河源市鸿图公路勘察设计有限公司 广东河源 517000
摘要: 分析了二级公路改建特点及基本改建原则，总结了二级公路改建设计中的关键技术问题，包括原有道路状态评估、路线线形设计、道路拓宽方式、生态环保理念等，提出了应对解决对策和要点。确保改扩建的公路能够满足运输安全和运营寿命需求。
关键词：二级公路；改建；设计方法；关键技术；对策分析
1 前言
在我国交通运输产业快速发展的态势下，不仅交通运输量相比较上世纪得到了大量增长，交通运输荷载等级也在不断提高，这使得很多早先建设的公路，一方面设计道路宽度不能满足交通量的通行要求，存在诸多节点的交通拥堵问题，另一方面运输荷载等级高使得路面出现很多病害问题。因此，需要对原有的公路进行改扩建，以满足未来交通运输及增长的需求。二级公路是连接城镇中心应用最为普遍的公路结构，因为运营过程中出现的各种病害问题，以及不能满足现如今的交通运输等级和交通运输量的需求，需要进行扩建。
本文针对二级公路改建问题，首先分析二级公路改建特点和原则，明确改建要点；其次分析二级公路改建设计的存在的关键技术问题，分析这些技术问题的影响因素；最后提出设计对策和处理方法，应对改建中的各种技术问题。确保改扩建的公路能够满足运输安全和运营寿命需求，降低使用过程中的管养成本。
2 二级公路改建特点与原则分析
2.1 二级公路改建特点分析
二级公路主要分布在省内城镇之间，在交通运输快速发展的情况下，这些道路逐渐转变为更加重要的道路类型，因此二级公路改建具有如下特点[1]：
(1) 道路原有的技术等级较低，改建需要重新评定技术等级。受到早先道路设计理念和技术的限制，很多二级道路的设计标准偏低，例如道路的荷载等级、路线标准、平纵线形组合等都偏低，使得影响路面的使用寿命，同时影响行车安全性能，改建设计中需要对这些技术标准进行重新评定，提高后期道路的使用寿命同时减少行车安全事故的发生。
(2) 道路周边环境变化很大，扩建需要考虑路线的可能变化。由于经济的快速发展，可能原有道路沿线出现了很多城镇，改扩建可能影响到用地等问题，特别是城市区域土地资源珍贵，因此需要考虑可能的道路路线变换，使得扩建道路满足其基本功能需求又不影响沿线各类资源。
(3) 道路原有设计参数需要调整和优化。随着交通运输发展，交通安全问题也备受关注，目前的道路设计中不仅仅要满足设计需求，还应该以尽量减少交通安全事故为目的进行路线的优化。二级公路普遍存在平曲线半径小、连续急转弯路、大纵坡等不良路段，这些路段的改建中应该充分考虑行车安全，改善行车视距。
(4) 原有道路运营多年可能存在病害问题，改扩建中应该保证新建道路与原有道路相同的技术等级。原有道路可能存在路基和路面的显著病害，扩建过程中应该对这些病害进行改善，特别是采用拼接加宽的扩建方式，使得新老道路的状态基本相同，才能确保后期不会花费较多的人力和财力进行道路性能保障。
2.2 改扩建原则分析
改扩建公路的设计建造不仅仅要满足目前的建设要求，例如道路线形规划、横断面形状、平面线形等，还应该尽可能地兼顾原有道路的路基路面、桥梁与隧道等关键构造物，因此需要建立合理而科学的设计原则：
(1) 尽量利用原有路线。尽管原有道路沿线城镇经济发展的改变需要进行调整，但仍然以利用原有道路路线为原则，避免扩建变成新建，充分利用原有道路路线可以避免诸多问题，例如土地资源占用、干扰城镇生活、影响环境等。
(2) 充分利用原有公路关键构造物。由于公路中的隧道和桥梁等构造物的特殊性，扩建道路应该充分利用这些构造物，避免重建也应避免原有桥梁的荒废，因为隧道和桥梁的建设寿命往往要高于道路。
