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公路改扩建工程关键技术Haiwii2015TechniquesforHighwayReconstructionorRehabilitation公路为什么要改扩建?如何进行公路改扩建?公路改扩建的内容是什么？提纲一、背景二、公路改扩建原则三、路基改扩建四、路面改扩建五、隧道改扩建六、桥梁改扩建一、背景1、现状2、问题3、解决方案4、意义目录1现状截至2014年底公路总里程：466万公里高速公路：11.2万公里路网密度：45公里/百平方公里机动车保有量：2.66亿辆汽车保有量：1.44亿辆五纵七横建设：“十一五”完成2问题——交通量快速增长，公路通行能力和服务水平不满足要求；——道路等级低（转弯半径小、视距不足、纵坡坡度大等）、技术状况差，舒适性、安全性、经济性、快捷性不满足发展的要求；——一些路段，病害严重(纵向开裂、边坡垮塌、滑坡、泥石流等），交通安全、环保问题突出；——铺面损坏严重（开裂、沉陷、不平整、抗滑力不足），使用性能不满足要求。2013年6月20日，《国家公路网规划（2013年-2030年）》公布，西部地区新增加两条南北纵线，成为“71118”网，总里程8.5→11.8万公里。公路通行能力和服务水平不足，高速路拥堵公路转弯半径小，视距不足，交通事故多公路边坡垮塌、滑坡、泥石流等，干扰、阻碍正常交通落石铺面损坏严重（开裂、沉陷、不平整、抗滑力不足等）影响使用性能水毁3解决方案方法——利用原路，补强、罩面、翻修、加宽（改扩建）——原路局部路段改线（新建）施工过程中的难题——通行、质量、安全、进度补强罩面翻修加宽局部改线4意义——提升公路通行能力和服务水平——提升公路技术等级——提高路面的承载能力和耐久性——改善路面的使用性能和路面的表面功能——改善公路交通安全、拥堵状况二、公路改扩建原则1、总体要求2、新建方案3、改扩建方案目录1总体要求——技术先进——经济合理——资源节约、环保方案比选，改扩建方案不满足技术、经济和环保要求时，采用新建方案。2新建方案改扩建时机现有公路局部路段利用高速公路改扩建一、二、三级公路改扩建利用现有二级路改建为小交通量高速路一幅时3改扩建方案——高速、一级公路服务水平降低到三级服务水平下限之前；——二、三级公路服务水降低到四级服务水平下限之前；——四级公路据具体情况确定。改扩建时机确定因地形地物限制，提高设计速度会：——诱发工程地质病害；——大幅增加工程造价；——对保护环境、文物有较大影响。该局部路段维持原设计速度，但其长度应符合：——高速公路不大于15km；——一、二级公路不大于10km。利用现有公路局部路段——先交通组织设计、交通安全评价，后实施方案设计；——实施中，减少对既有公路的干扰，有保证通行安全措施；——通车路段服务水平可降低一级，设计速度不低于60km/h。高速公路改扩建——做保通设计方案一、二、三级公路改扩建利用现有二级公路改建为沙漠、草原、戈壁等小交通量地区的高速公路分离式断面路段一幅时——设计洪水频率保持原标准不变；——设计速度不大于80km/h。利用现有二级公路改建为小交通量高速路一幅时三、路基改扩建1、基本要求2、原有路基状况调查评价3、二级及二级以下公路路基拓宽改建4、高速公路、一级公路路基拓宽改建目录1基本要求公路路基拓宽改建设计原则公路路基拓宽改建设计准备交通组织与原路基利用原路基翻挖复压公路路基改建设计公路路基拓宽改建设计原则——应根据原有公路沿线的地形、地貌、地质构造、水文地质、地基土的性质、不良地质的发育情况，采取合理的工程措施，保证拓宽改建公路路基的强度和稳定性。——应对原有路基和拓宽场地进行必要的补充调查、勘探和测试；——查明原有路基的填料性质、含水量、密度、压实度、强度、以及路基的稳定情况；——分析评价新拼接路基或增建路基对原有路基沉降变形和边坡稳定的影响程度。公路路基拓宽改建设计准备——应根据公路沿线的地形地貌和地质特点、原有路基现状及拓宽后的交通组织；——综合比较确定原有路基的利用与拓宽拼接方案。