老路改造设计常见问题研究

葛 华

中亿丰建设集团股份有限公司 江苏 苏州 215100

近年来，国内许多旧公路的改造项目正在加紧进行。按级别划分，分为二级和一级；按功能划分，既有分散型道路，也有主干道路。总体来说，在道路的设计中，考虑到了不同等级和不同功能的道路。在旧公路改造中，存在着与新旧道路改造方案存在的共性问题，即线位资源、平面平面、纵断面、集镇路段横断面形式、排水方式等[1]。本文就这些问题进行了整理，以期为同类项目提供一些参考和参考。

1 线位资源问题

在规划中应对更新后的道路所服务的区域、控制点进行清晰的界定，并与旧公路的平面状况相联系，进行全面的规划。国土资源是我国最珍贵的自然资源，在我国实行节俭的原则下，必须对国土的使用情况进行全面的分析，并尽可能的节省。由于旧有的道路控制点是根据当时的社会经济条件而决定的，因此，在改建过程中要考虑到地区经济的发展状况，重新审视原有的控制点。控制点和廊道是工程建设的基石，如果改变，不仅影响工程规模，影响路网结构，影响地区路网的整体效益，因此必须谨慎，设计者要认真考虑，尽可能地充分发挥原有道路的优势，以保证路网的合理性[2]。路是自然之路，不能独立于外部的自然之路，必须从自然景观、人文景观、山水格局、生物圈等等方面进行全方位的剖析。充分了解旧公路的背景，对旧公路进行改建，可以使其具备“灵性”。

好的建筑设计，可以起到很好的效果，比如优化水系分布，防火，分隔空间，既不会造成破坏，也会优化环境。背景-底层的解析最开始源自城市设计，作者发现城市设计与道路设计在一定的层次上有着令人惊讶的相似之处。因此，必须加大对相关领域的学习力度，吸取其精华。

2 道路与城镇的连接方式问题

现有公路与乡镇之间的联系主要有三类：环线迂回（整环或局部环线）、穿越式和分隔式。要根据城镇规模、布局结构、自然地形、经济发展水平、城镇发展布局等因素进行合理的调整，并按下列原则加以综合考量。

2.1 着眼于城镇综合交通运输体系

城市道路的转口运输主要是为城市的转口运输和出境运输提供便利，但也只是地区运输系统中的一种，其流量属于地区运输流量。在城市整体交通系统中，公路、铁路、航空、水路、管道和城市公路是相互独立、相互配合的综合交通系统，是城市整体交通系统的重要组成部分[3]。所以，在城市道路规划中，要充分发挥城市综合交通系统的作用，并与城市的整体交通系统协调协调。

2.2 结合公路的功能定位和城镇性质

至于集散道路，其目标是通往城市，并应与城市主干道路相连接；对主要以中转方式通行的干线道路、不经市中心、上、下少量客货临时停靠（或在市内过夜）的车辆，应尽可能地从城镇外围通行，不干涉市内的运输。若要实现转口道路既具有联系市近郊地区的作用，又应采取沿城市主干道的形式。在主干道上，为了降低过境车向市区的影响，可以在道路和道路交汇处以及城市出口周围设立加油站、停车场等，为临时停靠的过路汽车提供一定的方便，既方便了司机和旅客，又可以防止多余的汽车进城。同时，由于道路与城市之间存在着一种动态的相互作用关系，因此，在城市规划中，道路规划不仅要给城市发展留下一定的发展空间，而且要给道路本身的发展留下足够的发展空间。要正确预测城市的功能分布、城市空间格局的演变，并采取适当的交通运输途径[5]。

3 平面设计问题

3.1 小偏角问题

在旧公路改建方案中，小偏角是一个普遍存在的问题。有的情况下，为了尽可能地充分地使用旧线路，容易产生平面线的局部小倾斜度。由于其较小的角度，造成了视觉曲率比真实曲度高的假象，影响了线条的连贯性和美感，并易造成司机的误解。改进方法主要是确保最短的小倾斜线，提高了运输的安全性。

