穿越鄉鎮路段一級公路立交連接線集約化設計

孫彥飛

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730010）

0 引言

在高速公路、一級公路等高等級路網中，立交連接線作為實現附近縣區、中心城區與干線路網交通轉換的紐帶，其設計能否保證遠期交通發展的需求、能否帶動區域經濟快速發展，能否充分體現集約化原則，是立交連接線設計的立足點和出發點。東鄉連接線在區域路網中承擔主要集散公路功能，設計時不僅要充分考慮集約化原則，還要充分利用當地水土資源，發揮道路集散及便民的服務功能。本文從這些角度出發對穿越鄉鎮路段一級公路的立交連接線——東鄉連接線集約化設計進行深入分析。

1 工程概況

臨洮安家咀至臨夏一級公路，路線起點位于甘肅臨洮縣G75安家咀出入口和G212線的岔路口，途經果園鄉、那勒寺鎮，終點位于臨夏市，全長56.733km，總體走向由東向西。東鄉連接線起點位于達板空村，與安臨一級公路以達板空互通立交相接，終點位于東鄉縣鎖南鎮王家村，與既有折紅二級公路平交相接，路線長12.994km。該項目東鄉連接線是實現東鄉族自治縣與安臨一級路交通轉換的重要通道，對帶動沿線少數民族早日脫貧致富至關重要，其路線走向及主要控制點見圖1。

圖1 東鄉連接線路線走向及主要控制點

2 服務功能及技術標準確定

2.1 服務功能確定

《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）中規定，“公路等級的選用應根據公路使用功能、路網規劃、交通量，并充分考慮項目所在地的綜合運輸體系、遠期發展狀況等因素經綜合論證后確定。”該項目是東鄉縣與臨夏市、東鄉縣與和政縣以及東鄉縣與洮河片區之間的快速連通通道，更是一條扶貧路、民族路、旅游路。對構建東鄉縣東西南向發散性路網結構，構筑東鄉縣區域路網中心地位，加速“交通走廊”向“經濟走廊”轉變，加快地區經濟轉型，促進區域資源深度開發，加快少數民族脫貧致富、強化民族團結、促進區域經濟快速發展等意義重大。東鄉連接線在區域路網中承擔主要集散公路功能。

2.2 技術標準確定

通過實際調查及交通預測結果分析，在評價末年東鄉連接線第20年預測交通量為9735輛（pcu/d），第15年預測交通量為8164輛（pcu/d）。根據《公路工程技術標準》（JTG B01-2014），東鄉連接線應選用二級公路標準。

根據《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）規定：“作為集散的二級公路設計速度宜采用60km/h，受地形、地質等條件限制時，可以選用40km/h。”該項目起終點高差較大，路線沿河谷階地布設，分別穿越達板空村、羅家村、大坡村、坪莊村、結溝村，巴牙村，終點位于東鄉縣鎖南鎮，是沿線村鎮出行的唯一道路。受巴謝河及兩側山嶺限制，本著一次性實施的原則，東鄉連接線設計車速采用60km/h，局部困難路段采用40km/h。

根據上述確定的公路等級標準及設計車速，結合相關規范標準，東鄉連接線行車道寬宜采用2m×3.5m，土路肩寬2m×0.75m。考慮到沿線村莊較為密集，沿線居民、非機動車、摩托車、拖拉機等時常上路，為了行車安全，經論證后將硬路肩加寬至1.75m，即：硬路肩寬度2m×1.75m；路基總寬度為12.0m。路基標準橫斷面見圖2。

圖2 路基標準橫斷面圖

3 立交連接線集約化設計

3.1 總體路線設計原則

（1）總體路線設計時，應當在充分了解當地規劃、發展的要求以及擬建項目在路網規劃中承擔的作用基礎上，確定立足實際、符合長遠發展的服務功能和合理的技術標準[1]。

（2）路線平縱面設計要盡可能地體現便民出行、物流暢通、安全適用、經濟合理的要求。在詳細調查走廊帶沿線的居民區分布、特色農業及基礎設施布局、路線起終點交通轉換便利性的基礎上，對平縱面設計進行細化，確保居民上路方便，視距良好，農產品輸出及物品采購方便快捷，路線起終點集散暢通。此外，路線設計時還應在盡可能減少工程量的基礎上，提高技術指標。高等級公路的立交連接線多為二級公路，設計時應充分調查走廊帶附近既有路的路基路面情況，必要時可以對其改擴建之后進行利用，從而減少征地拆遷[2]。

