陳建宗

(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510180)

0 引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，由于道路交通量增長(zhǎng)、舊路面老化、高度城市化難于選擇新線路方案等諸多原因，通過(guò)擴(kuò)寬升級(jí)改造舊路是提高區(qū)域之間通道通行能力的經(jīng)濟(jì)、快速、合理和有效方法。然而，改造舊路與新建道路存在諸多差異，其中縱斷面設(shè)計(jì)和路面加鋪厚度直接相關(guān)，其優(yōu)化程度直接影響工程規(guī)模和造價(jià)。依據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)理論，本文將對(duì)舊路改造項(xiàng)目縱斷面設(shè)計(jì)之要點(diǎn)和方法進(jìn)行研究。

1 影響因素和設(shè)計(jì)原則

1.1 影響因素分析

舊路改造的縱斷面設(shè)計(jì)主要影響因素包括兩個(gè)方面，一是舊路條件，二是改造要求。其中舊路條件主要包括以下影響因素：

（1）舊路縱地面線、橫地面線

舊路縱地面線基本決定了縱斷面設(shè)計(jì)線，但由于舊路路面未必平整，所以需要結(jié)合橫地面線進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是當(dāng)改造中心線偏移舊中心線較遠(yuǎn)時(shí)，即舊路設(shè)計(jì)高程與改造設(shè)計(jì)高程位置偏差較大時(shí)，則必須更加重視橫地面線和舊路橫坡。此外，在工程實(shí)踐中，常遇到舊路縱坡小于0.3%的情形，為了控制路面加鋪工程量，通常基本擬合舊路縱坡執(zhí)行，只是必須適當(dāng)增強(qiáng)橫向排水，將雨水口設(shè)密。

（2）舊路超高

通常舊路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度都較低，某些路段的平面線形指標(biāo)也較低，圓曲線半徑較小，但相對(duì)于舊路是不需設(shè)超高的，而對(duì)于采用相同圓曲線半徑的升級(jí)后道路則需要設(shè)置超高，這將對(duì)被交路順接和沿線兩側(cè)建筑物造成影響。另一種情況是舊路原以公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，某些路段超高設(shè)置過(guò)大，而道路位于已明顯城市化區(qū)域，則根據(jù)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范，改造后道路可能需要調(diào)小最大超高。

（3）平縱線形組合

對(duì)行駛者而言，與平面線形相比，縱面線形是否平順，在視覺(jué)上往往是影響線形質(zhì)量好壞的主要因素。使人感到縱面線形不太好的主要原因是插入了小半徑的豎曲線或插入了過(guò)多的豎曲線，應(yīng)予以避免。一個(gè)平曲線內(nèi)包含兩個(gè)多個(gè)豎曲線時(shí)，會(huì)使駕駛者感到緊張，但是如果視野不是特別開(kāi)闊，駕駛者正常的視野范圍不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)豎曲線。實(shí)踐表明，在一般情況下，一個(gè)平曲線包含多個(gè)豎曲線與車輛運(yùn)行無(wú)大妨礙。

其中改造要求主要包括以下影響因素：

（1）改造后道路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度

通常舊路改造為同一等級(jí)但道路設(shè)計(jì)速度提高，或者為升一個(gè)道路等級(jí)，或者為公路改造為城市道路或公路兼有城市道路功能，對(duì)于不同道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)不同的縱斷面設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

（2）路拱坡度和超高

舊路改造升級(jí)一般會(huì)增加行車道，如改造后道路為高速公路和一級(jí)公路，由于路面較寬，迅速排除路面降水尤為重要，當(dāng)舊路路拱橫坡較小時(shí)，為了滿足路面排水要求，需適當(dāng)取大路拱橫坡，特別是當(dāng)?shù)缆诽幱诮邓畯?qiáng)度較大的地區(qū)時(shí)應(yīng)采用較高的路拱坡度。由于路拱橫坡的增大，縱斷面設(shè)計(jì)需根據(jù)“最不利點(diǎn)”來(lái)推算加鋪厚度。所謂“最不利點(diǎn)”是指逐樁橫斷面上控制最小加鋪厚度的點(diǎn)。根據(jù)該點(diǎn)的舊路面標(biāo)高加上最小加鋪厚度，再通過(guò)設(shè)計(jì)橫坡推算設(shè)計(jì)高程位置的設(shè)計(jì)高程，將這些設(shè)計(jì)高程點(diǎn)逐樁相連，則可以作為縱斷面設(shè)計(jì)的一條縱向參考線。

