公路改擴建項目路線總體設計思路研究

夏穎林，吳徐華，何安生

（中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014）

0 前 言

根據交通運輸部統計數據顯示，截至2020年末，全國公路總里程達到519.81萬km，其中二級及以上公路里程為70.24萬km，占比僅為13.5%，四級公路里程為378.42萬km，占比最大，達到公路總里程的72.8%。盡管全國公路總里程已經位居世界前列，但高等級公路占比較少，主要以四級路為主。隨著“十三五”期間經濟的進一步發展，低等級公路的服務水平能力難以與日益增長的交通量相匹配，公路改擴建項目已成為我國公路建設的重要任務之一。交通運輸部于2014年頒布了JTG／TL11—2014《高速公路改擴建設計細則》用于指導高速公路改擴建項目，各省、自治區也針對當地需求習慣陸續出臺了地方標準。但受技術標準、老路使用狀況、氣候分區、地形地質、環境敏感點、交通量分布及地方習慣等因素的影響，不同公路改擴建項目之間差異較大，工程實踐中經常因設計不當而造成現場實施困難，頻繁設計變更。2020年全國公路里程分技術等級構成見圖1。

圖1 2020年全國公路里程分技術等級構成

國內外對于公路改擴建項目路線總體設計思路已有一定研究，但普遍側重于高等級公路路線線形研究。趙文明等依托一級公路工程實踐，探討了公路改擴建的現狀問題，提出了公路改擴建設計思路［1］。長安大學的王楠系統對比了改擴建高速公路與新建高速公路的區別，表述了高速公路改擴建標準化設計的理念［2］。侯鋒等將山區公路劃分成數個標準段，并用運行速度檢查平縱指標［3］。何宇道等通過對典型公路改擴建項目進行總結研究，探討路線總體在公路改擴建項目中的設計思路［4］。李世緯從某高速公路改擴建項目出發，系統提出了路基路面評價、改擴建基本原則［5］。

綜上，公路改擴建項目的研究已成為行業熱點。本文依托工程實踐，針對山區典型二級公路改擴建項目進行剖析研究，對路線總體設計思路進行探討。

1 項目概況

某項目位于廣西崇左市境內，該項目將某瀑布景區與鄰近高速、口岸等有機聯系起來，是游客進出景區和沿線居民出行的重要交通走廊。作為直接服務于景區及沿線居民出行的旅游公路，其建設對加強區域對外交流、改善沿線居民出行條件和促進旅游資源開發利用具有迫切的現實意義和長遠的戰略意義。

作為典型公路改擴建項目，既有道路公路等級為三級公路，路基寬度約7.5m，路面寬約6.5m，為瀝青混凝土路面。經現場實地調查，大部分路基整體穩定，未出現明顯失穩現象。經多年運營使用，地基沉降幾近完成，全線路基基本可以利用。

2 公路改擴建路線總體設計思路

（1）因地制宜，合理采用技術標準。游客中心是項目景區的前沿站，外來游客車輛需在游客中心停車，乘坐景區大巴前往景區。故根據項目需求劃分為不同路段，分段采用不同技術標準。本項目各路段交通量預測結果見表1。

表1 各路段交通量預測結果 單位：pcu／d

根據項目的功能定位、路網規劃、沿線地形、地質、交通量預測結果、通行能力分析和服務水平評價結果，并充分考慮項目所在地區的綜合運輸體系和遠期發展等，結合現狀因地制宜，靈活設計，避免大填大挖，減少對環境的破壞。

（2）靈活選用平縱指標，采用運行速度檢驗行車安全。為節約土地資源，公路改擴建項目路線布設時應盡量采用利用老路的原則。但通常公路改擴建項目原有老路線形指標難以滿足改擴建后的技術標準，如何協調路線平縱指標與工程造價間的矛盾成為公路改擴建項目的重點。

由于項目位于中越邊境附近，沿線環境敏感因素多，局部路段加寬難度大。盲目追求高平縱指標，勢必造成工程實施困難、拆遷規模增大、工程造價提升等一系列問題。為解決上述問題，受地形、地質等條件限制的特殊困難路段，在滿足技術標準的前提下，應盡可能擬合老路，采用較低的平縱指標，與地形相適應，與周圍環境相協調。同時采用運行速度方法，對平縱線形組合設計、技術指標的協調性和一致性、視距以及路線視覺連續性等進行檢驗，依此優化線形設計、調整技術指標、完善交通工程與安全設施。