（3）設計時應做好各項專項評估，確保路線設計符合交通建設基本要求。中共中央、國務院于2019年9月印發實施的《交通強國建設綱要》提出“綠色發展節約集約、低碳環保、運輸服務便捷舒適、經濟高效”的交通建設要求。新時代交通建設中，環境影響評價及水土保持評估尤為重要。設計中應當做好相關評估，盡量減少高填深挖，減少耕地占用，盡量避免基本農田占用，減少植被破壞和水土流失。東鄉連接線利用巴謝河谷兩側臺地布設，設計時應與當地水利部門積極溝通，確保公路建設不影響當地水利工程及水源保護。

（4）安全是工程建設的第一要義，設計時應當結合工程實際，做好地質勘察，地震和地質專項評估。東鄉連接線建設區屬于侵蝕堆積河谷地貌，路線起點至10km段主要沿河谷階地布設，10km處至終點段爬越黃土山梁。該地區滑坡崩塌分布較多，土質松散，地形破碎，設計過程應盡可能避免穿越不良地質段，如無法避免時應根據勘察及評估意見做好防護措施。

3.2 路線平縱面設計

東鄉連接線設計在嚴格執行路線設計規范的基礎上，靈活運用各項指標、平縱組合，嚴格執行節約用地集約設計。在積極與地方政府溝通后，取得地方政府和相關單位的合理要求函件，按照“地形選線、地質選線、環保選線、安全選線”的原則，綜合考慮社會、經濟和歷史文化、民族風俗等各方面因素，經充分論證后，確定最優的平縱面設計。

該項目沿線依次經過達板空村建設規劃、現存三處清真寺、在建東鄉縣醫院分院、東鄉縣污水處理廠、馬鈴薯培育基地、新建巴牙村村委會以及東鄉縣移民新村項目。每處控制點都需要多次及時地與當地政府溝通，確保該項目與當地現存或者擬建項目充分結合，盡可能少占用土地資源，在提高土地利用率的基礎上，同時確保各個控制點“上路近、銜接順暢安全。”

在上述控制點中，現存3處清真寺分布在既有鄉道兩側，路線設計原則上采用既有路加寬改造，對遠離清真寺一側進行拓寬，同時平曲線半徑及緩和曲線選取上要盡可能調整到不侵占清真寺建筑界限，必要時需要采用多個平曲線組合形式靈活繞避既有建筑。在平縱面設計時一定要嚴格控制視距要求，避免在人流密集時發生交通事故。

K6+500處馬鈴薯基地西側為山嶺，東側緊挨既有鄉道建設，鄉道東側緊靠山嶺，路線拓寬條件有限，且當設計標高低于既有路面標高時，右側山嶺挖方較大，邊坡處理工程量較大，當設計標高高于既有路面標高時，左側填方邊坡壓占馬鈴薯基地廠棚。因此路線平縱面設計需要聯動設計，不斷調試，盡量不挖山，不壓基地廠棚，經反復論證并與當地政府多次協商確定出平縱面設計方案[3]。

3.3 路基設計

該項目路線主要沿巴謝河谷布設，終點依山坡布設，接至東鄉縣市政公路。路基設計需要著重考慮路床處理及填挖結合部和半填半挖路基處理。

3.3.1 路床處理

根據東鄉連接線設計使用年限及交通量預測結果，該項目回彈模量應不小于40MPa，項目終點200m范圍內為虛填土，經勘測論證，需要進行灰土擠密樁處理，其余路段路床換填處理厚度0.8m即可滿足要求。為滿足路床的穩定性，挖方路段超挖70cm后應當采用沖擊碾壓，液壓夯或者強夯處理，然后鋪筑80cm厚5%灰土，壓實度不小于6%。

