干线公路改扩建线形设计研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年6期   作者: 屈广平
[导读] 近年来,我国干线公路交通量成倍增长
        屈广平
        西安公路研究院  陕西  西安 710000
        身份证号:61042419960203****
        摘要:近年来,我国干线公路交通量成倍增长,而早期修建的干线公路由于当时的社会经济条件有限,修建等级比较低,且有的已到了使用年限,部分干线公路出现了很多不同程度的病害,严重影响公路的使用质量、行车的舒适性与安全性。因此,有选择性的对干线公路进行升等改造已势在必行。本文主要对改扩建项目的线形设计要求及技术标准的灵活选择做了简要分析。

        关键词:国省干线、改扩建、线形、技术标准

引言
        国省干线改建工程,是经济发展的需要。路线设计属于改建扩建工程的核心内容。一方面,设计人员应从技术角度出发,确保工程建设的基本质量。此外,还应结合我省实际条件,考虑公路周围的环境和社会因素设计路线,并确保原公路畅通,并减少施工对沿线人民群众的出行的影响。
        1、旧路改扩建的原因及总体技术指标分析
        公路改扩建设计前,需了解项目的基本情况、建造及管养历史情况等,应对现有公路及沿线设施进行调查与检测。还应收集既有干线公路地基及路基勘察设计、竣工图和养护等资料,软土地区尚应收集既有公路的沉降监测资料;需对既有干线公路进行交通量调查,调查可利用沿线交通量监测数据,并按照时段、区段选择、沿线交叉口分布进行交通量及轴载调查,对特殊路段进行交通量专项调查。
        通过以上资料的调查,分析旧路改扩建原因,并对旧路总体技术标准及平纵面指标予以评价,确定改扩建的必要性、可行性、经济性,并根据调查资料及现场勘查确定适用于项目自身的改建方案。
        2、线形设计的具体要求
        就线形设计而言,公路升等改造项目控制性因素多,受既有道路线形、构造物、两侧地物、规划等严格限制,展线空间有限,特别是在国家强调耕地红线安全、鼓励环境保护的前提下,不宜对既有道路进行大规模的改移。在公路项目建设资金短缺的背景下,给线形设计工作提出了更高的要求。因此应加强线形设计所需基础资料的收集和采集,且设计时应考虑满足以下具体要求:
        (1)公路使用功能要求
        随着国家西部大开发政策的进一步推进,矿产、农产品外运的需求进一步加大,公路重型车辆的比例逐年增加,线形设计应充分考虑该类交通功能及特点,根据拟定标准合理取值。
        各项目应根据其功能及交通量组成确定其所采用技术标准,根据既有道路现状、地形条件、地物分布等实施条件,并充分考虑远景重载交通、客运、沿线乡镇等需求,综合确定其设计速度及横断面形式。
        (2)行驶安全顺舒的要求
        升等改造项目线形应满足现行标准、规范的要求。正常情况下应采用规范要求的一般值,困难路段在取用极限值时应进行充分论证,不能因增加投资而使该困难路段成为全线的瓶颈,同时采取必要的交安措施,保证行车安全。
        (3)充分利用旧路资源,节约用地的要求。
        国省干线公路在平原区两侧多分布有耕地,山岭区多采用山腰线形式,以半填半挖形式布设。应充分结合旧路线形,充分考虑既有构造物、防护设施的利用方案,尽量利用旧路布设,减少对沿线耕地的占用,减少对自然环境的破坏。
        (4)满足沿线群众需求
        从升等改造的建设条件分析,既有公路两侧多存在新增居民点,升等加宽建设期间易引起较大的征迁规模,运营期间对两侧存留居民点干扰因素较多。因此该类项目线形布设应对村镇过境段进行充分的研究和论证。

