淺談對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程路線設(shè)計(jì)探討

【摘 要】隨著我國(guó)高速公路建設(shè)工程的快速發(fā)展和交通流量的持續(xù)增多，許多早期建成的路段因?yàn)槌笾行奁诜?、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低等因素的影響，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，而面臨著改擴(kuò)建等升級(jí)改造問題。高速公路改擴(kuò)建工程在很大程度上受原來(lái)路段客觀條件的限制，這就使得其工程技術(shù)難度比較大且復(fù)雜。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在參考原有案例資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)分析了高速公路改擴(kuò)建工程路線設(shè)計(jì)的原則、方法等要點(diǎn)供同行參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】高速公路；改擴(kuò)建；路線；設(shè)計(jì)

引言 為了更好的適應(yīng)當(dāng)下交通流量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等條件變化的要求，部分高速公路已經(jīng)進(jìn)入到了改擴(kuò)建階段。高速公路改擴(kuò)建工程和在很大程度上受原來(lái)路段客觀條件的限制，這就使得其工程技術(shù)難度比較高且復(fù)雜。所以如何根據(jù)改擴(kuò)建項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇合理的技術(shù)指標(biāo)和路線方案，在保證工程質(zhì)量的前提下合理利用原有工程，最大限度地降低造價(jià)，是當(dāng)前公路改擴(kuò)建工程的重難點(diǎn)。

一、高速公路改擴(kuò)建工程路線設(shè)計(jì)原則

1.高速公路改擴(kuò)建工程總體設(shè)計(jì)方案有一下幾種形式：?jiǎn)蝹?cè)分離、混合加寬、兩側(cè)分離、單側(cè)拼接和兩側(cè)拼接等。具體路線設(shè)計(jì)應(yīng)該按路線所處地形、地勢(shì)及用地條件定奪。如山嶺區(qū)一般都采用單側(cè)加寬擴(kuò)建方案，因?yàn)檫@種地區(qū)的高速公路改擴(kuò)建工程會(huì)在很大程度上受高填深挖路基安全性、施工組織與保通措施等因素的影響；而平原區(qū)多選擇兩側(cè)拼接、局部分離方案。

2.按照總體方案，在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的考察和分析原有路線的前提下，按照最大程度利用原有工程的原則來(lái)合理設(shè)計(jì)擴(kuò)建工程線路。路線方案設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量節(jié)約土地的利用量，減少搬遷數(shù)量與規(guī)模。

3.在對(duì)路線改擴(kuò)建時(shí)，尤其要注意公路的安全性，邀請(qǐng)專業(yè)人士進(jìn)行相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)，以確保路線交通安全。安全評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要有事故多發(fā)路段分析評(píng)價(jià)、老路線形設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合性評(píng)價(jià)和運(yùn)行速度評(píng)價(jià)等。對(duì)于單側(cè)改擴(kuò)建路段，平面應(yīng)采用主線合流及分岔的技術(shù)來(lái)進(jìn)行布設(shè)，保證行車暢通、安全。對(duì)于原有路段指示標(biāo)志不明顯、不符合規(guī)范的，要進(jìn)行合理改建。

4.要考慮原有路線的構(gòu)造物結(jié)構(gòu)以及目前的使用情況。原有路線構(gòu)造物一般都比較多，使用情況也各不相同，它們的合理性及可行性直接會(huì)影響到路線的擴(kuò)建效果。原有路線的隧道路段，大多適應(yīng)局部分離的擴(kuò)建方法；大橋、隧道等大型構(gòu)造物的擴(kuò)建路段方案一定要按照該構(gòu)造物擴(kuò)建方式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

5.原有路線有以下因素的，需開發(fā)新的路線或局部分離新線：繞行距離長(zhǎng)、交通事故頻率高、與路線周圍城鎮(zhèn)發(fā)展發(fā)生沖突、路段有水庫(kù)及水壩等等。原有路線改擴(kuò)建，要綜合實(shí)際情況，擇優(yōu)選擇路改擴(kuò)建方案。

二、高速公路改擴(kuò)建工程路線設(shè)計(jì)方法

1.數(shù)字化勘測(cè)技術(shù)。部分改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)線路太長(zhǎng)，為了快速準(zhǔn)確獲得這部分工程的地形數(shù)據(jù)信息，應(yīng)該采用全數(shù)字化的航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，這樣才能得到高質(zhì)量的數(shù)字地形圖和高保真的航空正攝影像圖，也才能為公路改擴(kuò)建的線形設(shè)計(jì)、方案定性分析、和優(yōu)化提供前提條件。還可以同時(shí)利用RTK和GPS等綜合技術(shù)進(jìn)行路線中樁放樣和全線的控制測(cè)量，為路基路面加寬、縱平面線形擬合等設(shè)計(jì)提供高精度的勘測(cè)數(shù)據(jù)。

