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摘要：目前低等级公路在我国偏远山区数量比较多，是我国交通运输网的重要组成部分，而在这些偏远山区由于受地形限制，地质的复杂多样，所建成的道路经常会出现不同的问题，尤其路基。
关键词：西部山区；低等级公路；改建项目设计
1西部山区低等级公路现状
受地区经济发展的限制，我国西部地区公路建设较东、中部地区还落后很多年，尤其是山区三、四级及等外公路的占比还比较大，其技术标准较低、局部路段回头曲线较多而半径较小、纵坡较陡而坡段超长，大部分指标仍达不到三级路标准。后期公路养护资金不足、养护工作不到位等原因，导致道路通行能力、安全保障能力及抗灾能力都比较弱，目前道路破损情况比较严重。路网升级改造和道路路况的改善任务还比较繁重。
1.1路线平纵线形指标较低
当年，为节约投资，既有公路大多顺应地形，随弯就势，平面指标低，平曲线未敷设缓和曲线过渡情况普遍；除少部分沿溪线外，山区公路大多受地形影响，路线纵坡都比较大，连续大纵坡路段较长；为克服地形高差，路线布设时回头曲线应用较为普遍，平纵组合不合理、合成纵坡大等问题比较突出。按现行技术标准衡量，最多可适应于四级路，但大部分处于其低限值。
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图1-1 云南省G356昭通段 图1-2 四川省G245巴中段
1.2路基、路面病害较多
路基沉陷、水毁、边坡坍塌、泥石流等病害没有从根本上得到治理；路基边沟损坏及堵塞严重，防护、排水工程基本没有形成系统，路基病害对公路沿线自然和生态环境造成极大破坏；路面龟裂、沉陷、车辙、坑槽现象较严重；交通安全标志、标线及护栏设施不配套。以上问题时常会危及车辆行驶安全，引发交通安全事故，严重影响道路的行车安全和通行能力。
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图1-3西藏增期至日多公路 图1-4 G215巴塘至德荣公路
1.3桥梁、涵洞老旧
既有桥涵大多为60年代建设，设计荷载等级低；为了节约投资，部分跨沟路段桥梁设于路线绕线的弯道上，桥梁跨径小，行洪能力低。涵洞孔径小，淤堵比较严重，泄洪能力严重不足。这些问题都加速了公路的破坏。
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图1-5云南省G214丽江段（忠义桥） 图1-6四川省S304阆中段
1.4村镇路段街道化严重
为了交通出行的快捷和适应当时经济发展需要，当地政府和居民大多把村镇行政机构和民房沿公路两侧建设布置。既有公路除了其基本行路功能以外，还兼顾乡镇村屯定期或不定期集贸市场的功能。但随着改革开放以来，社会经济的快速发展，乡镇规模不断加大，交通需求也不断增强，既有低等级公路和原有的国省道路的干线路网功能受到了严重的影响；为提高低等级公路行车的安全性及适应干线路网新功能的需要，村镇段落需要重新规划和建设，以提高其服务水平和道路的交通安全性。
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图1-7四川省会东县姜香路 图1-8四川省道S304阆中段
1.5安全设施、标志标牌较少、服务水平落后
受道路建设时期的投资限制，道路上较少设置安全防护设施，除了必要指路标牌以外，对于急弯、陡坡、视距不良地段没有警告标牌等安全措施，局部危险路段未采用加强型护栏，防护强度不够。
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图1-9西藏S202林周段