交通组织与原路基利用——应合理利用原有路基强度，并应根据原有路基结构的回弹模量、含水率和密实状态，综合确定是否需要对原路基进行翻挖复压。原路基翻挖复压——应做好路基路面综合设计。拓宽部分的路基与原有公路路基之间保持良好地衔接；——采取必要的工程措施减小拓宽路基与原有公路路基之间的差异沉降，防止产生纵向裂缝。公路路基改扩建设计2原有路基状况调查评价原有路基调查现场调查物理力学性质试验原有路基的分析评价软土地区原有路基的分析评价膨胀土地区原有路基的分析评价岩溶地区原有路基的分析评价——应采取资料收集、现场调查和勘探试验相结合的方法；——路基拓宽改建设计前，应搜集原有公路的地基及路基勘察设计、竣工图和养护等方面的资料；——软土地区还应搜集原有公路的沉降观测资料。原有路基调查——综合采用人工路况调查、无损检测和勘探调查等技术手段，判定原有路基及排水设施、防护与支挡结构的使用性能。1根据既有资料和人工路况调查结果，对原有公路路基做分段测试与评价。2选择有代表性的路段，进行几何尺寸、FWD、承载板等测试，确定路基回弹模量。3选择代表性断面，对路面各结构层、上路床、下路床、上路堤、下路堤及地基土进行勘探试验。4调查既有路基支挡工程基础形式、地基地质条件和使用状况，必要时应对支挡工程地基进行勘探试验。现场调查——对既有填方路堤和挖方路段路床土进行物理力学性质试验，确定路基土的含水率、饱和度、压实度、平均稠度、回弹模量等。物理力学性质试验1根据调查、测量、试验和水文分析资料，确定原有路基高程能否满足路基设计洪水频率要求。2确定原有路基填料能否满足路基土最小CBR值、路基压实度的要求。3确定路基的平衡湿度，分析评价路基相对高度的合理性。4分析评价路基边坡的稳定状态、各种防护排水设施的有效性及改进措施。5分析评价原有路基病害的类型、分布范围、规模、成因，以及原有路基病害整治工程设施的效果，并提出路基病害整治措施。原有路基的分析评价1原有路基下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，确定原有路基下各种地基处理路段的软土地基固结度和剩余沉降值（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及其改进措施。3分析评价拓宽改建路基与原有路基之间的稳定性和差异沉降、对原有路基沉降和稳定影响程度。软土地区原有路基的分析评价1确定路基填料的膨胀特性及其埋深和厚度，分析评价路基结构是否符合要求。2分析评价原有路基的稳定与变形状态、各种膨胀土处治措施的有效性及改进措施。膨胀土地区原有路基的分析评价1分析岩溶的发展规律和分布规律，分析溶洞顶板的安全厚度及溶洞距路基的距离是否满足要求。2评价原有路基稳定与变形状态、各种岩溶处理措施的有效性及其改进措施。3判别拓宽改建路基对原有路基稳定的影响程度。岩溶地区原有路基的分析评价3二级及二级以下公路路基拓宽改建公路路基的拓宽改建拓宽改建公路路基高程要求拓宽路基的处理、路基填料最小强度和压实度要求路基拓宽改建要求挖方路基拓宽病害路基改建软土地基上路基拓宽设计既有构造物改动地段要求既有建筑物无明显损害、强度及稳定性满足改建要求加固利用的既有建筑物，新、旧混凝土或砌体处理——应根据公路等级、技术标准，结合当地地形、地质、水文、填挖情况选择适宜的路基横断面形式。公路路基的拓宽改建——高程应满足要求；——当路基填筑高度受限而不满足要求时，应采取增设排水垫层或地下排水渗沟等措施处理。拓宽改建公路路基的高程要求——应满足改建后相应等级公路的技术要求；——二级公路改建时，可根据需要采用冲击碾压或强夯等进行增强补压，以消减新老路基拼接拓宽的差异变形。拓宽路基的处理、路基填料最小强度和压实度要求1拓宽改建路堤的填料，宜选用与原有路堤相同、且符合要求的填料或较原有路堤渗水性强的填料。当采用细粒土填筑时，应做好新老路基之间排水设计，必要时，可设置横向排水渗沟，以排除路基内部积水。