改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)思路研究

吳立杰、趙舒心

（濟(jì)寧市鴻翔公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

道路的改擴(kuò)建是一項(xiàng)工程量非常大的工作，不僅要關(guān)注既有道路的應(yīng)用，還要結(jié)合實(shí)際情況，優(yōu)化道路結(jié)構(gòu)體系，以保證道路修建成本、質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，從而提高既有道路改建、改造的整體水平。目前，我國道路工程建設(shè)水平不斷提高，為滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，對于一些存在破損或者其他問題的道路進(jìn)行改造、擴(kuò)建，保證成本效益的最小化，并延長道路整體的使用壽命。

針對道路路線開展改擴(kuò)建工作時(shí)，要分別從微觀與宏觀的視角出發(fā)。其中，微觀視角指的是對既有道路的交通運(yùn)輸需求、車輛流速及流量進(jìn)行分析，并且還要對道路改擴(kuò)建后的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合分析，保證道路路線設(shè)計(jì)方案的可行性。

而宏觀視角指的是結(jié)合當(dāng)?shù)厣鐣c經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，如與城市建設(shè)方案相結(jié)合，使道路改擴(kuò)建工作可以與城市發(fā)展計(jì)劃相呼應(yīng)，進(jìn)一步提升道路改擴(kuò)建工作的效益。當(dāng)前在我國的道路路線改擴(kuò)建工作中，通常都是在當(dāng)前路線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的路線設(shè)計(jì)。因此，不僅要從道路施工質(zhì)量與效率等方面入手，還要考慮道路路線改擴(kuò)建工作中產(chǎn)生的成本與資源損耗，間接增加了道路路線改擴(kuò)建工作的設(shè)計(jì)難度。

2 改擴(kuò)建既有道路的原因

2.1 道路過于密集

我國城市道路大多排列緊密，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，既有的道路交通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足人們出行的要求。以往人們出行大多是靠步行、自行車、摩托車等，但是隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，汽車開始成為人們出行的首選。道路密集經(jīng)常會導(dǎo)致交通堵塞，甚至還會引發(fā)安全事故，因此需要對既有道路進(jìn)行改擴(kuò)建。

2.2 道路損壞嚴(yán)重

受工藝、材料、技術(shù)限制，既有道路使用壽命不是很長。再加上受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件等影響，地質(zhì)條件較差的道路極易出現(xiàn)路基病害情況。如果施工單位不能做好后期維護(hù)工作，就會導(dǎo)致道路遭受嚴(yán)重?fù)p壞。即便及時(shí)進(jìn)行翻修，也無法從根本上解決問題，會對道路交通造成影響。

3 改擴(kuò)建道路路線的設(shè)計(jì)原則

3.1 安全可靠原則

在道路整體設(shè)計(jì)中，要盡量平衡各個(gè)路段車輛的行駛速度，提高路線的整體協(xié)調(diào)性。在路線設(shè)計(jì)中，應(yīng)該以提高駕駛?cè)藛T舒適性為原則，并保持與現(xiàn)行指標(biāo)一致。在客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，合理選擇道路路線設(shè)計(jì)指標(biāo)。當(dāng)路線設(shè)計(jì)完成以后，設(shè)計(jì)者要對車流量和行駛速度不協(xié)調(diào)的路段進(jìn)行論證，檢驗(yàn)相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，以保證設(shè)計(jì)指標(biāo)符合客觀需求。一旦設(shè)計(jì)指標(biāo)存在差異和不足，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并對既有路線設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，或者采取補(bǔ)充設(shè)計(jì)方案，提高路線設(shè)計(jì)的安全性和可靠性[1]。

設(shè)計(jì)路線時(shí)，要符合安全性指標(biāo)，并滿足有效性和合理性的要求，保證行車的安全性和舒適性。對于經(jīng)常發(fā)生事故，標(biāo)準(zhǔn)較低，繞行距離較長，受堤岸河壩、池塘溝堰、電站影響較大的地區(qū)，展開方案比選，并最終確定適合的設(shè)計(jì)方案。不但可以發(fā)揮道路的特點(diǎn)以及優(yōu)勢，也可以使出現(xiàn)的問題得到解決，充分體現(xiàn)改擴(kuò)建道路的作用和意義。

