彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，湖南長沙410008)

對老路改建工程中幾點關(guān)鍵技術(shù)的探討＊

彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，湖南長沙410008)

通過國道G106湖南平江段改建工程施工，對老路改建過程中的線位選取、平交設(shè)置等關(guān)鍵技術(shù)問題進行研究，提出了一種非常適用老路改建工程的路線測設(shè)方法:線位擬和法。該方法節(jié)約了用地，控制了造價。

老路改建工程;路線測設(shè)方法;線位擬和法;T型平交;變形T型渠化平交

隨著國民經(jīng)濟的快速增長，高速公路建設(shè)市場的逐步飽和，大量既有老路的加寬工程即將付諸實施。老路改建與新路建設(shè)的最大不同點在于是“先有人，后有路”，即:由于原來老路經(jīng)過多年的使用，人們已經(jīng)逐漸遷徙到道路的兩旁，形成以路線為中心的經(jīng)濟據(jù)點，道路兩側(cè)有很多的居民聚居區(qū)、臨街商鋪或水利設(shè)施等建筑物。老路改建工程由于受很多條件的制約，一般都要求盡量提高老路利用率，那么對既有建筑物的規(guī)避，減少拆遷量是關(guān)系到民生問題的大事，具有非常重要的意義。此外，沿道路周邊發(fā)展是我國城鎮(zhèn)發(fā)展的一般規(guī)律，因此，在老路改建過程中為避免對城鎮(zhèn)的擾動和獲取更快捷的通過速度，一般在城鎮(zhèn)過境路段均采用新線過境，這樣，新老路的平面交叉設(shè)計就顯得非常重要，如何正確分析交通量，確定平交的形式對老路改建的效果和工程造價都有著重要的意義。

一、工程概況

G106從北至南縱貫湘東，在北由湖北通城入境，進入平江縣冬塔鄉(xiāng)，在南從汝城的三江口出境，進入廣東仁化，是整個湘東地區(qū)的一條南北向經(jīng)濟干線。

G106平江段目前公路技術(shù)等級很低，全線86.078km中有78.289km四級公路、2.5km 等外公路，僅有的5.289km 二級公路又全部位于城鎮(zhèn)內(nèi)。G106平江段坡陡、彎急、路窄，街道化嚴重，交通事故頻繁，成為G106全線的卡脖子路段，這與G106在公路網(wǎng)中地位、區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展、區(qū)域歷史文化、相鄰縣市G106的狀況很不協(xié)調(diào)，其改造升級已迫在眉睫。

依據(jù)項目的工可批復(fù)、勘察設(shè)計合同書，主線采用雙向雙車道二級公路，路基寬度分別為8.5m，10m，12m，設(shè)計速度為40km/h和60km/h，水泥混凝土路面。其他各項技術(shù)指標根據(jù)《湖南省公路改建工程前期工作技術(shù)指導(dǎo)意見》靈活采用。

二、線位擬合法進行老路路線勘察設(shè)計

(一)線位擬合法

老路改建項目一般資金都比較緊張，同時從節(jié)約土地資源、減少對老百姓干擾的角度出發(fā)，應(yīng)最大限度的提高老路利用率。由于老路已存在多年，一般均已形成以路為“藤”，在老路兩側(cè)結(jié)出包括大量的居民區(qū)、商鋪和重要水利設(shè)施在內(nèi)的“瓜”。在對老路的勘察過程中如不準確測量這些控制點的坐標，利用合理的平面設(shè)計方法，則勢必會造成對這些控制點的拆遷，造成工程費用增加，加大建設(shè)難度。鑒于上述情況，項目組提出了一種非常適用老路改建工程的新的勘察設(shè)計方法:“線位擬合法”。

