改擴建道路路線設計思路研究

黃緒嶺 張振波

（1.山東智行咨詢勘察設計院，山東 德州 253000；2.德州市公路工程總公司，山東 德州 253000）

隨著社會經濟的迅速發展，公路建設項目的質量要求越來越高，公路建設的基礎和前提是公路路線設計，公路的改擴建是以原有公路為基礎的相關工程項目，達到規范規定的承載能力與安全系數效果，因此，需要對改擴建道路路線設計思路進行深入探究，以便設計更安全的路線，有效地確保整個項目的安全和使用壽命。因此，加強道路設計工作和詳細研究道路設計的具體思路有現實意義。

1 道路改擴建中路線設計的重要性

道路路線設計對于道路的總體設計至關重要，因為道路設計，特別是改擴建道路的路線，是道路工程項目的框架。合理的路線設計將直接影響道路改擴建的效用及其帶來的經濟和社會效益。隨著道路交通和汽車工業的迅速發展，交通速度加快，家用車輛數量迅速增加，對道路設計提出了更高的要求。改擴建道路的工作應考慮到地形特點、自然條件和經濟適用性，以及司機的身心條件和乘客的舒適性。因此，道路改擴建路線的設計起著重要作用。

2 改擴建道路路線設計原則探討

在設計過程中，應將改擴建道路路線視為一條新道路，嚴格遵守國家有關規定，仔細分析原道路的實際環境，同時在設計過程中詳細明確新建道路與原道路之間的區別，并通過結合以下各項進行相應的設計工作。

1）注意分析原有道路的特點。改擴建工程與修建新道路之間的最大區別是，改擴建需要在原有道路基礎上進行相應的設計，這意味著設計者必須充分了解原始道路的特征，包括道路沿線的環境、地質條件等，以及原有道路沉降現象。由于原公路已使用多年，其承載重量已確定，地基沉降已穩定，但擴建部分的特征完全不同。因此，了解這一概念有助于提高設計質量和減少施工過程中可避免的問題。

2）注意地形的設計。近年來，隨著經濟的發展，原有道路已無法滿足經濟發展的需要。早期在農村地區，農村道路多以主干道路為主，即村與村之間通過一條主干道路進行相連，經過一段時間的發展，原有道路兩旁的高地已經被鏟平，設計者必須考慮地形在改擴建過程中的重要性、圖形設計的可擴展性以及某些道路設計的布局。

3 改擴建道路設計的特點

由于改擴建的道路系統具有特殊的特性，因此必須在整個優化分析過程中以固定的執行形式運行分析，以獲得所需的設計結果。以下是改擴建設計變更的特性分析。

1）平面設計。道路的擴建受到一系列因素的阻礙，使其容易出現許多問題，嚴重阻礙道路的發展。必須在設計階段明確定義圖形設計特征。在設計過程中，必須考慮規范標準，并以合理的設計為基礎。滿足環境的基本要求，改進路基沉降的基本設計，保證其穩定性。為了提高擴寬道路系統的承載能力，需要根據固定原則設計該系統，以避免不合理的設計。

2）設計平整度特性。平面地形布局是道路擴建的重要組成部分。現有的護理需要進行適當和有效的影響分析，進一步加強平整度設計形式，避免不適當的縱斷面設計，考慮平面地形設計形式，以及實施合理平面地形布置。

4 道路改擴建中存在的問題

1）道路改擴建總體設計存在問題。總體設計是道路設計的基礎，道路設計和施工的每個階段都必須達到總體目標。但是，目前有些設計師經常忽略整個設計，將其視為單一設計的簡單復疊，而不考慮整個思路或特定控制目標。因此，各程序間相互脫節，導致道路改擴建的總體設計不完善，施工停頓，道路改擴建經常發生變化，增加不必要的投資。

2）改擴建道路設計時，路線設計存在問題。現有路線是修改加寬設計的基礎。由于已有的道路設計指標通常比較低，如果完全采用已有的路線走向就失去了改擴建道路的意義，無法滿足更改擴建路線技術指標的要求。此外，隨著社會經濟的迅速發展，在已有道路兩側沿線區域城鎮化密集的經濟產業區已經具有一定的規模，經濟和工業區的城市化將受到限制，道路改擴建的可能性將受到嚴重限制，必須仔細選擇和規劃道路建設，以防止經濟和工業被隔斷，大規模拆遷，破壞現有的城市規劃。此外，現有道路的非科學段如回頭曲線、小半徑等，設計改擴建路線時，需要找到適當的走向線段。但是，也可能出現城鎮穿越、占用農田、增加隧道和橋梁等。因此，有必要設計路線，以解決由不良道路造成的問題，并避免出現新問題。

