原路现状调查与评价应针对改扩建设计需求,路桥设计,按照各专业特点与内容分别进行,采用资料收集、现场调查、测量、试验检测等方法收集有关的信息和数据,运用经验判断、指标对照、统计分析、结构计算等方法,从行车安全性、承载能力、稳定性、规范符合性、功能适应性等方面作出定性或定量的评价。
原有公路路基调查宜采用现场调查和勘探相结合的综合方法。
根据原有公路的路况,选择有代表性的路段,进行老路路基路面几何尺寸、弯沉、承载板测试,确定其回弹模量。必要时,宜对原有路基边坡承载能力进行检测。
软土地区原有路堤分析评价:
(1)分析评价原有路基的各种地基处理路段的软土地基固结度、固结系数、压缩变形发展规律和抗剪强度增长规律,确定原有路基的各种地基处理路段的软土地基固结度和剩余沉降(包括主固结和次固结)。
(2)分析评价原有软土地基处理方法的效果。
(3)分析评价拓宽改建路基与原有路基之间的稳定性和沉降、拓宽改建路基对原有路基稳定和沉降影响程度,确定新拼接或增建路基软土地基处理措施。
沥青路面调查评价:
1)按照现行部颁《公路技术状况评定标准》(JTG H20)的要求进行原有路面破损状况调查、检测,适当考虑病害的发展,计算原路面破损状况指数。
2)根据原有公路的路况进行分段,对路面排水状况进行调查。对沥青路面选择典型部位做现场渗水试验或取样试验。
3)进行弯沉和车辙检测,计算沥青路面强度指数、车辙深度指数。
4)选择代表性路段进行原路面平整度、抗滑性能检测,结合运营的历年检测资料,计算行驶质量指数、抗滑指数。
5)选择代表性路段对原沥青面层进行取样试验,试验项目主要为抽提试验、筛分试验,必要时可增加动稳定度试验、抗剪强度试验、粘结强度试验或筛分后进行有关原材料试验。
水泥路面调查评价:
1)按照现行部颁《公路技术状况评定标准》(JTG H20)的要求进行原有路面破损状况调查、检测,适当考虑病害的发展,计算原路面破损状况指数。
2)根据原有公路的路况进行分段,按照现行部颁《公路技术状况评定标准》的要求进行水泥路面承载能力评定。
3)对路面排水状况进行调查。
总体设计要点:
1 起、终点确定应符合改扩建规划要求,并宜选择在互通立交处;分期修建时,应考虑后期改扩建的预留条件。
2 设计速度:应综合考虑建设条件、交通量、工程规模等因素,在原高速公路设计速度基础上论证确定。改扩建工程经论证可分段采用不同的设计速度;设计速度分段长度不宜小于15km,特殊困难路段可经论证确定;相邻段设计速度差不宜大于20km/h,其变化点宜设置于地形地物明显变化处或互通立交等节点处,并做好前后路段的线形衔接与交通安全设施设计。
3 应根据预测交通量、设计速度、服务水平论证确定车道数。
4 整体式拼接加宽路段不得采用横向分幅分期修建的方案;纵向分段分期修建应根据路段交通流分布特点、交通组织影响范围等进行总体安排。
5 整体式拼宽路段,同向单幅间应保持变形的协调性,不应采用桥梁与路基相互拼接的形式。
6 对长大纵坡路段,应结合现有道路运行状况进行分析,因连续上坡而通行能力明显不足的路段应设置爬坡车道,因连续下坡而发生事故频率较高的路段应考虑设置避险车道。
7 软土地区原路沉降过大的路段,当路面加铺工程量过大,易引起原路再次发生较大沉降时,可结合后期养护采用一次设计、分期加铺的方式,但应合理选择纵断面指标,满足行车安全。
横断面设计:
1 路基标准横断面的各组成部分应满足功能要求。
2 采用局部分离新建的分幅设计方案时,各分幅的车道数应不少于2 条。
