張永賓

（中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司，北京 100176）

在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，很多原有公路已經(jīng)無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通量持續(xù)增加的要求，開(kāi)展公路改擴(kuò)建刻不容緩。改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)和新建公路路線設(shè)計(jì)有很大不同，既有公路已經(jīng)被限制在特定范圍和特定地質(zhì)水文條件下，需要結(jié)合原公路總體走向、道路結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境等，合理處理現(xiàn)有影響因素，解決改擴(kuò)建公路和新型交通運(yùn)輸之間的關(guān)系，才能最大限度上提升改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)品質(zhì)。基于此，開(kāi)展改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討就顯得尤為必要。

1 改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)原則分析

改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)難度比較大，涉及的因素比較多，需要綜合考慮多方面因素，并嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則，才能提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，為后期施工提供必要的指導(dǎo)和參考，在具體設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格遵循以下原則：（1）要綜合考慮原公路的利用價(jià)值，準(zhǔn)確擬合公路的平面線位，選擇合理的加寬方式，保持原公路路線和改擴(kuò)建公路的平面線形相互統(tǒng)一；（2）改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)時(shí)要保證路線走廊帶位和周圍環(huán)境及周圍的景觀相互協(xié)調(diào)，保證過(guò)客能夠飽覽周圍景觀，同時(shí)注重對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境及名勝古跡的保護(hù)；（3）保證改擴(kuò)建公路路線能夠和周圍的環(huán)境相互融合，無(wú)需一味追求高標(biāo)準(zhǔn)、高要求、高質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)因地制宜地選擇設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（4）改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮城鎮(zhèn)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃、水利規(guī)劃等，促使改擴(kuò)建公路路線建設(shè)和周圍城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展相互契合；（5）在縱斷面設(shè)計(jì)中，必須對(duì)擬合的原公路縱坡進(jìn)行合理調(diào)整，以消除路面凸起或者暗凹路段，避免在雨季發(fā)生積水。尤其是經(jīng)過(guò)小鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的路段，避免設(shè)計(jì)標(biāo)高過(guò)大，影響居民的正常出行。此外，在縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，還要提升對(duì)原公路資源的利用率。

2 現(xiàn)階段改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)

2.1 直線段設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)中，要保證直線段里程最短。如果直線段過(guò)長(zhǎng)，雖然可以節(jié)約成本，提升施工速度，降低駕駛風(fēng)險(xiǎn)和交通事故發(fā)生的概率，但是容易導(dǎo)致駕駛?cè)藛T發(fā)生駕駛疲勞，一旦需要急轉(zhuǎn)彎，無(wú)法快速降速，從而造成交通事故。

2.2 平曲線段設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

平曲線段是改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的樣式，在具體設(shè)計(jì)中，要合理提升圓曲線的半徑，因?yàn)榘霃皆酱螅访婊《染驮叫?，?duì)駕駛?cè)藛T而言，可以提升視野的通透性，降低交通事故。

2.3 縱坡度設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

通過(guò)分析和對(duì)比近5年公路交通事故發(fā)生情況發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在坡路上的交通事故，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平地上的交通事故。遇到坡度后，就容易發(fā)生故障。因此，縱坡度設(shè)計(jì)是改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2.4 線形組合設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)中，不同線形組合通常會(huì)發(fā)生協(xié)調(diào)問(wèn)題，甚至?xí)T發(fā)一系列安全隱患。因此，在線性設(shè)計(jì)中，必須綜合考慮相互之間的聯(lián)系，并做好工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的勘察工作，及時(shí)采取有針對(duì)性的處理措施。

3 改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

和新建公路路基設(shè)計(jì)相比，改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)內(nèi)容更加復(fù)雜，涉及的內(nèi)容更多，更具特殊性。在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性，也要綜合考慮周圍環(huán)境保護(hù)和景觀打造。由于會(huì)受到原有公路的限制，還需要考慮保通難度、地方規(guī)劃、資源利用等?？傊?，改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下內(nèi)容。

