淺談百色農村公路改建工程設計要點

農村公路，包含縣道、鄉(xiāng)道和村道，是全國公路網的重要組成部分，具有量多面廣的特點。截止至2018年底，百色全市農村公路總里程達14454公里，其中三級及三級以上公路里程為1156公里，僅占農村公路的8%，其中四級及四級以下公路里程為13298公里，占農村公路的92%，農村公路總體發(fā)展水平仍較低。隨著國家交通事業(yè)的發(fā)展，除新建公路外，在原有的農村公路上進行改建升級的任務也十分艱巨。舊路改建與新建公路設計的側重點不一樣，其特點是因地制宜的最大限度地利用舊路，若把握不好，就會造成不必要的浪費。筆者親歷了百色（右江區(qū)）“十一五、十二五”農村公路發(fā)展的全過程，參與農村公路通達工程、通鄉(xiāng)油路工程、通村水泥路硬化工程及縣鄉(xiāng)聯網路改造工程施工圖設計及審查，嘗試從中總結舊路改建工程設計的一些要點，以供探討。
1  路線設計
1.1  總體設計
農村公路改建，通常沒有大的路線設計問題，重點是公路改建等級、設計速度及路基寬度的選用。農村公路改建等級的選用應根據公路功能、路網規(guī)劃、交通量，并充分考慮項目所在地區(qū)的綜合運輸體系、遠期發(fā)展等，經科學論證后確定，縣鄉(xiāng)道路屬次集散道路，可以選用二、三級，對于交通量低于5000輛小客車/日時的道路可以選用三級。設計速度及路基寬度的選定應根據公路的功能、等級、交通量，并結合沿線地形、地質等狀況論證后確定，主要考慮如何最大限度利用舊路、滿足標準技術要求等方面。一條公路可以采用不同的技術等級和設計速度，但不同路段的銜接應協調，這樣的設計更合理并能夠順應地形、地貌與地質等環(huán)境條件變化，有利用保護生態(tài)環(huán)境，符合我國建設資源節(jié)約型社會的發(fā)展要求。
1.2  路線平面
舊路改建，平面線形尤為得要，工程投資的高低、路線線形的好壞及行車舒適性都很重要，平面線形控制好，線形標準得到提升，工程投資得到最大節(jié)約，以最省的投資修建盡可能好的公路，因些，平面線形在整個設計中占有舉足輕重的地位，百色地處山區(qū)，山區(qū)公路路線均是隨彎就彎，線形較差，在實地選線時，既要提升線形，也要控制好土石方工程量，選線布局的自由度不大。為此，在平面選線時，應以直線的中線、所要利用的橋涵中線進行控制。若舊路局部路段平面大部分不能利用時，則充分論證后另選新線，裁彎取直，保證滿足規(guī)范要求，平曲線的半徑盡可能達到一般最小半徑，盡量少用極限半徑；對于出現連續(xù)彎道的山區(qū)路段，相鄰的同向曲線最好可以設置成復曲線，反向“S”形連接，防止夾短直線情況發(fā)生；平曲線長度要符合規(guī)范要求。
1.3  路線縱坡
舊路縱地面線基本決定了縱繼面設計線，為了防止浪費舊路資源，改建公路一般以已確定利用的既有橋梁、舊路面等為控制點展開拉坡工作。如是兩側加寬時，路線縱坡采用舊路中線控制，如是單側加寬，應以舊路加鋪結構層來控制，拉坡是否得當，對舊路小橋涵的利用率和工程造價有很大影響。
縱面設計的難點在于平均縱坡超過限制，這種情況在山區(qū)公路改建工作中經常發(fā)生。拉坡時，有可能會發(fā)生很長一段路線標高無法與舊路連接的情況，導致大段舊路無法使用，到底是使用舊路還是改新線比較難選擇，對于這種要改線的工程，設計單位應充分論證，對新舊路線進行方案比選，拿出合理的推薦方案。
2  路基設計
路基設計應根據當地自然條件和工程地質條件，選擇適當的路基橫斷面形式和邊坡坡度，避免高填深挖。
新舊路基拼接是舊路改造升級盡量利用舊路工程的關鍵技術難題，新舊路基設計應在詳細調查舊路路基的強度及穩(wěn)定性，對路基存在病害的位置，查清楚病害的根源，進行認真細致的分析研究，提出合理的處理措施，從而保證路基的整體強度。在新舊路基銜接處，應設置向內側傾斜2~4%的臺階，臺階的高度應根據填筑路基土的工程性質及施工機械的大小來合理確定，一般應為1~2米，為了防止臺階內積水，每隔10~15米設置一道橫向臨時排水溝。