2拓宽原有路堤时，应在原有路基坡面开挖台阶，台阶宽度不应小于1.0m，当加宽拼接宽度小于0.75m时，可采取超宽填筑或翻挖原有路基等工程措施。3拓宽路堤边坡形式和坡度应按相关规定选用。路基拓宽改建要求——挖方边坡形式与坡度可按相关规定或参照原有挖方路基稳定边坡确定；——原有挖方边坡病害经多年整治已趋稳定的路段，改建时应减少拆除工程，不宜触动原边坡。挖方路基拓宽——根据病害类型、特征、成因及危害程度，结合当地气象、水文地质、工程地质等因素，采取相应的整治措施。病害路基改建——应符合关于软土路基的强度、稳定性、工后沉降的有关规定。软土地基上路基拓宽设计——因抬高或降低路基、改移中线而引起既有构造物改动的地段，当既有支挡建筑物使用良好时，宜保留。既有构造物改动地段要求——全部利用；——若部分损坏或不满足改建要求时，可加固利用、改建或拆除重建。既有建筑物无明显损害、强度及稳定性满足改建要求——应紧密连接，形成整体。加固利用的既有建筑物，新、旧混凝土或砌体处理4高速公路、一级公路路基拓宽改建路基拓宽改建设计拓宽路基压实度及新老路基拼接处理软土地基上路基拓宽设计水文不良地段的原有路基拓宽改建二级及二级以下公路拓宽改建为高速公路、一级公路高速公路、一级公路路基拓宽改建设计原有路基的利用路基拓宽改建设计——应符合有关规定，做好地基处理、路基填料、边坡稳定、防护排水设施的综合设计，并与交通工程、路面排水系统设计相协调。——压实度应符合相关规定，必要时，可采用冲击碾压或强夯等进行增强补压，以消减新老路基拼接拓宽的差异变形。——新老路基的拼接处理设计，除符合有关规定外，当路堤高度超过3m时，可在新老路基间横向铺设土工格栅，以提高路基的整体性减小不均匀沉降。拓宽路基压实度及新老路基拼接处理——应符合有关规定，并满足下列要求。1路基拼接时，应控制新老路基之间的差异沉降，原有路基与拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%。2地基处理措施的选取和设计，应综合考虑软土层厚度和埋深、原有地基的固结度和剩余沉降情况、路基高度和拼接形式等因素，控制拓宽路基的沉降并尽量减小对原有路基的影响。3浅层软土地基，可采用垫层和浅层处理措施减小拓宽路基的沉降。4深厚软土地基，可采用复合地基或轻质路堤等处理措施，不宜采用对原有路基产生严重影响的排水固结法或强夯法。对于鱼（水）塘、河流、水库等路段，需要排水清淤时，必须采取防渗和隔水措施后方可降水。5新老路基分离设置，且距离小于20m时，可采用设置隔离措施或对新建路基地基予以处理，减小新建路基对原有路基的沉降影响。软土地基上路基拓宽设计——应结合路基路面拓宽改建设计，增设排水垫层或地下排水渗沟等。水文不良地段的原有路基拓宽改建——若原有路基土的强度和压实度不能满足要求，且论证路面补强方案总体不可行的情况下，应对原有路基进行土质改良或者挖除原有路基路面后重新填筑。二级及二级以下公路拓宽改建为高速公路、一级公路——应考虑维持施工期临时行车的过渡措施，若高速公路拓宽施工期不能封闭交通时，设计应考虑行车与施工安全性；——岩石挖方路段，应采取光面爆破或预裂爆破方法、以及相关防护措施。高速公路、一级公路路基拓宽改建设计——应与路面利用和加铺设计相结合，并根据路基病害的产生原因和对拓宽结构的影响程度，采取针对性的处治措施。1原有路基回弹模量不满足新建路基的要求，但未出现破损、且拓宽后通过加铺设计可满足路面设计要求，充分利用原有路基。2原有路基回弹模量不满足新建路基的要求，路面出现严重破损，可根据含水率、压实度和填料类型的分析评价，分别采取改善排水措施、补充碾压、换填处治等措施。3条件受限不能翻挖原有路基，可采取水泥碎石桩、水泥粉煤灰碎石桩、注浆等处理措施。原有路基的利用四、路面改扩建1、原有路面状况调查评价2、路面补强（罩面、加铺、翻修）3、路面加宽4、路面等级提高和局部改线目录1原有路面状况调查评价调查内容与方法调查的装备评价指标与方法评价标准1.1调查内容与方法路面调查内