2.改建项目分类
根据需求的不同，西部山区低等级公路改建项目分为两类，一类是既有路况完善改建，另一类是道路等级升级改建。
第一类改建项目，主要是针对既有道路的工程病害，急弯、陡坡、视距不良等交通事故易发点进行局部工点完善。如，采用整治路面病害，增加必要的路基防护，排水不畅路段增设排水边沟，交通事故易发点增设交通安全设施等方式对既有道路进行功能完善，即采用所谓的“头疼医头，脚疼医脚”的工程治理方案对低等级公路进行局部路况改善。
第二类改建项目，一般是基于路网功能的变化及交通需求的增加等原因，对既有道路进行升级改造。主要是对道路技术等级、服务水平、行车安全性和舒适性等方面进行升级改造，即从根本上对低等级公路进行道路改造。如，整治道路病害，增加路基防护，改善小半径、大纵坡路段路线平纵指标，与周边路网有效衔接等，以满足升级后的道路服务水平。
3.改建技术要点
3.1制定改建原则和目标
应区分不同的改建项目类型，有针对性的制定改建原则和目标。
（1）既有路况完善类改建项目应遵循“充分利用现有公路既有资源，灵活运用技术指标，注重环境保护，病害整治与安全防护并举，道路养护与运营管理并重”等原则，在无重大自然灾害发生情况下全线基本畅通，实现“行路安全、行路通畅、行路舒适”的目标。
（2）升级改造类改建项目应遵循“充分利用现有公路走廊带资源，灵活运用技术指标，注重环境保护与运营安全，病害整治与改建提高并举，加强养护与提高管理并重”等原则，提高道路的抗灾能力和交通保障能力，实现“行路安全、行路舒适、行路快捷”的目标。
3.2选取改造对象和对策
（1）路线平、纵指标较低路段的线形改善
山区道路低指标路段，大多是因为地形变化大、地质条件差引起的，路线布设需要结合项目投资情况，合理选用技术指标，特殊困难地段允许降低标准或指标，如：降低设计速度；降低平纵指标，路基宽度满足改建要求；特别困难路段仅进行路面改造，通过加强交安设施来保障行车安全等。最后通过运行速度检查并修正设计参数和指标以提高线形的连续性；并尽可能采用较大的竖曲线半径，提高行车舒适性和视觉连续性；注重平纵线形配合，提高线形流畅性及与自然地貌的协调性。
布线时，优先考虑路基向远离山体侧加宽，减少山体开挖和支护规模，避免引发次生灾害。注重长陡纵坡问题研究，采取展线减缓纵坡、设置避险车道、爬坡车道等多种措施，辅以交通安全措施，确保运行安全。
（2）病害多发路段处治
西部山区大多属强烈构造侵蚀作用为主的中山地貌，沟壑纵横，山地切割较深，地质条件复杂，公路常常发生崩塌、碎落、滑坡、泥石流、水毁等病害。病害多发、规模较大路段对行车安全构成严重威胁，初步设计阶段应重点进行绕避或处治的方案比较论述，条件允许时应尽量绕避。实在无法绕避时，应对整个项目的不良地质段落工程代价做综合分析，结合项目的资金投入，提出分期实施的目标方案，落实本期改造方案。
（3）旧路路基工程利用
对于路况完善类改建项目，路基工程仅对有病害的路段进行整治，其余路段则完全利用。旧路利用率可作为工程方案优劣的评判标准。
对于升级改造类改建项目，一是需重点关注如何利用既有道路已占用的走廊带土地资源，其“路基工程”的设计稍复杂，路线平纵调整较大路段的路基思路同新建道路类似，路线平纵调整较小路段则需注意新旧路基衔接；另外一个关注需重点是对既有路基土石方的利用方案设计，为了减少路基土石方的弃方工程量对环境造成不利影响，既有道路路基土石方利用率可作为工程方案优劣的评判标准。
（4）交通安全设施的完善
西部山区低等级公路交通安全设施历史欠账较多，国家在《公路“十三五”发展规划》主要任务中指出，“要按照打造‘平安公路’的要求，大力整治道路安全隐患。”