原有舊路的路基經多年使用，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，而新加寬部分則會在各種因素的影響下產生較大的變形，易形成新舊路基的不均勻沉降，因此在提高新加寬路基壓實度1~2%或壓實度不足位置采用碎石回填。超薄拼接路段，采用土工布合材料進行綜合處治，確保新舊路基的整體穩(wěn)定性。新建路基沉降量較舊路基沉降量大得多，即存在較大的差異沉降。過大的差異沉降將導致拼接路基出現縱向裂縫、路面開裂、路基失穩(wěn)等一系列不良現象，喪失路基的完整性。為了避免新老路基出現較大的差異沉降以及盡量減少拼接路基荷載對老路基的影響，兩側拼寬路基軟基處理主要從路基填料、復合地基處理兩方面著手，對應不同的工程地質條件選用相應經濟、合理的處理方案，有效控制總沉降量、完工后沉降量，滿足沉降控制要求。
3  路面設計
路面設計應根據舊路現狀調查、檢測情況及評價結果、交通量及其組成情況和公路等級、使用任務功能、筑路材料、氣候、水文、地質等自然條件，結合本地區(qū)路面施工經驗，遵循因地制宜、全理選材、方便施工，利于養(yǎng)護的原則進行路面設計。設計前一定要充分做好舊路使用情況的調查研究，清楚舊路路基是否穩(wěn)定，路面的基本狀況，分析典型問題產生的原因，并且有針對性的提出整改措施。解決完舊路路面的問題后，路面設計可以按照下列步驟進行：
3.1  彎沉設計要合理
彎沉是否合理，對路面結構安全經濟有很大影響。如果彎沉設計不合理，路面安全度不夠，可能會發(fā)生路面不到設計使用年限就破壞的情況。因此在調查階段一定要對交通量大小及組成展開全面細致的調查，評估增長因素，尤其是公路改建后，各種可能增加的交通量都要考慮到。
（1）測量舊路彎沉。每個彎沉的測量間距為20-50cm，要考慮到舊路的路肩被改建加寬有可能變成行車道的情況，確保每個測點布置均勻。根據彎沉的測量結果，模仿路線縱斷面圖來設計彎沉分布圖，能夠較清楚看出舊路彎沉的波動情況。根據分布圖進行合理分段，要控制好分段范圍，不要過小，最短控制在1km左右。實際操作過程中，可能會出現局部路段彎沉值過大的情況，要認真分析產生原因，如果數值整體過大需要采取措施進行修補處理。
（2）根據路面典型結構，設計結構形式。如果舊路強度不夠，交通量比較大可以考慮適當增加底基層，新建路段一定要添加粒料類墊層。根據典型結構，合理設計彎沉，基層厚度可以通過路面數值使用專用程序進行計算。算出的基層厚度以相差不大于2cm對路段歸并，盡量避免形式變化，方便施工。
（3）參照縱斷面設計結果，優(yōu)化路面結構。參照設計圖，確定填土高度符合結構層建設需要。尤其要注意舊路縱坡有可能會比較零碎，優(yōu)化設計時要做相應調整。
（4）技術經濟對比，優(yōu)化路面設計。主要針對于同時施工基層、底基層的特殊情況，不同施工面積和厚度的基層和底基層投資造價也不同，根據盡量降低總體造價的原則，又符合厚度大小要求，適當優(yōu)化基層和底基層厚度，選擇最優(yōu)結構方案。
4  橋涵設計
舊路改建工作中橋涵設計環(huán)節(jié)經常容易產生的問題是，舊涵是否能加長利用，舊橋是否可以繼續(xù)利用和怎樣加寬。改建過程中，要嚴格按照標準，對原路段的橋梁涵洞進行認真、細致、全面的調查，逐一檢驗，特殊情況采取加固措施，符合設計標準。
涵洞設計前應對舊路涵洞進行詳細的調查，對舊涵的類型、跨徑、尺寸、病害、排洪、進出口類型、建筑年代和荷載等級進行調查。應采用多種方法分別進行計算，結合洪痕等水文實際調查，確定合理的設計流量。根據設計流量、舊涵狀況及實際溝槽位置在充分考慮節(jié)約造價等因素后，確定涵洞是否能加長利用還是拆除重建。對于新建涵洞，要根據設計流量進行涵洞孔徑的計算和布置。
舊橋普遍存在的情況是建造時間早、當年設計荷載標準低、年久失修、淤積嚴重、橋寬不足、等級過低，不滿足現有交通等級要求，不滿足排洪要求。舊路上的橋梁，在滿足水文要求的前提下，結構良好的要最大限度的利用。對于中小橋梁，在設計流量相差不大的情況下結構良好的就盡量利用，在橋梁存在病害且橋寬不足、荷載等級不能滿足現有交通等級要求的，就新建。對于沒有重大病害、結構良好的大橋，一般條件下可適當降低要求對其維護加固利用，若寬度不足時，可采用單側加寬。
5  結語
農村公路改建設計是一項既復雜又有難度的工作，需要靈活運用技術指標和更多的實地調查。本文對舊路改建的路線設計、路基路面設計和橋涵設計的要點進行分析總結。利用舊路進行改造來提升公路等級標準，不僅能使舊路物盡其用，還能節(jié)約建設成本，符合我國建設資源節(jié)約型社會的發(fā)展要求。

來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/kj/21223.html