姜 超

(中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，湖北 武汉 430064)

0 引 言

交通拥堵已成为部分一级公路的常态化现象，不仅影响着道路的的通行能力，也增加了交通事故发生的几率。为缓解严重的交通压力，越来越多的一级公路进行改建或扩建。与新建一级公路项目相比，改扩建一级公路设计更为复杂。一方面设计受到原有的线形，规划及环境条件的制约，另一方面改扩建工程项目施工时通常不对原有交通进行中断，在进行公路改扩建设计时需要考虑因素更多。随着国高网的进一步加密，公路交通建设仍在蓬勃发展，公路的改扩建工程是新时期公路建设的重要任务。

1 公路改扩建设计原则

一级公路改扩建设计以提高服务水平，改善道路功能为目标。对于现有的公路资源如桥梁、涵洞、绿化(高大乔木)等进行充分利用，最大程度上减少公路占地，避免造成土地资源的浪费。针对不同改扩建工程项目的不同特点，进行灵活设计，注重环保安全，以人为本的设计理念。公路改扩设计主要遵循原则如下。

(1)进行改扩建工程项目设计时，充分利用现有公路资源，并对沿线城镇的经济发展进行准确预测，经由科学合理的分析，完善路网结构，充分实现道路的功能，促进沿线发展。

(2)进行改扩建工程项目设计时，应对规划方案进行合理划分。依据公路的功能，规划方案可分为近期和远期。首先近期方案可分段完成，再逐步实现远期规划，确保公路改扩建项目有序开展。

(3)进行改扩建工程项目设计时，要对原有线形进行准确测量，选取控制点，进行道路平纵线形拟合。针对道路现有条件如路基路面，桥隧通道等影响因素，判断道路资源的利用程度，选取合理加宽方式，对于道路线形进行优化设计。

2 改扩建相关设计影响因素分析

2.1 分期修建的情况

早期进行一级公路改扩建工程项目建设时，由于项目投资等因素的制约，左右路幅横向分期建设或将主体工程与附属工程不同步建设是部分一级公路多采用的模式。但依据实际工程项目，这样的分期建设使得项目建设时长，风险，安全性等不易受到管控，往往超出预期。改扩建工程项目以原有一级公路为基础进行设计，项目建设对于沿线影响与新建道路项目相比更大，需要考虑的因素也更多。因此当改扩建项目路线较长时，根据实际项目特点可选用纵向分期建设，但应对于路段交通流特性进行充分了解，交通组织的范围影响进行明确。进行纵向分期建设时，虽然没有明确纵向长度建设要求，但不宜过短，尽可能减少对沿线的社会影响，避免施工工期受到影响。

2.2 交通量预测重点分析

拟进行的改扩建工程项目经过多年的开通运营，已经深深影响着沿线人们出行方式以及社会经济的发展。项目会在现有交通量的基础上持续且长期吸引沿线的交通量。因此，在进行改扩建设计的过程中，首先进行原一级公路对道路沿线区域发展，社会经济，路网功能等因素的细致分析，接着以此为基础，进行改扩建工程项目趋势交通量、诱增交通量、土地开发新增交通量的预测分析，最终得到符合项目特点的设计交通量，这样改扩建项目完工后，道路的功能才能更好的体现出来。即改扩建项目设计不仅要考虑常规影响因素，原有道路对于沿线的影响亦是较为重要的影响因素，综合考虑才能得到科学的预测结果。

2.3 改扩建设计方式

进行改扩建工程项目技术指标选取时，切忌生搬硬套，应根据项目实际条件合理选取。对于道路设计的主要指标应严格遵循，灵活选取次要设计指标。当项目条件受限，使得设计指标突破相关要求，应进行方案的论证和相关安全性评价，最大程度上确保路线的均衡性和连续性，保障道路出行者的安全。结合沿线地形，进行合理的道路平纵横综合设计。在一些道路条件严重受限路段，为了避免对于沿线环境的毁坏，尽可能利用现有道路条件，设计指标在论证保证安全的前提下可适当降低。

