唐津高速公路（天津段）扩建工程的线形设计

□文/王 蕊 熊文胜

唐津高速公路的出行车辆以大型车辆为主，载重率高、通行速度慢造成路面破损严重，道路使用性能逐年下降，为恢复唐津高速公路的使用功能、提升整体服务水平、提高其通行能力急需进行拓宽改建。

1 总体思路

1）唐津高速公路天津段原路线平、纵面线形均采用了较高的技术标准，原来不满足现行技术标准的应予以改建，现有技术指标不宜降低。

2）为节约土地，减少拆迁量，拓宽尽量控制在现有道路征地线内实施。

3）充分利用现有工程，降低工程造价。

4）合理运用规范、灵活掌握技术指标的原则。

2 路线线形设计

2.1 总体设计

唐津高速公路（天津段）原设计车速为120 km/h，河北丰南界—塘承高速段现状为双向6车道，路基宽度33 m，塘承高速—荣乌高速段为双向4车道，路基宽度26～28 m，经交通量分析论证，确定扩建为全部双向6车道。

2.2 平面线形设计

唐津高速公路扩建工程中两侧拼接路段通过拟合设计，基本保持原路设计的平面线形不变并以明式构造物等为主要控制要素，尽量减小拼接设计难度和工程规模。

平面拟合设计由直线、圆曲线、缓和曲线3要素组成。对于长度较大的圆曲线，设计中采用两圆或多圆复曲线拟合法，减小拟合误差。平面线形拟合对于明式构造物等主要控制要素偏差宜控制在10 cm以内，一般路基路段宜控制在10～20 cm。

多圆复曲线拟合法是将拟合误差较大的单个圆曲线分割成几段半径不等、但可径相衔接的圆曲线，从而提高拟合精度，如原为R=3300 m圆曲线分别由缓和曲线与圆曲线及直线相接，若维持原设计参数，拟合中线与现状差值较大，故使用多圆复曲线法，由R为3300、3150、3500、3000 m4个圆曲线径向相接后与直线及圆曲线相连，拟合后中线位置偏差＜0.2 m。通过拟合设计，全线绝大部分路段已能满足要求，特殊路段无法满足拟合偏差要求时，拟合设计线仅做参考。

由于是扩建工程测量、放线环节难免有误差，所以在施工前施工单位对现状中线，特别是现状构筑物中线等需要进行复测，通过与测量核对、比较，对于不符合的路段及时反馈给设计，重新进行拟合，适当调整设计参数，以确定最终的合理线型。

2.3 纵面线形设计

为不过多增加工程量，重新设计的纵面线形尽量与原有线形保持一致，以现有桥梁和通道为主要控制点，同时满足现状桥下净空，除受净空以及构造物限制的路段外，一般路段遵循宁填勿挖的改造原则。

通过测量发现，不同段落有不同程度的沉降差，如本工程北段一期（河北省界—永定新河北）于1998年建成通车，由于软土路基较多，土基模量较低且建成时间长，在重载交通作用下路基沉降大、桥头沉降严重，此范围内路面标高需抬高较多才能与现有桥梁高程接顺。

而南段（津塘公路—荣乌高速）于2003年建成通车，建成后分别对路面车辙、路面破损和改善平整度进行挖补，对桥头跳车进行过衬补，对路面结构强度不足、路面破损及车辙分别进行了基层补强、双层挖补及热再生处理，所以目前南段的路面整体强度较高，故本次拓宽改建此范围旧路面以补强为主，局部路段全部挖除重建，路面标高基本维持不变。所以说纵断面设计不仅要考虑现状明式构筑物，还需与路基处理相结合，最终确定设计高程。

为最大程度利用现有构筑物，对明式构造物的拟合误差尽量控制在3 m以内并需满足构造物的结构安全需要。由于原设计与现有规范标准已有变化且桥头有不同程度沉降，如考虑路面结构处理方案同时需兼顾构造物处的拟合高差。有部分拟合凸形竖曲线不能满足最小半径一般值的要求；若增大竖曲线数值，构筑物标高也需要提高，这样桥梁或通道结构就需要重新施做，增加工程量。为利用现有的桥梁和通道结构，竖曲线在不受限的条件下满足一般值的要求，局部路段满足极限值的要求。通过合理、灵活的运用规范达到了充分利用现有工程的效果，降低了工程造价。

2.4 互通式立交的线形设计

1）尽量利用原有工程，仅对由于主线加宽需要调整的匝道出入口作局部改造。

2）喇叭立交中主线加宽后有A匝道桥梁墩柱进入到主线范围的情况，设计提出多方案比选。拆A匝道桥或调整B匝道线形使其下穿A匝道，考虑行车安全性，最终选择调整B匝道线形，但开口要尽可能远离桥梁墩柱位置，使行车视线更好，见图1。

图1 拆A匝道桥

图2 调整B匝道线形

3）立交中原个别匝道纵坡＞4%，设计考虑到天津属于积雪地区及行车的安全性，对立交中纵坡过大的匝道进行了相应的调整。

4）葛沽互通式立交中津晋高速往来天津市区的2个匝道现状为设置辅助车道的双车道。通过交通量预测分析，该匝道为单车道出入口即可满足使用要求，故取消辅助车道，利用原辅助车道宽度作为新加宽的车道，从而避免了主线下穿津晋高速处桥梁拆改的工程量。

2.5 安全性评价及建议

设计结合路线平、纵面拟合初步成果以及横断面布置，对平面半径、超高设置、竖曲线、视距设置等进行了检验。考虑新设计规范与原标准已有变化，按照行车舒适度及安全性重新计算出合理的超高值，路基段均按新标准进行设计，而综合桥梁结构处理及施工等因素，大桥、特大桥段按竣工资料维持原超高设计。

另外对视距设置也进行了相应的检验，如互通式立交中原主线竖曲线半径为17 000 m，不能满足互通式立交范围内主线竖曲线一般值R≥23 000 m要求，规范中要求互通式立交在主线分流鼻之前应保证判断出口所需的识别视距，条件受限时，识别视距应＞1.25倍的主线停车视距。由于不能满足主线竖曲线一般值的要求，所以对此处竖曲线半径进行了视距验算。主线V=120 km/h的停车视距为210 m，故判断出口所需的识别视距为 1.25×210=262.5（m），司机视线高h按 1.2 m计，分流点处物高为0 m，h=，推导出X=202 m，故不能满足识别视距的要求。调整此处竖曲线前主要考虑了以下因素：

1）该路段不属于事故多发路段；

2）此处若要调整竖曲线对主线上跨京津高速公路的主线桥及北环铁路桥桥梁结构影响较大。

综合这些因素最终确定维持现状竖曲线设计参数。但出于安全性考虑在主线分流鼻前设置了相应的限速交通标志牌，经验算，竖曲线半径为17 000 m时，可以满足要求，在立交分流鼻之前增加了100 km/h的限速标志牌。

3 结语

由于交通量不断持续增长，部分高速公路逐渐饱和，服务水平明显下降，迫切需要进行改扩建。线形设计是扩建工程中尤为关键的部分，合理的设计能改善原有线形的不足，提高原有公路的通行能力，设计人员需结合本项目的自身特点、旧路的技术指标、沿线的地形、地物、等各种控制因素的影响，灵活运用规范、掌握技术指标，进行综合论证，使项目经济合理。