【摘 要】: 本文簡單介紹了關于老路改造升級的設計方案，以及新老路基縱縫處理、新老路面處理、涵洞接縫處理及老橋加固設計。
【關鍵詞】: 老路改造;升級;公路等級提高;設計方案;加固
Abstract: This paper simply introduces to upgrade design scheme on road reconstruction, as well as new and old roadbed longitudinal seam processing, pavement treatment, culvert joint treatment and reinforcement of old bridges design.
Key words: the old road rebuilding; upgrade; highway grade enhancement; design scheme; reinforcement
中圖分類號：U212.38 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，隨著國民經濟的快速發展，交通量迅猛增長，現有的公路已不堪重負，難以承擔交通運輸發展的需求，不能滿足地方經濟發展的需要，亟待改造升級。目前國家、地方各級部門加大了對交通基礎設施的投入，公路管養部門提出了對干線公路網實施網化改造工程，對干線公路逐步實施改造。老路改造升級應遵循“符合標準、因地制宜、盡量利用老路、造價較低”的原則。通過區域內多條公路改造的設計，對公路改造設計有一定的體會和認識，就老路升級改造設計中有關問題進行論述。
1 老路現狀調查
由于是對原有公路改造，對老路現狀調查十分重要，老路的現狀直接影響到改造方案、工程投資。
1.1平、縱線形現狀
由于現階段進行改造的干線公路一般修建時間較早，修建時的測量技術、水平較低，工具相對落后，精度不高，且近年來經過多次養護改造，老路的平縱線形通常達不到規范要求，需要部分調整;即使有設計圖紙，平面線形已與原設計圖紙有所偏差，原設計圖紙平面數據不能采用，故必須重新采集有關數據。一般情況下，可以采用GPS對老路線形進行踩點擬合、測量縱段高程等指標。老路線型較好或者微調能滿足規范要求的，在平縱面設計中考慮充分利用老路;如果老路線形極差，如彎道、偏角、半徑、交點間等均不滿足規范要求，且受地形、地物的限制，則考慮改線。
1.2路基、路面現狀
路基、路面現狀調查包括路基、路面寬度、病害，結構形式及近幾年養護改造情況等。只有對老路路基、路面情況充分了解，在路面結構補強設計時才能心中有數，設計方案才能經濟合理。
1.3彎沉測試
為評價老路路面結構的整體強度，應對老路面進行彎沉測試，對測試結果、路面結構情況分段整理計算，以便于下階段路面結構補強設計。
1.4橋涵現狀
結合區域河網狀況，采用拓寬改造還是拆除重建由橋涵現狀決定，所以應對老橋涵的跨徑、凈寬、荷載標準、結構形式、使用情況、病害、通航要求、橋頭接線線形等做充分、詳細的調查，對大、中橋荷載標準不能確認時，應做承載能力試驗。
2 主要技術指標的選用
2.1公路等級
公路等級應根據公路網的規劃和遠景交通量，結合公路的功能、性質從全局出發綜合確定。
2.2設計車速
設計車速一般根據公路等級采用，但是在實際應用中，結合公路的功能、性質、交通組成等綜合因素確定，特別是老路改造工程，應順應地形地物，在保證行車安全、舒適的前提下，從經濟合理的角度出發，靈活選用。對位于城市出入口的一級公路，混合交通嚴重，車速不宜太快，可參照城市道路標準，采用80km/h的設計車速;對于二級公路，一般情況下應采用80km/h設計車速。
2.3路基標準橫斷面
路基橫斷面直接影響到工程的規模和投資，路基標準橫斷面應根據公路等級、交通量預測分析結果選擇，同時又應綜合考慮路段功能性質及交通組成，結合地形、地物、城鎮規劃，以及綠化美化和環保，采用既能滿足道路通行能力、與城鎮規劃相適應又經濟合理、適應地形地物的橫斷面。
3 路線線形設計
3.1設計原則