3 改扩建关键技术分析

3.1 路基路面拼宽设计

在进行公路改扩建项目路基拼宽设计时，如何控制新老路基结合部位的质量是需要重点考虑的因素。首先对于原路基需进行详细踏勘，收集相关资料，对于路基拼宽方案和开挖措施进行合理选择。为了使新老路基具有变形的一致性，可以通过设置土工材料，提高新老路基的整体性。为了保证新旧路面更好的搭接，可对既有道路路基路面进行开挖台阶，并设置土工格栅，避免新旧路面衔接位置的裂缝反射至面层。乳化沥青透层设置在基层上部，可进一步促进面层与基层之间的结合，降低在汽车荷载作用下基层与面层出现层间位移的概率。路面横坡较小会引起路面排水不良的问题，尤其在改扩建项目中，汇水面积的增加，会造成路面积水现象，存在行车安全隐患。比如可以通过拆除老路中分带，用单向路拱横坡代替原有双向路拱横坡。该方法适用于存在严重病害的既有公路，对于路况良好的既有道路，该方法建设投资大大增加，不经济。

3.2 涵洞通道设计

改扩建方案的不同对于涵洞通道的影响亦不相同。在整体式路基中，涵洞通道应保持其结构形式，将原有洞口拆除，新建涵洞通道的洞身几何尺寸，交角等应与原结构保持顺接，并在设计中留2 cm沉降缝。在分离式路基涵洞设计中，对于沿线地形进行充分调查，以保留原有排水系统为设计理念，以满足工程项目排水，沿线耕地灌溉为设计目标。通道的技术标准选定主要考虑被交路的功能，综合考虑沿线路网规划等因素，最大程度满足沿线人们的出行需求。在进行涵洞拼宽施工时，应根据现场实际条件进行中线、高程的准确放样，并在施工阶段及时复核。依据设计图纸测量涵洞位置、尺寸、孔径以及高程，若实际情形与设计方案有出入需及时联系设计和监理单位。盖板涵的拼宽通常采用植筋和沉降缝拼宽，如图1所示。植筋拼宽的操作复杂，施工较为麻烦，工程投资大。沉降缝拼宽投资金额小，施工简便，适用于新建涵洞地基稳定，拼宽长度4 m以上的涵洞拼宽方案。跨径较小的圆管涵通常采用沉降缝拼接的方式加宽。箱涵的拼宽与盖板涵相同，两种拼接方式均适用，但若拼宽箱涵为明涵，搭板断面和旧涵洞牛腿之间应进行深度超过30 cm的植筋处理。

图1 盖板涵拼宽

3.3 桥梁拼宽设计

进行原有桥梁改扩建设计时，进行桥梁承载能力的验算并实施加固措施，确保其能满足在新的设计标准下对于承载能力的要求。新建桥梁与原有桥梁的连接部设计是桥梁改扩建中的重要设计内容，对于施工效果也有着明显的影响。上下结构之间避免连接的方式有着突出的优点，一方面原有桥梁与新建桥梁受力不会有影响，对于施工流程可进行简化。另一方面也降低了施工时连接的施工难度，尽可能保障原有交通的正常通行。但也存在一定的不利之处，原有和新建桥梁在受到外界车辆荷载作用时会出现挠度不均衡的现象，对于后续路面的沥青铺装有着严重影响。

3.4 改扩建交通组织设计

改扩建项目的交通组织设计与以上设计项目相比，更为系统且复杂，直接决定着施工期间运营的安全性。改扩建的形式决定着交通组织设计方案，进而影响着后续车流诱导以及封闭车道措施的实施。路基进行双侧加宽时，左右幅的施工可保持一致，通过隔离网的设置进行隔离施工，并利用可变情报板或相关交通标志对于施工信息进行预告，最大限度地保障原有公路的通行正常。当出现分段半幅中断交通施工时，如桥梁上部构造连接施工，中央分隔带开口可作为绕行控制点，但绕行方案应进行合理设计，绕行距离不宜过长。为了确保施工中原有道路交通流的稳定性和通行的服务水平，可采用适当交通管制措施。当道路出现严重拥堵现象，对于相关道路的互通入口可进行暂时封闭，采取强制性交通管制。

4 结 语

随着国高网的进一步加密，公路交通建设仍在蓬勃发展，公路的改扩建工程是新时期公路建设的重要任务。但目前部分公路的路用性能，车道数等已与日益增多的交通流不相匹配。在进行公路改扩建设计时不仅应根据实际项目进行灵活选择，还应确保设计的科学合理性，最终实现改扩建项目对于道路功能提升，道路耐久性增强，道路通行安全性提高的目的。