3.2 直线长度不够问题

在旧线路改建方案中，线路长度不足也是一个普遍的问题。当同一圆弧之间的直线长度很短时，很难被人从视觉上忽略，造成两条曲线错做一条，并且很可能将两条曲线之间的平行线视为逆向弯曲，也就是折腰。国家有关标准中，时速在60公里/小时以上的道路应采用6 v型。对于旧公路改造的限制，可以对其进行改进。如果在允许的情况下，利用坡度和人工栽种障碍物，可以避开所有的短程，也可以避开所有的垂直弯道，减少倒转的假象。如果两条逆向曲线的指数相差很大，则应在两条相反方向上分别设定一条不少于2 v的直线段；在两个平面的指标比较均衡、运行速度不高的情况下可以适度的进行[6]。

对于长线的运用，国内有关标准中，设定长度小于20 V，以防止司机的疲劳。当旧公路改造不能满足要求时，可以采取技术措施，改变纵断面，改变路边的环境，并在长线末端不设平直曲线。

3.3 平曲线参数问题

在设定平面曲线的参量时，可以采用侧向作用力因子μ<0.1进行调节。在江苏等微丘区，按照国家的数据，R=2000～3000 m的事故发生率是最低的（从普通的最大半径到没有极小的最大半径）。在有可能的情况下，最大限度地选用了最小的安全系数，同时，在R=100m的情况下，缓和曲线的参量应该与圆弧的参量保持一致。在R小于100 m时，A>R；在R=1000～3000 m的条件下，A=R/2～R/3；若R>3000m，A

4 纵面设计问题

国内有关标准中，纵坡指数以大货车为代表，小客车、空载货车或其它轻型汽车，纵截面的最大纵坡、坡长限制、平均纵坡等可减轻甚至不受限制。纵段的设计应综合考虑道路平面、老路纵面及最小路面的最小铺装厚度，确定合理、经济、合理的纵段曲线[7]。

4.1 最大纵坡与最小纵坡

《公路工程技术标准》TJGB01-2003对公路工程中最大纵坡的确定进行了规定，其中最大纵坡为：货车爬坡能力、公路通行能力、下坡制动安全性、事故率、油耗、环保及工程成本等。结果显示，斜坡超过3%的道路发生事故的概率比平坦地区高2个以上，而在国际上，当斜坡超过3%时，必须进行环保评估。本着以人为本、安全第一的原则，根据公路交通组成、地形地貌等的具体条件，提出了最大纵坡度为3%，在机非混行段为2.5%。以小型汽车为主的道路，在采取大的纵坡度可以大幅度减少项目成本的情况下，可以适当增加最大纵坡度。过去，为适应公路纵断面的排水设计，采用了最大纵坡度0.3%。若无侧分流而采用溢流排水，则在整体斜率满足一定条件下，也可以将其作为一种合理的坡面。旧公路改造工程中，由于坡面平整，可以很容易地进行调整，若使用柏油碎石做铺面，则可以大大降低工程成本[8]。在有侧分带区和中间隔离区时，应在内侧设置管道，以防止分流口影响行人和非机动车辆。

4.2 坡长

《公路工程技术标准》TJGB01-2003规定，根据8 t货车在斜面上的爬行特性，结合斜面进口的速度和容许的车速，对斜面纵向的长度进行了限定。前面已经指出，在重建道路上，若以轻便汽车为主导，若能打破斜坡长度指数，则可以大幅减少项目成本，则可以适当地放宽斜坡长度的限定。

5 横断面设计问题

5.1 超高

本文根据高速公路的具体情况，提出了最大超斜坡系数i≥4%的方案。这是由于下列原因：(1)在高速行驶时，由于道路拱桥的超高横向斜率很大，但行驶速率很慢，或者存在逆风时，载重高的卡车也很可能发生内倾，而实际上，由于运输社会的发展，运输工具中的大体积货物占了很大的比重，因此，越小的斜坡对行车的安全性就越好；(2)在城市区主干道上，有非机动车辆通过，使斜面变得更为舒适；(3)减少横坡使路体的整体外形更为协调。

