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摘 要：交通运输对于经济发展有重要的影响，而我国公路建设受到历史局限性因素的影响，在交通运输整体规划和建设方面有很大的提升空间。随着我国经济的快速发展，老旧的公路环境已经不能很好地满足经济发展的要求。因此，要想减轻公路交通量的压力，应该对原有公路进行改扩建。近年来，我国逐渐加大公路工程改扩建力度，通过拓宽改造原有道路资源来提高交通运输服务水平与公路通行能力。本文对改扩建公路路基路面的优化设计措施进行探讨，以供参考。
关键词：改扩建公路;路基路面设计;优化措施
1 改扩建公路路基路面的优化设计目的
（1）强化公路路面与桥涵工程联结质量。在早期建成的公路工程中，由于设计理念较为滞后，普遍认为公路与桥梁是两种不同性质的建设工程，二者虽然有着紧密的内在联系，但在施工设计层面上有着根本区别，选择独立开展公路路面与桥涵设计工作。如此，虽然可以满足公路工程的建设需要，但公路路面与桥梁桥涵间的联结质量较差，导致路面桥涵连接部位成为质量通病与交通安全事故的高发部位。因此，必须重视这一问题，通过采取额外设置搭板、调整回填原料、采取平稳过渡方式、二次压实等设计措施，尽可量强化公路路面与桥涵工程的联结质量，以此来预防桥台跳车、衔接部位基础不均匀沉降、桥面路面渗水问题的出现。
（2）满足实际交通需求。根据实际运营情况来看，在早期建成公路工程中，并未考虑到汽车保有量的激增，所规划公路的通行能力有所不足，且设计速度较小，在实际运营期间时常出现交通拥堵问题，不但存在安全隐患，还对区域间的经济交流造成阻碍。为满足国民经济的发展需要，必须对此类公路工程进行改扩建进行处理，通过调整设计速度与拓宽路面，从根源上解决交通拥堵问题，提高公路交通运输体系的运输承载能力。以某公路工程为例，早期归属于省级二级公路，设计速度为60 km/h。随着城市发展规划的调整，对该公路进行改扩建处理，将其升级为省级一级公路与城市主干道，对路面进行拓宽处理，将设计速度调至80 km/h。
（3）保证交通安全。在公路投运使用期间，路基路面受到自身老化、环境侵蚀与上部车辆荷载因素影响，陆续出现路面裂缝、路基不均匀沉降、等质量通病，存在安全隐患。针对这一问题，虽然采取一系列养护措施，有效抑制了质量病害的扩散发展，但却难以从根源上彻底解决病害问题。在这一工程背景下，改扩建公路工程路基路面优化设计的主要目的在于，通过调整路面结构与采取相应措施，解决现存的质量通病，提高公路强度与强化结构承载性能和抗渗性能，预防和减少路面开裂等问题的反复出现。
2 改扩建公路路基路面设计的优化措施
（1）优化路面结构。路面结构层在公路结构中发挥着承受过往车辆荷载与抵抗自然环境侵蚀的重要作用，路面结构层厚度与公路承载性能、环境抗侵蚀能力呈正比关系，路面结构层厚度达到一定指标后，可以明显减小气候环境与上部车辆荷载对路面造成的负面影响。因此，在现代公路工程中，往往采取多层路面结构，对不同层级的厚度与铺料材质有着明确要求。但是，在早期建成的公路工程中，为控制造价成本，加之设计理念滞后，原有路面结构设计不合理，公路路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性与承载性能有待提升。因此，在改扩建公路工程中，应结合工程情况与实际交通运输需求，对公路路面结构进行优化设计，调整铺料材质品种与铺层厚度。以某公路工程为例，原有路面结构自上至下由4 cm改性沥青SMA-13层、6 cm改性沥青AC-20C层、8 cm普通沥青AC-25C层组成，公路路面的抗磨损性、高温稳定性与抗疲劳性能较差。最终，在优化设计方案中，选择铺设4 cmSBS改性沥青层作为上面层，铺设厚度为6 cm的Sup-20沥青中面层，使用50°道路石油沥青来铺设8 cm的Sup-25沥青下面层，公路中下面层分别达到PG70-22级与PG64-16级的性能标准。
