公路改擴建路線的設計方法

李亞璠

（云南省交通規劃設計研究院有限公司，昆明 650031）

1 引言

隨著社會經濟的發展，道路車流量不斷增加，通行車輛的重載化趨勢明顯，在此背景下，部分現狀公路不堪重負，難以滿足日益增長的交通出行要求，存在通行效率低、安全隱患多等問題。針對既有公路進行改擴建是提高公路通行服務能力的重要舉措[1]，在其設計工作中，路線的設計屬于重點內容，因此有必要探討公路改擴建路線的設計方法，經過科學的路線設計后，保障建成的公路有良好的應用效果。

2 普通公路改擴建路線設計原則

2.1 路線走向的設計原則

1）遵循因地制宜的原則，明確當地的地形、地質、水文、氣候等自然條件，調查區域內既有道路的建成情況及通車運營情況，合理規劃改擴建路線走向，協調新舊路線。

2）遵循經濟發展原則，關注沿線城鎮總體規劃，設計公路改擴建路線，利用公路方便居民出行、促進地區經濟發展。

3）遵循資源利用價值最大化的原則，即充分利用老路，減少改擴建占用的土地資源以及工程建設資源，降低工程成本。

4）遵循靈活性原則，根據既有公路的使用現狀以及改擴建項目的功能選擇合適的公路技術指標，以滿足短期公路通行要求。

2.2 路線設計的關鍵要素

公路改擴建工程的重點體現在如下兩部分：一是改線新建工程，設計人員應做好平面、縱斷面、橫斷面三大要素的設計工作；二是沿原有道路擴建工程，在包含三大要素的同時還存在諸多區別于新建工程的側重點，設計的復雜度高，難度大。盡可能擬合平縱面設計，并深入優化各項指標，以突破原有道路條件對改擴建路線的制約，橫斷面設計則將加寬作為重點內容。

3 項目概況

國道G219 線云南綠春（大興）至金平（金河）段改擴建工程，原路線有多處曲線半徑小于30 m，行車視距和停車視距不良，平均縱坡超過限值，回頭彎較多，車輛通行條件較差，存在車輛通行速度慢、行車安全隱患多等問題。同時，道路兩側街道化嚴重，橫向干擾系數大，進一步影響道路車輛的正常行駛。尤其是在社會經濟持續發展之下，現狀道路的通行服務能力無法滿足日益增長的交通運輸量對道路的要求，針對道路進行改擴建是改善公路現狀的重要舉措。

4 公路改擴建路線設計的考慮因素

4.1 自然因素

1）項目區域地勢西北高、東南低，最低處海拔僅為76.4 m，最高處達到3 074.3 m，項目區域屬山嶺區，地形多變，復雜度高，如何有效改擴建以及保障建成后公路的安全運營均屬于重難點內容。在改擴建路線設計中，應根據山區公路對平均縱坡的要求設計路線長度，規劃充足的空間，以消化特殊地形條件導致的高差，但沿線地形復雜，可用作道路走廊帶的空間不足，導致路線設計難度增加。同時，山體的側溝、斜坡坡率等均具有特殊性，限制了路線指標的選取。部分路段陡坡、彎急，展線空間有限，挖方量大，公路施工的擾動性強，易引起生態環境問題，并且由于地質條件特殊，若路基土方開挖等施工活動缺乏安全防控措施，可能引起安全事故。

2）項目沿線的可利用走廊帶有限，同時地質、地形等自然條件錯綜復雜，綜合考慮到生態環境防護、征地拆遷量減少、成本控制等要求，提出基于既有道路的改擴建方案。在路線設計中，考慮舊路的等級、平縱線形等既有道路條件，設計平面線形、縱斷面填挖量等。若局部路段的平面線形良好，采取對既有路面加寬改造的方法；部分既有道路的平縱線形未達到要求時，以實際情況為準，進行局部改線、優化線形；還有部分路段的路面缺乏可行性，且經過局部改線后無法滿足工程要求時，則開啟新的道路路線。

3）部分路段經過鄉鎮，為減弱路線對鄉鎮空間的分割作用以及減小對鄉鎮居民日?；顒拥挠绊?，采取在鄉鎮外側繞行的方法。

4.2 城鎮規劃因素

項目沿線連接綠春縣城、俄扎鄉、老勐鄉、銅廠鄉等鄉鎮，全線位于綠春縣、元陽縣、金平縣境內，在進行路線走向的規劃時，需要考慮到城鎮的分布位置，合理優化路線，以便連接兩縣及城鎮。同時，需考慮到沿線各縣市的發展規劃，注重公路對相關縣、市交通基礎設施的配套作用，使公路與其他設施相輔相成，促進地區的經濟發展。

4.3 其他因素

1）老路利用、沿線生態保護紅線、基本農田保護區等均是本公路改擴建路線設計中需考慮的因素，盡可能權衡好各項因素的關系，發揮出路線在經濟發展、生態環境防護等方面的作用。

2）在路線走向選擇中，需要重點考慮公路等級及路線總方向，兼顧運輸條件、基礎設施建設、經濟規劃、地區資源開發、周邊生態環境防護等條件，經過周全的考慮后，確定合適的路線方案。

3）在工程量增加不多的前提下，盡量采用較高的技術指標。路線應與周邊環境相協調，減少拆遷量、農田占用量。對于沿線的農田保護區及生態保護紅線均要得到防護[2-3]，不可由于公路建設而穿越此類區域。沿線地形條件復雜，為克服地形等自然條件產生的不良影響，需建設橋梁和隧道，因此，設計中還需協調好道路、橋梁和隧道的關系。

4）建設于不良地質區的公路缺乏穩定性、耐久性，在路線設計中還需考慮到主動規避特殊地質區，在源頭上增強安全防護效果。若必須穿越不良地質段，則需加強勘察，掌握地質特性，采取安全防護措施，確保建設在不良地質段的公路具有穩定性。