3.2 科學(xué)專業(yè)原則

對道路實(shí)施改擴(kuò)建，一般都是采用局部分離，再將兩側(cè)拼接的方式展開工作。對既有道路的狀況展開調(diào)研，按照一體化設(shè)計(jì)路線的方案，使布局具有系統(tǒng)性和統(tǒng)一性。在保留道路本身的特征以及優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，使路面具有科學(xué)性和專業(yè)性。

4 改擴(kuò)建道路路線的設(shè)計(jì)要求

4.1 道路路線設(shè)計(jì)的基本要求

在進(jìn)行道路路線設(shè)計(jì)時(shí)，要以基本工作為主，將道路路線設(shè)計(jì)工作分為平面、橫斷面以及縱斷面的設(shè)計(jì)范疇。對于不同設(shè)計(jì)范疇開展改擴(kuò)建設(shè)計(jì)工作時(shí)，要遵守相應(yīng)的準(zhǔn)則與規(guī)定，同時(shí)結(jié)合路線設(shè)計(jì)要點(diǎn)對荷載強(qiáng)度進(jìn)行確定，保證道路建成后的使用質(zhì)量。

4.2 選擇合適的設(shè)計(jì)方案

通常情況下，在道路施工前設(shè)計(jì)人員會進(jìn)行實(shí)地考察，并查閱以往的施工數(shù)據(jù)，提出幾套可行性方案。之后，設(shè)計(jì)人員會結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、水質(zhì)情況、施工成本以及施工耗時(shí)等因素進(jìn)行綜合分析，再根據(jù)施工單位的整體水平、施工技術(shù)、施工設(shè)備等各方面要素，最終選擇設(shè)計(jì)方案。

另外，在施工時(shí)，施工人員可以結(jié)合實(shí)際情況與設(shè)計(jì)人員商議對現(xiàn)有方案進(jìn)行改動，但是不可以改動過多，避免工程造價(jià)超出預(yù)算。例如，在對高速公路既有路段工程改建施工前，可以給出三套設(shè)計(jì)方案：方案一，在既有路面兩側(cè)進(jìn)行加寬；方案二，改造右側(cè)公路；方案三，將左側(cè)改為單向四車道路線。具體來看，方案一雖然能夠最大限度地利用既有的資源，但是由于高速公路周圍通常有很多橋梁防護(hù)結(jié)構(gòu)，采用雙側(cè)改造的方式會加大施工難度。如果采用方案三，則可能會在施工時(shí)產(chǎn)生坡度差，需要對當(dāng)?shù)氐匦螚l件進(jìn)行充分考慮，避免出現(xiàn)由于改擴(kuò)建導(dǎo)致公路防洪能力大打折扣的情況。

5 改擴(kuò)建道路路線的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 平面設(shè)計(jì)

在改擴(kuò)建道路的平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查既有道路存在的橋梁、隧道等特殊構(gòu)筑物，將其作為主要控制點(diǎn)進(jìn)行邊線控制，避免道路改擴(kuò)建對特殊構(gòu)筑物造成影響。因?yàn)槠囋谄矫媲€行駛時(shí)，主要方式是徑向轉(zhuǎn)動以及分車輪所開展的平面移動。在設(shè)計(jì)平面線形的過程中，需使車輛在行駛時(shí)具有平穩(wěn)性，避免發(fā)生曲線突變現(xiàn)象，防止汽車在行駛的過程中沒有辦法及時(shí)調(diào)整，造成交通事故。同時(shí)，在道路改擴(kuò)建過程中，應(yīng)對既有道路的平面線形指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，對既有道路中的小半徑路段、夾直線較短的路段和平曲線組合指標(biāo)超標(biāo)路段等進(jìn)行梳理，同時(shí)著重調(diào)查既有道路的事故易發(fā)路段。通過針對性的設(shè)計(jì)，在盡量擬合既有道路線形指標(biāo)的前提下，重點(diǎn)對技術(shù)指標(biāo)超標(biāo)路段和事故易發(fā)路段進(jìn)行平面優(yōu)化調(diào)整，降低既有道路發(fā)生交通事故的可能性，保障駕駛?cè)藛T的行車安全。

5.2 縱斷面設(shè)計(jì)

