改擴建道路設計思路研究

王兆陽

摘 要：道路改擴建工程需要在滿足規范的前提下充分利用既有道路，避免工程浪費，相比新建工程而言對路線的擬合、路基及路面的設計提出了更高的要求。在改擴建項目日益增多的今天詳細研究道路改擴建設計的思路具有重要的理論價值和實踐意義。因此，本文將針對道路改擴建的設計思路進行簡要探討，以期節省投資成本，全面提高工程質量。

關鍵詞：改擴建道路;路線設計;路基路面設計

0 引言

隨著社會經濟迅速發展，私家車占有量日益增多，道路設計速度提升的需求也日益增大，早期建設的道路已逐漸無法滿足日益增長的交通需求，需對既有道路等級進行改善或擴容。改擴建工程前期的設計工作作為改擴建工程實施過程中的重要一環，發揮著提高道路性能、使用壽命等的關鍵作用[1]。根據現有道路改擴建的相關要求，設計人員需要在熟練掌握相關技術指標的基礎上，通過擴寬道路達到增強通行能力的目的，最終緩解地區的交通通行壓力。因此，充分認識道路改擴建的相關技術要求，優化設計方案具有重要的理論價值和實踐意義。

1 改擴建道路路線設計原則

路線設計是改擴建道路設計過程中最重要的一環，是其他專業設計的基礎，其設計的科學合理性直接影響著對既有道路的利用情況，路線設計需綜合考慮擴建道路的道路等級、功能定位、規范指標等因素，盡可能利用既有道路的平、縱、橫條件。一般而言，改擴建會繼續利用既有道路的走廊帶，但對于限制條件較多、或局部需要提高路線指標的路段，可考慮設置分離式路基、收窄中分帶、局部改線等技術手段。針對道路改擴建工程來說，設計的控制因素包括如自然條件、水文條件、地形地貌、行車舒適性及運營過程的經濟投入等。

2 改擴建設計的前期工作

道路的改擴建設計對既有道路的現有情況依賴程度較高，既有道路在長期使用過程中必然會產生一定的沉降，道路平、縱、橫指標與竣工資料相比不可避免的會產生一定的誤差，改擴建設計前必須赴現場實地勘察，在獲取大量資料的基礎上進行設計才能保證擴建設計的準確性。此外，還應收集現有道路的交通資料，并結合遠近期路網規劃對該區域的交通量進行合理預測，以此作為確定道路等級，車道寬度、行車道數量的依據。同時，應收集路側的重要控制因素，如電網走廊帶、雨污水廠、教育機構等，在路線走向選擇及路線方案擬定時合理避讓，減少后期溝通難度，避免重復工作。最后，根據沿線收集的資料，制定出合理的路線方案，組織專家組進行論證，最終敲定方案。

3 優化改擴建道路路線設計策略

平面線形主要根據現場實測的數據點進行擬合。縱面線形在不降低高速公路既有標準的前提下，結合實測數據進行擬合。考慮到既有道路平縱線形已定，因此對于不影響行車安全和舒適性的部分指標可適當放寬。如最小坡長、豎曲線長度等指標，根據具體情況靈活運用。

3.1 路線平面設計

改擴建道路的路線平面設計需充分考慮利用既有道路，一般而言，需對既有道路進行分幅擬合。若既有道路路側存在無法繞避的重要建筑物、較寬河道或緊挨運營鐵路、高速等情況，可考慮采用分離式路基設計，或在滿足行車安全的前提下收窄中分帶來繞避重要控制點。既有道路交通流量往往較大，出于安全考慮，行車道以內包括路中交警部門不允許人工實測，外業測量難度較大。可通過人工實測全線路面行車道右邊緣線、硬路肩外邊線，以及相對安全路段的中央分隔帶邊緣線與行車道左邊緣線。利用實測密集的三維改正點對既有路面上的激光點分別進行改正，得到路面高精度激光點云數據，并結合人工實測數據生成高精度的數字高程模型，提取路面中央分隔帶兩側路緣帶邊線的高程，同時利用實測數據進行核對、修正，形成全線的路面測量成果，使最終路面測量成果的精度滿足平面擬合的精度要求。平面擬合完成后，應利用竣工圖文件中的數據檢查擬合數據的準確性。確保平面線形擬合與實測數據點偏差滿足規范要求。高速公路改擴建工程的路線平面擬合允許誤差應遵循《高速公路改擴建設計細則》（JTG/T L11-2014）規定：路線擬合時明式構造物等主要控制點誤差宜不大于10 cm，一般路基段宜不大于20 cm。本項目路基段擬合最大誤差約為8 cm，橋梁路段擬合最大誤差約為4 cm，均滿足規范要求。

