公路改擴(kuò)建項目路線總體設(shè)計思路研究

夏穎林，吳徐華，何安生

（中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410014）

0 前 言

根據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2020年末，全國公路總里程達(dá)到519.81萬km，其中二級及以上公路里程為70.24萬km，占比僅為13.5%，四級公路里程為378.42萬km，占比最大，達(dá)到公路總里程的72.8%。盡管全國公路總里程已經(jīng)位居世界前列，但高等級公路占比較少，主要以四級路為主。隨著“十三五”期間經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，低等級公路的服務(wù)水平能力難以與日益增長的交通量相匹配，公路改擴(kuò)建項目已成為我國公路建設(shè)的重要任務(wù)之一。交通運(yùn)輸部于2014年頒布了JTG／TL11—2014《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計細(xì)則》用于指導(dǎo)高速公路改擴(kuò)建項目，各省、自治區(qū)也針對當(dāng)?shù)匦枨罅?xí)慣陸續(xù)出臺了地方標(biāo)準(zhǔn)。但受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、老路使用狀況、氣候分區(qū)、地形地質(zhì)、環(huán)境敏感點、交通量分布及地方習(xí)慣等因素的影響，不同公路改擴(kuò)建項目之間差異較大，工程實踐中經(jīng)常因設(shè)計不當(dāng)而造成現(xiàn)場實施困難，頻繁設(shè)計變更。2020年全國公路里程分技術(shù)等級構(gòu)成見圖1。

圖1 2020年全國公路里程分技術(shù)等級構(gòu)成

國內(nèi)外對于公路改擴(kuò)建項目路線總體設(shè)計思路已有一定研究，但普遍側(cè)重于高等級公路路線線形研究。趙文明等依托一級公路工程實踐，探討了公路改擴(kuò)建的現(xiàn)狀問題，提出了公路改擴(kuò)建設(shè)計思路［1］。長安大學(xué)的王楠系統(tǒng)對比了改擴(kuò)建高速公路與新建高速公路的區(qū)別，表述了高速公路改擴(kuò)建標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的理念［2］。侯鋒等將山區(qū)公路劃分成數(shù)個標(biāo)準(zhǔn)段，并用運(yùn)行速度檢查平縱指標(biāo)［3］。何宇道等通過對典型公路改擴(kuò)建項目進(jìn)行總結(jié)研究，探討路線總體在公路改擴(kuò)建項目中的設(shè)計思路［4］。李世緯從某高速公路改擴(kuò)建項目出發(fā)，系統(tǒng)提出了路基路面評價、改擴(kuò)建基本原則［5］。

綜上，公路改擴(kuò)建項目的研究已成為行業(yè)熱點。本文依托工程實踐，針對山區(qū)典型二級公路改擴(kuò)建項目進(jìn)行剖析研究，對路線總體設(shè)計思路進(jìn)行探討。

1 項目概況

某項目位于廣西崇左市境內(nèi)，該項目將某瀑布景區(qū)與鄰近高速、口岸等有機(jī)聯(lián)系起來，是游客進(jìn)出景區(qū)和沿線居民出行的重要交通走廊。作為直接服務(wù)于景區(qū)及沿線居民出行的旅游公路，其建設(shè)對加強(qiáng)區(qū)域?qū)ν饨涣?、改善沿線居民出行條件和促進(jìn)旅游資源開發(fā)利用具有迫切的現(xiàn)實意義和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

作為典型公路改擴(kuò)建項目，既有道路公路等級為三級公路，路基寬度約7.5m，路面寬約6.5m，為瀝青混凝土路面。經(jīng)現(xiàn)場實地調(diào)查，大部分路基整體穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯失穩(wěn)現(xiàn)象。經(jīng)多年運(yùn)營使用，地基沉降幾近完成，全線路基基本可以利用。