3）道路設計在路基路面改擴建工作中存在問題。增加道路寬度也會改變路基。改擴建設計的改變在這方面帶來了一系列挑戰：首先，加寬路基導致新舊路基的沉降不均勻，這主要是因為現有汽車行駛多年來對道路造成很大沖擊，路基已經產生沉降，現有路基基本處于穩定狀態，而改擴建道路的路基由于時間短，缺乏自身固有的沉降過程，所以在新舊路基的連接處往往會出現上下錯位或裂縫等路基問題。二是拼接新舊路基作為道路改擴建的一部分，連接新舊道路層是一項重要的專業技術。拼接技術的優點和缺點與路基的整體穩定性以及新舊路基的連接性有關。因此，拼接處理是界面過程中路基拼接技術的關鍵。但是，隨著科技的不斷發展，路基的使用舊材料和新材料之間也存在很大差異，這些材料往往是路基拼接技術的薄弱環節，因此必須在拼接過程中加以解決。三是設計路面問題。在道路改擴建的早期階段，一些設計者往往沒有對現有道路的狀況進行詳細的研究，對現有道路的運行和問題也存在一些模糊之處，道路設計人員沒有充分考慮到現有道路結構的合理利用。

5 改擴建道路路線設計要點

1）勘察路線。一方面，在公路改建和擴建過程中，需要對新段的整條線進行勘測；另一方面，還需要收集有關道路的信息，在測量過程中，必須將現有道路分為左右兩部分，根據曲線半徑選擇縱向間距，整體最小值為10m，最大值為25m。應當指出，一些主要施工地點和施工對象需要提高測量精度。在實踐中，需要應用數字技術，以提高效率，簡化操作程序，減少手工計算和記錄的數量，同時確保準確性。

2）安全評價。①安全評價的具體內容包括三個方面：第一，安全評價。評價要求原道路線形設計滿足規范要求，道路主要指標滿足改擴建要求，包括超高、縱坡、半徑等。第二，利用數理統計工具，對安全生產進行了研究以及對實際運營中的既有道路進行綜合評價。對事故發生的原因和多發現象進行了深入分析和研究，并在此基礎上提出了更有效的建設性意見。第三，檢驗并且評價指的是道路在實際運行中的速度，同時明確設計速度符合指標適應與協調情況。②安全評價方法：對影響行車安全的特殊路段要嚴格控制并不斷改進，特殊路段要按要求進行改進。此外，對于長而陡的路段，改擴建時要提前檢查車速，確保安全。方案設計過程中，既有道路作為上行線路，同時對其進行合理安置，最終借助對比選擇確認最好的方案。另外，當斷面超高超過6%時，應了解貨車的速度試驗結果，必須調整最大超高，以確保貨車在行駛過程中的舒適性和安全性。實例：某高速公路改擴建工程路段多，地形較差，屬于事故易發區。從道路改擴建的綜合應用來看，其他道路既能適應實際地形，又能避免城市線路城鎮，線路質量規范性不強，繞行現象十分嚴重，所以才會需要制定新的方案［1］。

3）平面擬合。①擬合原則以實際道路測量和設計數據為基礎，擬合設計以明確建筑物和隧道為主要控制因素，進行一定程度的誤差檢測分析。使用雙側拼寬方法時，務必確保現有道路平面線的線形符合優化設計。在圓曲線段時若長度比較長時，建議在設計中使用多圓曲線擬合，以減小擬合偏差，擬合設計線形應滿足所有項目的標準需求。需要注意的是將多圓復曲線擬合分割偏差比較大的圓曲線，從而產生不同的半徑，在此過程中多個圓曲線完成互相銜接，以提高擬合精度。圓曲線的半徑和長度必須通過基于曲率分布圖像和比較分析明確結果；曲率圖和樁號編號圖主要是使用CAD軟件繪制，因此可以獲得曲線半徑值和長度，可以將樁號編號和樁號編號組合起來繪制所需的圖像。②精度評估。理論上，核心控制系數必須小于10cm，常規段最小值為10cm，最大值為20cm。此外，應根據有關道路標準調整實際錯誤指標。例如，在上述道路改擴建工程中，軟基與道路之間存在重大施工誤差，但科學應用上述方法可以實現預期的擴建目標，最大偏差控制在10cm以內平面線形擬合［2］。

4）縱面擬合。①擬合原則。作為路面擴建方案的一部分，主要的控制點是明確的建筑物和隧道，擬合設計基于分段模型，并且在一定程度上研究偏差情況，使其與平面擬合保持一致。常規線段必須嚴格遵守填補多于開挖基本原則，擬合線形必須滿足各種標準的要求。由于無法有效控制特定線段的最短坡長，而其豎曲線長度一定要大于3s行程。②精度評估。對于把控點的擬合偏差，必須充分考慮應力儲備，可以控制最小-3cm和最大+3cm的值，以滿足安全要求。偏差指標將根據道路標準進行調整。為了便利公路建設和提高車輛的駕駛舒適度，必須在完工前調整道路設計。在設計過程中，橋梁和加鋪層厚度是工程施工的基本指標。應當指出，為了避免橋頭跳車，過渡階段需要不斷擴大和特殊對待。可以建立以實際測量為基礎的數位地形模型，并將明確的結構作為核心控制點。既有道路橋面的實際高程保持在-3～3cm范圍內，符合設計和規格要求［3］。

鑒于上述情況，改擴建的設計變更為整個項目提供了重要的保證和基礎。路線設計應考慮到各個方面的因素和特點，同時實現規范、安全和美觀的效果。因此，道路設計必須更加精細、科學和合理，以確保道路的改擴建產生最大的作用。