在公路改建过程中对视距不良、平纵指标较低、平纵不良组合等易发生交通事故路段，应优先从工程角度进行解决，无条件改善时应注重交通工程设计，除加强标志、标线引导外，还应采取强制性减速和采用加强型安保设施，减少行车安全隐患。
4.工程实施实例
4.1过村镇段落的路线设计
以四川省省道S304线（水观镇至阆中城区段）改建工程金垭镇绕行方案为例说明过村镇段落路线设计。该项目道路升级改建后的道路等级为二级公路，设计速度40km/h，路基宽度8.5m。
（1）提出的理由
金垭镇是本项目路线必经之地。场镇内道路街道化比较严重，路侧房屋密集，且多为2~3层楼房，房屋使用状况良好。场镇内现状道路平纵面指标较差，存在1处半径为15米的平曲线，该路段最大纵坡为9%。按照当地的出行习惯，每月逢阳历尾号为0、4、7镇上会有农贸集市，商贩和赶集的人会把道路占的满满的，严重阻碍车辆通行。设计提出从场镇北侧绕行的K线方案和对现状道路改建的B线方案进行同深度比较。
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图4-1金垭镇路线方案平面图
（2）方案概述
K方案（图中红色）：起止桩号K16+607.482～K19+466.722，长度2.859公里，路线设置240m的短隧道一座。K线方案绕到现状场镇的南侧布线，该方案全部为新建方案。
B方案（图中紫色）：起止桩号BK16+607.482～BK19+493.485，长度2.886公里。B线方案为沿旧路改建，其中小半径15米平曲线段落，因道路两侧楼房密集，只能按路线设计速度30km/h和半径30米平曲线控制，纵坡调整至6.5%后，但是，调整后的路线无法解决停车视距和不通视问题，需要单独设置警示警告交通标志牌提醒过往车辆。
（3）同深度比较
①该区域地质状况较好，地质以砂泥岩互层为主，岩层水平，基本稳定；上覆腐殖土厚约0.5m-1m。B线沿老路改建，有软基一处；K线为完全新建，有软基一处。
②公路里程方面，K线方案里程为2.859公里，B线方案里程为2.886公里，K线里程仅比B线里程短27m，里程大致相当。
③平纵指标方面，K线方案为新建段，平纵指标较高；B线方案基本沿旧路改建，为减少拆迁量，平面指标基本以极限指标布设路线方案，指标较差。
④B线方案利用原有老路穿场镇而过，路线长约2.9km，设置涵洞4道。本方案需拆迁房屋10380平米，电力管线2830米，电线杆38处，对居民生活影响大，协调难度比较大。由于B方案新增占地50.3亩，比K线方案少34.1亩，存在一定的优势。
⑤K线避开场镇，路线长约2.9km，设置240m短隧道1座，涵洞8道。本方案需拆迁房屋1140平米，电力管线470米，电线杆5处，对沿途居民生活干扰较小，协调难度较低，但K线方案为新建方案，且全部为新增占地，约84.4亩。
⑥B方案总造价3883万元（其中建安费1962万元，征地拆迁费1554万元占总造价42%），K方案总造价4708万元（其中建安费3727万元，征地拆迁费753万元占总造价16%；隧道1595万元占总造价的34%），K方案较B方案总造价高825万元。
（4）比选结论
K方案为完全新建，两方案路线里程相当，K线需绕行至金垭镇北侧，设置240m短隧道一座，路线不受旧路及拆迁控制，路线指标较高；B方案尽量利用旧路，导致金垭过镇段拆迁量过大，对当地居民生活影响较大。虽然K线方案比B线方案贵825万元，需要设置一座短隧道，且新增占地比B也多34亩，但是，绕开场镇另辟新线方案，可以使新建省道上的车辆行驶不受农贸集市定期赶集的影响，更有利于地方经济发展。经过以上技术经济等多方面分析比较，结合地方政府及业主意见，本段路线推荐采用K线方案。
4.2既有桥涵结构物利用
