改擴(kuò)建道路設(shè)計(jì)思路研究

王兆陽(yáng)

摘 要：道路改擴(kuò)建工程需要在滿足規(guī)范的前提下充分利用既有道路，避免工程浪費(fèi)，相比新建工程而言對(duì)路線的擬合、路基及路面的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在改擴(kuò)建項(xiàng)目日益增多的今天詳細(xì)研究道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的思路具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。因此，本文將針對(duì)道路改擴(kuò)建的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行簡(jiǎn)要探討，以期節(jié)省投資成本，全面提高工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：改擴(kuò)建道路;路線設(shè)計(jì);路基路面設(shè)計(jì)

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，私家車占有量日益增多，道路設(shè)計(jì)速度提升的需求也日益增大，早期建設(shè)的道路已逐漸無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的交通需求，需對(duì)既有道路等級(jí)進(jìn)行改善或擴(kuò)容。改擴(kuò)建工程前期的設(shè)計(jì)工作作為改擴(kuò)建工程實(shí)施過(guò)程中的重要一環(huán)，發(fā)揮著提高道路性能、使用壽命等的關(guān)鍵作用[1]。根據(jù)現(xiàn)有道路改擴(kuò)建的相關(guān)要求，設(shè)計(jì)人員需要在熟練掌握相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)寬道路達(dá)到增強(qiáng)通行能力的目的，最終緩解地區(qū)的交通通行壓力。因此，充分認(rèn)識(shí)道路改擴(kuò)建的相關(guān)技術(shù)要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

1 改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)原則

路線設(shè)計(jì)是改擴(kuò)建道路設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一環(huán)，是其他專業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性直接影響著對(duì)既有道路的利用情況，路線設(shè)計(jì)需綜合考慮擴(kuò)建道路的道路等級(jí)、功能定位、規(guī)范指標(biāo)等因素，盡可能利用既有道路的平、縱、橫條件。一般而言，改擴(kuò)建會(huì)繼續(xù)利用既有道路的走廊帶，但對(duì)于限制條件較多、或局部需要提高路線指標(biāo)的路段，可考慮設(shè)置分離式路基、收窄中分帶、局部改線等技術(shù)手段。針對(duì)道路改擴(kuò)建工程來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)的控制因素包括如自然條件、水文條件、地形地貌、行車舒適性及運(yùn)營(yíng)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)投入等。

2 改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的前期工作

道路的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)對(duì)既有道路的現(xiàn)有情況依賴程度較高，既有道路在長(zhǎng)期使用過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生一定的沉降，道路平、縱、橫指標(biāo)與竣工資料相比不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，改擴(kuò)建設(shè)計(jì)前必須赴現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，在獲取大量資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)才能保證擴(kuò)建設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。此外，還應(yīng)收集現(xiàn)有道路的交通資料，并結(jié)合遠(yuǎn)近期路網(wǎng)規(guī)劃對(duì)該區(qū)域的交通量進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，以此作為確定道路等級(jí)，車道寬度、行車道數(shù)量的依據(jù)。同時(shí)，應(yīng)收集路側(cè)的重要控制因素，如電網(wǎng)走廊帶、雨污水廠、教育機(jī)構(gòu)等，在路線走向選擇及路線方案擬定時(shí)合理避讓，減少后期溝通難度，避免重復(fù)工作。最后，根據(jù)沿線收集的資料，制定出合理的路線方案，組織專家組進(jìn)行論證，最終敲定方案。

3 優(yōu)化改擴(kuò)建道路路線設(shè)計(jì)策略

平面線形主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合?？v面線形在不降低高速公路既有標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合?？紤]到既有道路平縱線形已定，因此對(duì)于不影響行車安全和舒適性的部分指標(biāo)可適當(dāng)放寬。如最小坡長(zhǎng)、豎曲線長(zhǎng)度等指標(biāo)，根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。

3.1 路線平面設(shè)計(jì)

改擴(kuò)建道路的路線平面設(shè)計(jì)需充分考慮利用既有道路，一般而言，需對(duì)既有道路進(jìn)行分幅擬合。若既有道路路側(cè)存在無(wú)法繞避的重要建筑物、較寬河道或緊挨運(yùn)營(yíng)鐵路、高速等情況，可考慮采用分離式路基設(shè)計(jì)，或在滿足行車安全的前提下收窄中分帶來(lái)繞避重要控制點(diǎn)。既有道路交通流量往往較大，出于安全考慮，行車道以內(nèi)包括路中交警部門不允許人工實(shí)測(cè)，外業(yè)測(cè)量難度較大。可通過(guò)人工實(shí)測(cè)全線路面行車道右邊緣線、硬路肩外邊線，以及相對(duì)安全路段的中央分隔帶邊緣線與行車道左邊緣線。利用實(shí)測(cè)密集的三維改正點(diǎn)對(duì)既有路面上的激光點(diǎn)分別進(jìn)行改正，得到路面高精度激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并結(jié)合人工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)生成高精度的數(shù)字高程模型，提取路面中央分隔帶兩側(cè)路緣帶邊線的高程，同時(shí)利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)、修正，形成全線的路面測(cè)量成果，使最終路面測(cè)量成果的精度滿足平面擬合的精度要求。平面擬合完成后，應(yīng)利用竣工圖文件中的數(shù)據(jù)檢查擬合數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。確保平面線形擬合與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)偏差滿足規(guī)范要求。高速公路改擴(kuò)建工程的路線平面擬合允許誤差應(yīng)遵循《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T L11-2014）規(guī)定：路線擬合時(shí)明式構(gòu)造物等主要控制點(diǎn)誤差宜不大于10 cm，一般路基段宜不大于20 cm。本項(xiàng)目路基段擬合最大誤差約為8 cm，橋梁路段擬合最大誤差約為4 cm，均滿足規(guī)范要求。