（3）沿線結(jié)構(gòu)物限制

沿線結(jié)構(gòu)物對(duì)道路改造主要是滿足凈空要求，其中包括被交路跨線橋、隧道和跨河涌橋。通常對(duì)于現(xiàn)有被交路跨線橋橋下的路面則采用擬合現(xiàn)在路面標(biāo)高，不要降低現(xiàn)狀道路凈空標(biāo)準(zhǔn)；為了滿足下沉式隧道有效凈空要求、避免深挖和協(xié)調(diào)開(kāi)口段縱坡，可能要抬高被交路設(shè)計(jì)標(biāo)高；對(duì)于跨河涌橋或箱涵，則需要滿足水利規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。

1.2 設(shè)計(jì)原則

（1）盡量滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，不違反強(qiáng)條要求。

（2）瀝青罩面厚度不宜小于10 cm，并根據(jù)路面結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果為依據(jù)確定最小加鋪厚度，盡量控制路面工程數(shù)量，但對(duì)于早期欠強(qiáng)的混凝土路面結(jié)構(gòu)調(diào)平層應(yīng)適當(dāng)加厚。同時(shí)考慮橋梁、交叉口等控制條件。

（3）在跨線橋、隧道等節(jié)點(diǎn)合理采用坡率、坡長(zhǎng)，力求指標(biāo)均衡、視覺(jué)順適，凸、凹豎曲線指標(biāo)應(yīng)在滿足線型設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，還應(yīng)盡量滿足視覺(jué)要求。

（4）對(duì)于縱坡小于0.3%路段，從節(jié)約造價(jià)角度考慮，加鋪后道路縱坡也小于0.3%，此時(shí)道路排水主要依靠道路橫坡排水，需注意加強(qiáng)路側(cè)排水設(shè)施。

2 不同路段縱斷面設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

按道路沿線不同路段或節(jié)點(diǎn)處的特點(diǎn)，在縱斷面設(shè)計(jì)上具有各自的注意要點(diǎn)。

2.1 一般路段縱斷面設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)舊路改造工程，首先須根據(jù)舊路面特征確定路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，得到加鋪層厚度，依規(guī)范要求不小于10 cm。接著，就是尋找加鋪“最不利線”，其過(guò)程一般是在確定確定超高等橫坡后，對(duì)橫斷面的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，判斷橫斷面上各點(diǎn)與橫坡的關(guān)系，尋找設(shè)計(jì)高程線上對(duì)應(yīng)的最高舊路面高程點(diǎn)。根據(jù)這些高程點(diǎn)，直接進(jìn)行擬合縱斷面的縱坡以及豎曲線，這樣即可保證同一斷面上瀝青的最小加鋪厚度滿足強(qiáng)度要求，減少返工的過(guò)程，該過(guò)程可采用如CARD/1路線設(shè)計(jì)軟件等輔助設(shè)計(jì)軟件完成。

在擬合縱斷面時(shí)，應(yīng)盡量照顧平縱線形組合要求。平豎曲線一一對(duì)應(yīng)、平包豎是比較理想的組合狀態(tài)，當(dāng)平、縱面指標(biāo)較低、坡度反向且坡差較大時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)平縱組合設(shè)計(jì)；當(dāng)平面線大于不設(shè)超高最小半徑時(shí)，平縱組合從寬掌握。

舊路改造項(xiàng)目建議不要為了滿足0.3%要求，使坡長(zhǎng)較短，路面起伏頻繁，對(duì)行車和路容都有不良影響，而且人為增加坡差，勢(shì)必增加路面工程數(shù)量，增加造價(jià)。對(duì)于小縱坡段，依靠橫坡排水，并加強(qiáng)路側(cè)排水，使雨水盡快排除。

2.2 平交口處縱斷面設(shè)計(jì)