（3）強調路面結構設計方案對縱斷面的指導作用。公路改擴建項目中，采用何種路面加鋪方案對縱斷面設計有重要影響。

以本項目為例，改擴建后原有的路面承載能力已不能完全適應后續增長的交通量水平，需對本項目改建路面結構進行驗算。采用檢測報告中各路段舊路頂面綜合回彈模量作為舊路頂面加鋪基層厚度的計算依據。通過計算分析，保證與新建路面結構的協調統一，將加鋪厚度統一定為30cm。在加鋪前對老路路面病害進行處治，處治后方可加鋪。對標高不足的部位采用水泥穩定碎石或級配碎石進行調平。由于面層厚度11cm，故縱斷面設計時，原則上按照保證不低于原舊路標高30＋11＝41cm進行控制。本項目縱斷面設計如圖2所示，縱斷面設計高程嚴格高于地面高程41cm以上，即“寧填勿挖”的縱斷面設計思路，確保項目路面加鋪方案穩定實施。

圖2 縱斷面設計

此外，對于設計標高受沿線構造物、排水、凈空、房屋建筑等因素控制，不能抬高41cm的路段，應結合工程實際和平縱設計指標進行縱斷面設計，確保縱斷面設計方案切實可行。

（4）結合項目實際需要，加寬方案選擇。對公路改擴建項目，通常加寬方式有分離式加寬和沿老路加寬2種方式。

分離式加寬，即采用分離式路基方案新建通道。該加寬方式受老路路基影響較小，設計靈活，適用于走廊帶比較寬松、受地形地貌影響較小的高等級公路改擴建項目。

沿老路加寬即在老路的基礎上進行加寬，可分為兩側加寬、單側加寬、混合加寬等加寬方式。兩側加寬即在老路線形基本維持不變的前提下，對道路兩側進行加寬。該加寬方式可以保留老路的中央分隔帶等設施，對兩側用地干擾較少，適用于道路兩側房屋較為密集且有富余加寬空間的城鎮路段。但該加寬方式通常需拆除原有結構物，對舊構造物利用率低，新舊路基之間存在兩處縱向搭接，易產生縱向裂縫，且工作面小，施工難度較大，同時不利于保通方案設計。

單側加寬方式，即維持一側路基邊線不變，僅對路基單側進行加寬。該加寬方式可以保留一側的構造物及附屬設施，舊構造物利用率高，工作面小，施工難度較小，對保通方案設計有利，適用于公路一側加寬受限而另外一側加寬空間較富余的道路。但單側加寬需調整中央分隔帶位置，改遷綠化帶管線及排水等設施，在橋梁隧道路段單側加寬施工難度大，不利于路線擬合。

混合加寬方式即結合單側加寬和兩側加寬方式，靈活調整平面線位對老路進行擬合設計。

項目為二級公路改擴建項目，不設置中央分隔帶，老路的現狀構造物使用狀況良好，為減少施工難度，降低對現狀交通的干擾，故采用單側加寬的方式。

（5）做好保通設計，減少對原有交通的干擾。對于未完全控制出入的等級公路改擴建項目，保通設計尤為重要。項目地處交通繁忙的景區至鎮區的道路上，故在施工過程中要保證旅游車輛通車順暢。路基施工考慮半幅通車、半幅封閉施工的方式進行，同時文明施工以滿足環境要求。

由于工程施工沿線通行車輛及行人較多，施工方應做專項施工組織設計和保通設計，并注意采取必要的安全防護措施，設置安全標識，確保來往車輛和行人安全，必要時應請有關方采取交通管制措施以確保安全。

（6）加強舊路調查，合理利用沿線現狀構造物。改擴建路基設計應對既有路基進行充分調查、合理評價，保證改擴建公路路基的強度和穩定性，并滿足使用功能。

對既有支擋結構物應少擾動，并充分利用。無明顯損害、且強度及穩定性滿足改建要求時，宜全部利用；部分損壞或不能滿足改建要求時，宜加固利用、改建或拆除重建。對既有支擋結構物加固利用時，應確保新老混凝土或砌體緊密連接，形成整體，并進行支擋結構物穩定性計算，以滿足現行規范的要求。

3 結 論

改擴建工程的核心點在于滿足技術標準的前提下，合理控制工程規模。以典型改擴建二級公路工程為例，在充分調查了走廊帶內舊路現狀及建設條件后，探討了路線總體設計思路及設計要點時應掌握應地制宜、靈活選用平縱指標等設計要點，可為類似工程項目提供工程參考，以便充分發揮公路改擴建項目的經濟效益，提高服務水平。