3.3.2 填挖結合部及半填半挖路基處理

東鄉連接線距離終點2km范圍內主要為爬坡路段，為減少填挖綜合工程量，降低造價，路基填挖結合面較多，為減少路基不均勻沉降，均應當進行強化設計，主要措施如下：

（1）縱橫向填挖交界處，填方區填筑前應先清除表土及坡積物，當原地面縱橫坡度比超過1/5時應對原地面采用挖臺階處理，填方區采用5%灰土填筑。對于挖方區，在路面底向下1.5m范圍開挖結合槽，當填方填至結合槽頂時，結合部采用重型壓路機碾壓處理，然后和挖方區一同填筑至路堤頂，在路堤頂上鋪設第一層土工格柵，然后分層鋪筑下路床，在下路床頂面鋪筑第二層土工格柵，再鋪筑路床。

（2）縱向填挖結合部設置有10m過渡段，部分填挖交界由于溝道較窄，路基填土高度較大，為避免不均勻沉降，在路基跨越溝道時采用5%灰土或砂礫進行填筑。對于路基跨越黃土V型、U型較窄沖溝路段，應根據地形情況對沖溝底闊溝開挖溝底采用強夯處理，然后根據路基填高對溝內填方及側壁結合部進行補強處理。當結合部的原坡面有地下水漏出時，應根據地形設置截、排水溝，防止其滲透至填挖接觸面。填挖交界處路基處理見圖3所示。

圖3 填挖結合部路基處理示意圖

3.4 路面設計

該項目工程建設區域屬于積雪冰凍地區，路面最大超高橫坡度采用6%，平交口處橫坡不大于3%，防止超高不當影響兩側村民上路便捷性、安全性。路線穿越城鎮時還需考慮超高橫坡對路側排水的影響，防止雨水倒灌、沖刷居民建筑物。

東鄉連接線屬于一級公路連接線，設計使用年限為12年，根據交通量調查分析，斷面大型客車和貨車交通量為954輛/口，交通年增長率為5.2%，車道系數為70%，根據交通歷史數據，確定改路為TTC5類，最終一般路基路面結構采用“4cm高性能改性瀝青混凝土上面層、5cm高性能改性瀝青混凝土下面層、20cm水泥穩定碎石基層、16cm水泥穩定碎石底基層”，橋面鋪裝采用“4cm高性能改性瀝青混凝土上面層、5cm高性能改性瀝青混凝土下面層”。路面結構設計見圖4所示。

圖4 路面結構設計

3.5 橋涵設計

針對東鄉連接線項目特點，結合集約化的設計理念，橋涵設計主要包括以下要點：

（1）跨河橋位選擇在河道順直，地質水文條件較好，橋長較短，交叉角度較大的的河段，布設在河灘的橋梁注意防排水駁岸設計。基于東鄉縣地質情況，該項目盡量采用結構連續或者橋面連續的上部結構形式，從而減少地基對橋面平整度、行車舒適度、安全性方面的影響。

（2）因東鄉連接線主要沿峽谷穿村鎮布設，因此橋涵布設應充分考慮施工場地建設條件、材料運輸條件、施工工藝和工期，避免施工對當地居民生活出行產生長時間、較嚴重的影響。

（3）橋涵布設設計時，應當積極與當地環保部門溝通，該項目設計期間，當地環保部門正在沿巴謝河道修筑水利工程，因此該項目設計時橋位選擇、跨徑選取均取得環保部門的相關函件。

（4）在設計東鄉連接線時，合理控制橋頭填土高度，對于需要占用耕地、存在大量借方、遠運大量填料的方案均與延長橋跨方案進行了比選論證，盡可能地降低造價，提高資源利用率。

（5）在設計東鄉連接線涵洞時，應注意既有涵洞條件良好時可通過加長利用，部分涵洞孔徑已不能滿足設計年限排洪要求時需要重新計算設計。如K6+500處既有涵洞設計標高高出既有涵洞0.5m，且既有涵洞排洪量略低于設計排洪量，但既有涵洞條件良好，經論證通過增加一孔排洪管、抬高涵洞洞底標高節省約50萬元。因此橋涵設計需不斷細化、優化，為城市建設節約成本。

4 結束語

綜上所述，盡管一級公路連接線設計靈活，但對于穿越城鎮的一級公路連接線，設計時需要不斷細化、優化設計，盡可能地減少占地、節約資源，路線設計要與當地既有建筑、城鎮規劃緊密結合。在確保安全適用的基礎上，牢牢把握集約化的原則，降低造價，提高資源利用率。