结合“美丽干线公路”、“美丽乡村”的具体要求,在有条件的区域应首先采用绕行方案,减少公路对当地居民生产生活的干扰,在利用既有街道加宽时应充分考虑街道行人、非机动车行驶的需要,并做好路宅分离措施。
        (5)景观的要求
        干线公路作为区域旅游经济出行的主要通道,升等改造设计期间应充分考虑了“交旅结合”的理念,线形布设应与自然景观相结合,同时充分考虑游客沿途休憩的需要,选择有利地形预留临时停车区、观景台等设施。突出项目所在区特点,在线形布设时充分与沿线自然景观相结合,线形布设以“露、透、封、诱”的设计理念,将优质的景色自然流露、将能反映景观特色的远景透出、将与周边景色不符的采用挖方或绕避的形式巧妙遮挡、合理利用周边景物诱导驾驶员视线。
        3、技术标准的合理选择
        干线公路日益凸显的问题越来越多,既有公路等级不够、通畅能力不足等。为了满足社会发展经济发展的需求,这些旧路的改扩建已经迫在眉睫。利用既有公路进行改建,提高其服务水平,以满足经济发展及其对交通运输的要求,与新建道路相比可以节约大量建设资金,不失为一种较经济合理的选择,但各改扩建项目特点不同,设计标准一成不变,将导致工程投资较大,因此可以分段设计,根据地形地质、加宽条件等采用不同的设计标准。
        考虑到部分项目区地形变化较大,应结合其功能定位,因地制宜的选取采用标准及设计速度。各段设计标准速差不应大于20km/h,相接段应设置渐变段。渐变段宜根据实际情况设置于过村镇段、大型平交口等地物明显发生变化的路段。
        以下结合省道S205延长芝王川至马头关二级公路改建工程设计,对以后改扩建项目因地制宜的技术标准选择做以借鉴。该项目主要位于陕北黄土高原东部的延长县延河区域,地势总体特征为西北高,东南低,呈显“三川两山”地势特征。沿线地貌类型可分为河谷阶地区,岩质丘陵区,黄土梁峁—沟壑区三大类。
        项目起点至白家河段属平原微丘地形,旧路指标较高,基本可满足60Km/h线形指标,因此该段采用60Km/h设计速度;白家河至终点段属山岭重丘地形,地形起伏较大,地质条件较差,旧路指标较低,若在该段仍采用60Km/h设计标准,则工程规模较大,线形与地形条件不匹配,因此在考虑提高旧路利用率及减少工程规模前提下,该段采用40Km/h设计速度,做到线形与地形地势所匹配,做到科学合理的路线线形,既节省工程投资,又能做到减少高填深挖,保护生态环境。
        在进行S205延长至马头关项目可行性研究报告编制时,初步拟定采用60km/h设计标准,路基宽度10米。通过外业调查,K22+000~K28+000段沿延河河谷布设,地形、地质条件复杂,旧路右侧紧邻延河,左侧既有上边坡陡立,行车条件较差。针对该段特殊情况,收集了该段旧路、水文、地质等相关资料,并对该段线形进行拟合。该段旧路采用30km/h设计标准,线形随弯就弯,路基宽度6.5~7.5米。经拟合,旧路最小半径仅20米,反向曲线夹直线长度仅35米。针对该类情况,对旧路两侧边线、临河侧防护设施顶面、内侧边沟外缘坡脚处等进行了控制测量,以实测旧路两侧边线作为控制,充分利用旧路两侧有利地形,按60km/h及40km/h两种标准进行了线形布设,并进行了同深度比选。
        经比较,若采用60km/h,10米路基宽度,线位脱离旧路较多,存在挤占右侧延河河道,开挖左侧大石砭的问题,工程规模急剧增加。经对前后衔接路段路线布设条件的分析,在旧路工程规模增加不多的情况下也仅可满足60km/h设计速度指标中下限值,车辆实际运行速度较低。因此工可标准拟定时该段采用了40km/h设计速度,8.5米路基宽度。从安全方面考虑,结合该段设计标准降低、路基变窄、视距平台开挖困难的因素,在该段增设了相应交安措施。该项目已通车,目前运营情况良好。
        4、结语
        公路改扩建项目线形设计是重中之重,不仅要做到满足规范、指标,考虑驾驶员行驶安全、舒适,还要充分结合项目区所在特点,做到满足群众使用需求、节约用地需求、景观需求等。项目技术标准的可以根据项目区特点灵活选用,不能一味追求高指标或一成不变。
参考文献.
[1]杨莹.公路整改扩建路线的设计要点[J].科技创新与应用,2021(06):108-110.
[2]汤景任.公路改扩建工程路线设计技术研究[J].砖瓦,2020(04):65+67.
        
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