線位擬合法是充分將全球定位系統(tǒng)GPS的實時動態(tài)測量技術(shù)和計算機輔助設(shè)計技術(shù)完美結(jié)合的一種測設(shè)方法，其具體步驟為:①實地外業(yè)踏勘，詳細了解老路的現(xiàn)狀，路周邊的控制性建筑物，能利用的結(jié)構(gòu)物等情況;② 根據(jù)外業(yè)踏勘的成果，初步確定某一路段的加寬方案(兩側(cè)加寬還是單側(cè)加寬)，和需要避免拆遷的重點建筑物;③沿老路布設(shè)GPS平面控制網(wǎng);④ 根據(jù)平面控制網(wǎng)成果，利用RTKGPS(實時動態(tài)GPS)測設(shè)技術(shù)，快捷方便地詳細測量出老路中線坐標、控制側(cè)的邊緣線坐標、構(gòu)造物坐標以及關(guān)鍵控制點(如避免拆遷的房屋或管線等)坐標及其相應(yīng)的高程數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)自動編號存人數(shù)據(jù)模塊中;⑤利用傳輸設(shè)備把數(shù)據(jù)模塊中的坐標數(shù)據(jù)輸入計算機中，并采用軟件轉(zhuǎn)化為“編號一坐標”形式，再利用應(yīng)用軟件編輯成計算機輔助設(shè)計(AutoCAD)的SCR文件格式，運行SCR文件直接在計算機AutoCAD中繪出整段路線控制點位圖;⑥根據(jù)路線控制點位圖，運用交互式路線設(shè)計軟件韋地及CARD/1路線設(shè)計程序，采用曲線定線法，在計算機上進行曲線擬合，合理運用平曲線各種復(fù)雜的組合形式，擬合出最優(yōu)的平曲線線位;⑦根據(jù)最終的平曲線線位，利用RTKGPS測設(shè)技術(shù)進行實地測量放樁;⑧對個別沒達到設(shè)計最初意圖的點重新測量后進行上述①～⑧步驟，直至到達最佳效果。圖1為采用線位擬合法進行路線設(shè)計的過程圖。

圖1 采用線位擬合法進行路線設(shè)計的過程圖

(二)線位擬合法與其他方法的區(qū)別

與實地定線，紙上定線相比較，“線位擬合法”實質(zhì)上是一種“機上定線”的方法。它充分利用了RTK測設(shè)和韋地及CARD/1路線設(shè)計程序的集成技術(shù)效率高、精度高的特點，把外業(yè)原始資料詳實、直觀地記錄在計算機中。設(shè)計人員可在計算機上根據(jù)實際情況高質(zhì)量地擬合出新的路線中線。綜上所述，“線位擬合法”能夠準確體現(xiàn)設(shè)計者的意圖;特別是對于目前大量的老路改建工程來說，這種方法為最大程度地利用原有構(gòu)造物和避讓不拆遷的建筑物以降低工程造價節(jié)約資源提供了技術(shù)保障，具有很強的實用性;在保證高精度的同時，節(jié)省了人員和時間，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量。

本公路改建項目的路線中線布設(shè)均采用上述的線位擬合法，通過對老路控制數(shù)據(jù)的采集，在計算機AutoCAD上進行曲線擬合，大大縮短了測設(shè)周期，確保了測設(shè)成果的質(zhì)量，其最終的平曲線線位與老路線形吻合較好，老路利用率達到77%，且對周圍環(huán)境的破壞極小，對有效地控制了工程造價，取得了顯著的設(shè)計成效。

三、新型的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交優(yōu)化老路繞城過境平交設(shè)計