（2）改善路面排水能力。在公路投运使用期间，路面积水对交通安全与公路使用寿命造成严重影响。例如，在路面长时间积聚雨水时，会对路面结构造成雨水侵蚀，一部分积水下渗至路基路面结构，引发路基不均匀沉降与路面水损害问题出现。同时，过往车辆在行驶期间，由于路面存在积水，将减小车辆车轮与公路路面的摩擦系数，容易出现车辆失控与追尾事故。因此，为改善路面排水能力，在公路改扩建设计阶段，首先，做好前期调查工作，调查范围包括工程所处区域气候条件与年降雨量、原有路面结构与边沟尺寸、水分蒸发与储水情况、截水沟等排水设施的使用状况等，根据调查结果判断公路工程的实际排水需求。其次，对公路结构进行优化调整，凭借重力作用来改善路面排水效果，如将公路两侧紧急停车带调整为护坡道路，适当下调道路两侧路面坡度。再次，根据路面排水需求，在路面两侧设置一定数量的排水设施，合理设定设施分布位置，或是引入海绵城市设计理念，避免受排水设施的排水能力限制而出现路面长时间积水现象。最后，消除公路路面结构的防渗薄弱环节，如在公路路面与桥梁衔接部位设置TST无缝伸缩缝，凭借TST材料的高温粘附特性，将高温熔溶状态的TST高粘弹塑性材料灌入槽口，使用海绵胶条添堵槽体缝隙，以此来消除搭板部位的路面缝隙。
（3）路床、台背与特殊地基的优化处理。在公路工程中，路床与台背等特殊部位的施工技术与性能要求较为严格，如果与其他路段采取相同设计方法，容易形成公路结构的薄弱环节，成为交通安全事故与质量通病的高发部位，难以实现工程预期建设目标，在诸多改扩建公路设计方案均存在这一问题。因此，在深化设计阶段，一方面，设计人员严格遵循《公路路基施工技术规范》等相关规范文件，结合工程情况，对填筑厚度、填料性能、填料成分等参数进行验算，将验算结果与规范标准进行对比分析，解决方案中的技术性问题与不合理部分。例如，在使用石灰水泥土作为填料时，将比例控制在2：6：92，将路床厚度控制在18 cm内，要求回填层表面平整无起皮现象。另一方面，采取相应设计措施来强化桥头路基与涵洞台背等特殊部位的承载性能，避免出现路基不均匀沉降现象，如采取土工格栅技术对路基进行加固处理，在现场布置若干数量的碎石桩来优化垫层。
（4）新旧路基加宽拼缝处理优化。在新旧路基加宽处理期间，由于原有路面往往存在裂缝与沉降等质量通病，如果直接开展加宽施工，则新旧路面的粘结效果无法得到保障，并影响到路面抗渗性能、路基接縫饱和度与结构稳定性。为解决这一问题，在改扩建公路设计方案中，既要对原有路面的缺陷部位进行修补处理，如采取表面封闭法和内部修补法处理路面裂缝，对路面沉降部位摊铺与压实沥青混合料层，设置干土水泥碎石桩来处理深部土壤地基。同时，采取公路路面拼接缝技术措施，尽可量减小公路两侧高差，在接缝部位垂直涂抹胶粘剂。
3 结语
综上所述，为延长公路使用寿命，全面提升工程经济效益、社会效益与环境效益，充分挖掘已有公路的剩余利用价值。因此，施工中要提高对改扩建公路路基路面优化设计工作的重视，结合工程情况灵活采取多项优化措施，解决初步设计方案中的技术性问题，为工程质量提供保障。
参考文献：
[1]陈亚强.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].黑龙江科技信息，2017（15）：224.
