公路改建路線設計內涵

高杰

擴建工程的重點和難點.筆者結合國內多個高速公路改擴建項目的工程經驗,對改擴建工程中路線設計的主要技術問題進行探討和商榷,為國內同類工程設計提供借鑒和參考.

關鍵詞:高速公路;改擴建工程; 路線;設計; 探討

一、路線平面設計的主要內容

（一）路線平面擬合設計

（1）擬合原則：根據老路左右幅實測資料，以明式構造物和隧道等為主要控制要素進行擬合設計，并進行誤差分析。對于兩側拼接路段應通過擬合設計，基本保持原路設計的平面線形； 對于長度較大的圓 曲線，設計中宜采用“多圓復曲線擬合法”減少擬合誤差； 擬擬合后的平面線形應滿足規范要求。

（2）擬合精度評定：明式構造物的擬合誤差需結合需應力儲備，宜控制在－3~3㎝，并滿足結構安全需要。誤差指標可結合老路技術標準適當調整。

（3）優化調整縱面線形的設計條件：現有縱面不能滿足現行規范和技術標準及安全性評價建議縱面調整的路段。

（4）為進一步提高路面施工控制精度和行車舒適性，在路面施工前一般需要對老路縱坡進行二次分幅坡設計。調坡設計主要以路面施工技術方案和構造特的橋面加輔層厚度為控制指標； 為解決橋頭跳軍，橋頭路段需設置過渡橋。

（二）路線縱面擬合設計

（1）縱面擬合設計應考慮與橋梁、路線交叉、路面設計、軟基處理、沿線設施改造方案等協調性，保證工程方案經濟、合理； 軟基路段要盡可能維持現有路基高程 ；特殊困難路段應進行多方案分析論證。

（2）擬合原則：應結合路面護建方案，以現 有明式構選和隧道為控制點，進行分幅、分段擬合設計，并進行誤差分析。（與平面擬合誤差分析方法相似）。

（三）線形設計

（1）根據安全性評價建議，結合老路的平縱組合情況（如危險的曲線半徑、曲線線形銜接情況等），對原路的線形指標進行相應調整。對于原路線形組合不良或事故多發路段等重點或危險路段，應提出補救措施。

對于凹形豎曲線底部排水不暢路段，應對其縱斷面和橫坡設計進行綜合調整，減少排水不暢路段長度；S形曲線以及同向曲線（含C形和卵形），宜增加設置線形誘導標志； 長直線的下坡路段，宜增加設置警告和限速標志；長直線的轉彎路段，宜增加設置線形誘導標志和警告標志等。

二、安全性評價及建議

（一）安全性評價主要內容

安全性評價主要包括：老路線形設計指標的符合性評價、事故多發路段分析評價、運行速度檢驗評價等。符合性評價重點檢驗其平面半徑、超高設置、縱坡、豎曲線、視距設置、平縱組合等技術指標是否滿足擴建后的技術標準；事故多發路段的分析評價主要是通過數理統計方法，評價老路的運營安全，分析事故多發原因，提出對策措施；運行速度檢驗評價則主要檢驗設計速度與采用的技術指標的協調性和適應性。

（二）安全性評價建議

對于影響路線行車安全的線形不良路段（包括平、縱面以及平縱線形組合等），應嚴格控制，徹底改善，并采用貨車停車視距對特殊困難路段進行檢驗。

對于有連續長、大坡的路段，改擴建時應進行運行速度檢驗，盡量提高其運營安全性。方案設計時可考慮利用原有公路作為上行線，另新建半幅作為下行線，并對爬坡車道、應急辟險車道的設置進行研究，并進行多方案比選。

三、工程案例

（一）局部壓縮中央分隔帶寬度

安徽合寧高速鐵路設計期間，依據當時（2002年）的高速公路建設規劃，按合寧高速公路擴建為六車道的凈空要求進行了店。但由于近年來交通經濟發展迅速，合寧高 速公路大隴段需按八車道標準進行擴建。

（二）貴遵公路改擴建工程核挑箐路段設計方案

貴陽至遵義公路九佐至南白段為山區二級汽車專用公路改擴建高速公路，具有交能量大、地形條件復雜、新老公路設計標準跨度大的特點。

核桃箐路段（K81-K86）老路平曲線半徑為300、310、372、340m平面線形較順適、協調性較好；但老路縱面為連續2.3Km平均5.5%的長大縱坡。

四、平縱組合設計要點有：

①平曲線與豎曲線應相重合，且平曲線應稍長于豎曲線，即所謂的“平包縱”；②平縱曲線的關徑大小應保持平衡。平縱曲線的均是指平曲線半徑大時，豎曲線半徑也許相應的增長。③合成縱坡應控制在0.5%－8.0之間，應注意避免急坡和陡坡組合的線形。④凸形豎曲線頂部和凹形豎曲線底部，不得插入小半徑平曲線；⑤一個平曲線的縱面線表不應反復凹凸，避免出現使駕駛員視沉中斷的線形，如駝峰、暗凹、跳躍等；⑥小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互得疊，以免駕駛員既要換檔又要轉動方向盤，造成操作緊張而引起事故；⑦避免長直線上插入凹形豎曲線；⑧平縱配合離不開橫斷面設計。

五、路線平面設計主要按以下原則進行設計；

①通過實測道路中心線，初步擬合出老路中心線的平面現狀；②平面線形技術指標必須與選用的計算行車速度標準相適應；③一般路段路中心線不變；④受上跨主線分離式立交橋凈寬限制路段，路中心線不變；⑤互通路段主線向匝道改建工程量最小的一段偏移；⑥受房屋、鐵路、河流或其它大型構造物限制的路段，主線向不受限制或受限制的一段加寬；⑦在不大量增加工程量的情況下，盡可能采用較高的技術標準。

六、詳細調查舊路的建設年代，舊路結構組成，舊路養護和維修檔案，路面排水情況，地下水位情況，水毀情況，養護部門的意見和沿線居民的建議；現狀舊路的彎沉值，舊路的表面狀況； 在路線縱斷圖上分段標出哪些是新建地段，哪些是補強地段，標出控制點高程；路線拉坡時還應考慮舊路的橫坡度和超高。

結語

高速公路改擴建工程是一個復雜的系統工程，路線設計方案則是改擴建工程的靈魂。筆者在總結國內多條高速公路改擴建工程的經驗基礎上，深入分析了改擴建工程路線設計原則、設計內容以及設計要點，提出了“多圓復曲線擬合法”來減小平面擬合誤差，同時結合工程實例對局部特殊困難路段的靈活設計時行分析探討，具有良好的工程實際意義。

參考文獻

[1]中交第二公路勘察設計研究院.滬寧高速公路(江蘇段)擴建工程兩階段初步設計[Z],2004.

[2] 中交第二公路勘察設計研究院.貴陽至遵義公路扎佐至南白段改擴建工程兩階段初步設計[Z],2004.

[3]中交第二公路勘察設計研究院.安徽合寧高速公路大隴段擴建工程兩階段初步設計[Z],2004.

[4] 中交第二公路勘察設計研究院.滬寧高速公路江蘇段擴建工程論文集[M],北京:人民交通出版社2008.