3.2 路線縱面設計

縱斷面線形的擬合方法與平面擬合方法基本類似，利用實測各中樁高程，參考竣工圖文件中的縱坡、豎曲線半徑用緯地把縱面線形初步擬合出來。然后遵循將直坡段看成平面線形中的直線，豎曲線看成是平面線形中的圓曲線的原則，把縱面線形看成平面線位來擬合，最后把擬合的線位進行優化修改，盡量使擬合出的線位跟實測點的偏差最小。縱面擬合一般遵循寧填勿挖的原則，將縱面設計高程稍高于舊路路面高程，避免后期開挖施工造成工程浪費。

考慮到路面在經過一段時間的營運后，必然會出現一定量的不均勻沉降或變形，為了保證維修后路面的平順，需要根據路面的高程測量資料，對縱坡進行合理調整（綜合考慮橋梁與路基段之間接順、局部不均勻沉降的調坡等情況），以滿足行車的舒適性和安全性。具體縱坡調整原則為：

①行車的舒適性、安全性為首要原則。

②考慮到遠期可能利用舊路、減少工程量、降低工程造價，縱面設計時保證設計標高盡量高于舊路面，使能更好利用現有路面。

③盡可能方便施工，減少施工難度。

④盡可能減少對構造物的影響。

3.3 路線橫坡設計

路線橫坡設計同樣遵循盡量與舊路一致的原則，若擴建后道路等級提升或設計速度提高，需滿足相應的橫坡過渡段規范要求，并根據實測數據進行既有道路橫坡擬合。如公路改擴建設計中，應遵循《公路路線設計規范》（JTG D20-2017）的要求：

Lc—超高0過渡段長度（m）;

?i—超高橫坡度與路拱橫坡度的代數差（%）;

B—超高旋轉軸至行車道（設路緣帶時為路緣帶）外側邊緣的寬度（m）;

P—超高漸變率。

3.4 路基路面設計

對于路基擴寬設計，需要以路面使用情況和實際荷載為依據，并嚴格按照設計標準控制沉降，如既有公路存在的路基沉降問題，必須強化路基處理設計，優選路基處理方法，如排水固結法、強夯法、CFG樁法等。此外，橫斷面設計也需充分結合地形地貌，考慮安全、環保、綠化、經濟等因素，以山嶺重丘地形地貌區為例，道路的改擴建往往面臨邊坡二次開挖的情況，路側路塹邊坡的護面設計極為關鍵，同時還需要關注陡坡地段處理，如采用路堤墻或路肩擋土墻進行設計，以此更好保證設計實用性。

4 結束語

改擴建道路路線及路基路面設計由于限制因素較多，往往具有較高的難度，因此相關人員需熟練掌握道路改擴建的相關技術要求，完善設計方案，力爭進一步提高道路改擴建設計質量。本文介紹的道路改擴建設計思路已運用于多個項目中，具有一定的可行性，文中提到的工程經驗謹供相關項目參考。

參考文獻：

[1]王定志，劉應宏.改擴建道路的路線及路面路基設計研究[J].居舍，2018（21）：241.

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[4]郭采豐，王詩揚.道路工程中路線布設與路基設計要點研究[J].工程建設與設計，2018（11）：167-169.

[5]楊昌銳.道路設計中路線方案優化設計[J].黑龍江交通科技，2018，41（5）：49-50.