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摘要：论文总结了目前低等级道路的现状，并分析了低等级道路升级改造的设计要点，最后通过实例探讨了低等级道路升级改造的设计过程和关键点，取得了很好的工程效果。
关键词：低等级道路 升级改造 现状 设计要点
前言：近年来我国经济快速发展，交通运输也得到了爆发式增长，无论是交通运输量还是运输荷载等级都得到了显著提高，超载重载成为社会性问题。在交通井喷式发展的态势下，很多早先建设的道路结构面临两个方面的重要问题：①现有的道路无法满足及承载交通运输量的要求，很多道路出现严重拥堵状况，严重影响车辆的通行效率，产生了显著的经济损失和社会影响；②很多已建道路运营中出现了破损、开裂、沉陷、不均匀沉降等问题，这使得需要花费较大的人力、财力和物力进行道路的维修，增加了全寿命运营成本。因此，将这些低等级道路进行升级改造，成为亟待解决的问题。
进行低等级道路的升级改造需要考虑多方面的因素，但为了节约改造成本，一般在原有道路路基的基础上进行拓宽和改建，充分利用原有的道路体系，采用尽量少的技术手段和经济措施，使得改造后的道路结构能够满足未来建设要求，包括技术标准、运营使用条件、道路安全性、道路使用寿命等。
一、我国低等级道路现状
低等级道路大多建设于20世纪80年代，当时我国的施工技术水平落后、经济水平不发达，同时相关设计标准较低，导致大部分道路存在结构层薄、荷载等级低、桥涵设置跨径小等先天性缺陷。在运营使用中，主要有如下现状和问题。
1、线形标准低且不均衡
道路线形包含平曲线、竖曲线和平纵线形组合。低等级道路的建设是为了满足人们的基本通行要求，因此大都依据实际的地势进行建设，而这带来的问题是长直线接小半径平曲线、缓和曲线设置长度不足甚至没有、同向或者反向平曲线间夹直线不满足规范要求、纵坡过陡、坡度变化剧烈、任意连续三公里平均纵坡严重超标等。这些线形设计，使得行车视距受到限制，车辆运行的稳定性、舒适性、安全性受到影响，导致交通通行效率低下，而一旦行车速度较大，则容易发生交通安全事故。
2、路面结构性能低且耐久性差
低等级道路的路面结构层较薄，在现如今的重载超载车辆作用下，路面发生整体性破坏，例如沥青路面的唧浆、麻面、裂纹、沉陷等。水泥路面的局部断裂、网状开裂、凹凸等病害，个别路段路面基层变形严重。这些病害同时又制约着车辆的行车稳定性能，进一步降低通行效率。
3、路基稳定性差、不均匀沉降显著
路基填料控制不当、分层压实厚度控制不严导致压实度不足，使得长期的运营使用过程中，路基容易出现不均匀沉降问题，影响行车安全性、舒适性。另外，局部存在特殊地基问题的路基，如湿陷性黄土、软土等，早先建设也较少对这些地基问题进行加固处理，导致使用中路基发生局部大面积的塌陷。
4、通行性能差且安全性低
低等级道路的功能决定了其通行性能较差，缺乏较为完善的交通安全指示体系。一方面，道路的性能不足以提供较好的集散通行效率；另一方面，不完善的交通安全措施，使得行车效率大打折扣。特别是连通密集人群区域的低等级道路，如若缺乏完善的交通安全措施，则会导致交通通行性能低下，行车安全受到威胁。
5、附属设施不完善
道路的使用不仅依靠较好的设计等级，还依赖于正常的运营维护。由于低等级道路的附属设施不完善，例如排水设施差、车辆分行不明确、防撞栏杆等不完备，使得道路使用性能差，同时安全事故问题突出。
6、节点工程设计等级低
道路结构存在诸多如桥梁、隧道等节点工程，倘若这些关键性的节点工程设计等级较低，则会显著影响其使用性能。例如道路中的桥梁结构，如果其设计的桥下净空不足，或者桥下通航标准低，则会显著影响其他交通与其的交叉穿越。