公路是一種帶狀構造物，在保證使用任務和經濟合理的前提下，應盡可能保持較高的安全性和舒適性。公路線形是三維的立體線形，是平、縱、橫三方綜合體，線形設計應對其進行綜合設計，保持各要素間的協調一致，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。公路的線形運用在很大程度上取決于工程投資與線形舒適性的平衡。在線形設計中應著重考慮線形的連續流暢和立體線形設計，并應順應地形，地物，與環境協調一致，對于老路改造工程應靈活運用線形設計指標，在困難地段適當調整，在滿足線形要求的前提下，充分利用老路。
3.2平面線形設計
平面線形設計時，在一般較為順直的路段，盡可能采用較高的指標進行調整，以求改造后達到良好行駛條件;在較困難路段，應充分利用規范允許的曲線組合，在滿足技術指標的前提下，充分利用老路;在老路線形極差且又受地形地物限制無法調整時，應考慮改線方案。
對于老路改造工程，路線定線時，應以老路為主要控制物，充分利用老路，同時還應將大型建筑物、大河等作為控制點。穿越城鎮區域時，應注意結合地方發展，盡量與城鎮規劃相協調。在設計前可采用GPS技術，進行平面控制，對原路中心進行線形采點，利用有關計算機軟件進行線形擬合設計，確定平面線形。
對老路進行加寬改造時，確定合理的路線方案尤為重要。對于老路改造來說，主要有兩種方式進行加寬處理：沿老路中心布線，兩側加寬;利用現有道路為一幅，進行單側加寬。究竟采取哪種加寬方式，必須結合地形，考慮構造物的加寬、建筑物的拆遷、施工以及社會影響等綜合因素，擬合多條線形，進行技術經濟比較，確定合理線形。在平面線形方案初步形成后，應征求沿線地方政府及交通主管部門意見，盡量使路線方案使各方滿意。
3.3縱斷面設計
縱斷面設計時，應注意以下幾方面：
1、滿足各控制點的高程要求
一般有橋梁、相交道路、城鎮等。橋梁設計高程應滿足橋下通航凈空要求、設計洪水頻率要求以及建筑高度;對立體相交的道路要滿足本路和被交路的行車凈空要求，對平面交叉的道路要順適銜接;路線穿越城鎮時應盡量與規劃、地形、地物相一致。
2、充分利用老路路面結構
縱斷面拉坡時，應盡量擬合老路，避免大填大挖。在老路路面情況較好時，為充分利用老路路面結構，盡量不要開挖老路，使補強厚度最大限度地接近填高。
3、其它
老路改造縱斷面設計時，為充分利用老路，一般縱坡較碎，坡長較短，但在有條件時，還應盡可能取較高的指標，以求良好的行駛條件，并適當注意平縱組合，使縱斷面方案不但經濟合理，而且有良好的線形。
4 路基裂縫處理設計
老路改造升級處理好路基裂縫是關鍵，由于老路路基運行幾十年了，沉降早已結束，而新路路基又會產生新的沉降，故新老路基聯接處及路基縱向兩側易產生不均勻沉降，所以聯接處應特殊處理。處理辦法主要有強夯壓實、利用土工格柵等。
強夯壓實，人為使其提前沉降變形。在新老路基聯接處，先將老路路基挖成臺階，填筑開山石料，分層強夯壓實，使其提前變形;在路基頂面95區，填筑砂礫層，這一層即能起到盲溝的作用，不會破壞原水流通道，又能起到吸收部分變形的作用。
土工合成材料具有質量輕、整體連續好、抗拉強度較高、耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好、施工方便等優點，已廣泛運用于公路工程，特別是軟土路基。利用土工格柵，防治地基不均勻沉降及新老路結合處產生的裂縫，是處理新老路基裂縫的另一種方法。其做法是：在路基底面新老路基結合處(縱縫處)鋪一層土工格柵，再分層填筑，最后在路基頂面再鋪一層土工格柵，其上再鋪筑一層30cm厚的砂礫。
5 路面結構補強設計
路面結構補強設計時，應根據原老路路面結構具體處理。
5.1舊水泥混凝土路面
當老路路面為水泥混凝土路面時，一般先測試混凝土板塊彎沉，根據彎沉測試結果綜合路面其它情況先對老路面進行處理。當老路面較好時，對老路面不予處理;當老路面一般時，對混凝土板塊進行鉆孔壓漿處理;當老路面較差時，應新澆砼板塊。在對老路面處理后，一般要在上面加鋪補強層。一般采用瀝青面層作為老路面的加鋪層，這種形式的路面結構有點為舊水泥砼提供了穩定、堅實的基層，瀝青路面提供了行駛舒適的面層。為防止和延緩舊水泥混凝土板的反射裂縫的發生，通常要在舊水泥混凝土裂縫和接縫位置鋪設土工格柵、土工布或粘貼改性瀝青油毛氈。有條件時瀝青表面層采用改性瀝青SMA結構，其防反射裂縫的效果更好。
