李 向 陽

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

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西藏農(nóng)村公路施工圖審查咨詢路線優(yōu)化設(shè)計

李 向 陽

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

結(jié)合現(xiàn)行路線設(shè)計規(guī)范和西藏農(nóng)村公路標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指南(試行)，從直線、圓曲線、緩和曲線、縱斷面等方面，闡述了在審查咨詢過程中對路線進(jìn)行優(yōu)化，從而大幅減小了工程規(guī)模，節(jié)省了投資，其優(yōu)化思路和方法值得借鑒和參考。

農(nóng)村公路，路線優(yōu)化方案，直線，曲線，縱斷面

0 引言

公路工程設(shè)計咨詢的任務(wù)是保障公路建設(shè)工程項目設(shè)計的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理,督促設(shè)計進(jìn)度、保證設(shè)計文件的深度及質(zhì)量。其主要工作內(nèi)容包括對公路建設(shè)工程提供技術(shù)咨詢,對設(shè)計過程實(shí)施監(jiān)督管理等。在咨詢過程中應(yīng)重點(diǎn)突出以下兩個方面:1)從審查技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)入手,與設(shè)計單位共同優(yōu)化設(shè)計,避免設(shè)計浪費(fèi),提高工程項目投資效益;2)通過復(fù)核結(jié)構(gòu)設(shè)計等,確保建設(shè)工程的安全可靠。目前不同的公路工程建設(shè)項目實(shí)施的設(shè)計咨詢模式各有不同,歸納起來主要有兩種:1)全過程咨詢;2)階段(結(jié)果)咨詢[1]。2017年第一批西藏農(nóng)村公路審查項目為三級公路或四級公路的一階段施工圖設(shè)計。項目資金為政府投資，為提高資金的利用效率，合理控制工程造價，通過招標(biāo)選用信用評價等級高，技術(shù)實(shí)力雄厚，工程經(jīng)驗(yàn)豐富的咨詢單位對設(shè)計項目進(jìn)行階段(結(jié)果)咨詢服務(wù)。

1 直線

西藏農(nóng)村公路設(shè)計原則執(zhí)行現(xiàn)行JTG B01—2014公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和JTG D20—2006公路路線設(shè)計規(guī)范。對于工程艱巨、地質(zhì)復(fù)雜路段，按照《農(nóng)村公路建設(shè)指導(dǎo)意見》(交公路發(fā)[2004]372號)、《西藏公路工程技術(shù)政策》，在確保安全的前提下，最小圓曲線半徑、停車視距、會車視距、超車視距、最大縱坡、最小坡長、不同縱坡的最大坡長、豎曲線的最小半徑等技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證可采用《西藏農(nóng)村公路標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指南》的極限指標(biāo)。避免出現(xiàn)不利因素的組合，并設(shè)置必要的交通安全設(shè)施，保證行車安全。

現(xiàn)行《西藏農(nóng)村公路標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指南》對直線的要求沒有單獨(dú)條文規(guī)定，實(shí)踐中，主要以現(xiàn)行《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《公路路線設(shè)計規(guī)范》為依據(jù)，同時，也借鑒了DB 53/T2002—2014農(nóng)村公路公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：設(shè)計速度60 km/h的農(nóng)村公路，同向曲線間的最小直線長度一般宜不小于設(shè)計速度的6倍，地形困難地段，不小于設(shè)計速度的2倍；反向曲線間的最小直線長度一般宜不小于設(shè)計速度的2倍，地形受限地段，不小于設(shè)計速度的1倍。設(shè)計速度不大于40 km/h的公路可參照上述規(guī)定執(zhí)行。

西藏農(nóng)村公路基本為三級或四級公路，設(shè)計時速基本都小于40 km/h，審查中，在不增加投資情況下，盡可能優(yōu)化線形。如某農(nóng)村公路項目JD89，JD90為同向曲線，半徑分別為1 000 m，130 m，夾直線長度為36.88 m(小于2V)；JD90，JD91反向曲線，半徑分別為130 m，700 m，夾直線長度僅為10.89 m(小于1V)，JD91，JD92為兩同向圓曲線徑向相接，半徑分別為700 m，241.25 m，轉(zhuǎn)角為 4°05′53″(Z)，小于7°，整體線形較差。線形優(yōu)化調(diào)整方案為：JD89向大樁號方向移動約99.854 m，在原JD90旁設(shè)置JD89，設(shè)R=260 m，取消原JD89，JD90；JD92沿JD93-JD92向小樁號方向移動9.050 m設(shè)置JD90，設(shè)R=300 m。優(yōu)化調(diào)整后，夾直線長度為65.925 m(大于2V，V=30 km/h)，路線充分利用了老路，少了新增占地，土石方工程數(shù)量減小，線形更為連續(xù)均衡協(xié)調(diào)。該項目對所有路線優(yōu)化調(diào)整后，土石方數(shù)量對比如表1所示。