(3) 充分考虑生态环保要素。随着可持续化理念和生态环保思想的普及，道路建设应该向着生态环保方向发展，路线规划应该减少对生态环境的破坏，道路建设应该建设对沿线生态系统和社会环境的影响，融合采用先进材料和先进技术提高道路建设的生态性。
3 改建设计的关键技术与对策分析
二级公路改建的关键是在把握目前安全和经济的条件下，充分利用原有道路并融合目前的需求，进行综合改进，这需要解决以下几个问题：(1) 全面地评估原有道路，对其路线规划、线形设计、路面路基等技术状况进行全面评估，明确扩建设计要点和方法；(2) 道路线形的设计优化，针对二级公路普遍存在的行车安全风险因素，对道路线形进行优化改建；(3) 综合选用扩建方法和施工措施，既能够充分利用原有的道路结构，又能满足后续使用需求；(4) 加强扩建中生态环保措施，减少对社会与自然环境的影响。根据这些技术问题，以下分别提出解决对策和方法，提升道路扩建的设计质量。
3.1 原有道路与桥梁的评估与重建决策
原有道路的规划路线、道路与桥梁状况可能存在一定的问题，扩建设计中需要对这些问题进行全面的评估和检查，明确问题并进行处理。例如，原来路线规划中可能途径重要城市和城镇，在扩建道路设计中如果直接在原来路线上进行横向拓宽，在城镇区域可能因为用地紧张而付出较高代价，或者原来道路两侧已经是重要建筑物，如果进行拆迁将面临很多社会问题，因此扩建道路的路线需要重新进行规划。又如，原来道路在使用中已经出现了很多病害问题，包括路基的不均匀沉降、路面的开裂与沉陷等，这些病害使得原来道路的状况已经明显退化，后期的运营使用寿命大大折减，如果直接进行新老路面的横向拼宽，将使得旧道路后期运营中病害越来越严重，导致需要不断地维护和修复，影响道路本身的使用性能。此外，还需要重新评估原有桥梁的荷载等级、结构性能、使用状况等，根据评估结论决定重建方法，是否利用原来的桥梁结构以及利用那些结构等。
针对原有道路的这些问题，需要在扩建之前进行系统的评估。首先，分析如果按照原来道路路线直接进行横向扩展可能存在的各类问题，包括城镇区域、风景区、特殊资源区等，提出在原有路线上拓宽已经重新局部规划新路线等方案之间的利弊，进行方案比选分析，最后选择较为合适的道路扩建方案；其次，对道路和桥梁使用情况进行全面分析，包括道路路基、路面、边坡，桥梁桥跨结构、支座、下部结构等使用问题，明确哪些问题是可以进行加固修复就可以直接和新建道路保持共同使用的，哪些必须要进行翻新重建才能满足的设计标准；最后，形成道路扩建的详细路线规划、路基路面设计、边坡防护、桥梁扩建等处理方案。
3.2 改建道路的线形设计与优化
二级公路往往存在诸多交通安全隐患段，例如急转弯路、平曲线半径小、长大纵坡等路段，这些路段因为设计局限性没有考虑很好的行车视距，在高速行车状态下很容易发生交通安全问题，造成人员伤亡和社会恶劣影响[2]。扩建过程中，需要对这些特殊路段进行识别，特别是交通事故多发地段，通过对发生事故的调查分析，明确产生的原因，并进行扩建路线的线形优化设计。
其一，根据行车事故调研剖析扩建路段存在线形设计不合理的地方。原有的二级道路可能存在平曲线半径太小、路段坡度太大、直线段太长等问题，根据这些不合理的设计路线，进行规划路线的适当调整以满足行车安全需求。例如直线段过长的应该限制其长度，行车速度在60~80km/h，则直线段长度最好控制在1.2km以内；如果是低等级道路行车速度在40km/h以下，则直线段长度不宜超过0.8km。
其二，通过交通安全设施提高这些特殊区域内的交通安全性，以往的