5.2舊瀝青路面
舊瀝青路面病害較嚴重路段，可以做成冷再生路基，然后鋪設路面。一般路段利用老路路表彎沉測定結果，計算出代表彎沉值，并反算成老路路面當量土基回彈模量，再按彈性層狀體系理論計算加鋪補強層厚度。在加鋪前需刨毛老瀝青面層。
5.3舊碎石路面
對泥結碎石、級配碎石路面改建成高級路面時，一般將舊路豁松、打碎，摻灰處理，使其成為底基層，然后再根據彎沉情況加鋪補強層。
6 橋涵改造設計
在老路改造工程中，橋涵一般需拆除重建或拓寬改造，決定橋涵拆除重建還是拓寬改造主要從以下幾個方面考慮：
1、原橋涵是否滿足設計荷載標準;
2、原橋涵是何種結構形式，服務年限多長，使用狀況如何，利用價值是否大;
3、原橋涵是否滿足排洪要求，航道上橋梁是否滿足通航要求;
4、是否限制路線平、縱面線形。
對老橋涵進行上述四方面分析，在經濟上、技術上進行比選，根據實際情況決定老橋涵拆除重建或拓寬改造。一般老橋涵均荷載標準低，結構形式較差，加固改造技術復雜，工程難度大，而且許多老橋為保證橋梁和河道正交，橋頭接線線形較差，所以老路改造時大多數拆除重建，小部分情況較好的拓寬改造。對于利用的橋涵可采用如下加固處理方法：
6.1涵洞的處理
根據外業涵洞調查結果及水力計算，老路涵洞可分為兩類：一類為孔徑較小，升級后路幅增寬，不能滿足排水要求，且容易堵塞，疏通困難，這類涵洞不能利用，須全部拆除，在原址或附近增大孔徑新建;另一類為孔徑較大，能滿足排水要求，這類涵洞采取一端或兩端接長的方法處理，新老涵洞連接處采用瀝青麻絮或其他防水材料進行填塞。
6.2橋梁的處理
對老橋根據實際情況，采取不同的方法對橋梁上部結構進行加固。橋梁上部結構加固的方法主要有：
1、橋面補強層加固法：在梁頂上加鋪一層鋼筋砼層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度、改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達到提高橋梁的承載能力的目的。加固設計計算的前提是，補強層能與舊橋面板結合良好，能成為一個牢固的整體。加鋪層的厚度與配筋視加固需要而定，一般補強層的厚度采用8～20cm。
2、增大截面和配筋加固法：在梁底面或側面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強度，從而達到提高橋梁的承載能力的目的。
3、錨噴砼加固法：借助高速噴射機械，將新砼混合料連續地噴射到已錨固好的鋼筋網的受噴面上，凝結硬化而形成鋼筋砼，增大橋梁的受力斷面和補強鋼筋，加強結構的整體性，達到提高橋梁的承載能力的目的。
4、粘貼鋼板加固法：采用粘結劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在砼結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，達到提高橋梁的承載能力。
5、改變結構受力體系加固法：通過改變橋梁結構受力體系，達到提高橋梁承載能力的目的。
6、體外預應力加固法：對于鋼筋砼或預應力砼梁或板，采用對受拉區施以體外預應力加固，可以抵消部分自重力，起到卸載的作用，能較大幅度地提高梁的承載能力。
7、增設縱梁加固法：在墩臺地基安全性能好，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁，新梁與舊梁相連接，共同受力。
隨著我國經濟的發展，不僅國、省道要升級改造，縣鄉道路也要升級改造，采取必要的措施，采用切合實際的設計方法，科學合理地利用老路，有利于節約土地資源，保護生態環境，減少建設成本，還能取得很大的社會效益。
【參考文獻】
[1]《公路土工合成材料設計原理及工程應用》周志剛、鄭建龍著
[2]《公路舊橋加固技術與實例》 諶潤水、胡釗方、帥長斌著
[3]《公路》2002年第1期 張超等：水泥砼道面加鋪瀝青砼面層后反射裂縫的防治