5.2 城镇段断面布置形式

旧公路通过镇时，要把公路与镇之间的联系，综合地加以分析。若要迅速穿越城市，可采用高架桥梁，以避开城市间的分割，可论证采用3.5米、3.25米的道路，以减少项目成本；若同时具有为城市提供便利的功能，应当在道路两侧设立相应的人行道和非机动车道。在旧道路改造为一类道路时，应在道路上设置中心分流车道，在限制的情况下，应设立刚性隔断装置进行改造。

6 平、纵线形设计

旧公路改造方案的规划方案，要与原有线路形状相符合，同时要与相关单位、当地政府、周边住户协商，以最小化土地面积。对于扩容改造旧公路，非城镇段的平面定线加宽应尽量采用单一边宽，旧公路边的土坡路基作为改造后的路基。在城市道路（道路宽度达到规划图的规定）时，为避免房屋的拆除，应将规划的平面规划线设置在道路中央。对于已有较少加宽的改造工程，在方案确定时，应尽可能使原道路的路堤中线或旧公路的路基宽度相等。改造工程的方案与新建筑方案是有区别的。由于旧线路原有的线型和经费限制，原有的平面线型不能完全摆脱旧有道路进行全面的改建，若采用合适的减法，在满足现有条件下，还可以增加旧线路的使用量。线路纵截面的设置与道路的结构补强是相互补充的，道路的纵坡与道路的构造条件有较大的关系，应当尽量保证纵坡的调节数值接近于老路的加厚，而坡道长度不能过大，可以按照下列程序进行[9]：

6.1 调查老路

对旧公路的修建时间、旧公路的构造构成、旧公路的维护与保养记录、道路的排水状况、地下水的状况、洪水灾害等进行了全面的调研。

6.2 考虑老路现况

根据现状，旧公路的弯曲变形，旧公路的表面条件，例如不平、凹陷等。在此基础上，应充分利用桥梁和桥梁的顺接性，调整与公路荷载试验的成果协调一致，从而尽可能地将大截面的加铺层与承载力不足的截面相叠加，从而降低反射裂纹的产生。

6.3 考虑旧路的横坡度和超高

在进行线路拉坡时，也要注意到老公路的横向斜率和超高。在道路两边均等宽度拓宽时，按原道路中间线的纵向断裂进行控制；在采用单边加宽、两侧不等宽加宽的情况下，还需对中线标高进行调节，从而得出更合理的纵向剖面设计。

7 排水方式与细部设计

7.1 排水方式

旧城区的排水系统的改造，应当遵循功能完善、自然和谐、田路分离、维修方便等基本理念，保持并持续自然的“水势”。

7.2 细部设计

旧公路的排水方法多为砖砌块石边，并且其大小较大，大量裸露在外，看起来非常僵化。江苏省的低填区多为低填区，尤其适合使用地下埋设排水，并具有良好的排水景观效果。

8 道路改造设计中老路路面利用

8.1 老路路基、路面存在的问题及成因

8.1.1 路基、路面改造工程存在的问题

（1）路基沉降问题将会引起路面板块断裂、沉降、松散，不但会对路面的防水性产生不利的作用，而且还会增加路基沉降面积和路基翻浆的风险，严重地危害了公路的交通和交通的正常运行。（2）道路交通事故。普通公路由于年代久远，路面会出现不同程度的裂缝，例如路面开裂、不规则裂缝等，如果裂缝扩大，会对交通的安全性造成很大的威胁。（3）新老路基的交接点发生了错位，也就是新老路基的交接点产生了纵裂，并在裂隙中发生了错位[10]。

8.1.2 路基、路面改造工程问题的成因

（1）填料的性质恶化。在各种旧方法中，存在着一定的材质特性问题，例如：材料的耐水性下降、填料压不充分、处理不当等。（2）排水渠的问题。由于旧公路两侧的排水不畅通，很有可能会让地基长时间处于淤积状态，这种淤积的地基若不能及时进行有效的治理，很容易对地基产生损坏。