[2]刘伟彬.改扩建公路路基路面设计优化措施探讨[J].中华建设，2019（8）：148-149.
[3]郜鹏飞.试析改扩建公路路基路面设计优化措施[J].四川建材，2019，45（2）：181-182+185.
关键词：改扩建公路;路基路面设计;优化措施
1 改扩建公路路基路面的优化设计目的
（1）强化公路路面与桥涵工程联结质量。在早期建成的公路工程中，由于设计理念较为滞后，普遍认为公路与桥梁是两种不同性质的建设工程，二者虽然有着紧密的内在联系，但在施工设计层面上有着根本区别，选择独立开展公路路面与桥涵设计工作。如此，虽然可以满足公路工程的建设需要，但公路路面与桥梁桥涵间的联结质量较差，导致路面桥涵连接部位成为质量通病与交通安全事故的高发部位。因此，必须重视这一问题，通过采取额外设置搭板、调整回填原料、采取平稳过渡方式、二次压实等设计措施，尽可量强化公路路面与桥涵工程的联结质量，以此来预防桥台跳车、衔接部位基础不均匀沉降、桥面路面渗水问题的出现。
（2）满足实际交通需求。根据实际运营情况来看，在早期建成公路工程中，并未考虑到汽车保有量的激增，所规划公路的通行能力有所不足，且设计速度较小，在实际运营期间时常出现交通拥堵问题，不但存在安全隐患，还对区域间的经济交流造成阻碍。为满足国民经济的发展需要，必须对此类公路工程进行改扩建进行处理，通过调整设计速度与拓宽路面，从根源上解决交通拥堵问题，提高公路交通运输体系的运输承载能力。以某公路工程为例，早期归属于省级二级公路，设计速度为60 km/h。随着城市发展规划的调整，对该公路进行改扩建处理，将其升级为省级一级公路与城市主干道，对路面进行拓宽处理，将设计速度调至80 km/h。
（3）保证交通安全。在公路投运使用期间，路基路面受到自身老化、环境侵蚀与上部车辆荷载因素影响，陆续出现路面裂缝、路基不均匀沉降、等质量通病，存在安全隐患。针对这一问题，虽然采取一系列养护措施，有效抑制了质量病害的扩散发展，但却难以从根源上彻底解决病害问题。在这一工程背景下，改扩建公路工程路基路面优化设计的主要目的在于，通过调整路面结构与采取相应措施，解决现存的质量通病，提高公路强度与强化结构承载性能和抗渗性能，预防和减少路面开裂等问题的反复出现。
2 改扩建公路路基路面设计的优化措施
（1）优化路面结构。路面结构层在公路结构中发挥着承受过往车辆荷载与抵抗自然环境侵蚀的重要作用，路面结构层厚度与公路承载性能、环境抗侵蚀能力呈正比关系，路面结构层厚度达到一定指标后，可以明显减小气候环境与上部车辆荷载对路面造成的负面影响。因此，在现代公路工程中，往往采取多层路面结构，对不同层级的厚度与铺料材质有着明确要求。但是，在早期建成的公路工程中，为控制造价成本，加之设计理念滞后，原有路面结构设计不合理，公路路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性与承载性能有待提升。因此，在改扩建公路工程中，应结合工程情况与实际交通运输需求，对公路路面结构进行优化设计，调整铺料材质品种与铺层厚度。以某公路工程为例，原有路面结构自上至下由4 cm改性沥青SMA-13层、6 cm改性沥青AC-20C层、8 cm普通沥青AC-25C层组成，公路路面的抗磨损性、高温稳定性与抗疲劳性能较差。最终，在优化设计方案中，选择铺设4 cmSBS改性沥青层作为上面层，铺设厚度为6 cm的Sup-20沥青中面层，使用50°道路石油沥青来铺设8 cm的Sup-25沥青下面层，公路中下面层分别达到PG70-22级与PG64-16级的性能标准。
