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摘要：随着我国国民经济的快速发展,经济总量的不断扩大,对交通运输、特别是公路运输提出了更高的要求。近年来在一些经济发达地区或运输繁忙的交通走廊,对早期建设的公路进行了改扩建。本文通过多年实践，对二级公路扩建设计进行了以下的探讨。
关键词：二级公路，扩建
引言
我国早期基础设施比较薄弱,主要是由于受建设条件、建设理念、道路状况与养护、服务要求等诸多因素制约,同时存在车况及实载率差异造成的混合行驶、驾驶行为不规范、交通量持续快速增长等客观原因,另外,早期建设的道路有很大一部分等级比较低,现在经济发展,交通需求加大了,原有的道路已经不能很好的满足现有的交通需求,严重制约了国民经济的发展,在考虑满足实际需要及工程造价经济性的前提下,旧路改扩建成为了缓解交通压力很好的一个解决方案,在这样的背景下,旧路改扩建项目在全国范围逐渐展开,在公路建设中占有重要份额。
一、二级公路改扩建工程施工的特点
二级公路的改扩建是在充分利用老路的基础上和必须维护大交通量的条件下进行的,不同于新建公路,工程施工具有以下几个方面的特点。
（1）管理双重性特点
二级公路改扩建施工全过程都处于边紧张施工、边维护车辆畅通的复杂环境,始终存在施工进行和车辆通行之間的矛盾,管理工作具有双重性。一方面要组织施工顺利进行,另一方面要保障交通正常运行,特别是在雨季施工,双重性的管理工作难度更大。
（2）临时过渡性特点
所谓过渡,是根据工程不同施工阶段,要保证每天的交通流量逐渐从老路过渡到改扩建后的新路上包括从路基、路面的左(或右)半幅过渡到右(或左)半幅,从老路的沥青路面或砂石路面过渡到简易路面以及最后的新建沥青路面;有纵向前后过渡,横向交叉或平行过渡以及立体层次的过渡等。其间要修筑临时过渡路段和铺装简易路面,这些临时工程的工作量及日常维护相当繁重。
（3）施工半幅性特点
在二级公路改扩建中,应以线路中心线为转轴,一侧进行施工另一侧车辆通行,即半幅作业半幅通行的方法来解决施工和畅通之间的矛盾。
（4）社会公开性特点
二级公路旧路的改扩建是在日夜维护社会交通的环境中进行,所以施工的全过程都是自然公开的,始终处于社会监督之下。施工管理水平、质量、进度和畅通安全等,随时受到舆论的贬褒。
（5）工期短促性特点
二级公路改扩建施工有维护交通的工作负荷和社会舆论的压力,车辆在临时过渡的简易路面上行驶,颇为艰难。工期越长,道路维护的工作量越大,而且有可能出现的问题越多,恐造成“怨声载道”,另一方面也提高了造价。因此,二级公路改建工程的施工工期非常紧迫,一般为2年,简单的项目为1～1.5年。
二、关于设计速度的选择
合理确定改建后公路标准是一项系统而复杂的工作,也是旧路改建一项关键技术,但其主要受既有路线形指标控制,因此应对既有路平纵线形指标进行系统分析,并对二级路车辆运行速度调查研究,以确定合理的设计速度。我国既有二级路及汽专二级设计速度有80及40km/h两个等级,现行规范公路设计时速有120、100、80km/h三个等级,因此二级路改扩建对象主要为80km时速二级路。由于许多80km/h二级路线形指标较高,不仅满足时速100km标准,甚至满足120km时速标准,致使既有路车辆运行速度偏高,超速现象严重,对于这样的旧路改建设计速度的选择不应拘泥于80km/h,可适当提高标准,也可分段选择设计速度,以避免公路建成后设计速度与运行速度差值较大,应保证二者差值在20km/h以内。
三、关于横断面布置
我国80km时速二级路标准路基宽度多为12.0m,为对向双车道,而80km时速双向四车道速公路标准路基宽为24.5m。因此利用二级路改扩建公路,采用24.5m标准断面最为理想,无论采用整体式路基或分离式路基均可充分利用既有路,对桥梁的改造工程最小。若采用双向六车道及以上宽度断面,应对线路范围内桥梁工程进行研究,采取经济合理的加宽改建措施。
四、关于路拱形式的选择
二级路的道路横坡大都为双向曲线路拱形式,而公路道路横坡多为单向直线路拱形式。应综合考虑工程投资及运营条件,合理确定改建的路拱形式。若新建帮宽一幅采用直线路拱而利用旧路一幅维持双向路拱,其优点是可以有效节省路面工程数量,减小桥涵构造物的改建工程及桥涵永久荷载,缺点是需要在全线增加排水设施以排除路拱内侧雨水,行车舒适性降低。若将二级路一幅亦改建为单向直线路拱形式,则需要用路面材料填充曲线路拱内侧三角区域,增加桥涵结构物永久荷载,需要对旧梁进行检验加固,可采用加高支座、改造盖梁横坡等方法对内侧半幅梁予以抬高,全线桥涵改造工程量大,但其优点是不需埋压排水设施,行车舒适。