2 公路改擴(kuò)建路線總體設(shè)計思路

（1）因地制宜，合理采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。游客中心是項目景區(qū)的前沿站，外來游客車輛需在游客中心停車，乘坐景區(qū)大巴前往景區(qū)。故根據(jù)項目需求劃分為不同路段，分段采用不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本項目各路段交通量預(yù)測結(jié)果見表1。

表1 各路段交通量預(yù)測結(jié)果 單位：pcu／d

根據(jù)項目的功能定位、路網(wǎng)規(guī)劃、沿線地形、地質(zhì)、交通量預(yù)測結(jié)果、通行能力分析和服務(wù)水平評價結(jié)果，并充分考慮項目所在地區(qū)的綜合運(yùn)輸體系和遠(yuǎn)期發(fā)展等，結(jié)合現(xiàn)狀因地制宜，靈活設(shè)計，避免大填大挖，減少對環(huán)境的破壞。

（2）靈活選用平縱指標(biāo)，采用運(yùn)行速度檢驗行車安全。為節(jié)約土地資源，公路改擴(kuò)建項目路線布設(shè)時應(yīng)盡量采用利用老路的原則。但通常公路改擴(kuò)建項目原有老路線形指標(biāo)難以滿足改擴(kuò)建后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如何協(xié)調(diào)路線平縱指標(biāo)與工程造價間的矛盾成為公路改擴(kuò)建項目的重點。

由于項目位于中越邊境附近，沿線環(huán)境敏感因素多，局部路段加寬難度大。盲目追求高平縱指標(biāo)，勢必造成工程實施困難、拆遷規(guī)模增大、工程造價提升等一系列問題。為解決上述問題，受地形、地質(zhì)等條件限制的特殊困難路段，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，應(yīng)盡可能擬合老路，采用較低的平縱指標(biāo)，與地形相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。同時采用運(yùn)行速度方法，對平縱線形組合設(shè)計、技術(shù)指標(biāo)的協(xié)調(diào)性和一致性、視距以及路線視覺連續(xù)性等進(jìn)行檢驗，依此優(yōu)化線形設(shè)計、調(diào)整技術(shù)指標(biāo)、完善交通工程與安全設(shè)施。

（3）強(qiáng)調(diào)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對縱斷面的指導(dǎo)作用。公路改擴(kuò)建項目中，采用何種路面加鋪方案對縱斷面設(shè)計有重要影響。

以本項目為例，改擴(kuò)建后原有的路面承載能力已不能完全適應(yīng)后續(xù)增長的交通量水平，需對本項目改建路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算。采用檢測報告中各路段舊路頂面綜合回彈模量作為舊路頂面加鋪基層厚度的計算依據(jù)。通過計算分析，保證與新建路面結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，將加鋪厚度統(tǒng)一定為30cm。在加鋪前對老路路面病害進(jìn)行處治，處治后方可加鋪。對標(biāo)高不足的部位采用水泥穩(wěn)定碎石或級配碎石進(jìn)行調(diào)平。由于面層厚度11cm，故縱斷面設(shè)計時，原則上按照保證不低于原舊路標(biāo)高30＋11＝41cm進(jìn)行控制。本項目縱斷面設(shè)計如圖2所示，縱斷面設(shè)計高程嚴(yán)格高于地面高程41cm以上，即“寧填勿挖”的縱斷面設(shè)計思路，確保項目路面加鋪方案穩(wěn)定實施。

圖2 縱斷面設(shè)計

此外，對于設(shè)計標(biāo)高受沿線構(gòu)造物、排水、凈空、房屋建筑等因素控制，不能抬高41cm的路段，應(yīng)結(jié)合工程實際和平縱設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行縱斷面設(shè)計，確?？v斷面設(shè)計方案切實可行。

（4）結(jié)合項目實際需要，加寬方案選擇。對公路改擴(kuò)建項目，通常加寬方式有分離式加寬和沿老路加寬2種方式。

分離式加寬，即采用分離式路基方案新建通道。該加寬方式受老路路基影響較小，設(shè)計靈活，適用于走廊帶比較寬松、受地形地貌影響較小的高等級公路改擴(kuò)建項目。