（2）改善路面排水能力。在公路投运使用期间，路面积水对交通安全与公路使用寿命造成严重影响。例如，在路面长时间积聚雨水时，会对路面结构造成雨水侵蚀，一部分积水下渗至路基路面结构，引发路基不均匀沉降与路面水损害问题出现。同时，过往车辆在行驶期间，由于路面存在积水，将减小车辆车轮与公路路面的摩擦系数，容易出现车辆失控与追尾事故。因此，为改善路面排水能力，在公路改扩建设计阶段，首先，做好前期调查工作，调查范围包括工程所处区域气候条件与年降雨量、原有路面结构与边沟尺寸、水分蒸发与储水情况、截水沟等排水设施的使用状况等，根据调查结果判断公路工程的实际排水需求。其次，对公路结构进行优化调整，凭借重力作用来改善路面排水效果，如将公路两侧紧急停车带调整为护坡道路，适当下调道路两侧路面坡度。再次，根据路面排水需求，在路面两侧设置一定数量的排水设施，合理设定设施分布位置，或是引入海绵城市设计理念，避免受排水设施的排水能力限制而出现路面长时间积水现象。最后，消除公路路面结构的防渗薄弱环节，如在公路路面与桥梁衔接部位设置TST无缝伸缩缝，凭借TST材料的高温粘附特性，将高温熔溶状态的TST高粘弹塑性材料灌入槽口，使用海绵胶条添堵槽体缝隙，以此来消除搭板部位的路面缝隙。
（3）路床、台背与特殊地基的优化处理。在公路工程中，路床与台背等特殊部位的施工技术与性能要求较为严格，如果与其他路段采取相同设计方法，容易形成公路结构的薄弱环节，成为交通安全事故与质量通病的高发部位，难以实现工程预期建设目标，在诸多改扩建公路设计方案均存在这一问题。因此，在深化设计阶段，一方面，设计人员严格遵循《公路路基施工技术规范》等相关规范文件，结合工程情况，对填筑厚度、填料性能、填料成分等参数进行验算，将验算结果与规范标准进行对比分析，解决方案中的技术性问题与不合理部分。例如，在使用石灰水泥土作为填料时，将比例控制在2：6：92，将路床厚度控制在18 cm内，要求回填层表面平整无起皮现象。另一方面，采取相应设计措施来强化桥头路基与涵洞台背等特殊部位的承载性能，避免出现路基不均匀沉降现象，如采取土工格栅技术对路基进行加固处理，在现场布置若干数量的碎石桩来优化垫层。
（4）新旧路基加宽拼缝处理优化。在新旧路基加宽处理期间，由于原有路面往往存在裂缝与沉降等质量通病，如果直接开展加宽施工，则新旧路面的粘结效果无法得到保障，并影响到路面抗渗性能、路基接縫饱和度与结构稳定性。为解决这一问题，在改扩建公路设计方案中，既要对原有路面的缺陷部位进行修补处理，如采取表面封闭法和内部修补法处理路面裂缝，对路面沉降部位摊铺与压实沥青混合料层，设置干土水泥碎石桩来处理深部土壤地基。同时，采取公路路面拼接缝技术措施，尽可量减小公路两侧高差，在接缝部位垂直涂抹胶粘剂。
3 结语
综上所述，为延长公路使用寿命，全面提升工程经济效益、社会效益与环境效益，充分挖掘已有公路的剩余利用价值。因此，施工中要提高对改扩建公路路基路面优化设计工作的重视，结合工程情况灵活采取多项优化措施，解决初步设计方案中的技术性问题，为工程质量提供保障。
参考文献：
[1]陈亚强.改扩建公路路基路面设计优化措施分析[J].黑龙江科技信息，2017（15）：224.
[2]刘伟彬.改扩建公路路基路面设计优化措施探讨[J].中华建设，2019（8）：148-149.
[3]郜鹏飞.试析改扩建公路路基路面设计优化措施[J].四川建材，2019，45（2）：181-182+185.