改扩建道路设计思路研究

王兆阳

摘 要：道路改扩建工程需要在满足规范的前提下充分利用既有道路，避免工程浪费，相比新建工程而言对路线的拟合、路基及路面的设计提出了更高的要求。在改扩建项目日益增多的今天详细研究道路改扩建设计的思路具有重要的理论价值和实践意义。因此，本文将针对道路改扩建的设计思路进行简要探讨，以期节省投资成本，全面提高工程质量。

关键词：改扩建道路;路线设计;路基路面设计

0 引言

随着社会经济迅速发展，私家车占有量日益增多，道路设计速度提升的需求也日益增大，早期建设的道路已逐渐无法满足日益增长的交通需求，需对既有道路等级进行改善或扩容。改扩建工程前期的设计工作作为改扩建工程实施过程中的重要一环，发挥着提高道路性能、使用寿命等的关键作用[1]。根据现有道路改扩建的相关要求，设计人员需要在熟练掌握相关技术指标的基础上，通过扩宽道路达到增强通行能力的目的，最终缓解地区的交通通行压力。因此，充分认识道路改扩建的相关技术要求，优化设计方案具有重要的理论价值和实践意义。

1 改扩建道路路线设计原则

路线设计是改扩建道路设计过程中最重要的一环，是其他专业设计的基础，其设计的科学合理性直接影响着对既有道路的利用情况，路线设计需综合考虑扩建道路的道路等级、功能定位、规范指标等因素，尽可能利用既有道路的平、纵、横条件。一般而言，改扩建会继续利用既有道路的走廊带，但对于限制条件较多、或局部需要提高路线指标的路段，可考虑设置分离式路基、收窄中分带、局部改线等技术手段。针对道路改扩建工程来说，设计的控制因素包括如自然条件、水文条件、地形地貌、行车舒适性及运营过程的经济投入等。

2 改扩建设计的前期工作

道路的改扩建设计对既有道路的现有情况依赖程度较高，既有道路在长期使用过程中必然会产生一定的沉降，道路平、纵、横指标与竣工资料相比不可避免的会产生一定的误差，改扩建设计前必须赴现场实地勘察，在获取大量资料的基础上进行设计才能保证扩建设计的准确性。此外，还应收集现有道路的交通资料，并结合远近期路网规划对该区域的交通量进行合理预测，以此作为确定道路等级，车道宽度、行车道数量的依据。同时，应收集路侧的重要控制因素，如电网走廊带、雨污水厂、教育机构等，在路线走向选择及路线方案拟定时合理避让，减少后期沟通难度，避免重复工作。最后，根据沿线收集的资料，制定出合理的路线方案，组织专家组进行论证，最终敲定方案。

3 优化改扩建道路路线设计策略

平面线形主要根据现场实测的数据点进行拟合。纵面线形在不降低高速公路既有标准的前提下，结合实测数据进行拟合。考虑到既有道路平纵线形已定，因此对于不影响行车安全和舒适性的部分指标可适当放宽。如最小坡长、竖曲线长度等指标，根据具体情况灵活运用。

3.1 路线平面设计

改扩建道路的路线平面设计需充分考虑利用既有道路，一般而言，需对既有道路进行分幅拟合。若既有道路路侧存在无法绕避的重要建筑物、较宽河道或紧挨运营铁路、高速等情况，可考虑采用分离式路基设计，或在满足行车安全的前提下收窄中分带来绕避重要控制点。既有道路交通流量往往较大，出于安全考虑，行车道以内包括路中交警部门不允许人工实测，外业测量难度较大。可通过人工实测全线路面行车道右边缘线、硬路肩外边线，以及相对安全路段的中央分隔带边缘线与行车道左边缘线。利用实测密集的三维改正点对既有路面上的激光点分别进行改正，得到路面高精度激光点云数据，并结合人工实测数据生成高精度的数字高程模型，提取路面中央分隔带两侧路缘带边线的高程，同时利用实测数据进行核对、修正，形成全线的路面测量成果，使最终路面测量成果的精度满足平面拟合的精度要求。平面拟合完成后，应利用竣工图文件中的数据检查拟合数据的准确性。确保平面线形拟合与实测数据点偏差满足规范要求。高速公路改扩建工程的路线平面拟合允许误差应遵循《高速公路改扩建设计细则》（JTG/T L11-2014）规定：路线擬合时明式构造物等主要控制点误差宜不大于10 cm，一般路基段宜不大于20 cm。本项目路基段拟合最大误差约为8 cm，桥梁路段拟合最大误差约为4 cm，均满足规范要求。