3.2 路線縱面設(shè)計(jì)

縱斷面線形的擬合方法與平面擬合方法基本類似，利用實(shí)測(cè)各中樁高程，參考竣工圖文件中的縱坡、豎曲線半徑用緯地把縱面線形初步擬合出來(lái)。然后遵循將直坡段看成平面線形中的直線，豎曲線看成是平面線形中的圓曲線的原則，把縱面線形看成平面線位來(lái)擬合，最后把擬合的線位進(jìn)行優(yōu)化修改，盡量使擬合出的線位跟實(shí)測(cè)點(diǎn)的偏差最小?？v面擬合一般遵循寧填勿挖的原則，將縱面設(shè)計(jì)高程稍高于舊路路面高程，避免后期開(kāi)挖施工造成工程浪費(fèi)。

考慮到路面在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的營(yíng)運(yùn)后，必然會(huì)出現(xiàn)一定量的不均勻沉降或變形，為了保證維修后路面的平順，需要根據(jù)路面的高程測(cè)量資料，對(duì)縱坡進(jìn)行合理調(diào)整（綜合考慮橋梁與路基段之間接順、局部不均勻沉降的調(diào)坡等情況），以滿足行車的舒適性和安全性。具體縱坡調(diào)整原則為：

①行車的舒適性、安全性為首要原則。

②考慮到遠(yuǎn)期可能利用舊路、減少工程量、降低工程造價(jià)，縱面設(shè)計(jì)時(shí)保證設(shè)計(jì)標(biāo)高盡量高于舊路面，使能更好利用現(xiàn)有路面。

③盡可能方便施工，減少施工難度。

④盡可能減少對(duì)構(gòu)造物的影響。

3.3 路線橫坡設(shè)計(jì)

路線橫坡設(shè)計(jì)同樣遵循盡量與舊路一致的原則，若擴(kuò)建后道路等級(jí)提升或設(shè)計(jì)速度提高，需滿足相應(yīng)的橫坡過(guò)渡段規(guī)范要求，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行既有道路橫坡擬合。如公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）的要求：

Lc—超高0過(guò)渡段長(zhǎng)度（m）;

?i—超高橫坡度與路拱橫坡度的代數(shù)差（%）;

B—超高旋轉(zhuǎn)軸至行車道（設(shè)路緣帶時(shí)為路緣帶）外側(cè)邊緣的寬度（m）;

P—超高漸變率。

3.4 路基路面設(shè)計(jì)

對(duì)于路基擴(kuò)寬設(shè)計(jì)，需要以路面使用情況和實(shí)際荷載為依據(jù)，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制沉降，如既有公路存在的路基沉降問(wèn)題，必須強(qiáng)化路基處理設(shè)計(jì)，優(yōu)選路基處理方法，如排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法、CFG樁法等。此外，橫斷面設(shè)計(jì)也需充分結(jié)合地形地貌，考慮安全、環(huán)保、綠化、經(jīng)濟(jì)等因素，以山嶺重丘地形地貌區(qū)為例，道路的改擴(kuò)建往往面臨邊坡二次開(kāi)挖的情況，路側(cè)路塹邊坡的護(hù)面設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵，同時(shí)還需要關(guān)注陡坡地段處理，如采用路堤墻或路肩擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此更好保證設(shè)計(jì)實(shí)用性。

4 結(jié)束語(yǔ)

改擴(kuò)建道路路線及路基路面設(shè)計(jì)由于限制因素較多，往往具有較高的難度，因此相關(guān)人員需熟練掌握道路改擴(kuò)建的相關(guān)技術(shù)要求，完善設(shè)計(jì)方案，力爭(zhēng)進(jìn)一步提高道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文介紹的道路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)思路已運(yùn)用于多個(gè)項(xiàng)目中，具有一定的可行性，文中提到的工程經(jīng)驗(yàn)謹(jǐn)供相關(guān)項(xiàng)目參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]王定志，劉應(yīng)宏.改擴(kuò)建道路的路線及路面路基設(shè)計(jì)研究[J].居舍，2018（21）：241.

[2]于作斌.簡(jiǎn)析道路路線環(huán)保設(shè)計(jì)的要點(diǎn)[J].化工管理，2018（21）：190.

[3]張瑞娟.改擴(kuò)建道路的路線及路面路基設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（11）：109-110.

[4]郭采豐，王詩(shī)揚(yáng).道路工程中路線布設(shè)與路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（11）：167-169.

[5]楊昌銳.道路設(shè)計(jì)中路線方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].黑龍江交通科技，2018，41（5）：49-50.