高速公路擴建工程路基路面拼寬設計探討

劉鵬偉

陜西省交通規劃設計研究院有限公司 陜西 西安 710065

隨著我國經濟的高速發展，人口數量和車輛交通指標不斷提高，高速公路作為重要的交通干線，擴建提高通行能力已成為急切需求。在擴建過程中，為提高高速公路的通行性能和安全性，首先要改建過于窄小的路基和不合理的路面拼寬。高速路的路基跟隨歷次擴建不斷加寬，不同時期的路基設計標準略有差別，嚴重影響到高速車輛通行質量。同時，高速公路原有路面有其主次干線之分，需要科學合理地拼寬過渡，實現順暢連接，預防交通中斷。此外，施工過程中的環保土石方問題亦成科學發展觀下高速公路擴建工程的重點。因此，科學合理地進行高速公路擴建工程的路基路面拼寬設計是優化工程質量和減少社會影響的必由之路。正確處理好技術手段和經濟成本、社會環境影響的關系，對完善我國高速公路網起著重要作用。本文擬從路基寬度設計、路面拼寬設計以及設計優化等方面深入探討高速公路擴建工程的路基路面拼寬問題，旨在為相關高速擴建工程提供參考。

1 高速公路擴建工程基礎情況概述

1.1 我國高速公路建設情況

高速公路擴建工程是當前社會發展的重要課題之一。隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加速，交通運輸的地位日益顯著。作為現代化交通體系的重要組成部分，高速公路對于促進經濟發展、提高人民生活水平具有不可替代的作用。高速公路的建設為我國經濟的發展和社會的進步提供了重要的基礎設施支持，同時也改善了人民群眾的出行條件，促進了區域間的經濟和文化交流。

然而，我國高速公路建設仍面臨不少問題和挑戰。隨著高速公路建設的不斷推進和車輛數量的增加，高速公路的安全問題日益凸顯。老舊高速公路路況差，基礎設施建設未能與時俱進，導致車輛通過時事故頻發。此外，高速公路的建設也會對環境造成一定的影響，施工建材塵土飛揚和噪音都危害著當地居民的生存環境和居住條件，需要加強環保措施。

1.2 高速公路擴建工程路基路面拼寬設計理論概述

路基是指高速公路建設中所用的土方工程，包括路基填筑和路基加固。而路面則是指高速公路的行車道面層，其作用是承受車輛荷載，提供行車平穩性和舒適性。路基路面拼寬則是指路基和路面的寬度設計，即通過合理設置車道寬度和路肩寬度等參數，確保高速公路的安全性和舒適性。

路基路面拼寬的施工過程一般包括以下幾個步驟：首先，確定路基填筑的高度和厚度，進行路基填筑；其次，進行路基加固，包括路基夯實、加筋等工作；最后，進行路面鋪設，包括砼路面、瀝青路面等類型。在這個過程中，需要注意施工順序、施工質量等因素。

在進行路基路面拼寬的設計時，需要考慮到許多因素，如地形地貌、交通流量、交通組織等。一般而言，車道寬度和路肩寬度應根據不同車輛類型和行駛速度來合理設置，以保證交通安全；匝道和出入口的設計則應注意交通流暢和便于進出轉換。

高速公路擴建工程路基路面拼寬的設計是高速公路擴建工程中不可或缺的一部分，對于提高高速公路的通行能力和安全性具有重要的意義。

2 高速公路路基路面寬度設計影響因素

設計路基路面寬度是高速公路建設中至關重要的一項工程設計。路基路面寬度的合理設計不僅能夠提高公路的通行效率和安全性，還能夠有效地降低公路建設和維護成本。在進行路基路面寬度設計時，需要考慮多個因素，如行車速度、行車道數、綠化帶及路肩設計以及路基斜面比等等。

2.1 行車速度與行車道對路基路面寬度設計的影響

在我國高速公路的設計中，標準車道寬度一般為3.75米，行車道數一般為2-4條，設計車速一般為120公里/小時和110公里/小時兩級車道。在設計路基寬度時，需要根據車速對路基路面寬度的影響進行綜合考慮，以確保道路的安全性和通行效率。一般來說，一線城市的高速公路行車道數相對較多，需要更寬的路基來保證道路的穩定性和安全性。而二線和三線城市的高速公路行車道數相對較少，路基寬度可以相對較小。通常在設計時需要保證有2-3個主行車車道，1-2個緊急停車帶，1-2條加速道，一個中間綠化帶和兩條路肩帶。根據國內高速公路的實際情況，路基寬度推薦為3.5-4.5米。例如，當車流量小于3000輛/小時，單向車道寬度可為3.5米，而當車流量大于5000輛/小時，單向車道寬度應為3.75米。

2.2 綠化帶和路肩對路基路面寬度設計的影響

綠化帶和路肩的設計可以起到緩沖車輛碰撞、減少揚塵噪音和美觀性的作用。我國相關規定要求，在高速公路路基寬度施工時，需要保留一定比例的土地用于綠化帶和路肩的設計。綠化帶的寬度一般為10-20米，路肩寬度一般為2-3米。在路肩設計時，需要考慮車輛行駛時的安全距離和排水能力等因素。

