對(duì)老路改建工程中幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)的探討＊

彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙410008)

對(duì)老路改建工程中幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)的探討＊

彭 宇

(湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙410008)

通過(guò)國(guó)道G106湖南平江段改建工程施工，對(duì)老路改建過(guò)程中的線位選取、平交設(shè)置等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了一種非常適用老路改建工程的路線測(cè)設(shè)方法:線位擬和法。該方法節(jié)約了用地，控制了造價(jià)。

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

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，高速公路建設(shè)市場(chǎng)的逐步飽和，大量既有老路的加寬工程即將付諸實(shí)施。老路改建與新路建設(shè)的最大不同點(diǎn)在于是“先有人，后有路”，即:由于原來(lái)老路經(jīng)過(guò)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(jì)據(jù)點(diǎn)，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(duì)既有建筑物的規(guī)避，減少拆遷量是關(guān)系到民生問(wèn)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(guó)城鎮(zhèn)發(fā)展的一般規(guī)律，因此，在老路改建過(guò)程中為避免對(duì)城鎮(zhèn)的擾動(dòng)和獲取更快捷的通過(guò)速度，一般在城鎮(zhèn)過(guò)境路段均采用新線過(guò)境，這樣，新老路的平面交叉設(shè)計(jì)就顯得非常重要，如何正確分析交通量，確定平交的形式對(duì)老路改建的效果和工程造價(jià)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(jìn)入平江縣冬塔鄉(xiāng)，在南從汝城的三江口出境，進(jìn)入廣東仁化，是整個(gè)湘東地區(qū)的一條南北向經(jīng)濟(jì)干線。

G106平江段目前公路技術(shù)等級(jí)很低，全線86.078km中有78.289km四級(jí)公路、2.5km 等外公路，僅有的5.289km 二級(jí)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(yán)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(jì)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(jí)已迫在眉睫。

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

二、線位擬合法進(jìn)行老路路線勘察設(shè)計(jì)

(一)線位擬合法

老路改建項(xiàng)目一般資金都比較緊張，同時(shí)從節(jié)約土地資源、減少對(duì)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(duì)老路的勘察過(guò)程中如不準(zhǔn)確測(cè)量這些控制點(diǎn)的坐標(biāo)，利用合理的平面設(shè)計(jì)方法，則勢(shì)必會(huì)造成對(duì)這些控制點(diǎn)的拆遷，造成工程費(fèi)用增加，加大建設(shè)難度。鑒于上述情況，項(xiàng)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(jì)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)完美結(jié)合的一種測(cè)設(shè)方法，其具體步驟為:①實(shí)地外業(yè)踏勘，詳細(xì)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(diǎn)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS)測(cè)設(shè)技術(shù)，快捷方便地詳細(xì)測(cè)量出老路中線坐標(biāo)、控制側(cè)的邊緣線坐標(biāo)、構(gòu)造物坐標(biāo)以及關(guān)鍵控制點(diǎn)(如避免拆遷的房屋或管線等)坐標(biāo)及其相應(yīng)的高程數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)自動(dòng)編號(hào)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(biāo)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中，并采用軟件轉(zhuǎn)化為“編號(hào)一坐標(biāo)”形式，再利用應(yīng)用軟件編輯成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(AutoCAD)的SCR文件格式，運(yùn)行SCR文件直接在計(jì)算機(jī)AutoCAD中繪出整段路線控制點(diǎn)位圖;⑥根據(jù)路線控制點(diǎn)位圖，運(yùn)用交互式路線設(shè)計(jì)軟件韋地及CARD/1路線設(shè)計(jì)程序，采用曲線定線法，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行曲線擬合，合理運(yùn)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(cè)設(shè)技術(shù)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量放樁;⑧對(duì)個(gè)別沒(méi)達(dá)到設(shè)計(jì)最初意圖的點(diǎn)重新測(cè)量后進(jìn)行上述①～⑧步驟，直至到達(dá)最佳效果。圖1為采用線位擬合法進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的過(guò)程圖。

