舊路改造縱斷面設計研究

陳建宗

(廣東省冶金建筑設計研究院，廣東廣州510180)

0 引言

隨著區域經濟發展，由于道路交通量增長、舊路面老化、高度城市化難于選擇新線路方案等諸多原因，通過擴寬升級改造舊路是提高區域之間通道通行能力的經濟、快速、合理和有效方法。然而，改造舊路與新建道路存在諸多差異，其中縱斷面設計和路面加鋪厚度直接相關，其優化程度直接影響工程規模和造價。依據工程實踐經驗和技術理論，本文將對舊路改造項目縱斷面設計之要點和方法進行研究。

1 影響因素和設計原則

1.1 影響因素分析

舊路改造的縱斷面設計主要影響因素包括兩個方面，一是舊路條件，二是改造要求。其中舊路條件主要包括以下影響因素：

（1）舊路縱地面線、橫地面線

舊路縱地面線基本決定了縱斷面設計線，但由于舊路路面未必平整，所以需要結合橫地面線進行設計，特別是當改造中心線偏移舊中心線較遠時，即舊路設計高程與改造設計高程位置偏差較大時，則必須更加重視橫地面線和舊路橫坡。此外，在工程實踐中，常遇到舊路縱坡小于0.3%的情形，為了控制路面加鋪工程量，通常基本擬合舊路縱坡執行，只是必須適當增強橫向排水，將雨水口設密。

（2）舊路超高

通常舊路等級和設計速度都較低，某些路段的平面線形指標也較低，圓曲線半徑較小，但相對于舊路是不需設超高的，而對于采用相同圓曲線半徑的升級后道路則需要設置超高，這將對被交路順接和沿線兩側建筑物造成影響。另一種情況是舊路原以公路標準設計，某些路段超高設置過大，而道路位于已明顯城市化區域，則根據城市道路設計規范，改造后道路可能需要調小最大超高。

（3）平縱線形組合

對行駛者而言，與平面線形相比，縱面線形是否平順，在視覺上往往是影響線形質量好壞的主要因素。使人感到縱面線形不太好的主要原因是插入了小半徑的豎曲線或插入了過多的豎曲線，應予以避免。一個平曲線內包含兩個多個豎曲線時，會使駕駛者感到緊張，但是如果視野不是特別開闊，駕駛者正常的視野范圍不會出現多個豎曲線。實踐表明，在一般情況下，一個平曲線包含多個豎曲線與車輛運行無大妨礙。

其中改造要求主要包括以下影響因素：

（1）改造后道路等級和設計速度

通常舊路改造為同一等級但道路設計速度提高，或者為升一個道路等級，或者為公路改造為城市道路或公路兼有城市道路功能，對于不同道路設計標準對應不同的縱斷面設計指標要求。

（2）路拱坡度和超高

舊路改造升級一般會增加行車道，如改造后道路為高速公路和一級公路，由于路面較寬，迅速排除路面降水尤為重要，當舊路路拱橫坡較小時，為了滿足路面排水要求，需適當取大路拱橫坡，特別是當道路處于降水強度較大的地區時應采用較高的路拱坡度。由于路拱橫坡的增大，縱斷面設計需根據“最不利點”來推算加鋪厚度。所謂“最不利點”是指逐樁橫斷面上控制最小加鋪厚度的點。根據該點的舊路面標高加上最小加鋪厚度，再通過設計橫坡推算設計高程位置的設計高程，將這些設計高程點逐樁相連，則可以作為縱斷面設計的一條縱向參考線。

（3）沿線結構物限制

沿線結構物對道路改造主要是滿足凈空要求，其中包括被交路跨線橋、隧道和跨河涌橋。通常對于現有被交路跨線橋橋下的路面則采用擬合現在路面標高，不要降低現狀道路凈空標準；為了滿足下沉式隧道有效凈空要求、避免深挖和協調開口段縱坡，可能要抬高被交路設計標高；對于跨河涌橋或箱涵，則需要滿足水利規劃設計標高要求。

1.2 設計原則

（1）盡量滿足設計規范要求，不違反強條要求。

（2）瀝青罩面厚度不宜小于10 cm，并根據路面結構計算結果為依據確定最小加鋪厚度，盡量控制路面工程數量，但對于早期欠強的混凝土路面結構調平層應適當加厚。同時考慮橋梁、交叉口等控制條件。