二级公路设计建造中不太重视交通安全设施的作用，即便是有一些交通安全设施也多余陈旧，不利于驾驶员掌握道路基本交通信息，也是引发交通安全事故的重要根源，比如旧有道路的连续急转弯路段，极易因驾驶员因平面曲线指标变化幅度过大，加大转向操作困难，特别是当速度控制不良且视线条件较差的夜间，更易因操作不当造成较严重的侧碰交通事故，设计中可以采取标志预告和增加线形诱导标志的措施，使得驾驶员有心理准备。特别是曲线半径比大于的路段，在曲线处还应设置线形诱导标。同时采取主动干预的速度控制措施，如地面划画振动减速标线，如图1所示。
图1. 既有道路安全区段的路线安保设施设计
3.3 扩建方法选用与应用范围探讨
公路扩建的方法从横断面上主要有以下几种[3]：单侧分离加宽、单侧拼接加宽、双侧拼接加宽，如图2所示。显然，不同的扩建方法其施工特点和应用范围也都不一样。
图1 公路扩建的基本方法示意图
通常而言采用单侧或双侧拼接加宽的方式，对于改扩建道路的建设是相对较为经济的，可以充分利用原有道路的路基，同时对土地资源的利用最少。而采用单侧分离加宽，需要用到较多的土地资源，但是建造技术较为简单，相当于重新建造一条新的道路结构。拼接加宽的道路结构，尽管施工临时用地少、实际占地面积少、充分利用已有道路路基等优势，但需要与原有道路路基进行衔接设计，而新老路基的沉降问题差别显著，这势必使得新老道路的不均匀沉降问题，导致运营过程中的病害，此外新老路面也存在连接的问题，由于原有路面可能具有开裂、唧浆、沉陷、坑蚀等病害，新老路面连接其使用性能的一致性保证也非常重要。因此，在拼接加宽施工建造难度较大的情况下，需要改变思路采用分离加宽的型式；但取决于原有道路病害程度以及原来道路路基是否可以满足改建后道路等级需求。
3.4 扩建中生态环保措施与要点
节能环保是目前基础设施建设需要强调的话题，对于改扩建道路而言也需要充分考虑对生态和环境的影响。原来道路建设往往是粗放型，直接在建筑地址进行施工，产生大面积的噪声和粉层污染，同时也不考虑道路建设对沿线社会环境和生态环境的影响。
在节能环保里面下，道路扩建中需要充分重视建设对水资源、土地资源、生态资源、社会环境等影响作用，应该使得扩建道路的路线选型不影响沿线的很重要水利工程和水源，不占用过多的农田和土地，不破坏沿线的动植物生态系统，不影响沿线城镇的生产和生活，通过环保定量评估指标分析扩建建造方案的利弊，并在具体的道路施工过程中减少这种环境破坏。
4 结论
我国交通运输产业快速发展，原来连接城镇的诸多二级公路不能满足现如今的交通运输等级和运输量的需求，需要进行扩建。论文详细分析了二级公路改建的特点和基本改建原则，总结了改建设计中存在的关键技术问题，并提出应对措施和方法。系统地阐述了二级公路改建设计的关键要点，而相关工程设计实践提供参考。
参考文献:
[1] 李兰银, 王伟亚, 钟厚冰. 二级公路改建设计关键性技术问题与对策[J]. 公路交通科技 (技術版), 2010, 6(5): 89-90.
[2] 尹攀. 对高速公路改扩建工程路线的设计分析[J]. 城市道桥与防洪. 2016(6):38-40.
[3] 游燕燕, 陈君朝. 高速公路路基加宽拼接及施工控制技术[J]. 公路交通科技 (应用技术版), 2010, 12: 012.
论文作者:丘少洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：道路论文; 路线论文; 线形论文; 路基论文; 二级公路论文; 病害论文; 路面论文; 《防护工程》2018年第3期论文;