二級(jí)公路改擴(kuò)建路線平面設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用

林世海，溫振國(guó)

(廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

目前，我國(guó)對(duì)于高速公路的改擴(kuò)建研究日漸成熟，但是對(duì)于普通二級(jí)公路的改擴(kuò)建研究較少。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,道路交通量增長(zhǎng)迅速，很多早期二級(jí)公路交通量超過(guò)了其設(shè)計(jì)通行能力，服務(wù)水平不斷下降，難以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需求，因此急需提級(jí)改造。

在二級(jí)公路改擴(kuò)建中，滿足不同利益群體的追求，是推進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度和提高項(xiàng)目質(zhì)量的主要控制因素。路線設(shè)計(jì)是公路改擴(kuò)建工作的靈魂，也是改擴(kuò)建工作能否順利進(jìn)行的保障。改擴(kuò)建公路不同于新建公路，需充分考慮利用舊路走廊帶、減少拆遷、減少占地、減少對(duì)現(xiàn)有交通的干擾等多重因素，運(yùn)用科學(xué)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而制定出切實(shí)可行的路線方案。

1 概況

1.1 工程概況

該項(xiàng)目為廣西公路網(wǎng)中主要省道之一，是廣西普通公路省道網(wǎng)的主要公路，也是廣西通往粵西的重要通道。項(xiàng)目路線基本走向?yàn)橛杀毕蚰?，起點(diǎn)位于某高速公路連接線與二級(jí)公路交叉口處。順接某高速公路連接線，途經(jīng)三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，終點(diǎn)接入高速公路縣城南出口連接線與二級(jí)公路交叉路口。路線全長(zhǎng)32.83 km。項(xiàng)目全線主線采用設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬21.5 m的雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

1.2 原二級(jí)公路情況分析

1.2.1 原有公路的等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目原公路建成于1998 年，二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，路基寬采用12 m和15 m，路面寬9 m。原為水泥混凝土路面，設(shè)計(jì)荷載為汽車超-20級(jí)，掛車-120。

1.2.2 原有公路路線線形指標(biāo)及存在的主要問(wèn)題

部分路段的圓曲線半徑比較小，有10處圓曲線半徑值小于一般值400 m的路段，這些路段基本位于跨河或者跨鐵路的路段，雖然圓曲線半徑值都大于極限值，但是極限平縱組合

線形容易造成高速公路通過(guò)的車輛發(fā)生交通事故。其次，對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)，開(kāi)車舒適感較差，停車視距較短。

表1 原有公路路線指標(biāo)不良路段一覽表

2 公路改擴(kuò)建的原因

公路改擴(kuò)建的原因主要有三方面：(1)現(xiàn)有公路通行能力不足；(2)現(xiàn)狀公路指標(biāo)不合理導(dǎo)致運(yùn)行安全隱患突出；(3)區(qū)域路網(wǎng)提級(jí)改造。

針對(duì)通行能力不足、運(yùn)行安全隱患突出的問(wèn)題，主要的方法是對(duì)現(xiàn)有公路進(jìn)行提高等級(jí)和改善線形指標(biāo)，針對(duì)區(qū)域路網(wǎng)提級(jí)改造結(jié)合區(qū)域路網(wǎng)規(guī)劃按規(guī)劃等級(jí)進(jìn)行改擴(kuò)建。本項(xiàng)目主要是由于通行能力不足、運(yùn)行安全問(wèn)題突出而進(jìn)行公路改擴(kuò)建。

3 路線平面設(shè)計(jì)

進(jìn)行路線布設(shè)前，需要對(duì)現(xiàn)有的公路路線做全面的調(diào)查和分析，找出原有公路的主要安全隱患，并結(jié)合實(shí)際的改擴(kuò)建的目標(biāo)進(jìn)行路線布設(shè)[2]，最大限度利用原有工程，降低施工期交通組織難度，改善平、縱面指標(biāo)，改善視距，使其與道路運(yùn)行速度相適應(yīng)，消除事故黑點(diǎn)。

3.1 路線平面設(shè)計(jì)原則

目前國(guó)內(nèi)公路改擴(kuò)建常見(jiàn)的加寬方案有單側(cè)拼接加寬、雙側(cè)拼接加寬以及綜合拼接加寬方案(截彎取直)。

3.1.1 單側(cè)拼接加寬方案

在原有路基的基礎(chǔ)上，采用單側(cè)拼接加寬方案。

優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蝹?cè)拼接新加寬部分平縱面標(biāo)準(zhǔn)與舊路保持一致，工程施工組織較方便，對(duì)原路交通干擾少；單側(cè)分離加寬相當(dāng)于分離式路基，加寬側(cè)的布置相對(duì)自由；充分利用舊路路面。

缺點(diǎn)：?jiǎn)蝹?cè)拼接新加寬原路基為雙向橫坡，在構(gòu)造物處要調(diào)整為單向坡很難實(shí)現(xiàn)；不能充分利用已征用土地，占地?cái)?shù)量大；對(duì)現(xiàn)狀道路加寬側(cè)的建筑物影響較大；路面設(shè)置中央分隔帶后舊路路面難以利用。

3.1.2 兩側(cè)拼接加寬方案

在原有路基的基礎(chǔ)上，采用在路基或橋梁兩側(cè)直接拼接成整體方案。

優(yōu)點(diǎn)：不用調(diào)整原有舊路的路拱橫坡，征地拆遷的數(shù)量與工程量均較小，整體性好，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)相對(duì)較低；對(duì)現(xiàn)狀道路兩側(cè)現(xiàn)有建筑物影響小。