3 对于条件受限制路段,在满足视距要求的前提下,可采用调整中央分隔带宽度的设计方案,中央分隔带的变宽宜采用线形设计进行顺畅过渡。
4 在受原有上跨构造物限制,改造困难的局部路段,右侧硬路肩宽度可适当压缩,但宽度最小不宜低于1.5m,且须设置变宽过渡段,并加强交通安全设施设计。
5 原有路面直接利用时,拼宽新建部分路拱横坡可顺接原路横坡。
平面设计:
1 分离新建路段平面线形应尽量靠近原有工程,以节约用地。
2 应在对原路测量采点的基础上,进行平面线形的精确拟合设计。
3 整体式拼宽路段左右两幅可采用独立的设计线。
4 平面线形拟合:平面拟合设计线形应由直线、圆曲线、回旋曲线三要素组成。拟合设计应基本保持原路设计的平面线形,宜根据左、右幅中央分隔带边缘实测点位的平面坐标进行拟合,利用左、右幅硬路肩外缘的测点资料进行校核。平面拟合的主要控制点为隧道、桥梁、互通和分离立交等。
4 拟合精度:明式构造物等主要控制点宜控制在10cm 以内,一般路基路段宜控制在10~20cm 以内。
5 对于长大圆曲线可采用多圆复曲线进行拟合,以减小拟合误差。
主线分岔和合流:
1 主线分岔和合流的设计应符合车道数平衡的原则。
2 根据交通组成,选择合理的分岔和合流方式。
3 主线分岔段和合流段,宜设置在曲率半径较大的路段。
4 分离新建路段应保证新建路段线形与老路线形指标的连续均衡。
5 对于平面线形局部分离且间距较小时,应满足规范对平曲线长度的规定。
6 车道数变化的渐变过渡段,分岔段和合流段的渐变率应分别为1: 40 和1: 80 。
7 主线分流鼻端之前,应满足规范规定的判断出口所需的识别视距。条件受限制时,识别视距应大于1.25 倍的主线停车视距。
纵面设计:
1 改扩建后的纵面线形技术指标应满足现行规范要求,个别困难路段不能满足指标时,应进行综合分析论证,采用相应的交通工程措施,确保运营安全。
2 纵面线形拟合设计:对于整体式拼接路段,可按左、右幅的路基设计标高分别进行拟合设计,以提高拟合精度。应以原有明式构造物为控制点。与原路面加铺、补强设计方案相协调。除净空以及构造物限制外,宜采用“宁填勿挖”的方法进行设计。拟合误差平均值一般路段宜≤±5cm,明式构造物路段宜≤±3cm。特殊困难路段可采用高次抛物线进行拟合设计。桥头处的拟合纵坡差值,应设置渐变段进行高程渐变,其渐变率应≤1:1000,长度应≥10m。
3 当受构造物控制且纵坡不大时,对于不能满足最小坡长的局部路段,在满足视距的前提下,可采用3s行程来控制竖曲线的最小长度。
路基:
应掌握公路沿线的地形、地貌、地质构造、水文地质、地基土性质、不良地质的发育情况,了解原有路基施工及使用状况,对原有路基进行充分调查、合理评价,在此基础上分析拼宽路基、分离增建路基对原有路基变形、稳定的影响,分析对原防护、排水设施功能的影响,采取合理的改扩建方式和具体工程措施,保证改扩建公路路基的强度和稳定性,并满足使用功能。
拼宽、分离增建部分的土基回弹模量值应不小于40Mpa;拼宽部分土基回弹模量宜不小于原路土基回弹模量。应重视新老路基间的相互影响。采取必要的工程措施,减少分离增建路基或拼宽路基对原有路基沉降和稳定产生的不利影响;拼宽路基和原有路基之间应控制差异沉降并保持良好结合。
改扩建时,应对原有路基病害和隐患进行处治,使满足使用要求。
应维持或改善原路中央分隔带及超高路段排水设施功能;原超高路段排水设施损坏的宜进行修复,功能不满足改扩建需要的则应进行改造或重建。