3.2 路线纵面设计

纵断面线形的拟合方法与平面拟合方法基本类似，利用实测各中桩高程，参考竣工图文件中的纵坡、竖曲线半径用纬地把纵面线形初步拟合出来。然后遵循将直坡段看成平面线形中的直线，竖曲线看成是平面线形中的圆曲线的原则，把纵面线形看成平面线位来拟合，最后把拟合的线位进行优化修改，尽量使拟合出的线位跟实测点的偏差最小。纵面拟合一般遵循宁填勿挖的原则，将纵面设计高程稍高于旧路路面高程，避免后期开挖施工造成工程浪费。

考虑到路面在经过一段时间的营运后，必然会出现一定量的不均匀沉降或变形，为了保证维修后路面的平顺，需要根据路面的高程测量资料，对纵坡进行合理调整（综合考虑桥梁与路基段之间接顺、局部不均匀沉降的调坡等情况），以满足行车的舒适性和安全性。具体纵坡调整原则为：

①行车的舒适性、安全性为首要原则。

②考虑到远期可能利用旧路、减少工程量、降低工程造价，纵面设计时保证设计标高尽量高于旧路面，使能更好利用现有路面。

③尽可能方便施工，减少施工难度。

④尽可能减少对构造物的影响。

3.3 路线横坡设计

路线横坡设计同样遵循尽量与旧路一致的原则，若扩建后道路等级提升或设计速度提高，需满足相应的横坡过渡段规范要求，并根据实测数据进行既有道路横坡拟合。如公路改扩建设计中，应遵循《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）的要求：

Lc—超高0过渡段长度（m）;

∆i—超高横坡度与路拱横坡度的代数差（%）;

B—超高旋转轴至行车道（设路缘带时为路缘带）外侧边缘的宽度（m）;

P—超高渐变率。

3.4 路基路面设计

对于路基扩宽设计，需要以路面使用情况和实际荷载为依据，并严格按照设计标准控制沉降，如既有公路存在的路基沉降问题，必须强化路基处理设计，优选路基处理方法，如排水固结法、强夯法、CFG桩法等。此外，横断面设计也需充分结合地形地貌，考虑安全、环保、绿化、经济等因素，以山岭重丘地形地貌区为例，道路的改扩建往往面临边坡二次开挖的情况，路侧路堑边坡的护面设计极为关键，同时还需要关注陡坡地段处理，如采用路堤墙或路肩挡土墙进行设计，以此更好保证设计实用性。

4 结束语

改扩建道路路线及路基路面设计由于限制因素较多，往往具有较高的难度，因此相关人员需熟练掌握道路改扩建的相关技术要求，完善设计方案，力争进一步提高道路改扩建设计质量。本文介绍的道路改扩建设计思路已运用于多个项目中，具有一定的可行性，文中提到的工程经验谨供相关项目参考。

参考文献：

[1]王定志，刘应宏.改扩建道路的路线及路面路基设计研究[J].居舍，2018（21）：241.

[2]于作斌.简析道路路线环保设计的要点[J].化工管理，2018（21）：190.

[3]张瑞娟.改扩建道路的路线及路面路基设计[J].中国新技术新产品，2018（11）：109-110.

[4]郭采丰，王诗扬.道路工程中路线布设与路基设计要点研究[J].工程建设与设计，2018（11）：167-169.

[5]杨昌锐.道路设计中路线方案优化设计[J].黑龙江交通科技，2018，41（5）：49-50.