公路改建路線設計方法的實踐探索與應用研究

褚志堅

（四川省交通運輸發展戰略和規劃科學研究院， 四川 成都 610041）

1 工程概況

省道 215線蘿卜絲溝（甘涼界）至馬尿河段改建工程路線起于蘿卜絲溝（K343+800），經和愛、青納、棉沙、南河、江口、麥地溝鄉、森榮、回龍、回坪，止于冕寧縣城，接雅西高速冕寧互通連接線（K446+400），推薦路線全長106.2公里。原有公路經過多次的改建、整治，但路線平縱技術指標僅能滿足四級公路標準，路基寬度在 6～7.5m之間，由于地形復雜，蘿卜絲溝至呷伍段甚至還達不到四級公路標準。過去由于錦屏水電站建設與礦產開發，在超重車輛的作用下路基路面破壞嚴重，行車條件差；項目沿線地質災害頻發，滑坡、泥石流、崩塌等時有發生，道路現狀滿足不了交通與經濟發展的需求。

2 公路改建路線設計的原則及要點分析

2.1 公路改建路線設計的原則

本項目作為改建工程應充分利用原有工程，因地制宜的選擇技術可行、經濟合理的路線方案；在保證使用功能的前提下，靈活運用技術指標，充分利用現有公路；結合沿線重車多特點、路線平縱面情況和運營需要，確定合理的路面結構形式。

（1）路線設計按照“隨彎就勢、指標靈活、合理優化、保護環境、以人為本、安全至上”的原則，線形指標采用根據沿線不同地形、地質采用不同的技術指標。采取一切有效方法和措施（先考慮調整路線，經技術經濟比較，路線調整困難再考慮設置安全設施），保證公路設施自身、運行車輛及駕乘人員的安全。

（2）縱斷面設計應結合地形、地物、水文、地質、橋涵、通道、管線、水位、土石方平衡、路基穩定等諸因素，合理選取坡率、坡長綜合設計，力求指標均衡，凸凹曲線設置合理，視覺順適。

豎曲線半徑的選用，以滿足駕駛人員視覺要求和路容美觀為宜，盡量選擇滿足視覺需要的值。當同向豎曲線間，特別是凹形豎曲線之間直線坡段不長，應合并成單曲線或復曲線；反向豎曲線間宜插入一定長度（長度不宜小于3s行程）的直線坡段，應盡量避免在大橋上設置半徑較小的凹型豎曲線。

（3）線形組合設計應考慮平縱橫三方面要總體協調；要避免在同一視覺路段上設置陡坡及曲線長度短、半徑小的凹型豎曲線，縱坡反復凹凸、縱向排水宣泄不暢；凸形或凹形豎曲線頂、底部不應插入小半徑平曲線。橋梁線形一致性問題：橋梁及其引道的線形與路線線形相協調，視野開闊，視線誘導良好。

2.2 公路改建路線設計的要點分析

該項目公路改建路線設計的要點主要是在有條件的地方，盡可能提高道路等級，改善行車條件。原有公路平縱線形差且平縱組合不良，老路急彎較多且縱坡問題尤為突出，對行車帶來較大的安全隱患，在改善線形，增加工程量不大的情況下，盡可能提高道路等級，提高通行能力，消除交通安全黑點。在因地形、地質等原因無法改善的地段，通過加強交安設施設計工作，改善行車條件，提高道路通行能力。

3 公路改建的平縱設計分析

本項目是以老路改造為主的公路改建項目，根據各個公路段的特點與實際情況，由于考慮到地質問題，設計方案的好壞直接關系著道路本身的使用壽命，更關系著國民經濟發展以及人們群眾的根本利益。

由于本項目所經區域地形、地質、氣候條件復雜，路線前段為沿溪線（沿雅礱江）,中間段為越嶺段，總體工程復雜，因此，路線設計是設計工作的重中之重，在設計過程中，對原有道路路線進行了較大的優化和調整。

3.1 路線的平面設計

路線K58+531～K70+100段為牦牛山越嶺線，設計推薦K線方案基本沿原有省道 215線布設，由于地形限制，K線在該段平縱線形較差，急彎陡坡多，路線繞行較長，在本段提出以隧道穿越牦牛山的L線，并進行了相關技術論證比較。

圖1 L線與對應的K線方案比較圖

通過分析論證，K線為明線方案，基本沿原路布線，局部裁彎取直，新建路段所占比例較小，L線為隧道方案，從根本上解決了K線地表存在的不良地質，但隧道穿越巖層較為復雜，且造價較高，施工難度較大，建成后的養護難度及費用較K線大。同時考慮到交通需求較小，推薦K線方案，但隨著社會經濟的發展，在下次道路升級改造中應重點研究本段隧道方案，以改善越嶺段較差的路線平縱面線型。

3.2 路線的縱面設計

本項目作為改建工程應充分利用原有工程，因地制宜的選擇技術可行、經濟合理的路線方案；在保證使用功能的前提下，靈活運用技術指標，充分利用現有公路。

在初步設計時，K39+570-K48+320段長8.75km，高差505m，設回頭曲線12個，回頭曲線最小半徑20m，最大縱坡8%，平均縱坡5.77%。

圖2 K39+570-K48+320段縱坡超限段優化示意圖

在進行施工圖設計時，對軟心溝村（K40+200-K40+400）前擬定了增設一組回頭曲線跨溝至右岸的方案（路線布設見下圖綠色線方案），通過設置回頭曲線路線增長285m，能部分降低K40前后縱坡，但該方案兩次跨溝需新建兩座總長160m的橋梁，同時回頭位置山體橫坡陡峻，路基防護和土石方工程均較大，加之對冕寧縣江口電站引水管也將產生影響，經測算，由于增設回頭曲線工程投資增加約630萬元。考慮到本段增加造價較多，同時增設回頭曲線后路線前后段將有較長的段落不能利用老路，在狹窄的溝谷內采用新線又將增加工程造價，同時破壞沿線環境。施工圖外業期間經過比較后，推薦按原路布設的K線方案。

同時施工圖設計在本段進行了詳細的調查和路線方案優化，施工圖設計本段路線長約9.2km，高差510米，設回頭曲線14個，回頭曲線最小半徑20m，最大縱坡8%，平均縱坡5.54%。鑒于本段局部縱坡大，平均縱坡也較大而平面基本無展線位置的實際情況，在本段設置了系統的安全設施，增加標志、標牌、震蕩（減速）標線的設置，在危險路段加強了護欄強度，在K44附近設置一處停車休息區及加水站等多種措施，已確保本段的行車安全。