表1 土石方工程數(shù)量對比表 m3

2 圓曲線

路線平面線形中常用的單曲線、復(fù)曲線、雙交點(diǎn)、虛交點(diǎn)、回頭曲線等都包含了圓曲線。圓曲線具有易與地形相適應(yīng)、可循性好、線形美觀等優(yōu)點(diǎn)。審查過程中，應(yīng)注意其交點(diǎn)位置、半徑等與實(shí)際地形的適應(yīng)性。如某項目K43+500～K43+670段，送審圖紙下?lián)鯄^高，為充分利用有利地形條件，減小擋土墻高度及擋土墻工程數(shù)量，降低工程造價，對線形優(yōu)化調(diào)整：JD2向小樁號方向后退約6.4 m，JD2，JD3轉(zhuǎn)角約39°00′45.1″(Y)，JD2，JD3交點(diǎn)間距64.240 m。JD2設(shè)圓曲線半徑約55 m(Ls=20 m)，JD3設(shè)圓曲線半徑約107 m(Ls=20 m)，路線向靠山一側(cè)偏移2 m～3 m，將明顯減少K43+590～K43+670段擋墻高度及工程數(shù)量，且線形更為連續(xù)、均衡、協(xié)調(diào)。

調(diào)整后線形如圖1所示。

3 緩和曲線

緩和曲線長度設(shè)計需要在充分了解公路周邊地形條件的基礎(chǔ)上完成，并對多種影響因素進(jìn)行嚴(yán)格的控制。首先，需要對車輛運(yùn)行狀態(tài)下的力學(xué)以及車輛駕駛員的操作等方面內(nèi)容進(jìn)行研究，從而確定合理科學(xué)的緩和曲線長度。另外，還需對公路的地形條件進(jìn)行分析，在不影響效果的前提下，盡量滿足公路設(shè)計美學(xué)方面的實(shí)際要求，并在此基礎(chǔ)上，注重農(nóng)村公路等級與線形之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，農(nóng)村公路的緩和曲線并不是越長越好，在設(shè)計的過程中，應(yīng)結(jié)合施工成本、工程總量等因素，合理確定緩和曲線的長度[2]。

四級公路線形一般由直線和圓曲線兩種要素組成。農(nóng)村公路的三級公路回旋線長度應(yīng)隨圓曲線半徑的增大而增大，并與圓曲線長度相協(xié)調(diào)。

4 縱斷面

縱斷面設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟(jì)特性，合理確定路線的空間幾何形狀。

《西藏自治區(qū)農(nóng)村公路標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計指南》中對公路縱坡的最小坡長規(guī)定如表2所示。

表2 公路最小坡長

縱斷面審查中，應(yīng)考慮其橋梁、涵洞設(shè)計標(biāo)高是否滿足設(shè)計洪水頻率要求，以及是否滿足沿線村鎮(zhèn)的規(guī)劃和發(fā)展。在滿足設(shè)計標(biāo)高前提下，應(yīng)結(jié)合項目實(shí)際，適當(dāng)優(yōu)化縱坡。對于基本沿原有老路改建和硬化的項目，應(yīng)盡量利用老路路基，合理控制填土高度，合理控制填方工程數(shù)量，對局部新建路段，應(yīng)充分研究優(yōu)化路線，如某項目三級公路，設(shè)計時速為30 km/h，送審路線縱斷面設(shè)計中，坡長較長，填挖方數(shù)量較大，在滿足規(guī)范要求指標(biāo)情況下，結(jié)合路線平面，適當(dāng)增加變坡點(diǎn)，將明顯減小挖方數(shù)量。本示例為一個凹型豎曲線，挖方較大，將原一個變坡點(diǎn)變?yōu)閮蓚€變坡點(diǎn)后，路基斷面由路塹變?yōu)榘胩畎胪?，縱斷面示意如圖2所示。