路床拼宽
1 路床填料应采用水稳性好且符合《公路路基设计规范》(JTG D30)要求的材料。
2 路床拼接部位应增强补压,确保拼接密实;受老路渗水影响,强度不足时,可采用换填、掺灰改良或排水等措施进行处理。
填方路基拼宽:
1 地基表层处理,应视原路范围地基表层处理措施及现状地表情况,采取相应措施,满足上层路基填筑压实要求,并与原有路基地表的排水设施做好衔接。
2 填料应符合《公路路基设计规范》(JTG D30)要求,且宜采用与原路基填料性质相近或更利于拼接的材料。
3 当采用细粒土填筑时,应注意新老路基间的排水设计,必要时可增设盲沟,以排除路基内部积水。
路基拼接:
1 在保证路基稳定的前提下进行清表设计,宜清除旧路边坡绿化、圬工,清除表部未经充分压实的土或其它不适用土。
2 新老路基宜采用台阶拼接,台阶宽度不宜小于1m,开挖、填筑方式。当拼宽宽度过小时,可采用超宽填筑或翻挖原有路基等措施。
3 结合面以外不小于2m的范围,应增强补压,确保拼接密实,并加大检测频率。
4 拼接部可采用铺设土工合成材料的增强措施。
5 特殊填料路基拼接
填砂路基、粉土路基、填石路基、粉煤灰路基、膨胀土路基拼接时,宜去除外包土再进行拼接,台阶法拼接困难时可采用单坡填筑拼接,并设置必要的防、排水措施。
原路肩式挡土墙路基拼接时,上部支挡结构物应予以拆除,拆除高度不宜小于路床底面以上;剩余未拆除的部分不应对新的路面结构层受力变形产生不利影响,并应对下部路基拼接提出相应要求。
高路堤与陡坡路堤拼宽
1 高填方路基的拼接,可采用改善路基填料、提高压实要求等措施减小差异沉降。
2 路堤稳定性
1 高路堤及陡坡路堤拓宽,除应对路堤堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性作验算外,还应对沿新老路堤结合面及斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性进行验算,沿新老路堤结合面滑动的稳定性验算方法可采用不平衡推力法,安全系数不应小于1.3。
2 高路堤及陡坡路堤拓宽,原坡脚支挡结构物不宜拆除,拼接填筑时临近结构物处可采用小型机具薄层夯压密实,并应做好排水的衔接设计。
3 高路堤及陡坡路堤拓宽,应对拓宽路堤和老路堤的变形与稳定实行动态监控,明确观测的路堤段落、观测项目、观测点布置、观测要求及控制标准。
挖方路基拼宽
1 深挖方路段,经论证,在满足安全的前提下,可采取以下措施,减少深挖方路段的开挖量及对营运的影响:
——缩小土路肩,碎落台等宽度;
——上部边坡加强支护、下部调陡坡率;
——增设棚洞结构。
2 石质挖方边坡开挖方案应综合爆破、清渣、调运、路面保护要求等因素,进行综合分析;宜采用光面爆破、预裂爆破等控制爆破技术减少影响,并对行车、路面等应采取有效的保护措施。
软土地区路基拼宽
1 在对原路沉降与稳定状况作充分调查和评价的基础上,根据沉降协调的原则进行拼宽软基处理设计,并应满足稳定性要求。两侧拼宽地质变化大时应分幅设计。
2 沉降与稳定
1 拼宽路基沉降控制
1)工后沉降计算年限采用15年。
2)拼宽部分路基工后沉降:桥头处不大于5cm,通道及涵洞处不大于10cm,其它一般路段不大于15cm。
3)差异沉降控制原则为路面不开裂。
分离新建路基沉降控制:桥头处不大于10cm,通道及涵洞处不大于15cm,其它一般路段不大于30cm。