五、既有路调查及病害处理措施
利用既有路改扩建公路需要对既有路病害进行全面的调查及处理,路面及桥涵病害处理将影响到路线设计。根据路面质量状况可以分别采取罩面、铣刨、新建等处理措施,各种处理措施所要求的纵断面高程亦不同。根据既有桥涵病害状况可采取换梁、换板等措施,处理过程中需要破坏桥面及开挖路基,同样影响到纵断面设计高程。
六、关于路线平面设计
对于既有路线形满足标准的段落,应最大程度予以利用,采用整体式路基应根据旧路两侧地形地物及控制条件选择合理的帮宽侧,尽量减少换侧次数及换侧段长度,避免换侧段位于大中桥上而引起桥梁两侧加宽。对于帮宽困难段落,经技术经济比选可采用分离式路基,利用旧路作为一幅,新建一幅绕行,尽量减小左右线间距。既有路平面线形指标不满足要求的段落,改建过程中应尽量利用,减少桥涵构造物的废弃。
超高设计首先应根据测量资料计算既有路超高值及超高渐变率,由于多年的运营,既有路超高值多小于设计值,超高设计时应考虑弯道段桥梁构造,加大超高值往往会增加桥面铺装厚度,增加桥梁荷载,因此在超高设计时应综合考虑既有路现状,也可将帮宽一幅与利用既有路一幅设计成不同的超高值。
七、关于路线纵断面设计
影响纵断面路面高程设计因素主要有路面改建方式、桥面高程、既有路纵断面线形及曲线超高等。既有路纵断面线形满足标准的段落,纵断面设计应尽可能与既有路保持一致,以减小对既有路的改建。既有路纵断面不满足标准的段落应根据情况合理优化改造,原则是对旧路宜填高不宜切挖。由于桥面改建加铺厚度较小,一般在3～5cm间,需要对桥面高程进行核算,减小桥梁改建工程,对于出现明显沉降,无法满足拟合线形的孔跨,应通过调整支座等工程措施予以修正。
在设有超高的曲线段公路设计高程为中央分隔带边缘高程,而二级路设计高程位于曲线内侧路基边缘高程,若二级路超高抬高端位于中央分隔带侧,将使纵断面设计线形难以于旧路纵断面原始线形保持一致,可增加变坡点抬高设计高程。
八、结语
利用二级路改扩建路势必愈来愈多,旧路改建规范及手册目前尚未完善,路线设计较新建项目自由度较小,而细部设计较为繁多,设计过程应围绕合理利用既有路的原则,将既有路设计改建成平、纵、横断面都满足要求的高标准公路。
关键词：二级公路，扩建
引言
我国早期基础设施比较薄弱,主要是由于受建设条件、建设理念、道路状况与养护、服务要求等诸多因素制约,同时存在车况及实载率差异造成的混合行驶、驾驶行为不规范、交通量持续快速增长等客观原因,另外,早期建设的道路有很大一部分等级比较低,现在经济发展,交通需求加大了,原有的道路已经不能很好的满足现有的交通需求,严重制约了国民经济的发展,在考虑满足实际需要及工程造价经济性的前提下,旧路改扩建成为了缓解交通压力很好的一个解决方案,在这样的背景下,旧路改扩建项目在全国范围逐渐展开,在公路建设中占有重要份额。
一、二级公路改扩建工程施工的特点
二级公路的改扩建是在充分利用老路的基础上和必须维护大交通量的条件下进行的,不同于新建公路,工程施工具有以下几个方面的特点。
（1）管理双重性特点
二级公路改扩建施工全过程都处于边紧张施工、边维护车辆畅通的复杂环境,始终存在施工进行和车辆通行之間的矛盾,管理工作具有双重性。一方面要组织施工顺利进行,另一方面要保障交通正常运行,特别是在雨季施工,双重性的管理工作难度更大。
（2）临时过渡性特点
所谓过渡,是根据工程不同施工阶段,要保证每天的交通流量逐渐从老路过渡到改扩建后的新路上包括从路基、路面的左(或右)半幅过渡到右(或左)半幅,从老路的沥青路面或砂石路面过渡到简易路面以及最后的新建沥青路面;有纵向前后过渡,横向交叉或平行过渡以及立体层次的过渡等。其间要修筑临时过渡路段和铺装简易路面,这些临时工程的工作量及日常维护相当繁重。
（3）施工半幅性特点
在二级公路改扩建中,应以线路中心线为转轴,一侧进行施工另一侧车辆通行,即半幅作业半幅通行的方法来解决施工和畅通之间的矛盾。
（4）社会公开性特点
二级公路旧路的改扩建是在日夜维护社会交通的环境中进行,所以施工的全过程都是自然公开的,始终处于社会监督之下。施工管理水平、质量、进度和畅通安全等,随时受到舆论的贬褒。
（5）工期短促性特点