圖1 采用線位擬合法進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的過(guò)程圖

(二)線位擬合法與其他方法的區(qū)別

與實(shí)地定線，紙上定線相比較，“線位擬合法”實(shí)質(zhì)上是一種“機(jī)上定線”的方法。它充分利用了RTK測(cè)設(shè)和韋地及CARD/1路線設(shè)計(jì)程序的集成技術(shù)效率高、精度高的特點(diǎn)，把外業(yè)原始資料詳實(shí)、直觀地記錄在計(jì)算機(jī)中。設(shè)計(jì)人員可在計(jì)算機(jī)上根據(jù)實(shí)際情況高質(zhì)量地?cái)M合出新的路線中線。綜上所述，“線位擬合法”能夠準(zhǔn)確體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的意圖;特別是對(duì)于目前大量的老路改建工程來(lái)說(shuō)，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(jià)節(jié)約資源提供了技術(shù)保障，具有很強(qiáng)的實(shí)用性;在保證高精度的同時(shí)，節(jié)省了人員和時(shí)間，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量。

本公路改建項(xiàng)目的路線中線布設(shè)均采用上述的線位擬合法，通過(guò)對(duì)老路控制數(shù)據(jù)的采集，在計(jì)算機(jī)AutoCAD上進(jìn)行曲線擬合，大大縮短了測(cè)設(shè)周期，確保了測(cè)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(dá)到77%，且對(duì)周圍環(huán)境的破壞極小，對(duì)有效地控制了工程造價(jià)，取得了顯著的設(shè)計(jì)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(guò)境平交設(shè)計(jì)

(一)分道轉(zhuǎn)彎式的變形T型渠化平交

避免對(duì)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(guò)鎮(zhèn)路段采用新線過(guò)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(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這些平交的共同特點(diǎn)是三個(gè)方向的交通量分布非常不均衡，即:交通量中占絕對(duì)主流地位的是新建干線上的過(guò)境交通流，其次是通過(guò)該平交出入城鎮(zhèn)的交通流，而通過(guò)該平交的城鎮(zhèn)內(nèi)部不同交通源點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)換交通流則極少。對(duì)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(xiàng)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(biāo)志標(biāo)線。上述方案在依托工程“國(guó)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(jià)，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(jì)技術(shù)對(duì)比見(jiàn)表1所示。由表中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比正規(guī)的T型渠化平交方式的優(yōu)點(diǎn)如下:①充分利用了老路，降低造價(jià)。②符合交通量的分布特征，完全能滿足交通量的增長(zhǎng)需求。③大大減少了新征土地?cái)?shù)量，節(jié)約了土地資源。④分離了平交口的沖突點(diǎn)，增加了交通的安全性，縮短了車輛經(jīng)過(guò)平交口的平均延誤時(shí)間。

表1 國(guó)道G106某平交采用兩種平交型式經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較表

由于犧牲交通量小的方向的車輛通行指標(biāo)，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(jī)容易在路口誤行，本該在B匝道處左轉(zhuǎn)進(jìn)城的，錯(cuò)過(guò)了入口，而走到A匝道處左轉(zhuǎn);針對(duì)該點(diǎn)可以采取增設(shè)交通指路標(biāo)志，告知過(guò)境車輛正確的行車軌跡來(lái)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(gè)小角度的交織段，車速過(guò)快時(shí)易引發(fā)交通事故，對(duì)于這一點(diǎn)，可在A匝道上設(shè)置直行停車等待等減速讓行標(biāo)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(jì)圖

四、結(jié)論

老路改建過(guò)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(duì)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(jì)算機(jī)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(jì)效率，在國(guó)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(duì)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(gè)左轉(zhuǎn)交通產(chǎn)生的沖突點(diǎn)，相應(yīng)減少了車輛的平交口的延誤時(shí)間，具有在滿足交通流增長(zhǎng)需求的前提下節(jié)約用地和工程量和控制造價(jià)的優(yōu)勢(shì)，在老路改造工程的平面交叉設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯，值得推廣。同時(shí)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(guò)增加交通標(biāo)志、標(biāo)線的方式進(jìn)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(jiàn)［S］.2006.

［2］中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院.公路路線設(shè)計(jì)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(jì)院.國(guó)道 G106一階段施工圖設(shè)計(jì)［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(zhǎng)沙人，工程師。