2.3 地形和環境對路面路基寬度設計的影響

地形陡坡、隧道、橋梁等天然條件可能會影響路面寬度的設計。在設計路基路面寬度時，需要考慮這些因素對路基路面穩定性的影響，并采用相應的技術措施進行處理。

陡坡路段：在陡坡路段，為了保證路基路面的穩定性，可以采用挖土填方的施工方法。這種方法可以使路基的高度降低，減少陡坡段的坡度，從而減輕路面的承載壓力。此外，還可以采用梯形路基的設計，增加路基的穩定性。

隧道路段：采用隧道內斜坡的設計，可以提高路面的排水能力，并防止水流和泥石流對路面的影響。此外，還可以采用隧道內路肩的設計，增加緊急情況下的安全空間。

橋梁路段：采用懸索式橋梁或懸臂式橋梁的設計，可以減少對路面的承載壓力。此外，還可以采用橋梁內設置緩沖帶或防撞墻的設計，在車輛失速時也有多一重的安全保障。

山區路段：采用加固路基和加厚路面的設計，增加路面的承載能力和抗震能力。此外，還可以采用設置減速帶和提示標志的設計，確保車輛通過時能穩定在安全速度內。

在路基路面施工設計中還需要考慮路基斜面比的影響，路基斜面比的大小會影響到道路的排水能力和穩定性。在設計時需要根據不同的地形和天氣條件，綜合考慮路基斜面比的大小和坡度等因素。例如，在平坦地區路基斜面比可以適當減小，但在山區或多雨地區，路基斜面比需要增加以確保道路的排水能力和穩定性。一般來說，路基斜面比為1:2至1:3能滿足多種復雜的地形需要。

3 高速公路路基路面拼寬施工詳解

3.1 高速公路路基路面拼寬過渡段設計

在高速公路的設計中，拼寬過渡段的設計十分重要，它能夠有效地緩解交通流量壓力，提高道路通行效率和安全性。拼寬過渡段設計需要綜合考慮多種因素，包括確定拼寬終點、設計過渡坡度減少車速變化和調整高程匹配等。

（1）確定高速公路拼寬終點

在我國高速公路設計中，拼寬終點一般為標準車道寬度的一半。例如，標準車道寬度為3.75米時，拼寬終點為1.875米。拼寬過渡段的長度通常為100-200米，這取決于實際情況和交通流量。根據我國現有的公路規劃和建設標準，拼寬終點一般應該在公路的橋梁、隧道、立交橋、收費站、服務區等特殊路段前后的平直路段。在確定拼寬終點時，需要考慮車流量、行車速度和路段特征等因素，以確保拼寬終點的位置合理、通暢、平穩。

（2）設計過渡坡度減少車速變化

根據我國高速公路的實際情況，過渡坡度的大小一般為1%-2%。過渡坡度的長度一般為40-60米，以確保車速逐漸變化，減少車輛與車輛之間的沖擊和摩擦。

（3）調整高程匹配

高程匹配是指路面橫向與縱向的高程調整，使拼寬過渡段和相鄰路段之間高程平穩過渡，避免出現突然升高或降低的情況，減少車輛在拼寬過渡段上行駛時產生的沖擊和顛簸。在我國高速公路的設計中，高程匹配的一般做到1-3厘米最為適宜。

3.2 高速公路路基路面拼寬施工技術

拼寬施工技術是高速公路建設中的一項重要工程，它可以有效地提高道路通行能力和安全性。在拼寬施工技術中，拆舊建新、加寬原面和臨時性拼寬是常見的三種技術方案。

（1）拆舊建新

拆舊建新是指拆除原路面，重新建造拼寬路面的技術方案。在拆舊建新的方案中，需要考慮道路原有的條件，包括路基、路面和交通流量等因素。在我國高速公路的實際建設中，拆舊建新的方案通常適用于原路面條件較差的路段。在拆舊建新的方案中，新建路面的拼接處需要考慮拼接的寬度和高度，以確保道路的平整和通行安全[1]。

（2）加寬原面

加寬原面是指在現有路面上增加部分路基，以實現拼寬的目的。主要是在現有路面兩側增加部分路基，即路肩來擴大通行面。這樣能最大限度保留現狀，減少土方量，但需要注意加固地基和排水處理。加寬原面可以減少土石方量，避免重復施工，節約施工成本。在加寬原面的方案中，需要考慮路面的平整度和抗壓強度等指標。加寬原面的方案還需要考慮路面的高程匹配，以確保車輛行駛的平穩和安全。

（3）臨時性拼寬

臨時性拼寬是指先采用臨時拼寬的方案，后續再按照永久拼寬方案進行施工。在臨時性拼寬的方案中，需要考慮臨時拼寬的寬度和高度，以確保車輛行駛的平穩和安全。主要是利用減速帶、隔離島等措施，來擴大車道數。這種做法可以快速有效緩解擁堵，但要注意標志和警示設施，并同時設計后續永久方案。在后續的永久拼寬方案中，需要考慮臨時拼寬的影響，包括路面的平整度和高程匹配等因素。同時，永久拼寬方案還需要滿足相關的技術指標，包括路面平整度、抗壓強度和耐久性等指標[2]。