對整個路線優(yōu)化調(diào)整后，土石方數(shù)量由76.47萬m3減少為63.12萬m3。

鑒于目前西藏自治區(qū)農(nóng)村公路行業(yè)要求的縱斷面設(shè)計指標(biāo)略高于其他部分省份(如《青海省農(nóng)村公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》鄉(xiāng)道設(shè)計時速V=20 km/h時，最大縱坡為9%，鄉(xiāng)道設(shè)計時速V=15 km/h時，最大縱坡為12%；云南省地方標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計時速V=20 km/h時，最大縱坡為9%，設(shè)計時速V=15 km/h且屬改建時，最大縱坡為12%[3])，而設(shè)計單位來自于不同省份，導(dǎo)致最大縱坡控制各不相同，審查中仍以西藏地方行業(yè)要求為準(zhǔn)。

縱斷面審查中，還應(yīng)注意平均縱坡、合成坡度、橋梁縱坡等也應(yīng)滿足規(guī)范要求和西藏自治區(qū)地方行業(yè)要求。

5 路線組合設(shè)計

線形組合設(shè)計中，各技術(shù)指標(biāo)除應(yīng)分別符合平面、縱斷面規(guī)定值外，還應(yīng)考慮橫斷面對線形組合和行駛安全的影響。應(yīng)避免平面、縱斷面、橫斷面的最不利值相互組合的設(shè)計，如小半徑曲線與陡坡重合、凸曲線頂部、凹曲線底部與反向平曲線拐點(diǎn)重合、直線中出現(xiàn)多個短的豎曲線使駕駛員視覺中斷(駝峰、暗凹、跳躍等)等[4]。因農(nóng)村公路投資資金有限，審查中不宜追求過高的線形指標(biāo)，同時應(yīng)注意同公路外部沿線自然景觀的適應(yīng)性和地形地貌地質(zhì)條件的匹配?，F(xiàn)行路線設(shè)計規(guī)范對于設(shè)計速度不大于40 km/h的公路，對線形組合無強(qiáng)制要求，僅為“可參照執(zhí)行”，這需要路線審查人員認(rèn)真結(jié)合項目實(shí)際，靈活掌握運(yùn)用規(guī)范。

此外，西藏農(nóng)村公路一階段施工圖設(shè)計路線審查不僅僅只是研究路線平縱橫局部指標(biāo)的優(yōu)化，還應(yīng)對地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、邊防需求、路網(wǎng)規(guī)劃、路線總體方案、總體路線設(shè)計水平、路線與結(jié)構(gòu)物和不良地質(zhì)的關(guān)系等進(jìn)行充分研究。

6 結(jié)語

西藏農(nóng)村公路一般由政府投資，投資較小，公路等級較低，審查時，不宜追求過高的技術(shù)指標(biāo)。而是應(yīng)正確理解每個項目的功能和定位，正確理解和把握標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計指南等規(guī)程規(guī)范的內(nèi)涵，在不增加工程數(shù)量和投資情況下，合理優(yōu)化，科學(xué)咨詢審查，為建設(shè)方提供科學(xué)決策的依據(jù)。

[1] 謝 軍.公路工程設(shè)計咨詢管理[J].公路與汽運(yùn)，2004(4):114-116.

[2] 黃鳳苗.農(nóng)村公路線形靈活性設(shè)計要點(diǎn)研究[J].黑龍江交通科技，2015(6):59.

[3] DB 53/T2002—2014，農(nóng)村公路公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 丁衛(wèi)中.農(nóng)村公路路線設(shè)計問題探討[J].四川水泥，2014(11):110-113.

Rural highway route optimization design for working drawing design review and consulting in Tibet

Li Xiangyang

(CCCC Second Highway Consultant Co., Ltd, Wuhan 430056, China)

Combined with design specification for highway alignment and design guide for rural highway in Tibet, from straight line, circular curve, transition curve, vertical section respects the rural highway route were optimized in review and the investment was saved, the quantity were reduced. The thinking mode of optimization and method are valuable for the route optimization of similar rural highway in future.

rural highway, route optimization scheme, straight line, curve, vertical section

1009-6825(2017)16-0149-03

2017-03-28

李向陽(1977- )，男，工程師,目前在西藏自治區(qū)交通運(yùn)輸廳農(nóng)村公路處援藏

U412.3

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