平交口處縱斷面設(shè)計(jì)即立面設(shè)計(jì)，主要目的是保證行車順適、排水通暢，并與周邊地面標(biāo)高相協(xié)調(diào)。平交口處通常盡量不調(diào)整主線縱坡，但當(dāng)被交路縱坡太小使得不利排水時(shí)，可適當(dāng)抬高交叉口中心位置標(biāo)高，避免過(guò)分調(diào)整主線橫坡；當(dāng)被交路縱坡較大，通過(guò)調(diào)整主線也達(dá)不到0.3%～2%，這時(shí)只好延長(zhǎng)被交路設(shè)計(jì)范圍，以盡量減少主路加鋪對(duì)被交路縱斷面的影響；當(dāng)中小橋、涵洞等結(jié)構(gòu)物設(shè)于交叉口范圍內(nèi)時(shí)，立面設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能地遷就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外，應(yīng)盡量避免將交叉口的高程低點(diǎn)設(shè)在人行橫道線處。

當(dāng)被交路進(jìn)口位于超高段平曲線外側(cè)時(shí)，若被交路縱坡與主線橫坡為反坡且坡差較大，為了被交路車輛等候停車后便于起動(dòng)，則可在被交路與主線之間設(shè)置一段緩坡段。

2.3 超高段縱斷面設(shè)計(jì)

舊路改造，多是對(duì)舊道路拓寬、升級(jí)，或者公路城市化，有時(shí)現(xiàn)有舊路的超高較大，根據(jù)規(guī)范應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。如深圳寶安區(qū)松白路某段，現(xiàn)有舊路最大超高值為6%，而隨著該段路區(qū)域城市化，則應(yīng)該套用城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范，應(yīng)將最大超高調(diào)整為小于等于4%。最大超高6%調(diào)至4%，有兩種調(diào)整方法，一是上行半幅和下行半幅同平面整體調(diào)整，二是上行半幅與下行半幅采用類似分離式路基的方式進(jìn)行調(diào)整，前提是中央分隔帶較寬（大于3 m），后者比前者能減少很大工程量，所以松白路工程選擇了后種調(diào)整方法，而上下行縱斷面則需根據(jù)加鋪厚度分別拉坡。

2.4 跨線橋和下沉式道路縱斷面設(shè)計(jì)

舊路改造工程項(xiàng)目，舊路兩側(cè)一般已具有一定規(guī)模的開(kāi)發(fā)度，為了避免過(guò)多征用土地和避免拆遷，多采用簡(jiǎn)易菱形立交，此時(shí)主路或被交路的主線則采用跨線橋或下沉式道路的形式?？缇€橋和下沉式道路的縱坡坡度不超過(guò)4%，且需考慮道路凈空要求，當(dāng)位于半徑小于不設(shè)超高的圓曲線處時(shí)，則輔道在與主線銜接處，應(yīng)做好超高過(guò)渡，以確保路面平整和行車順暢。

下沉式道路兩端應(yīng)設(shè)置半徑較大的凸形豎曲線，以避免下沉式道路兩端的路面的雨水灌入隧道。對(duì)于隧道閉口段范圍處，若圓曲線半徑小于250 m，則應(yīng)對(duì)道路進(jìn)行加寬處理，而為了避免造成隧道設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，如果閉口段處有緩和曲線，可考慮與圓曲線按相同比例進(jìn)行加寬處理，相應(yīng)的超高漸變段從閉口段之外開(kāi)始。即整個(gè)閉口段采用加寬后的寬度值，但超高漸變段則嚴(yán)格按照緩和曲線范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 結(jié)論與展望

本文系對(duì)舊路改造工程實(shí)踐中縱斷面設(shè)計(jì)的研究總結(jié)，就舊路改造縱斷面設(shè)計(jì)提出了主要影響因素和設(shè)計(jì)原則，并針對(duì)不同路段和情形提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路和要點(diǎn)。此外，為了減少舊路改造工程規(guī)模，有些專家提出等厚加鋪方式，依據(jù)是舊路平縱標(biāo)準(zhǔn)基本與現(xiàn)有規(guī)范要求相當(dāng)，從把路線分成微段入手充分?jǐn)M合舊路縱斷線形，最終形成的縱斷線形就是這些微段徑相連接的折線，而相鄰這些之間的坡差能滿足規(guī)范要求即可，該方式在深圳的一些舊路改造項(xiàng)目中被采用。但由于在舊路改造項(xiàng)目中，舊路等級(jí)存在差異，未必都滿足等厚加鋪方式前提，且最后的縱斷面折線線形難于套用現(xiàn)有規(guī)范，因此該方式尚須進(jìn)一步探討其合理性。

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