4 高速公路路基路面拼寬設計優化措施

高速公路是連接城市、促進經濟發展的重要交通基礎設施，其路基和路面的設計對道路的安全性、舒適性、耐久性等方面都有著至關重要的影響。隨著交通量的不斷增加和車輛類型的不斷更新換代，如何優化高速公路的路基路面設計，成為了當前交通領域中的一個重要研究方向。

4.1 我國高速公路擴建工程存在的問題

隨著我國的高速公路的不斷擴建，在路基路面施工中暴露出來許多問題。這種問題主要表現為車道寬度不足、路肩寬度不足、匝道設計不合理等，已經導致交通事故風險增加，交通擁堵加劇，行車舒適性下降等不良現象。

解決這些問題需要克服一些技術難點。首先，需要考慮到路基路面拼寬設計與地形地貌、交通流量、交通組織等因素的相互關系，做到因地制宜。其次，需要考慮到不同車輛類型和行駛速度對路面寬度的要求，合理設置車道寬度和路肩寬度。最后，需要注意匝道和出入口的設計，確保交通流暢和安全[3]。

4.2 科學的路基設計方案

要最大限度發揮高速公路拼寬改造的效益，必須優化設計，科學合理。其中路基設計方案尤為關鍵?？茖W的路基設計方案需要綜合考慮多種因素，包括地質條件、水文地質條件、交通流量和設計速度等因素。

（1）采用分層路基結構。既考慮土層承載力，又顧及排水滲透性。優化分層粒度，按基礎條件設計合適的路基厚度，合理規劃施工所需的土石方量。

（2）加強抗腐蝕處理。特別是針對常年高度濕潤氣候地區，對路基土層進行防水膜漿塑覆蓋，施工時使用抗腐石料，強化滲水穩定性。

（3）改進排水設計。利用現代排水技術，優化溝槽設置和排水管網布置，提高滲水效率，保證路基足夠干燥，延長使用期限。

（4）增設隔震層。隔震層是指在路基與地基間增加的分離層，起到緩沖和減震作用，對震蕩與沖擊有一定吸收能力。

4.3 優化拼寬過渡段設計

在高速公路拼寬改造中，除了路基設計優化外，出、入匝道的過渡段設計也很重要。當前普遍存在的問題是過渡段坡度設定過大，不利于駕駛安全。具體而言主要如下方面需加以改進。

（1）減小過渡段坡度。當前很多高速公路過渡段坡度仍在2:1或2.5:1標準量，這對駕駛來說很不友好，容易引起不適感和晃動。應適當降低坡度，1.5:1是較科學的設置。

（2）增加過渡段長度?，F有的過渡段長度通常在10米左右，高速車輛通過時可能會需要急剎，容易引起追尾。應將長度擴大到15至20米之間。增加長度再配合降低坡度，有助于平緩車速變化。

（3）優化過渡段斜面處理。通過加設減速帶、減速柏油等增加摩擦力的措施，做到分布式減速。同時能改善路面防滑性，提高覆蓋性能。

4.4 增加隔音屏障設施，減小施工對環境帶來的影響

高速公路拼寬改造可帶來諸多便利，但同時也會給沿線居民及環境帶來一定影響。為保障施工進程，合理降低影響，增加隔音屏障設施至關重要。

（1）安裝隔音屏障。沿著高速公路兩側，利用混凝土、鋼筋等材料搭建隔音墻。高2到3米左右，與路面平行。有效隔絕車輛引擎噪音和氣噪聲。

（2）使用隔噪板。在隔音墻頂部設計傾斜的隔音隔板。利用隔音材料，折射車輛發出的噪音波，有效降低噪音能量。

（3）覆蓋隔音遮蔽物。增加綠化帶長度，多布置植物、樹木。它們的樹葉和茂密的枝丫具有一定的吸收和散射噪音能力。與隔音墻相配合，起到極佳的隔音效果。

（4）采用低噪音施工設備。使用輪胎、吸振裝置等降低噪聲的施工設備，在噪聲最大時段暫停作業。

5 結論

近年來，我國交通基礎設施不斷完善，高速公路的擴建工程也日益增多。在擴建工程中，路基路面寬度的設計是一個重要的方面，對公路的安全性和通行效率都有著至關重要的影響。在路基路面拼寬設計時，應當充分考慮公路的通行能力、安全性和經濟性等方面的因素，綜合考慮各因素權衡取舍，確保路面的承載力和穩定性。同時，應當充分考慮地形地貌、氣候條件和交通流量等因素，制定出合理的路基路面寬度方案，以滿足公路的實際需求。高速公路擴建工程路基路面拼寬設計是一項復雜而又關鍵的工程設計，需要考慮多方面的因素。相信在各方面專家和工程師的共同努力下，我國的高速公路建設將會更加完善和安全。