公路改建路线设计内涵

高杰

扩建工程的重点和难点.笔者结合国内多个高速公路改扩建项目的工程经验,对改扩建工程中路线设计的主要技术问题进行探讨和商榷,为国内同类工程设计提供借鉴和参考.

关键词:高速公路;改扩建工程; 路线;设计; 探讨

一、路线平面设计的主要内容

（一）路线平面拟合设计

（1）拟合原则：根据老路左右幅实测资料，以明式构造物和隧道等为主要控制要素进行拟合设计，并进行误差分析。对于两侧拼接路段应通过拟合设计，基本保持原路设计的平面线形； 对于长度较大的圆 曲线，设计中宜采用“多圆复曲线拟合法”减少拟合误差； 拟拟合后的平面线形应满足规范要求。

（2）拟合精度评定：明式构造物的拟合误差需结合需应力储备，宜控制在－3~3㎝，并满足结构安全需要。误差指标可结合老路技术标准适当调整。

（3）优化调整纵面线形的设计条件：现有纵面不能满足现行规范和技术标准及安全性评价建议纵面调整的路段。

（4）为进一步提高路面施工控制精度和行车舒适性，在路面施工前一般需要对老路纵坡进行二次分幅坡设计。调坡设计主要以路面施工技术方案和构造特的桥面加辅层厚度为控制指标； 为解决桥头跳军，桥头路段需设置过渡桥。

（二）路线纵面拟合设计

（1）纵面拟合设计应考虑与桥梁、路线交叉、路面设计、软基处理、沿线设施改造方案等协调性，保证工程方案经济、合理； 软基路段要尽可能维持现有路基高程 ；特殊困难路段应进行多方案分析论证。

（2）拟合原则：应结合路面护建方案，以现 有明式构选和隧道为控制点，进行分幅、分段拟合设计，并进行误差分析。（与平面拟合误差分析方法相似）。

（三）线形设计

（1）根据安全性评价建议，结合老路的平纵组合情况（如危险的曲线半径、曲线线形衔接情况等），对原路的线形指标进行相应调整。对于原路线形组合不良或事故多发路段等重点或危险路段，应提出补救措施。

对于凹形竖曲线底部排水不畅路段，应对其纵断面和横坡设计进行综合调整，减少排水不畅路段长度；S形曲线以及同向曲线（含C形和卵形），宜增加设置线形诱导标志； 长直线的下坡路段，宜增加设置警告和限速标志；长直线的转弯路段，宜增加设置线形诱导标志和警告标志等。

二、安全性评价及建议

（一）安全性评价主要内容

安全性评价主要包括：老路线形设计指标的符合性评价、事故多发路段分析评价、运行速度检验评价等。符合性评价重点检验其平面半径、超高设置、纵坡、竖曲线、视距设置、平纵组合等技术指标是否满足扩建后的技术标准；事故多发路段的分析评价主要是通过数理统计方法，评价老路的运营安全，分析事故多发原因，提出对策措施；运行速度检验评价则主要检验设计速度与采用的技术指标的协调性和适应性。

（二）安全性评价建议

对于影响路线行车安全的线形不良路段（包括平、纵面以及平纵线形组合等），应严格控制，彻底改善，并采用货车停车视距对特殊困难路段进行检验。

对于有连续长、大坡的路段，改扩建时应进行运行速度检验，尽量提高其运营安全性。方案设计时可考虑利用原有公路作为上行线，另新建半幅作为下行线，并对爬坡车道、应急辟险车道的设置进行研究，并进行多方案比选。

三、工程案例

（一）局部压缩中央分隔带宽度

安徽合宁高速铁路设计期间，依据当时（2002年）的高速公路建设规划，按合宁高速公路扩建为六车道的净空要求进行了店。但由于近年来交通经济发展迅速，合宁高 速公路大陇段需按八车道标准进行扩建。

（二）贵遵公路改扩建工程核挑箐路段设计方案

贵阳至遵义公路九佐至南白段为山区二级汽车专用公路改扩建高速公路，具有交能量大、地形条件复杂、新老公路设计标准跨度大的特点。

核桃箐路段（K81-K86）老路平曲线半径为300、310、372、340m平面线形较顺适、协调性较好；但老路纵面为连续2.3Km平均5.5%的长大纵坡。

四、平纵组合设计要点有：

①平曲线与竖曲线应相重合，且平曲线应稍长于竖曲线，即所谓的“平包纵”；②平纵曲线的关径大小应保持平衡。平纵曲线的均是指平曲线半径大时，竖曲线半径也许相应的增长。③合成纵坡应控制在0.5%－8.0之间，应注意避免急坡和陡坡组合的线形。④凸形竖曲线顶部和凹形竖曲线底部，不得插入小半径平曲线；⑤一个平曲线的纵面线表不应反复凹凸，避免出现使驾驶员视沉中断的线形，如驼峰、暗凹、跳跃等；⑥小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互得叠，以免驾驶员既要换档又要转动方向盘，造成操作紧张而引起事故；⑦避免长直线上插入凹形竖曲线；⑧平纵配合离不开横断面设计。

五、路线平面设计主要按以下原则进行设计；

①通过实测道路中心线，初步拟合出老路中心线的平面现状；②平面线形技术指标必须与选用的计算行车速度标准相适应；③一般路段路中心线不变；④受上跨主线分离式立交桥净宽限制路段，路中心线不变；⑤互通路段主线向匝道改建工程量最小的一段偏移；⑥受房屋、铁路、河流或其它大型构造物限制的路段，主线向不受限制或受限制的一段加宽；⑦在不大量增加工程量的情况下，尽可能采用较高的技术标准。

六、详细调查旧路的建设年代，旧路结构组成，旧路养护和维修档案，路面排水情况，地下水位情况，水毁情况，养护部门的意见和沿线居民的建议；现状旧路的弯沉值，旧路的表面状况； 在路线纵断图上分段标出哪些是新建地段，哪些是补强地段，标出控制点高程；路线拉坡时还应考虑旧路的横坡度和超高。

结语

高速公路改扩建工程是一个复杂的系统工程，路線设计方案则是改扩建工程的灵魂。笔者在总结国内多条高速公路改扩建工程的经验基础上，深入分析了改扩建工程路线设计原则、设计内容以及设计要点，提出了“多圆复曲线拟合法”来减小平面拟合误差，同时结合工程实例对局部特殊困难路段的灵活设计时行分析探讨，具有良好的工程实际意义。

参考文献

[1]中交第二公路勘察设计研究院.沪宁高速公路(江苏段)扩建工程两阶段初步设计[Z],2004.

[2] 中交第二公路勘察设计研究院.贵阳至遵义公路扎佐至南白段改扩建工程两阶段初步设计[Z],2004.

[3]中交第二公路勘察设计研究院.安徽合宁高速公路大陇段扩建工程两阶段初步设计[Z],2004.

[4] 中交第二公路勘察设计研究院.沪宁高速公路江苏段扩建工程论文集[M],北京:人民交通出版社2008.