3.1 注重沿線環(huán)境保護(hù)，做好環(huán)保選線

近年來(lái)，我國(guó)環(huán)保理念不斷提升，很多地方出現(xiàn)了和自然環(huán)境和諧共處的高品質(zhì)改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)方案，比如川九公路路線在具體設(shè)計(jì)中，時(shí)刻堅(jiān)持“不破壞就是最大的保護(hù)”原則，有效保護(hù)了沿線的周圍環(huán)境。再如湖北神宜路，在改擴(kuò)建路基設(shè)計(jì)時(shí)，秉承“親自綠道”的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出的改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)方案基本契合了綠色公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，在具體設(shè)計(jì)中，必須從保護(hù)在沿線生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)。如果改擴(kuò)建公路路線和沿線生態(tài)環(huán)境相互沖突，就要更加注重環(huán)境保護(hù)，立足環(huán)保選線，對(duì)改擴(kuò)建公路沿線的重點(diǎn)景區(qū)、重大山體、河流水體資源、林地、濕地等進(jìn)行高度保護(hù)，從而降低公路改擴(kuò)建對(duì)沿線自然生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

3.2 切實(shí)做好不同形式的路線設(shè)計(jì)

（1）平面線擬合設(shè)計(jì)要點(diǎn)。改擴(kuò)建公路平面線擬合設(shè)計(jì)是整條路線設(shè)計(jì)的重中之重，也是公路路線的主要表現(xiàn)形式，因車輛在行駛過(guò)程中，多以平動(dòng)、徑向轉(zhuǎn)動(dòng)為主，在平面線擬合設(shè)計(jì)中，盡量不要出現(xiàn)大規(guī)模的曲線變化，否則會(huì)提升交通故事發(fā)生的概率[1]。如果公路平面線變化幅度較大，車輛在行駛時(shí)很難及時(shí)調(diào)整，極易發(fā)生撞車和翻車事故。因此，在平面線擬合設(shè)計(jì)時(shí)要以原來(lái)的構(gòu)筑物為基礎(chǔ)，作為改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)物，實(shí)現(xiàn)多段線路的擬合。如果原公路上存在大量的圓弧、曲線，在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)時(shí)，需要采取多元曲線相互擬合的設(shè)計(jì)思路，提升線路設(shè)計(jì)的精度。同時(shí)，為保證車輛行駛的安全性、穩(wěn)定性、舒適性，在平面線路擬合設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格控制公路線路的有效銜接和平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，保證車輛安全通行。如果遇到圓弧較大的路段，需要對(duì)周圍實(shí)際情況詳細(xì)考察分析，然后靈活選擇設(shè)計(jì)思路，提升總體設(shè)計(jì)品質(zhì)。

（2）縱斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)?？v斷面設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面因素，由于原公路的橫坡度和改擴(kuò)建公路的橫坡度之間必然存在一定的差距，如果二者之間的差距比較小，那么在設(shè)計(jì)時(shí)，采用嚴(yán)格控制中線的方法就可以達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。如果差距較大，需要加寬一側(cè)，并測(cè)量出改擴(kuò)建公路路線的中線標(biāo)高。通常情況下，改擴(kuò)建公路路線的坡度長(zhǎng)度都小于原公路的坡度長(zhǎng)度，因此，在選擇坡長(zhǎng)時(shí)，盡量不采用最小坡長(zhǎng)[2]。在路線縱斷面設(shè)計(jì)中，要保證原有公路的縱坡成為改擴(kuò)建公路路面基層。而在半徑選擇上，要盡量大于最小半徑，最小半徑的具體數(shù)值由公路線路豎曲線半徑、長(zhǎng)度視距之間的具體要求來(lái)判定。