此外，應(yīng)用較多的還有公路三維虛擬仿真技術(shù)和空間視距檢驗(yàn)技術(shù)，其中前者是通過設(shè)計(jì)方案成果和影像圖等信息資料，利用仿真技術(shù)建立改擴(kuò)建后公路的全景虛擬圖，然后在此環(huán)境中進(jìn)行行車或者飛行狀態(tài)模擬以直接視覺檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果。后者即將在公路仿真環(huán)境中得到規(guī)定的停車視距、運(yùn)行速度對(duì)應(yīng)的視距值和車輛模擬形式視點(diǎn)與前方行車道中心線上物體最遠(yuǎn)通視距離得到的路線幾何視距燈三種數(shù)據(jù)制成相應(yīng)的曲線圖，然后分析判斷路段樁號(hào)3種視距對(duì)應(yīng)關(guān)系，找出不足之處并進(jìn)行改善和處理。

2.路線縱面擬合設(shè)計(jì)。高速公路改擴(kuò)建路線縱面擬合設(shè)計(jì)應(yīng)以現(xiàn)有隧道和明示構(gòu)造物為控制點(diǎn)，綜合路面改擴(kuò)建方案進(jìn)行分段或者分幅擬合設(shè)計(jì)。在縱面擬合設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分考慮沿線設(shè)施改造方案、橋梁和路線交叉、軟基處理等的協(xié)調(diào)一致性，最大程度保證路線設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理和經(jīng)濟(jì)性。此外，特殊困難的路段應(yīng)該綜合考慮，制定多種不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證分析，擇優(yōu)選擇。而一般路段遵循“寧填勿挖”改造原則的基礎(chǔ)上，保證縱面線形滿足相關(guān)規(guī)定要求。如果現(xiàn)有縱面難以滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)行規(guī)范和安全評(píng)價(jià)，則應(yīng)該對(duì)縱面線形進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

此外，為了最大程度提高路面行車舒適度和工程施工控制精度，一般要求對(duì)原有路段縱坡進(jìn)行二次分幅調(diào)坡設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)一般以構(gòu)造物的橋面加鋪層厚度與路面施工技術(shù)方案為控制指標(biāo)；另外，橋頭路段應(yīng)該設(shè)置過渡段以解決橋頭跳車問題。

3.路線平面擬合設(shè)計(jì)。擬合設(shè)計(jì)原則：依照改擴(kuò)建公路左右幅實(shí)際測(cè)量信息，以隧道和明示構(gòu)造物為控制要素進(jìn)行設(shè)計(jì)和誤差分析。對(duì)于較大長(zhǎng)度的圓曲線，為了最大程度減小誤差，應(yīng)該采用多圓復(fù)曲線擬合法；而兩側(cè)拼接路段應(yīng)該盡可能保持原路的平面線形。為了提高擬合精度，應(yīng)該將擬合之后誤差比較大的單個(gè)圓曲線分割成多段差值較小且可逕相銜接的圓曲線。各分段圓曲線長(zhǎng)度和半徑的大小應(yīng)該在滿足規(guī)范要求的前提下，根據(jù)實(shí)測(cè)點(diǎn)位繪制的樁號(hào)-曲率分布圖進(jìn)行分析斷定。

4.線形設(shè)計(jì)。根據(jù)已有的安全性評(píng)價(jià)建議，綜合原有路段的曲線線形銜接情況和危險(xiǎn)曲線半徑等平縱組合信息，對(duì)原路的線形指標(biāo)進(jìn)行合理性完善調(diào)整。針對(duì)原來(lái)事故多發(fā)路段或者線形組合不佳等危險(xiǎn)或者重點(diǎn)路段，應(yīng)該綜合調(diào)查分析制定出及時(shí)科學(xué)的補(bǔ)救策略。針對(duì)凹形底部排水情況不佳的路段，可以適當(dāng)縮減路段長(zhǎng)度，并對(duì)去橫坡設(shè)計(jì)和縱斷面進(jìn)行改善調(diào)整；同向曲線和S形曲線則應(yīng)該多設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)志。針對(duì)新線，應(yīng)該掌握并靈活運(yùn)用有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，確保新線與沿線相適應(yīng)，與原有路段線形標(biāo)準(zhǔn)的均很、連續(xù)與順捷。

結(jié)語(yǔ) 高速公路改擴(kuò)建是一項(xiàng)相對(duì)緊迫且十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而路線設(shè)計(jì)是整個(gè)工程的基礎(chǔ)與核心。在具體的路線設(shè)計(jì)中，我們一定要進(jìn)行多方調(diào)查分析，綜合運(yùn)用各種新技術(shù)和設(shè)計(jì)方法，保證公路改擴(kuò)建工程線路設(shè)計(jì)科學(xué)、合理。

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