(一)分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交

避免對既有城鎮(zhèn)的干擾和獲得較好的通行能力，老路改建工程中一般過鎮(zhèn)路段采用新線過鎮(zhèn)方案，因此在新老路相接路段均存在大型平交，其基本型式是斜角度T形平交口。作者在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)這些平交的共同特點是三個方向的交通量分布非常不均衡，即:交通量中占絕對主流地位的是新建干線上的過境交通流，其次是通過該平交出入城鎮(zhèn)的交通流，而通過該平交的城鎮(zhèn)內(nèi)部不同交通源點之間的轉(zhuǎn)換交通流則極少。對于這樣的交通量分布，如果采用常規(guī)的T型平交，則存在部分匝道利用率很低的情況，因此，本項目提出了與交通量分布更為貼合的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交方案。該方案是:將常規(guī)T型平交的右轉(zhuǎn)單向匝道拓寬兼顧相應(yīng)的左轉(zhuǎn)功能，取消中間供支路往主線的左轉(zhuǎn)和主線左轉(zhuǎn)上支線雙向匝道，輔以相應(yīng)的交通標志標線。上述方案在依托工程“國道G106湖南平江段改建工程”得到應(yīng)用，不但滿足了通行的要求，還節(jié)約了用地和工程數(shù)量，控制了造價，取得了較好的效果。

(二)分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交與常規(guī)平交的效益分析與缺陷

G106改建工程中的平交采用常規(guī)T型平交方案和優(yōu)化后的分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交方案經(jīng)濟技術(shù)對比見表1所示。由表中數(shù)據(jù)可以看出，對比正規(guī)的T型渠化平交方式的優(yōu)點如下:①充分利用了老路，降低造價。②符合交通量的分布特征，完全能滿足交通量的增長需求。③大大減少了新征土地數(shù)量，節(jié)約了土地資源。④分離了平交口的沖突點，增加了交通的安全性，縮短了車輛經(jīng)過平交口的平均延誤時間。

表1 國道G106某平交采用兩種平交型式經(jīng)濟技術(shù)比較表

由于犧牲交通量小的方向的車輛通行指標，分道轉(zhuǎn)彎方式還存在一定的缺陷，如:1)不熟悉路況的司機容易在路口誤行，本該在B匝道處左轉(zhuǎn)進城的，錯過了入口，而走到A匝道處左轉(zhuǎn);針對該點可以采取增設(shè)交通指路標志，告知過境車輛正確的行車軌跡來避免。2)A匝道往通城的車輛在平交口與新建路的通城方向的車輛有一個小角度的交織段，車速過快時易引發(fā)交通事故，對于這一點，可在A匝道上設(shè)置直行停車等待等減速讓行標志，避免與通向車流的高速交織。

圖2 常規(guī)梯形平交設(shè)計圖

四、結(jié)論

老路改建過程中如何提高老路利用率并盡量減少既有建筑物的拆遷對于老路改建工程的成功具有至關(guān)重要的意義。本文提出的線位擬合法采用GPS技術(shù)與計算機定線技術(shù)相結(jié)合，可以最大程度的滿足上述要求并可極大的提高設(shè)計效率，在國道G106改建工程中的應(yīng)用取得很好的效果，是老路改建值得推廣的一種定線方法。

分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交是優(yōu)化后的T型平交型式，特別適用于交通流明顯不對稱分布的T型交叉。該方案保證了交通流量大的方向的車輛良好的通行條件，分離了兩個左轉(zhuǎn)交通產(chǎn)生的沖突點，相應(yīng)減少了車輛的平交口的延誤時間，具有在滿足交通流增長需求的前提下節(jié)約用地和工程量和控制造價的優(yōu)勢，在老路改造工程的平面交叉設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯，值得推廣。同時其還存在可能造成路口誤行和小角度交織段的缺陷，可通過增加交通標志、標線的方式進行規(guī)避。

［1］湖南省交通廳.湖南省公路改建工程前期工作技術(shù)指導(dǎo)意見［S］.2006.

［2］中交第一公路勘察設(shè)計研究院.公路路線設(shè)計規(guī)范(JTG D20－2006)［S］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院.國道 G106一階段施工圖設(shè)計［S］.2006.

［4］劉果三.淺談公路改建［J］.湖南交通科技，2003，29(3):10－11.

2011－08－18

彭宇(1978－)，男，湖南長沙人，工程師。