山嶺公路改擴建工程平縱指標運用淺析

金鑫

摘要：近年來隨著我國交通事業的發展，公路的通行能力需求進一步提升，大量低等級公路面臨著改擴建。貴州省處于山嶺地區，地形、地質條件較為復雜，公路改擴建工程中，投資造價常常難與規范中所要求的公路技術指標匹配，公路設計中，在困難路段局部降低技術指標成為了一種常見的現象。本文主要結合國內相關資料以及筆者在山嶺公路改擴建工程設計中的經驗，探討如何在工程設計階段合理運用路線平縱指標，平衡經濟、技術標準與車輛運行安全三者的關系。

【關鍵詞】山嶺公路；改擴建工程；指標

貴州省多為山嶺地貌，早期存在著大量的三、四級國省道公路，改擴建工程成為近年我省交通建設的重要組成部分，但由于我省地形條件普遍困難，公路工程建設的投資造價往往遠高于平原地區，以一條路基寬度8.5米的二級公路改擴建工程為例，造價超過每公里1000萬元，在這樣巨大的投資下，工程中仍然不可避免的出現局部降低技術指標的現象，因此，如何結合老路地物及地質、地形條件合理確定指標，不囿于規范條文，從根本理解技術指標，靈活運用，以提升行車安全，成為了當前我們交通工作者面臨的一大課題，下面，本文從回頭曲線與超標縱坡的選用角度出發，結合工程實例來探討這個問題。

以設計速度40km/h的公路為例，根據《公路路線設計規范》JTG D2017中規定相關主要平縱指標如下：

從上表可知，設計速度為40km/h的公路改擴建工程平縱指標下限為平面可采用30m半徑回頭曲線，縱面可采用8%/300m縱坡。但在山嶺公路改擴建工程中，常面臨這樣一個情況：老路平面較為平順，稍作改造即可達到上表所列平面標準，但老路縱坡往往超標嚴重，如果利用老路走向，受沿線地物、地形條件限制，縱坡通常難以達到8%/300m的標準，在有可能的地形條件下，是否宜采用新線回頭彎展線的方式來改善縱坡以達到技術標準？如下圖所示，下面我們分別從投資、技術、環境以及車輛運行方面進行討論。

上圖出自某公路改擴建工程的初步設計方案比選，具有一定代表性，A方案采用了沿原有公路布線，局部適當截彎取直，平面滿足了40km/小時設計速度，但受高差限制，縱坡超標，在老路基礎上適當填挖后仍采用了3段9%縱坡。而B方案路線離開老路采用了新線回頭彎展線的方式增加了路線里程以克服高差，平、縱面指標均滿足了相關規范標準。方案A縱坡超標，方案B平縱指標均達到規范標準，從規避責任與風險的角度來說，方案B優先于方案A，但下面從實際出發，進行實事求是的分析。

1.技術分析

首先，越嶺路線應盡量利用地形自然展線，受地形、地質條件所限不能采取自然展線時，方可采用回頭曲線。從平縱標準來看，規范中給出了30米半徑回頭曲線的設計速度實為30km/h，也即是說在主線設計速度40km/h的情況下，回頭曲線的運用實際已是降低了設計標準，換而言之，回頭曲線是規范中明確并允許，但有條件使用的降低指標的特例。而縱面采用9%的縱坡，實際同樣為設計速度30km/h的公路改擴建工程老路利用路段的標準，兩者的設計速度實際并無不同。從行車通視方面來看，回頭曲線處，路線偏角近180度，且通常填挖比較集中，路基填挖深度較大，這就造成了回頭曲線兩側視距較短盲區較大，雖然可采取挖除回頭曲線內側障礙山體以增加視距，但這樣增加工程量，加大了工程投資。從地質角度來看，對于地面原始橫坡較陡路段，填挖較集中的回頭曲線處，難免會產生高邊坡及高擋墻，這樣就對地質條件以及邊坡的防護和對擋墻基礎的處理均有較高要求，使得了采用回頭曲線的方案為新建公路埋下了可能誘發地質災害的隱患。

2.經濟分析

如上圖所示，A老路利用方案，基本在原有道路路基上進行改擴建，而B方案回頭曲線展線后路線里程有所增加，并產生了全新路基，工程規模方面，無論是路基土石方、地基處理、防護、路面、排水工程數量均有明顯增加，從經濟角度來看，采用新線回頭曲線方案將大大增加工程投資。

3.車輛運行分析

對于以上兩個路線方案分別從正返向對小型車和大型車進行運行速度V85檢驗。小型車初始運行速度V0=40km/h，大型車初始運行速度V0=30 km/h；小型車期望速度Ve=65km/h，大型車Ve=50km/h ，按平直路段、平曲線路段、縱坡路段、彎坡組合路段模型進行計算，通過車輛運行速度計算檢驗發現，采用B回頭彎路線車輛運行速度較低，特別是臨近回頭曲線路段，運行速度梯度和運行速度差值較大，車輛運行速度衰減較為突然，總體來說回頭曲線相鄰路段車輛運行速度協調性不良。而A老路方案，車輛運行情況良好，運行速度差ΔV85≤20km/h，運行速度梯度ΔIr≤15km/（h·m），通過路段限速等措施后，整體運行效果較好。隨著汽車行業的發展，車輛性能不斷提高，公路平面線形對車輛運行的影響顯然大于縱面指標。

4.環境影響分析

采用B回頭曲線方案新建路基，路線里程長，需增加更多的新增用地，破壞更多的自然植被，增大水土流失的風險，同時良田耕地的征用對老百姓的生產生活帶來不良影響，另一方面，原老路線形較為直接、順適，若采用B方案，平面指標較老路更低，里程更長，雖然縱面能提高到二級公路標準，但對當地百姓的出行來說，平面行車環境的較大改變和降低并伴隨征用了更多的土地，難以被理解與認同。

5.結束語

可以看出在公路改擴建工程中，對于平面指標較好但縱面超標的老路，經充分分析后，利用原有路基進行適當優化改造，無疑比刻意采用新線進行回頭展線克服高差以提高縱面指標，無論在經濟、技術、環境影響方面都占較大優勢，對于平面線形連續順適、縱面超標路段，可采取限速、警示等交安措施進行較好的車輛運行控制，而回頭彎的采用，往往造成車輛運行狀態的突變，極不利于行車安全，特別是在提倡打造“暢安舒美”公路的今天，回頭彎的采用漸不能適應當下的形勢。推而廣之，公路改擴建工程中，平縱指標應根據現實情況靈活運用，在投資受限情況下，不宜盲目為追求“達標”，特別是犧牲了路線平面的順適來提高縱面指標，而實際弱化的公路的運行能力。

【參考文獻】

[1]《公路工程技術標準》JTG B01-2014.

[2]《公路路線設計規范》JTG D2017.

[3]《公路項目安全性評價規范》JTG B05-2015.