5 走廊帶的對比分析與選擇

5.1 G219 規劃及控制點

本項目為“綠春—金平”段，大走廊帶為“綠春—金平”走廊帶，根據云南省中長期普通國省道公路規劃圖做進一步的分析，確定本段國道G219 控制點為“綠春—老勐—金平”走廊帶。在本項目中，從公路建設、地區經濟發展等方面進行綜合分析，結合地方政府意見，進行走廊帶的對比、分析與選擇，最終確定“綠春—老勐—銅廠—金平”走廊帶。

5.2 備選走廊

本段路線綠春至老勐至南板河段，走廊方案有限，從可行性的角度來看，主要沿烏拉河及勐拉河沿岸展線，無其他更優的走廊方案。南板河至金平段，路線高程隨著路線的延伸發生變化，例如，從南板河的445 m 到達銅廠鄉周邊的1 785 m，經過多次變化后，再次爬坡至高程約為1 165 m 的終點，即金平縣城。在整個路線走向中，路段以展線爬坡、降坡居多。根據路線情況進行走廊帶的比選，提出G 線走廊帶和K 線走廊帶。

K 線走廊帶：起點在南板河與勐拉河交界部位，路線走向為逆南板河而上，至K85 附近設回頭彎展線爬坡，延伸至銅廠鄉，然后展線下坡，到達三家村后，爬坡展線至金平縣，全長88.826 km。

G 線走廊帶：起點在南板河與勐拉河交界處，跨越河流采用橋梁的形式，然后沿那蘭水電站水庫展線北側展線，直至到達勐拉鎮，遇三家河，以橋梁跨越的方式通過，到達GK113+300 后，遇金平河，以建設橋梁的方式跨越，后續沿蔓耗至金水河二級路至金平，全長38.96 km。

根據不同的公路網規劃方案進行控制點的分析，從國家公路網規劃可知，G219 綠春至金平段的控制點為綠春縣、金平縣；根據云南省中長期公路規劃可知，國道G219 控制點為綠春、老勐、金平，G 線方案走廊帶規劃有省道S327；紅河州相關規劃中，控制點為綠春、老勐、金平。無論云南省還是紅河州的國省道路網相關規劃，均未途經G 線走廊帶的勐拉鎮。由此看來，在云南省及紅河州區域路網規劃中，以K 線走廊帶較為合適。

為進一步驗證K 線走廊帶的可行性，從如下幾個角度進行分析。

1）從區域路網均衡的角度來看：綠春至金水河高速、省道S327 經過G 線走廊帶，此方案具有路網分布較為密集的特點。與之有所不同的是，K 線走廊帶內無高等級道路，部分路段的路面為土路，其穩定性欠佳，尤其是遇到連續降雨天氣時，在水的侵蝕作用下，土路的穩定性明顯下降，有異常狀況出現。綠春縣的部分鄉鎮無高等級公路通過，在進行本項目的建設時，主要影響區為金河鎮、老勐鄉、營盤鄉、老集寨鄉、銅廠鄉，項目影響到約一半人口的出行，為兼顧路線路網功能和路網均衡需求，建議采用K 線走廊帶方案，其具有更突出的路網均衡特性。

2）從交通量的角度來看：金蔓耗至金水河二級路金水河段當量日平均交通量為6 550 輛（根據云南省2018 年站點公路交通調查結果得知），且隨著當地社會經濟的持續發展，道路交通量具有增加的變化趨勢，同時新增道路具有誘增交通量的作用?；陧椖拷ㄔO階段的數據以及對未來的預估，認為蔓金二級路金平過境段在本項目建成時預測平均交通量為13 270 輛，結合道路交通狀況進行分析，可知其存在機非混行干擾的情況，現有二級路交通量將有所增加，并且超出二級路可承受的最大交通量。

3）從社會經濟發展的角度來看：K 線走廊帶沿線經過3 個鄉鎮，人口約為8.77 萬人，G 線走廊帶僅經過勐拉鎮，人口約2.49 萬人，相比K 線走廊帶而言，G 線走廊帶經過區域的人口更少，受益面較窄，且已經存在蔓金二級路可供區域內的居民通往縣城。由此看來，在人口輻射、經濟帶動、資源利用等方面，新建G 線走廊帶均缺乏足夠的社會效益和經濟效益。

經過多個維度的對比、分析后，得出如下結論：建設里程方面，G 線走廊帶比K 線走廊帶長50 km 左右；運營里程方面，K 線走廊帶、G 線走廊帶基本相當；工程規模方面，G 線走廊帶較大、K 線走廊帶較小。從國道網、省路網、紅河州路網規劃多個角度來看，K 線走廊帶更符合路線規劃，具有發展前景，同時考慮到交通量、社會效益和經濟效益、區域路網均衡性等多方面的要求，經過對比、分析，最終認為K 線走廊帶具有更加突出的綜合應用價值。在進行理論分析的基礎上，還參考地方政府意見和本路線路網功能，均認為K 線的綜合應用價值更加可觀，因此，推薦采用K 線走廊帶。

6 結語

綜上所述，改擴建是提高既有公路通行服務能力的重要措施，能夠充分發揮出既有道路的利用價值，以較少的成本投入改善道路條件，為區域社會經濟的發展和居民的便捷出行創設良好的基礎條件。在公路改擴建路線的設計中，需要兼顧安全、質量、成本控制、生態環境防護等多項要求，以較少的資源投入建造高質量的公路，促進社會經濟的良好發展。經本文分析后，綜合考慮經濟、社會、生態環境多類因素，提出路線設計方案，并進行對比、分析和選擇，可為今后其他改擴建工程提供參考。