沿老路加寬即在老路的基礎(chǔ)上進(jìn)行加寬，可分為兩側(cè)加寬、單側(cè)加寬、混合加寬等加寬方式。兩側(cè)加寬即在老路線形基本維持不變的前提下，對道路兩側(cè)進(jìn)行加寬。該加寬方式可以保留老路的中央分隔帶等設(shè)施，對兩側(cè)用地干擾較少，適用于道路兩側(cè)房屋較為密集且有富余加寬空間的城鎮(zhèn)路段。但該加寬方式通常需拆除原有結(jié)構(gòu)物，對舊構(gòu)造物利用率低，新舊路基之間存在兩處縱向搭接，易產(chǎn)生縱向裂縫，且工作面小，施工難度較大，同時不利于保通方案設(shè)計。

單側(cè)加寬方式，即維持一側(cè)路基邊線不變，僅對路基單側(cè)進(jìn)行加寬。該加寬方式可以保留一側(cè)的構(gòu)造物及附屬設(shè)施，舊構(gòu)造物利用率高，工作面小，施工難度較小，對保通方案設(shè)計有利，適用于公路一側(cè)加寬受限而另外一側(cè)加寬空間較富余的道路。但單側(cè)加寬需調(diào)整中央分隔帶位置，改遷綠化帶管線及排水等設(shè)施，在橋梁隧道路段單側(cè)加寬施工難度大，不利于路線擬合。

混合加寬方式即結(jié)合單側(cè)加寬和兩側(cè)加寬方式，靈活調(diào)整平面線位對老路進(jìn)行擬合設(shè)計。

項目為二級公路改擴(kuò)建項目，不設(shè)置中央分隔帶，老路的現(xiàn)狀構(gòu)造物使用狀況良好，為減少施工難度，降低對現(xiàn)狀交通的干擾，故采用單側(cè)加寬的方式。

（5）做好保通設(shè)計，減少對原有交通的干擾。對于未完全控制出入的等級公路改擴(kuò)建項目，保通設(shè)計尤為重要。項目地處交通繁忙的景區(qū)至鎮(zhèn)區(qū)的道路上，故在施工過程中要保證旅游車輛通車順暢。路基施工考慮半幅通車、半幅封閉施工的方式進(jìn)行，同時文明施工以滿足環(huán)境要求。

由于工程施工沿線通行車輛及行人較多，施工方應(yīng)做專項施工組織設(shè)計和保通設(shè)計，并注意采取必要的安全防護(hù)措施，設(shè)置安全標(biāo)識，確保來往車輛和行人安全，必要時應(yīng)請有關(guān)方采取交通管制措施以確保安全。

（6）加強(qiáng)舊路調(diào)查，合理利用沿線現(xiàn)狀構(gòu)造物。改擴(kuò)建路基設(shè)計應(yīng)對既有路基進(jìn)行充分調(diào)查、合理評價，保證改擴(kuò)建公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并滿足使用功能。

對既有支擋結(jié)構(gòu)物應(yīng)少擾動，并充分利用。無明顯損害、且強(qiáng)度及穩(wěn)定性滿足改建要求時，宜全部利用；部分損壞或不能滿足改建要求時，宜加固利用、改建或拆除重建。對既有支擋結(jié)構(gòu)物加固利用時，應(yīng)確保新老混凝土或砌體緊密連接，形成整體，并進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性計算，以滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。

3 結(jié) 論

改擴(kuò)建工程的核心點在于滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理控制工程規(guī)模。以典型改擴(kuò)建二級公路工程為例，在充分調(diào)查了走廊帶內(nèi)舊路現(xiàn)狀及建設(shè)條件后，探討了路線總體設(shè)計思路及設(shè)計要點時應(yīng)掌握應(yīng)地制宜、靈活選用平縱指標(biāo)等設(shè)計要點，可為類似工程項目提供工程參考，以便充分發(fā)揮公路改擴(kuò)建項目的經(jīng)濟(jì)效益，提高服務(wù)水平。