在改擴(kuò)建道路的縱斷面設(shè)計(jì)中，應(yīng)對既有道路的縱斷面指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，對縱坡超標(biāo)、坡長較長或較短、豎曲線半徑較小等路段進(jìn)行整理，并加強(qiáng)對既有道路的交叉口、橋梁、隧道等主要控制點(diǎn)的調(diào)查。在縱斷面設(shè)計(jì)中，應(yīng)在盡量擬合既有道路路面標(biāo)高的前提下，對縱斷面技術(shù)指標(biāo)超標(biāo)路段進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并做好主要控制點(diǎn)的標(biāo)高銜接，盡量利用既有道路資源的同時(shí)，提高道路的行車安全性。就核心把控點(diǎn)擬合偏差而言，精度評定需要考慮應(yīng)力儲備情況，通過控制最小值為-3cm，最大值為3cm，使安全性得到滿足。偏差指標(biāo)依據(jù)道路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。為了使路面施工更加便捷，同時(shí)增強(qiáng)行駛車輛的舒適程度，工程竣工之前應(yīng)該對道路縱坡做好調(diào)整設(shè)計(jì)工作。

6 道路改擴(kuò)建的一般方式

6.1 新建通道模式

新建通道模式通過分離式路基和既有道路拉開距離，避免既有路基對新建道路的影響，設(shè)計(jì)相對靈活。但是，在此道路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，受走廊帶、地形地貌等影響較大，如果采用這種模式將會增加用地，大幅提高投資。

6.2 道路加寬模式

道路加寬改擴(kuò)建模式主要包括兩側(cè)加寬模式、單側(cè)加寬模式與混合加寬模式三種。其中，單側(cè)加寬主要應(yīng)用于道路一側(cè)受建筑物或建筑條件限制等施工環(huán)境。其主要特點(diǎn)是不需要加寬的一側(cè)既有附屬設(shè)施不需要拆除，改擴(kuò)建期間，施工對原道路的運(yùn)營影響較小，基本可以保障既有道路的正常運(yùn)行。同時(shí)，單側(cè)加寬的施工工作面大，可以進(jìn)行起重機(jī)、吊裝機(jī)等操作施工。單側(cè)加寬模式也存在一定的缺陷，最大的缺點(diǎn)是既有道路的中央隔離帶必須拆除，此外，相關(guān)附屬設(shè)施也需要重建，同時(shí)還會對新建道路拓寬一側(cè)的匝道連接產(chǎn)生不利影響[2]。

7 改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)的技術(shù)措施

7.1 針對工程項(xiàng)目材料進(jìn)行全面調(diào)查

為保證道路路線改擴(kuò)建方案的準(zhǔn)確性與可行性，首先要針對工程項(xiàng)目材料開展全面調(diào)查。由于道路改擴(kuò)建施工是一項(xiàng)十分復(fù)雜煩瑣的工作，包括道路的定線、選線以及改線等，其中任何工作出現(xiàn)差錯(cuò)將會直接影響道路的使用效率。因此要切實(shí)做好各個(gè)方面的資料收集工作，具體步驟如下：

首先，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合道路路線的改擴(kuò)建要求對相應(yīng)的資料進(jìn)行收集與歸類，如既有道路的車輛流向與流量數(shù)據(jù)，同時(shí)還要針對既有道路的交通運(yùn)輸特征進(jìn)行分析。

其次，對當(dāng)前路基的使用情況進(jìn)行勘查，并且結(jié)合周圍區(qū)域的地質(zhì)、水文以及地形情況進(jìn)行綜合分析，由點(diǎn)到面、由面到帶，明確道路路線的最佳改擴(kuò)建執(zhí)行方案，并且對重點(diǎn)施工點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)注。

最后，通過多種方案圖紙與施工措施進(jìn)行對比分析，選定最佳勘測方案，組織專門人員針對道路改擴(kuò)建施工現(xiàn)場開展全面勘察，對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行匯總。

7.2 提升道路路線平面設(shè)計(jì)質(zhì)量

針對道路路線的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行強(qiáng)化，保證道路路線改擴(kuò)建工作的設(shè)計(jì)質(zhì)量。一方面要對施工資源進(jìn)行調(diào)整，另一方面要體現(xiàn)以人為本的管理特點(diǎn)，最大限度地利用既有道路實(shí)現(xiàn)道路改擴(kuò)建工作的預(yù)期目的。平面設(shè)計(jì)工作的具體步驟如下：

首先，針對平面線形設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改善，將地質(zhì)地形的連續(xù)、直捷、均衡等特點(diǎn)作為主要參考因素，還要綜合考慮周圍環(huán)境的變化趨勢。