8.2 道路改造设计中的老路路基利用

8.2.1 老路基的处理

在旧地基改建时，可用它来做地基地基。首先要进行路堤的病害勘察，对已有凹坑和松散的路面进行更换处理，并将开裂的路段进行开挖，并进行新的道路填平。在旧的沥青路面上，通过去除原来的沥青拌和物，避免由于日晒而损坏。边沟槽的治理应注重清除堵塞的泥沙，加固边沟的构造。

8.2.2 加宽路基填筑

老路的较窄时，要把旧路拆下，再填土，在拓宽旧路面时，尽量保持原有路面的尺寸不变，以免造成路面局部塌陷等问题。而在道路的边坡段，则应注重梯级的发展，以使新的碾压地基充分覆盖旧的石级，从而达到整体的抗压抗陷性能。另外，水泥道路必须在水泥混凝土外面加横梁，以避免以后的道路裂缝。

8.3 旧混凝土路面处理措施

（1）对老混凝土路面进行养护，在满足要求后进行沥青面层的施工。若旧路的总体状态较好，能够满足用作公路承载能力的需要，则在旧路的基础上进行修补，然后再铺设新的沥青面层，在施工期间应注意避免产生反光裂纹，在接头部位铺设抗裂胶条或强力抗裂材料。在经济条件许可的情况下，可以选择 SMA的改性沥青。在改建期间，要注重对老路的仔细排查和综合整治。（2）冲击压实加固路基技术。利用冲击式压路机对老化的水泥路面进行冲击，利用撞击的力量粉碎旧的水泥地面，并对其进行挤压，使其在地基上压实，因破裂的水泥砖相互嵌合，具有一定的承载性，并可在底层地基上实现稳定，既节省了施工费用，又节省了大量的资金和环境。（3）粉碎石油化工工艺。破碎-石油化工技术是利用破碎机粉碎老混凝土面板，将其用作新的道路基础，然后在基础上铺设一层沥青混凝土或水泥砼，具有较好的抗反射性能[11]。

8.4 旧沥青路面处理措施

在老沥青铺装中，一般采用加固改造的办法。首先是对塌陷程度比较大的道路进行清理，确定了问题所在，然后进行挖掘，利用路表的弯曲测量值，并得出相应的沉陷值，根据某些原理进行了加铺层的加固处理。随着我国道路建设的迅速发展和资源的短缺，环保的观念越来越强烈，道路铺设技术也越来越受关注，在旧的沥青路面上，采用冷热再生技术，将老化的沥青混凝土再生，并通过再生技术，将原来的沥青混凝土再生，从而达到节约成本的目的。

8.5 抗裂水泥、稳定碎石的应用

近几年，随着交通流量的不断增长，公路上的超限现象越来越多，因此，防裂水稳定的概念就产生了。该设计可以用互相嵌挤的骨架，经过水泥或者细料的孔隙部分填充，可以形成结构密实的无机结合料。在2014年，该技术就在江苏省得到了应用。在旧路的路面上铺一层混凝土稳定砂砾层，用于调整坡度，增强路面的防水性，并在底层设置钢塑板，防止地基的不均匀下沉，增强建筑物的稳定性，并在24小时内喷上渗油剂，这种方法可以大大提高用户的使用期，节省资金。按照这个技术，一平方米可以节省3.5元，而且到目前为止，还没有任何开裂的迹象，为这项技术的推广打下了坚实的基础[12]。

9 重视交通安全设施设计

交通安全是公路安全的最终防线。在很多旧式公路改建工程中，因受各种因素的制约，常常采用限幅，如果忽略了交通安全设施的设置，就容易出现“黑斑”现象。因此，对有潜在危险的路段，应采取减速、摇摆、限速标志等安全措施，并采取减缓滑坡等技术手段，使公路的安全性保持在一个合理的范围内。“六个坚持六个树立”的首要原则就是坚持“以人为本，安全至上”，树立“主动性”的设计思想，并意识到“设计者”就是“生命线”。

10 结束语

随着老路改建项目的增多，一些技术问题往往具有一定的共性。必须在“六个坚持、六个树立”思想的指导下仔细研究、细心考证，建设精品工程，用好改造资金，更好地服务于人民。