二级公路改扩建施工有维护交通的工作负荷和社会舆论的压力,车辆在临时过渡的简易路面上行驶,颇为艰难。工期越长,道路维护的工作量越大,而且有可能出现的问题越多,恐造成“怨声载道”,另一方面也提高了造价。因此,二级公路改建工程的施工工期非常紧迫,一般为2年,简单的项目为1～1.5年。
二、关于设计速度的选择
合理确定改建后公路标准是一项系统而复杂的工作,也是旧路改建一项关键技术,但其主要受既有路线形指标控制,因此应对既有路平纵线形指标进行系统分析,并对二级路车辆运行速度调查研究,以确定合理的设计速度。我国既有二级路及汽专二级设计速度有80及40km/h两个等级,现行规范公路设计时速有120、100、80km/h三个等级,因此二级路改扩建对象主要为80km时速二级路。由于许多80km/h二级路线形指标较高,不仅满足时速100km标准,甚至满足120km时速标准,致使既有路车辆运行速度偏高,超速现象严重,对于这样的旧路改建设计速度的选择不应拘泥于80km/h,可适当提高标准,也可分段选择设计速度,以避免公路建成后设计速度与运行速度差值较大,应保证二者差值在20km/h以内。
三、关于横断面布置
我国80km时速二级路标准路基宽度多为12.0m,为对向双车道,而80km时速双向四车道速公路标准路基宽为24.5m。因此利用二级路改扩建公路,采用24.5m标准断面最为理想,无论采用整体式路基或分离式路基均可充分利用既有路,对桥梁的改造工程最小。若采用双向六车道及以上宽度断面,应对线路范围内桥梁工程进行研究,采取经济合理的加宽改建措施。
四、关于路拱形式的选择
二级路的道路横坡大都为双向曲线路拱形式,而公路道路横坡多为单向直线路拱形式。应综合考虑工程投资及运营条件,合理确定改建的路拱形式。若新建帮宽一幅采用直线路拱而利用旧路一幅维持双向路拱,其优点是可以有效节省路面工程数量,减小桥涵构造物的改建工程及桥涵永久荷载,缺点是需要在全线增加排水设施以排除路拱内侧雨水,行车舒适性降低。若将二级路一幅亦改建为单向直线路拱形式,则需要用路面材料填充曲线路拱内侧三角区域,增加桥涵结构物永久荷载,需要对旧梁进行检验加固,可采用加高支座、改造盖梁横坡等方法对内侧半幅梁予以抬高,全线桥涵改造工程量大,但其优点是不需埋压排水设施,行车舒适。
五、既有路调查及病害处理措施
利用既有路改扩建公路需要对既有路病害进行全面的调查及处理,路面及桥涵病害处理将影响到路线设计。根据路面质量状况可以分别采取罩面、铣刨、新建等处理措施,各种处理措施所要求的纵断面高程亦不同。根据既有桥涵病害状况可采取换梁、换板等措施,处理过程中需要破坏桥面及开挖路基,同样影响到纵断面设计高程。
六、关于路线平面设计
对于既有路线形满足标准的段落,应最大程度予以利用,采用整体式路基应根据旧路两侧地形地物及控制条件选择合理的帮宽侧,尽量减少换侧次数及换侧段长度,避免换侧段位于大中桥上而引起桥梁两侧加宽。对于帮宽困难段落,经技术经济比选可采用分离式路基,利用旧路作为一幅,新建一幅绕行,尽量减小左右线间距。既有路平面线形指标不满足要求的段落,改建过程中应尽量利用,减少桥涵构造物的废弃。
超高设计首先应根据测量资料计算既有路超高值及超高渐变率,由于多年的运营,既有路超高值多小于设计值,超高设计时应考虑弯道段桥梁构造,加大超高值往往会增加桥面铺装厚度,增加桥梁荷载,因此在超高设计时应综合考虑既有路现状,也可将帮宽一幅与利用既有路一幅设计成不同的超高值。
七、关于路线纵断面设计
影响纵断面路面高程设计因素主要有路面改建方式、桥面高程、既有路纵断面线形及曲线超高等。既有路纵断面线形满足标准的段落,纵断面设计应尽可能与既有路保持一致,以减小对既有路的改建。既有路纵断面不满足标准的段落应根据情况合理优化改造,原则是对旧路宜填高不宜切挖。由于桥面改建加铺厚度较小,一般在3～5cm间,需要对桥面高程进行核算,减小桥梁改建工程,对于出现明显沉降,无法满足拟合线形的孔跨,应通过调整支座等工程措施予以修正。
在设有超高的曲线段公路设计高程为中央分隔带边缘高程,而二级路设计高程位于曲线内侧路基边缘高程,若二级路超高抬高端位于中央分隔带侧,将使纵断面设计线形难以于旧路纵断面原始线形保持一致,可增加变坡点抬高设计高程。
八、结语
利用二级路改扩建路势必愈来愈多,旧路改建规范及手册目前尚未完善,路线设计较新建项目自由度较小,而细部设计较为繁多,设计过程应围绕合理利用既有路的原则,将既有路设计改建成平、纵、横断面都满足要求的高标准公路。