（3）在跨線橋、隧道等節點合理采用坡率、坡長，力求指標均衡、視覺順適，凸、凹豎曲線指標應在滿足線型設計規范的基礎上，還應盡量滿足視覺要求。

（4）對于縱坡小于0.3%路段，從節約造價角度考慮，加鋪后道路縱坡也小于0.3%，此時道路排水主要依靠道路橫坡排水，需注意加強路側排水設施。

2 不同路段縱斷面設計的要點

按道路沿線不同路段或節點處的特點，在縱斷面設計上具有各自的注意要點。

2.1 一般路段縱斷面設計

對于一個舊路改造工程，首先須根據舊路面特征確定路面結構設計方案，得到加鋪層厚度，依規范要求不小于10 cm。接著，就是尋找加鋪“最不利線”，其過程一般是在確定確定超高等橫坡后，對橫斷面的測量結果進行分析，判斷橫斷面上各點與橫坡的關系，尋找設計高程線上對應的最高舊路面高程點。根據這些高程點，直接進行擬合縱斷面的縱坡以及豎曲線，這樣即可保證同一斷面上瀝青的最小加鋪厚度滿足強度要求，減少返工的過程，該過程可采用如CARD/1路線設計軟件等輔助設計軟件完成。

在擬合縱斷面時，應盡量照顧平縱線形組合要求。平豎曲線一一對應、平包豎是比較理想的組合狀態，當平、縱面指標較低、坡度反向且坡差較大時，應強調平縱組合設計；當平面線大于不設超高最小半徑時，平縱組合從寬掌握。

舊路改造項目建議不要為了滿足0.3%要求，使坡長較短，路面起伏頻繁，對行車和路容都有不良影響，而且人為增加坡差，勢必增加路面工程數量，增加造價。對于小縱坡段，依靠橫坡排水，并加強路側排水，使雨水盡快排除。

2.2 平交口處縱斷面設計

平交口處縱斷面設計即立面設計，主要目的是保證行車順適、排水通暢，并與周邊地面標高相協調。平交口處通常盡量不調整主線縱坡，但當被交路縱坡太小使得不利排水時，可適當抬高交叉口中心位置標高，避免過分調整主線橫坡；當被交路縱坡較大，通過調整主線也達不到0.3%～2%，這時只好延長被交路設計范圍，以盡量減少主路加鋪對被交路縱斷面的影響；當中小橋、涵洞等結構物設于交叉口范圍內時，立面設計應盡可能地遷就結構設計。此外，應盡量避免將交叉口的高程低點設在人行橫道線處。

當被交路進口位于超高段平曲線外側時，若被交路縱坡與主線橫坡為反坡且坡差較大，為了被交路車輛等候停車后便于起動，則可在被交路與主線之間設置一段緩坡段。

2.3 超高段縱斷面設計

舊路改造，多是對舊道路拓寬、升級，或者公路城市化，有時現有舊路的超高較大，根據規范應該進行調整。如深圳寶安區松白路某段，現有舊路最大超高值為6%，而隨著該段路區域城市化，則應該套用城市道路設計規范，應將最大超高調整為小于等于4%。最大超高6%調至4%，有兩種調整方法，一是上行半幅和下行半幅同平面整體調整，二是上行半幅與下行半幅采用類似分離式路基的方式進行調整，前提是中央分隔帶較寬（大于3 m），后者比前者能減少很大工程量，所以松白路工程選擇了后種調整方法，而上下行縱斷面則需根據加鋪厚度分別拉坡。

2.4 跨線橋和下沉式道路縱斷面設計

舊路改造工程項目，舊路兩側一般已具有一定規模的開發度，為了避免過多征用土地和避免拆遷，多采用簡易菱形立交，此時主路或被交路的主線則采用跨線橋或下沉式道路的形式?？缇€橋和下沉式道路的縱坡坡度不超過4%，且需考慮道路凈空要求，當位于半徑小于不設超高的圓曲線處時，則輔道在與主線銜接處，應做好超高過渡，以確保路面平整和行車順暢。

下沉式道路兩端應設置半徑較大的凸形豎曲線，以避免下沉式道路兩端的路面的雨水灌入隧道。對于隧道閉口段范圍處，若圓曲線半徑小于250 m，則應對道路進行加寬處理，而為了避免造成隧道設計過于復雜，如果閉口段處有緩和曲線，可考慮與圓曲線按相同比例進行加寬處理，相應的超高漸變段從閉口段之外開始。即整個閉口段采用加寬后的寬度值，但超高漸變段則嚴格按照緩和曲線范圍進行設計。

4 結論與展望

本文系對舊路改造工程實踐中縱斷面設計的研究總結，就舊路改造縱斷面設計提出了主要影響因素和設計原則，并針對不同路段和情形提出相應的設計思路和要點。此外，為了減少舊路改造工程規模，有些專家提出等厚加鋪方式，依據是舊路平縱標準基本與現有規范要求相當，從把路線分成微段入手充分擬合舊路縱斷線形，最終形成的縱斷線形就是這些微段徑相連接的折線，而相鄰這些之間的坡差能滿足規范要求即可，該方式在深圳的一些舊路改造項目中被采用。但由于在舊路改造項目中，舊路等級存在差異，未必都滿足等厚加鋪方式前提，且最后的縱斷面折線線形難于套用現有規范，因此該方式尚須進一步探討其合理性。

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