升的作用。

3 结束语

综上所述，相比新建工程，改扩建工程最大差异在于“一条已建公路”，其设计的目的在于道路行车条件改善及改造提升。在满足公路标准、规范及行车要求的基础上，改扩建工程应做到充分利用已建工程，节省投资，减少资源浪费。

参考文献：

[1]孙中才，左顺磊，魏凤娟.关于公路路基路面设计实践的研究[J].城市道桥与防洪，2016（04）：29-31.

[2]蒲祖运.公路路基路面设计中关于软基处理的研究[J].黑龙江交通科技，2017（07）：82-83.