二、低等级道路升级改造设计要点
低等级道路的改造设计，涉及线形设计、横断面改建、重要节点工程改造三个重要方面。
1、线形设计
升级改造道路的线形设计前需要对原有道路的运行情况进行系统的调研分析，掌握原有线路所出现的交通问题和车辆问题，为后续设计提供参考。旧路升级改造的线形设计部分主要有两个关键要点：①在满足规范要求的前提下，如何实现对现有老路最大化利用；②现有老路不能满足规范要求的情况下，如何在减少实施工程量及拆迁的原则下改线，以达到既能提高道路标准和等级，又能控制工程造价的目的。
2、横断面改造
低等级道路升级改造中，存在较多的是横断面拓宽问题，拓宽是在原有道路基础上，对路基路面、桥涵进行拼接加宽或分离新建，对隧道分离新建或扩挖，以增加公路车道数的行为，包括单侧分离加宽、双侧分离加宽、单侧拼接加宽和双侧拼接加宽四种主要形式，如图1 所示。一般来说，采用单侧拼接加宽和双侧拼接加宽对于改扩建道路的路基加宽是较为经济的方法，可以充分利用原道路路基结构，同时又不占用大量的土地资源。单侧或双侧的拼接加宽方法，施工临时工程少且占地少、不拓宽路基的排水和防护等设施可利用、拓宽的平纵线型与旧路一致、道路通行效率高等优势，设计建造相对经济，但需解决新旧路基不均匀沉降难题。
图1 道路加宽主要型式三、工程案例探讨
某公路提级改造工程大部分为四级公路，弯道半径小、等级低、安全性、舒适性差、运输成本高。随着经济的发展和全省国省道的升级改造，既有道路不能满足路网交通和沿线乡镇经济的发展要求，严重影响沿线居民的出行和沿线地区的经济发展。为了满足区域经济建设发展的需要，拟对该项目进行全线改造，将原有的四级道路标准升级改造为三级公路水平。
通过调研，该道路原有线路的平曲线是由20～400m若干不等半径的圆弧组成，平面线形相对而言比较顺适，整体的曲线和直线衔接性良好，该区域道路的车辆运行较少出现交通安全事故。比较突出的问题是：原有线路有连续6210m且平均坡度5.5%的较大纵坡，如图2 所示的左线，整体纵向线形不佳，因此不适宜采用单侧拼接加宽和双侧拼接加宽的形式。若按照这种思路进行道路线形设计，则较长较大坡度路段的纵向线形需要进行改造加固。考虑到原有的道路其服务性能较好，仅需要对路面结构进行翻新处理就基本能满足现有设计等级的要求，因此最终采用单侧分离的设计方法，即图中的右线。单侧分离设计的右线，不仅充分利用了原有的左幅线路结构，节约用地和路基等资源，相比较于全新选择道路新线，可以节省很大造价，是较优的升级改造线路选型方式。
图2 依托工程线路走势
结束语
我国早先建设的道路由于建设水平、服务标准等存在先天性缺陷，在目前高交通流量和高运输荷载等级的状况下，出现了诸多病害问题，无法满足未来运输要求，因此需要进行升级改造。本文详细分析了目前低等级道路存在的运营问题，提出针对低等级道路升级改造的路基设计方法，并通过实例进行了分析，可为相关施工提供参考。
参考文献
【1】王海眉．公路升级改建路面设计【J】．交通世界，2012．
【2】曲志鹏. 低等级公路改建设计的体会【J】. 林业科技情报，2013.
【3】马赞. 山区低等级公路升级改造技术研究【J】. 长安大学，2015.
论文作者:蔡新颖
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/7
标签：道路论文; 等级论文; 路基论文; 线形论文; 交通论文; 路面论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;