其次，兼顧道路路線改擴(kuò)建工作的質(zhì)量與美觀程度，考慮具體施工環(huán)節(jié)的生態(tài)環(huán)保特性。

再次，對于曲線、直線以及緩和曲線設(shè)計(jì)，不僅要保證路線的通暢性，還要對各類路線進(jìn)行合理搭配。例如，在采用直線線形時(shí)，要注意與地形之間的契合度，避免縱坡度過大造成的施工質(zhì)量問題。

最后，對于長直線與平曲線設(shè)計(jì)，要在道路中設(shè)計(jì)相應(yīng)標(biāo)志，選擇較大的曲率半徑，保證道路的安全性[3]。

7.3 完善道路路線縱面設(shè)計(jì)流程

在既有道路改擴(kuò)建中，縱斷面設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜。為保證縱斷面的設(shè)計(jì)質(zhì)量，需要對相關(guān)工作流程進(jìn)行完善。同時(shí)，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，還要對既有道路的剩余資源進(jìn)行綜合分析，盡量將既有道路的使用優(yōu)勢最大化，降低改擴(kuò)建工作的工程量。實(shí)現(xiàn)道路改擴(kuò)建目標(biāo)的同時(shí)，還可以合理控制施工成本，幫助企業(yè)提升利潤效益。完善道路路線縱斷面設(shè)計(jì)工作的具體步驟如下：

首先，在對道路路線資源信息進(jìn)行調(diào)查時(shí)，要遵守寧填勿挖的原則。

其次，由于縱斷面設(shè)計(jì)工作影響行車安全與速度，還會對運(yùn)營費(fèi)用與工程造價(jià)造成影響，因此要提前對各類施工資源的成本價(jià)格進(jìn)行匯總分析，當(dāng)縱斷面設(shè)計(jì)方案完成后，馬上可以生成相應(yīng)的工程造價(jià)方案。

最后，不宜輕易采用道路縱斷面的最大縱坡值與縱坡限制長度，應(yīng)該多采用平緩的坡度設(shè)計(jì)，并且將技術(shù)指標(biāo)維持在合理范圍內(nèi)。

7.4 強(qiáng)化道路路線平縱組合設(shè)計(jì)質(zhì)量

強(qiáng)化道路路線平面設(shè)計(jì)與縱面設(shè)計(jì)方案的契合程度，對兩種方案進(jìn)行整合，以此來強(qiáng)化道路路線平縱組合設(shè)計(jì)質(zhì)量。將平面與縱面設(shè)計(jì)合理地組織起來，轉(zhuǎn)化為圓滑、連續(xù)的空間曲線，為道路行車安全提供更為全面的保障。開展此工作分為以下步驟：

首先，在道路路線的最后設(shè)計(jì)階段，分別針對平面設(shè)計(jì)方案與縱面設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行分析，明確兩種方案的可行性后，還要再次對組合方案進(jìn)行分析，在保證質(zhì)量、資源、成本等多方面符合要求后，才可以確定道路路線改擴(kuò)建方案。

其次，放大平、縱面設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到不增加造價(jià)而提升道路使用效率的目的。

最后，保證平、縱面的設(shè)計(jì)線形滿足相關(guān)建設(shè)規(guī)范，還要結(jié)合道路改擴(kuò)建后的車輛行駛速度與車流量進(jìn)行優(yōu)化，保證道路路線設(shè)計(jì)方案的適用性。

8 結(jié)語

總而言之，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，城市交通壓力大大增加。在這種背景下，既有道路結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)無法滿足城市的交通運(yùn)輸需要，交通運(yùn)輸體系要與時(shí)俱進(jìn)，尤其道路路線改擴(kuò)建工作要更貼合社會與經(jīng)濟(jì)的實(shí)際需求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)熟悉工程周邊環(huán)境，充分考慮影響道路改擴(kuò)建的因素，合理地進(jìn)行道路路線設(shè)計(jì)。在保證道路質(zhì)量的前提下，選擇占用土地資源最少、最經(jīng)濟(jì)的方案，使道路改路線擴(kuò)建方案更具可行性。對工程項(xiàng)目材料進(jìn)行全面調(diào)查，提升道路路線平面設(shè)計(jì)質(zhì)量，完善道路路線縱面設(shè)計(jì)流程，強(qiáng)化道路路線平縱組合設(shè)計(jì)質(zhì)量，持續(xù)提升我國道路路線改擴(kuò)建工作的綜合技術(shù)水平。在道路改擴(kuò)建中，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，采用合理的路線設(shè)計(jì)思路，降低資金投入，減少對既有交通的影響，提高道路的服務(wù)水平。