缺點(diǎn)：拼接技術(shù)要求高，路基作業(yè)面小，位于舊路兩側(cè)的接縫容易導(dǎo)致加寬部分產(chǎn)生較大的沉降，影響路基的整體穩(wěn)定等；施工期間交通組織的難度較大，局部深挖方路段的施工開(kāi)炸、開(kāi)挖對(duì)行車安全影響較大。

3.1.3 綜合拼接加寬方案(截彎取直)

原有道路平面線形指標(biāo)較差，采用截彎取直改善平面指標(biāo)。

優(yōu)點(diǎn)：行車舒適，線形較好，路線長(zhǎng)度較短。

缺點(diǎn)：原有工程利用率較低，需要分段實(shí)施，施工期間交通組織的難度較大。

綜上所述，考慮高填方或深挖方路基施工安全性、橋隧擴(kuò)建改造方案、施工組織和維持臨時(shí)交通等因素的影響，二級(jí)公路改擴(kuò)建為一級(jí)公路的路線平面設(shè)計(jì)通常以單側(cè)加寬為主[3]。

3.2 路線設(shè)計(jì)方案

該項(xiàng)目局部路段采用兩側(cè)拼接加寬方案。過(guò)橋梁路段采用單側(cè)拼接加寬方案，以便項(xiàng)目施工時(shí)減少對(duì)原路交通的干擾。公路與鐵路并行路段采用單側(cè)拼接加寬方案，減少對(duì)現(xiàn)有鐵路的影響。過(guò)城鎮(zhèn)路段結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃，減少項(xiàng)目建設(shè)對(duì)城鎮(zhèn)的影響。典型路段路線布設(shè)方案為：路線起點(diǎn)至JD1段，路線中心線沿高速公路連接線順延(兩側(cè)拼接加寬)；JD1～JD3段，由于舊路有3處圓曲線半徑不滿足規(guī)范要求，本次將其調(diào)整為圓曲線半徑為550 m的平曲線上跨鐵路，路段布線都盡量將舊路包含在道路用地范圍內(nèi)(截彎取直)；于K2+043.500中橋處，為保證施工期間的舊橋通行，路線在舊橋左側(cè)通過(guò)；之后在K2+100～K2+600段，為減少道路右側(cè)房屋的拆遷，基本沿路基左側(cè)布置，預(yù)留右側(cè)路基為新建道路的右幅路基；在K2+700～K3+000段，為減少道路左側(cè)鐵路干擾，基本沿路基右側(cè)布置(單側(cè)拼接加寬)。如圖1所示。

圖1 典型路段路線布設(shè)方案平面圖

4 視距

公路改擴(kuò)建路線平面設(shè)計(jì)中應(yīng)重新計(jì)算視距，特別是提級(jí)為一級(jí)公路的停車視距和識(shí)別視距。

4.1 停車視距

由于原有公路平面指標(biāo)較低，為了充分利用舊路，往往造成內(nèi)側(cè)車道停車視距不能滿足規(guī)范要求。例如本項(xiàng)目某處平面右轉(zhuǎn)彎半徑為400 m，左幅內(nèi)側(cè)車道由于項(xiàng)目設(shè)置中央分隔帶妨礙視距，需要設(shè)置視距加寬保證停車視距要求。針對(duì)停車視距不能滿足規(guī)范要求，主要有三種處理方法：(1)平曲線內(nèi)側(cè)加寬調(diào)整中央分隔帶位置并設(shè)置視距平臺(tái)；(2)平曲線外側(cè)加寬調(diào)整車道位置并設(shè)置視距平臺(tái)；(3)減小中央分隔帶寬度設(shè)置視距平臺(tái)。

4.2 停車視距設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目停車視距為110 m，經(jīng)驗(yàn)算半徑≤620 m的圓曲線均要設(shè)置視距平臺(tái)，經(jīng)計(jì)算加寬值如表2所示。

表2 半徑與視距平臺(tái)加寬值對(duì)應(yīng)表

項(xiàng)目全線平曲線半徑<620 m的有10處，需要設(shè)置停車視距平臺(tái)。由于受征地拆遷和結(jié)構(gòu)物的影響，項(xiàng)目采用了兩種不同處理方法，具體如表3所示。

表3 視距平臺(tái)加寬處理方法表

4.3 識(shí)別視距

由于原有公路平面交叉較多，公路改擴(kuò)建時(shí)需要恢復(fù)平面交叉路口，應(yīng)計(jì)算識(shí)別視距后再進(jìn)行平面交叉路口的設(shè)計(jì)。

結(jié)合項(xiàng)目情況，主要有交叉路口識(shí)別視距和相交道路的識(shí)別視距。保證交叉路口有足夠的識(shí)別視距，主要采用的方法是在識(shí)別視距范圍內(nèi)種植不高于路面1.2 m的綠化物。保證相交道路有足夠的識(shí)別視距，應(yīng)在村道路開(kāi)口、改路口等地方設(shè)置10 m識(shí)別瞭望平臺(tái)來(lái)確保行車安全。

5 結(jié)語(yǔ)

在舊路改擴(kuò)建的前期工作中，路線平面設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)工作的核心，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，站在不同利益群體的立場(chǎng)進(jìn)行布線是設(shè)計(jì)的精髓。在本項(xiàng)目平面設(shè)計(jì)中，綜合考慮了原有公路平面指標(biāo)、施工交通疏導(dǎo)、橋梁路段、鐵路、征地拆遷等多個(gè)影響因素，最終布設(shè)出了一條技術(shù)指標(biāo)較好、業(yè)主滿意、群眾受益的一級(jí)公路。舊路改擴(kuò)建路線布設(shè)是多因素交織影響的設(shè)計(jì)工作，需要設(shè)計(jì)人員深入細(xì)致地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘、資料信息收集，不斷分析研究，最終才能選出合理的路線方案。