面层施工控制指标:连续2个月沉降速率小于3mm/月。
4 稳定控制标准:施工期和运营期的路基整体稳定性。
路基拼宽的软基处理方法
1 应根据软土层厚度及其指标、填土高度、沉降控制标准等,对各路段分别进行计算分析,综合施工方案、造价、工期等因素确定合理的处理方案。
2 与结构物相邻路段或原有路基沉降已基本完成的路段,应考虑施工期沉降过大对结构物及老路基的影响。
3 沿河塘、傍山、高填土、深厚软土路段宜采用复合地基或泡沫混凝土、EPS、EPS颗粒混合土等轻质路堤,或采用两者结合的方式。
4 应重视拓宽地基处理施工对老路堤或临近构筑物的挤土、震动等影响;软弱粉土或粉砂土地基,不宜采用振动成桩工艺,避免液化现象。
5 软土地基路堤,在满足路堤稳定的前提下,宜加大坡脚开挖宽度,地基处理尽量向原路靠近,以减少新老路基差异沉降,必要时可增设边坡桩。
新建路面
1 应根据老路路面使用状况,合理选择结构形式,进行针对性设计,解决和控制路面早期损坏,提高路面耐久性。
2 新建路面结构设计应考虑原路面结构形式、结构材料类型及结构组合,宜保持一致。
原路面处治
1 应以消除原路面结构病害为目的,遵循充分利用原路面的原则。
2 根据原路面调查与评价结果,合理划分可利用路段和处治路段,综合确定处治方案。处治后路面强度及性能应满足设计基准期内的使用要求。
3 原沥青路面处治方案
1 根据检测评价结果,判定老路路面是否可直接利用。
2 老路面直接利用的路段,当其路面表面功能不满足要求时,应采用罩面方式,罩面层类型宜与新建路面上面层一致。
3 病害处治可按现行养护规范进行。
4 当采用罩面、补强等方式时,原路面横坡不足的应同步调整。
4 原路面加铺后其上通行净空应满足现行规范规定。
5 原桥梁、隧道的沥青路面病害处治时,宜采用铣刨重铺的方式进行修复;当需增加原桥面铺装厚度时,应满足桥梁结构承载及使用要求。
路面拼接
1 路面结构拼接设计应考虑不同结构层的层间协调以及施工的方便、可行,加强新老路面的连接,控制拼接部位的反射开裂和渗水。
2 路面横向拼接应考虑车道布置,基层拼接缝位置宜尽量避开轮迹带;拼接前应检查老路结构边部松散状况,不满足拼接要求时应采取超挖等措施。
3 路面横向拼接
路面横向拼接宜采用台阶搭接方式,基层、底基层台阶搭接宽度不应小于0.25m,面层台阶搭接宽度不宜小于0.15m
路面纵向拼接
1 新老路面结构层纵向拼接设计时,可在接缝部位设置土工合成材料连接层,以减缓路面结构在拼接部位反射裂缝的产生。
2 纵向分层拼接时,每个结构层的拼接台阶长度应不小于2.0m。
3 纵向拼接区域的四周应作防水设计或明确施工阶段需采取的防水措施。
再生利用
1 遵循“环境保护、资源循环利用”的原则,充分利用老路路面挖除的材料,采用再生技术用于改扩建工程;无法利用的材料应集中妥善收集处理,不得污染环境。
2 再生方式选择应综合考虑环保、经济性、施工便利等因素,经过充分论证后确定。半刚性基层材料优先考虑就地冷再生方式,沥青面层材料优先考虑厂拌热再生方式,水泥混凝土路面如果移除或破碎,可采用工厂集中破碎方式或现场破碎方式进行破碎。
3 无论采用何种再生方式,对于再生半刚性基层材料和再生沥青混合料都应预先进行再生混合料组成设计,确定再生施工工艺控制标准和质量检验与控制标准。
4 再生的基层混合料可用于老路的基层;再生沥青面层沥青混合料可用于沥青下面层,不得用于路面表面层;破碎的水泥混凝土材料可用于路面结构底基层或路床。