随着设计理念的升级和道路服务水平要求的提高，对于“服役”超过30年的小桥涵慎用，判定为三、四类桥梁的必须拆除新建；部分近年修建的桥梁、涵洞，经检测后，根据结论可进行桥梁加固改造、涵洞接长利用。桥涵造价占比少于10%的道路，建议中、小桥涵全部采用拆除新建。
以云南川省境内的国道G214线丽江继红桥至剑川三河段公路改建工程忠义中桥为例说明既有桥涵结构物利用设计。该项目道路升级改建后的道路等级为二级公路，设计速度40km/h，路基宽度8.5m，汽车荷载公路—Ⅰ级。
本桥位于丽江市玉龙县龙蟠乡，为跨越金沙江右岸的白水河而设，白水河为泥石流沟。为了节约工程造价，原国道214路线平面在白水沟最窄处仅布置了一座1-4米的拱涵跨越。根据现场调查，既有结构因孔径较小，雨季小型泥石流发生时，大块粒径物源易留在涵洞入水口处，造成堵塞，水位上涨会漫上路面。因常年受水流冲刷，迪庆岸桥头路基有约10米长的范围被“掏空”，路基安全受到严重威胁；涵身也因大粒径石块冲击多处受损。
本次改造采用加大路线平曲线半径，加大桥梁孔径的方案解决既有道路“病害”，在白水河上设置5-13米中桥跨越泥石流沟，并将原路线在白水河行洪范围内的路基和涵洞拆除。
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图4-2忠义桥桥位平面图
4.3保通设计
山区低等级公路一般是当地出行的重要甚至是唯一通道，施工中一旦造成交通阻塞，对沿线乡镇居民出行以及施工进度都有一定影响。设计时应从交通组织管理及施工组织管理等方面进行详细地研究，拟定二级保通方案。
（1）区域保通方案（第一级）
对于穿越村屯路段或有绕行路线方案路段，施工前期，应发布通告，提示施工时段和绕行方案。建议途径此段的车辆尽量考虑从村子里其他道路通过，并提供较详尽绕行路线及相关的信息。
（2）工点保通方案（第二级）
对于无绕行路线方案路段，路线设计时，遵循单侧加宽的原则布设，由于原路路基较好，可采取分段半幅施工的保通方式。
施工时一般应先安排临河路基构造物施工，后进行傍山路基施工，个别交通咽喉路段可待相邻路段主体工程基本完成后再进行施工。对于大挖方路段，设置临时便道后，先期施工新线路段，安排施工进出场地，适时调整通行方案；对于高填方路段，应先作涵洞及前端挖方，设置临时便道后再行填筑即可；对无法修建便道的路段，也可采用分段半幅施工的保通方式，并充分利用内侧边沟宽度，待外侧道路基本满足通行后再砌筑边沟；对于高挡墙段落，挡墙基础开挖可能影响到老路的保通，考虑采用控制开挖的方式，并采取锚喷支护临老路侧开挖面，确保老路通畅及过往车辆通行安全。对于设置保通便道困难的涵洞，可采用半幅施工；对于桥梁、隧道工点建设路段，跨河桥梁设便桥保通，隧道路段路线脱离老路，可利用原路进行保通。
施工中采用半幅施工并限制车辆单向通行时，对原有公路通行有一定的影响。施工中应全天候配备专职的交通管制人员及相应的机械设备，做好醒目的警示警告标志及防护设施等安保工程，确保车辆通行安全。
5.结语
抓住国家对西部地区公路建设政策支持和财政支持的大好机遇，结合路网规划、地方经济发展状况，适时地合理选择公路改建项目。根据项目地形、地质等建设条件和资金投入情况，结合原路特点、难点、重点，科学、客观地制定改建原则和目标，合理选取技术标准和指标；把握改建重点，通过优化线形、增强防护工程、完善排水设施、完善交安设施等提高道路抗灾能力、通行能力和服务水平。
参考文献：
[1]刘全.西北地区公路施工成本控制与管理研究[D].重庆：重庆交通大学硕士论文，2015.
[2]刘少辉.桥头跳车病害综合防治技术[J].交通世界（运输.车辆），2011.
[3]公路的路线设计规范[S].JTG D20201