（3）橫斷面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。針對(duì)改擴(kuò)建公路線路超高方案，可以明式構(gòu)造物作為橫坡核心控制點(diǎn)，最大限度上提升改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)的安全性，避免在雨季發(fā)生積水。如果在拼接路段，采用了原公路路面，在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，需要嚴(yán)格檢查路面橫坡大小，并和改擴(kuò)建路段相互對(duì)比，如果二者之間的差距小于±0.5%，無(wú)需調(diào)整橫坡；如果超過(guò)±0.5%，需要結(jié)合改擴(kuò)建公路路線實(shí)際情況，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（4）圓曲線設(shè)計(jì)要點(diǎn)。①合理確定最小和最小圓曲線半徑。在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)中，無(wú)論公路平面轉(zhuǎn)角有多大，都需要合理設(shè)置圓曲線。在公路改建時(shí)，要盡量利用原路線，因此，圓曲線半徑通常都比較小，但也不能太小，避免駕駛?cè)藛T在駕駛時(shí)承受較大的加速度。最小圓曲線半徑只要滿足改擴(kuò)建公路設(shè)計(jì)規(guī)范中圓曲線最小半徑的要求即可。但公路改擴(kuò)建時(shí)受限隱私比較多，為保證車輛行駛的安全性，圓曲線半徑不能小于設(shè)計(jì)時(shí)速的極限值。比如如果圓曲線半徑超過(guò)9000m，視線集中300～600m范圍中的視覺(jué)效果和直線效果基本相同。因此，圓曲線半徑也不能太大，最大半徑不宜超過(guò)10000m。圓曲線最小半徑“一般值”的橫向力系數(shù)和超高值如表1所示。②圓曲線長(zhǎng)度和平曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。《公路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》雖然沒(méi)有對(duì)圓曲線長(zhǎng)度明確規(guī)定，但在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需從有利于行車角度入手，保證圓曲線長(zhǎng)度滿足3s設(shè)計(jì)車速通過(guò)的行程。在公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)，圓曲線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)要做到因地制宜。在《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)平曲線有明確規(guī)定，要求平曲線的最小長(zhǎng)度不能小于2倍的緩和曲線長(zhǎng)度[3]。不設(shè)回旋線圓曲線示意圖如圖1所示。③緩和曲線設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在緩和曲線設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的因素包括操作汽車方向盤所需的長(zhǎng)度、離心加速度變化率所需的長(zhǎng)度、超高緩率所需的長(zhǎng)度、視覺(jué)和線形美學(xué)所需的長(zhǎng)度等。要保證這4個(gè)方面同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)效果，才是一個(gè)高品質(zhì)的改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)方案。

表1 圓曲線最小半徑“一般值”的橫向力系數(shù)和超高值表

圖1 不設(shè)回旋線圓曲線示意圖

3.3 路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

合理路面設(shè)計(jì)對(duì)提升改擴(kuò)建公路行車的安全性、舒適性等方面有積極作用，要求改擴(kuò)建之后，可提供更加安全、更加快速、更加舒適的行車體驗(yàn)。路面加鋪設(shè)計(jì)方案，必須和原路面具體特點(diǎn)相互適應(yīng)，最大限度上滿足道路使用功能的要求。合理提升新舊路面之間的黏結(jié)力，汽車在行駛過(guò)程中，特別是急剎車時(shí)，會(huì)形成較大的剪切應(yīng)力，需要采取高質(zhì)量的層間黏結(jié)材料，以保證新舊路面黏結(jié)的緊密性，提升抗剪切力。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，探討了改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)，探討結(jié)果表明，在改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)過(guò)程中，要以提升車輛通行率和行車安全為目標(biāo)，降低對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境造成的影響，綜合利用原有公路的資源，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的最大化利用。在具體設(shè)計(jì)中，會(huì)受到原有公路情況、周圍情況、施工特點(diǎn)等多重因素的共同影響。需要設(shè)計(jì)人員綜合利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)思路，融合環(huán)境保護(hù)理念，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，才能設(shè)計(jì)出高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的改擴(kuò)建公路路線設(shè)計(jì)方案。